【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】颗粒系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2017年4月20日提交的美国临时申请号62/487,795、于2017年8月28日提交的美国临时申请号62/551,059和于2017年8月28日提交的美国临时申请号62/551,072的权益，其各自通过引用整体并入本文。
技术介绍
颗粒被用于许多家庭和工业应用。可以通过各种化学过程来产生颗粒。与此类化学过程相关的性能和能量供应已经随着时间的推移而逐步发展。
技术实现思路
本公开内容认识到需要更加高效和有效的过程来产生颗粒，例如碳颗粒。本文还认识到需要提高产生速度、提高产率、降低制造设备的磨损特性等。本公开内容可以提供例如用于将含烃材料转化为碳颗粒的改进过程。本公开内容提供了例如用于生成碳颗粒的系统，其包括：热发生器，其加热一个或多个材料流中的至少一个材料流；以及反应器，其从所述一个或多个材料流生成所述碳颗粒，其中所述碳颗粒具有(i)小于约0.05％的灰分，小于约5ppm的325目砂砾或其组合的纯度，(ii)大于约3.0纳米(nm)的晶格常数(Lc)，和(iii)小于约0.35nm的石墨的002峰的晶格间距(d002)。所述碳颗粒可包含小于约0.3％的硫。所述碳颗粒可包含小于或等于约50ppm的硫。所述碳颗粒可包含小于或等于约10ppm的硫。所述碳颗粒可包含小于或等于约0.03％的灰分。所述碳颗粒可包含小于或等于约0.01％的灰分。所述碳反应器可包括所述热发生器。所述热发生器可用电能加热所述至少一个材料流。所述碳颗粒可具有约15m2/g(平方米/克)至约30...
【技术保护点】
1.一种用于生成碳颗粒的系统，其包括：/n热发生器，其加热一个或多个材料流中的至少一个材料流；以及/n反应器，其从所述一个或多个材料流生成所述碳颗粒，其中所述碳颗粒具有(i)小于约0.05％的灰分、小于约5ppm的325目砂砾或其组合的纯度；(ii)大于约3.0纳米(nm)的晶格常数(L
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170420 US 62/487,795;20170828 US 62/551,059;20171.一种用于生成碳颗粒的系统，其包括：
热发生器，其加热一个或多个材料流中的至少一个材料流；以及
反应器，其从所述一个或多个材料流生成所述碳颗粒，其中所述碳颗粒具有(i)小于约0.05％的灰分、小于约5ppm的325目砂砾或其组合的纯度；(ii)大于约3.0纳米(nm)的晶格常数(Lc)；和(iii)小于约0.35nm的石墨的002峰的晶格间距(d002)。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述碳颗粒包含小于约0.3％的硫。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述碳颗粒包含小于或等于约50ppm的硫。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述碳颗粒包含小于或等于约10ppm的硫。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述碳颗粒包含小于或等于约0.03％的灰分。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述碳颗粒包含小于或等于约0.01％的灰分。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述碳反应器包括所述热发生器。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述热发生器用电能加热所述至少一个材料流。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述碳颗粒具有约15m2/g(平方米/克)至约300m2/g的表面积。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述碳颗粒包括炭黑。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述碳颗粒包含小于或等于约1ppm的325目砂砾。
12.一种用于制备碳颗粒的方法，其包括：
加热热传递气体；以及
将所述热传递气体与烃原料混合以生成所述碳颗粒，其中所述碳颗粒具有(a)大于所述碳颗粒的压缩邻苯二甲酸二丁酯(CDBP)吸收的小于或等于约1.3倍的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收；或(b)约15m2/g(平方米/克)至约300m2/g的表面积，以及小于约0.05％的灰分和/或小于约5ppm的325目砂砾的纯度。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括将所述热传递气体与所述烃原料混合以生成所述碳颗粒和氢气。
14.根据权利要求12所述的方法，进一步包括在所述加热的下游将所述热传递气体与所述烃原料混合。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述热传递气体包含大于约60％的氢气。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述热传递气体是氢气。
17.根据权利要求12所述的方法，其中所述烃原料包含按重量计至少约70％的甲烷、乙烷、丙烷或其混合物。
18.根据权利要求12所述的方法，其中所述碳颗粒包括炭黑。
19.根据权利要求12所述的方法，其中所述加热包括用电能加热。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述加热包括通过电弧加热。
21.根据权利要求12所述的方法，其中所述碳颗粒包含小于或等于约0.03％的灰分。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述碳颗粒包含小于或等于约0.01％的灰分。
23.根据权利要求12所述的方法，其中所述碳颗粒包含小于或等于约1ppm的325目砂砾。
24.根据权利要求12所述的方法，进一步包括使用(i)油制粒或者(ii)利用蒸馏水和无灰分粘合剂的制粒来将所述碳颗粒制粒。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述无灰分粘合剂是糖。
26.根据权利要求12所述的方法，其中所述碳颗粒包含小于或等于约0.4％的氧。
27.根据权利要求12所述的方法，其中所述碳颗粒包含大于或等于约99％的碳。
28.根据权利要求12所述的方法，其中所述碳颗粒包含小于约0.4％的氢。
29.根据权利要求12所述的方法，其中所述碳颗粒的从80％相对湿度的气氛吸水的亲和力小于约0.5ml(毫升)水/平方米所述碳颗粒表面积。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述从80％相对湿度的气氛吸水的亲和力小于约0.05ml水/平方米所述碳颗粒表面积。
31.根据权利要求12所述的方法，其中所述碳颗粒具有约0至约8mJ/m2的水铺展压力(WSP)。
32.根据权利要求31所述的方法，其中所述WSP小于约5mJ/m2。
33.根据权利要求12所述的方法，其中所述碳颗粒具有小于或等于约0.5μmol/m2的总表面酸基团含量。
34.一种碳颗粒，所述碳颗粒的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收大于所述碳颗粒的压缩邻苯二甲酸二丁酯(CDBP)吸收的小于或等于约1.3倍。
35.根据权利要求34所述的碳颗粒，其中所述颗粒是炭黑。
36.根据权利要求35所述的碳颗粒，其中所述DBP与CDBP的比率小于或等于参考炭黑的DBP与CDBP的比率的约95％。
37.根据权利要求34所述的碳颗粒，其中所述颗粒具有约15m2/g(平方米/克)至约300m2/g的表面积。
38.根据权利要求34所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒具有大于约1nm的Lc。
39.根据权利要求38所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒具有大于或等于约3nm的Lc。
40.根据权利要求39所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒具有大于约4nm的Lc。
41.根据权利要求34所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒具有大于约3.0nm的Lc、小于约0.35nm的d002或其组合。
42.根据权利要求34所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒具有就La或Lc而言约3nm至约20nm的结晶度。
43.根据权利要求34所述的碳颗粒，其中所述DBP大于所述CDBP的小于或等于约1.1倍。
44.根据权利要求34所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒包含按重量计小于约0.3％的硫。
45.根据权利要求34所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒包含按重量计小于或等于约0.4％的氧。
46.根据权利要求34所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒包含按重量计大于或等于约99％的碳。
47.根据权利要求34所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒包含按重量计小于约0.4％的氢。
48.根据权利要求34所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒具有比参考炭黑更低的氢含量。
49.根据权利要求34所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒的从80％相对湿度的气氛吸水的亲和力小于约0.5ml(毫升)水/平方米所述碳颗粒表面积。
50.根据权利要求49所述的碳颗粒，其中所述从80％相对湿度的气氛吸水的亲和力小于约0.05ml水/平方米所述碳颗粒表面积。
51.根据权利要求34所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒具有约0至约8mJ/m2的水铺展压力(WSP)。
52.根据权利要求51所述的碳颗粒，其中所述WSP小于约5mJ/m2。
53.根据权利要求34所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒具有小于或等于约0.5μmol/m2的总表面酸基团含量。
54.碳颗粒，其具有(i)约15m2/g(平方米/克)至约300m2/g的表面积，以及(ii)小于约0.05％的灰分、小于约5ppm的325目砂砾或其组合的纯度。
55.根据权利要求54所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒包括炭黑颗粒。
56.根据权利要求54所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒具有大于约3.0nm的Lc、小于约0.35nm的d002、小于约0.3％的硫或其任何组合。
57.根据权利要求56所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒具有大于约3.0nm的Lc、小于约0.35nm的d002、小于约10ppm的硫或其任何组合。
58.根据权利要求54所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒的tote大于或等于约99％。
59.根据权利要求54所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒具有(i)约19m2/g至约50m2/g的氮表面积(N2SA)和约55ml/100g至约131ml/100g的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收。
60.根据权利要求54所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒具有(i)约23m2/g至约35m2/g的氮表面积(N2SA)和约59ml/100g至约71ml/100g的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收，或(ii)约19m2/g至约39m2/g的N2SA和约55ml/100g至约75ml/100g的DBP。
61.根据权利要求54所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒具有(i)约29m2/g至约41m2/g的氮表面积(N2SA)和约84ml/100g至约96ml/100g的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收，或(ii)约25m2/g至约45m2/g的N2SA和约80ml/100g至约100ml/100g的DBP。
62.根据权利要求54所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒具有(i)约34m2/g至约46m2/g的氮表面积(N2SA)和约115ml/100g至约127ml/100g的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收，或(ii)约30m2/g至约50m2/g的N2SA和约111ml/100g至约131ml/100g的DBP。
63.根据权利要求54所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒包含小于或等于约0.03％的灰分。
64.根据权利要求63所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒包含小于或等于约0.01％的灰分。
65.根据权利要求54所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒包含小于或等于约1ppm的325目砂砾。
66.根据权利要求54所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒包含小于或等于约0.4％的氧。
67.根据权利要求54所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒包含大于或等于约99％的碳。
68.根据权利要求54所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒包含小于约0.4％的氢。
69.根据权利要求54所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒具有比参考炭黑更低的氢含量。
70.根据权利要求54所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒的从80％相对湿度的气氛吸水的亲和力小于约0.5ml(毫升)水/平方米所述碳颗粒表面积。
71.根据权利要求70所述的碳颗粒，其中所述从80％相对湿度的气氛吸水的亲和力小于约0.05ml水/平方米所述碳颗粒表面积。
72.根据权利要求54所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒具有约0至约8mJ/m2的水铺展压力(WSP)。
73.根据权利要求72所述的碳颗粒，其中所述WSP小于约5mJ/m2。
74.根据权利要求54所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒具有小于或等于约0.5μmol/m2的总表面酸基团含量。
75.一种碳颗粒，其具有(i)大于或等于约15平方米/克(m2/g)的氮表面积(N2SA)，以及(ii)小于约5ppm的硫。
76.根据权利要求75所述的碳颗粒，其中所述N2SA为约23m2/g至约35m2/g，并且邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收为约59ml/100g至约71ml/100g。
77.根据权利要求75所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒包含按重量计小于约1ppm的硫。
78.根据权利要求75所述的碳颗粒，其中所述N2SA小于或等于约300m2/g。
79.根据权利要求75所述的碳颗粒，其中所述N2SA大于或等于约20m2/g。
80.根据权利要求75所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒包含小于或等于约0.4％的氧。
81.根据权利要求75所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒包含大于或等于约99％的碳。
82.根据权利要求75所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒包含小于约0.4％的氢。
83.根据权利要求75所述的碳颗粒，其中所述颗粒具有比参考炭黑更低的氢含量。
84.根据权利要求75所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒的从80％相对湿度的气氛吸水的亲和力小于约0.5ml(毫升)水/平方米所述碳颗粒表面积。
85.根据权利要求84所述的碳颗粒，其中所述从80％相对湿度的气氛吸水的亲和力小于约0.05ml水/平方米所述碳颗粒表面积。
86.根据权利要求75所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒具有约0至约8mJ/m2的水铺展压力(WSP)。
87.根据权利要求86所述的碳颗粒，其中所述WSP小于约5mJ/m2。
88.根据权利要求75所述的碳颗粒，其中所述碳颗粒具有小于或等于约0.5μmol/m2的总表面酸基团含量。
89.一种包含根据权利要求75所述的碳颗粒的橡胶。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：N·J·哈德曼，约翰·W·里斯，
申请(专利权)人：巨石材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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