生产固体碳材料的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了生产固体碳材料的方法。该方法包括提供通过热处理碳质原料而形成的含碳材料。该含碳材料能够进行聚合。该方法还包括将含碳材料与聚合剂混合，形成材料混合物。此外，该方法包括将材料混合物加热到发生聚合的温度，以生成固体碳材料。该方法还包括在聚合之前，将其他材料加进材料混合物。

Methods and systems for the production of solid carbon materials

The present invention provides a method for the production of solid carbon materials. The method includes the provision of carbon - containing materials formed through the heat treatment of carbonaceous materials. The carbon containing material can be polymerized. The method also includes mixing carbon containing materials with polymerizer to form a material mixture. In addition, the method includes heating the material mixture to the temperature of the polymerization to produce solid carbon materials. The method also includes adding other materials to the material mixture before the polymerization.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产固体碳材料的方法和系统
本专利技术涉及一种生产固体碳材料的方法和系统。
技术介绍
碳质原料，例如煤和石油，可用于生产固体碳材料。例如，焦煤，煤焦油和煤焦油沥青通常用于生产用于钢铁工业的冶金焦或其他类型的碳材料，或者生产用于铝工业的电极。然而，上述碳材料的生产存在许多问题。特别是，一些目前使用的原料，如焦煤，是不可再生的和耗尽的。焦煤仅占现有煤储量的小部分。不幸的是，其它等级低于或高于焦煤的煤，例如:褐煤，褐煤，次烟煤，低粘结烟煤和无烟煤，不具有生产冶金焦所需的粘结性能，不是制造冶金焦的合适原料。此外，以上述方式使用碳材料导致CO2和如SO2和NOx之类的其它污染物的显著排放。用焦煤或石油生产的冶金焦除了硫含量高外，灰分产量也相对较高，这在冶金行业的应用中引起了许多问题。除了冶金工业之外，其他行业也需要具有高强度的固体碳材料，例如废水处理和金矿开采。固体碳材料(例如活性炭)必须具有良好的机械强度以用于这些应用。生物质是唯一可直接用于生产固体碳材料的可再生资源。然而，生物质衍生碳材料通常质量不足以替代诸如冶金焦和高强度活性炭之类的固体碳材料。这就需要用生物质或其他相对便宜的低粘结碳质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产固体碳材料的方法，所述方法包括：提供通过热处理碳质原料而形成的能够进行聚合的含碳材料；将含碳材料与聚合剂混合，形成材料混合物；及将所述材料混合物加热到使其发生聚合的温度，以生成所述固体碳材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.13 AU 20159013141.一种生产固体碳材料的方法，所述方法包括：提供通过热处理碳质原料而形成的能够进行聚合的含碳材料；将含碳材料与聚合剂混合，形成材料混合物；及将所述材料混合物加热到使其发生聚合的温度，以生成所述固体碳材料。2.根据权利要求1所述的方法，其中通过热解或水热处理或液化或其它热处理方式处理所述碳质原料形成所述含碳材料。3.一种生产固体碳材料的方法，所述方法包括：提供通过热解或水热处理碳质原料而形成的能够进行聚合的含碳材料；将所述含碳材料与聚合剂混合，形成材料混合物；及将所述材料混合物加热到使其发生聚合的温度，以生成所述固体碳材料。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述碳质原料包括生物质。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述含碳材料包括可流动液体或不可流动的糊剂。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括将所述含碳材料与其他材料混合的步骤。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述其他材料有孔，并且其中至少一些材料混合物的聚合发生在所述其他材料的孔内。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述其他材料包括源自煤、生物质和炭中至少之一的细颗粒。9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其中所述其他材料包括用来生成固体碳复合材料的有机或无机添加剂。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述其他材料包括用来生成碳金属复合材料的无机盐。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中逐步执行加热所述材料混合物的步骤。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在惰性环境中执行加热所述材料混合物以使所述材料混合物发生聚合的步骤。13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括将所生成的固体碳材料加热到使其碳化和/或使其除去挥发成分的温度的步骤。14.根据权利要求13所述的方法，其中将所生成的固体碳材料加热至400℃至1500℃之间的温度。15.根据权利要求13或14所述的方法，其中使所述材料混合物聚合以及碳化所生成的固体碳材料的步骤以交替的方式重复一次或多次，以最终增加所生成的固体碳材料的密度。16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括提供催化剂以提高所述材料混合物聚合速率的步骤。17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括从所述碳质原料中得到所述聚合剂和残余物的步骤。18.根据权利要求17所述的方法，其中，对所述残余物作进一步处理，产生能够进行聚合的含碳材料及带孔的其他材料,使某些聚合发生在其他材料的孔内。19.根据权利要求17或18所述的方法，其中通过热解所述残余物，产生能够进行聚合的所述含碳材料。20.一种生产固体碳材料的方法，所述方法包括：提供通过热处理碳质原料而形成的能够进行聚合的含碳材料；提供有孔的其他材料；将所述含碳材料、所述其他材料与聚合剂混合，形成材料混合物；及将所述材料混合物加热到发生聚合的温度，以生成所述固体碳材料，其中至少一些所述材料混合物的聚合发生在所述其他材料的孔内。21.一种用于生产固体碳材料的系统，所述系统包括聚合反应器，所述聚合反应器包括：至少一个入口,用于提供材料混合物，所述材料混合物包括通过热处理碳质原料而形成的能够进行聚合的所述含碳材料和聚合剂；反应区域,用于接收所述材料混合物；及热源,用于为所述反应区域提供热；其中反应区域中的所述材料混合物被加热到发生聚合的温度,以生成所述固体碳材料。22.一种用于生产固体碳材料的聚合反应器，所述聚合反应器包括：至少一个入口，用于提供材料混合物，所述材料混合物包括通过热解或水热处理碳质原料而形成的能够进行聚合的含碳材料和聚合剂；反应区域，用于接收所述材料混合物；及热源，用于为所述反应区域提供热；其中反应区域中的所述材料混合物被加热到发生聚合的温度，以生成所述固体碳材料。23.根据权利要求21或22所述的聚合反应器，还包括移动机构，其被设置为使所述材料混合物通过所述反应区域，并且其中所述热源被设置为加热所述反应区域，以使温度沿着所述反应区域递增。24.根据权利要求21至23中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春柱，胡勋，
申请(专利权)人：科廷大学，
类型：发明
国别省市：澳大利亚,AU