一种绿色环保型生物质制备磁性碳纳米管/多孔碳材料的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种绿色环保型生物质制备磁性碳纳米管/多孔碳材料的方法和装置，稻壳、木屑、秸秆生物质原料首先与Fe和Ni的金属盐溶液经搅拌机混合，使其原位负载Fe和Ni金属盐后，送入干燥机进行干燥。干燥后的原料进入桨叶式炭化炉中进行碳热还原，热解固体产物即为磁性碳纳米管/多孔碳材料。同时产生的挥发性可燃气体，经氧化钙过滤器过滤酸性气体后经由燃烧器燃烧，与熔盐锅炉换热，换热后的废气和熔盐分别作为干燥机和碳化炉的热源。本发明专利技术的装置回收了热解气体燃烧产生的热量，作为原料干燥和热解的热源，整个系统无需外部供热，并且利用熔盐供热，实现了对碳化炉的精确控温，同时，采用生物质原位负载金属盐，提高了磁性碳材料的品质。

A method and device for the preparation of magnetic carbon nanotubes / porous carbon materials from green biomass

【技术实现步骤摘要】
一种绿色环保型生物质制备磁性碳纳米管/多孔碳材料的方法及装置
本专利技术涉及生物质热解领域，涉及一种绿色环保型生物质制备磁性碳纳米管/多孔碳材料的方法及装置。
技术介绍
传统化石能源的过度开采和使用，加剧了环境污染和资源的枯竭，可再生能源的开发利用，是人类社会急需解决的重大问题。生物质能具有储量丰富、易获取、可再生、低污染等特点，因而被认为是一种重要的可再生能源。生物质通常指自然植物或者植物基材料。据统计，每年全球生物质的生产量可达1000亿吨以上。我国作为一个农业大国每年也产生大量的生物质，除了满足人们的食用和使用以外，剩余的都是通过简单地掩埋或燃烧处理。这种处理方法不仅会造成资源浪费，同时也导致了一定的环境污染。因此，为提高生物质的利用价值，可使用生物质制备燃气、生物质柴油和碳材料等。不仅实现了对生物质经济价值的提升，同时缓解了环境污染以及能源问题。生物质碳材料的制备方法一般为，在无氧环境中利用高温对生物质碳材料进行处理，从而对生物质中的碳元素进行保留，从而得到生物质碳材料。生物质具有含碳量高和孔隙结构丰富等特点，因本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绿色环保型生物质制备磁性碳纳米管/多孔碳材料的方法，其特征在于：包括如下步骤：将生物质原料送入双螺旋搅拌机中，铁和镍的金属盐溶液通过溶液泵和喷嘴与生物质原料进行搅拌混合；混合后的原料经干燥至含水率5％～10％；干燥后的原料进入桨叶式碳化炉进行碳热还原，控制热解温度为600℃±10℃，热解中产生的固体产物经碳化炉排出从而获得磁性碳纳米管/多孔碳材料，热解中产生的可燃气体经氧化钙过滤器除去与金属盐溶液混合而产生的酸性气体后，进入燃烧器燃烧；/n其中，燃烧的高温烟气通过熔盐锅炉进行换热，经加热后的熔盐作为桨叶式碳化炉的热源，换热后的废气作为滚筒式干燥机的热源。/n

【技术特征摘要】
1.一种绿色环保型生物质制备磁性碳纳米管/多孔碳材料的方法，其特征在于：包括如下步骤：将生物质原料送入双螺旋搅拌机中，铁和镍的金属盐溶液通过溶液泵和喷嘴与生物质原料进行搅拌混合；混合后的原料经干燥至含水率5％～10％；干燥后的原料进入桨叶式碳化炉进行碳热还原，控制热解温度为600℃±10℃，热解中产生的固体产物经碳化炉排出从而获得磁性碳纳米管/多孔碳材料，热解中产生的可燃气体经氧化钙过滤器除去与金属盐溶液混合而产生的酸性气体后，进入燃烧器燃烧；
其中，燃烧的高温烟气通过熔盐锅炉进行换热，经加热后的熔盐作为桨叶式碳化炉的热源，换热后的废气作为滚筒式干燥机的热源。


2.根据权利要求1所述的生物质制备磁性碳纳米管/多孔碳材料的方法，其特征在于：制备的磁性碳纳米管/多孔碳材料为内部多孔碳，外部碳纳米管复合结构，金属盐溶液作为活化剂，促进催化剂多孔结构的生成，且在碳热还原过程中，促进烃类挥发分的产生，其在金属活性位表面气相沉积产生碳纳米管，纳米金属颗粒嵌入并均匀地分散在碳基材料内部。


3.根据权利要求1所述的生物质制备磁性碳纳米管/多孔碳材料的方法，其特征在于：使用熔盐锅炉为桨叶式碳化炉供热，为碳化炉提供热源的熔盐，其入口温度约为650℃，出口温度约为550℃，对碳化炉实现精确控温，使桨叶式碳化炉中原料的热解温度维持不变，且熔盐供热后经熔盐泵流回储液罐，实现重复换热。


4.根据权利要求1所述的生物质制备磁性碳纳米管/多孔碳材料的方法，其特征在于：燃烧后的高温烟气经熔盐锅炉换热后产生的废气，作为热源为滚筒式干燥机供热，温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：张书平，王佳兴，刘心志，张后雷，朱曙光，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32