[发明专利]一种制备中间相炭微球的超声雾化方法及装置

权利要求书

1.一种制备中间相炭微球的超声雾化装置，其特征在于：包括中间相沥青熔融炉（1）、螺旋挤压输送机（2）、雾化室（3），以及超声雾化器（12），所述螺旋挤压输送机的输入端与中间相沥青熔融炉（1）的输出端相连，螺旋挤压输送机的输出端位于雾化室（3）的顶部，超声雾化器（12）由雾化器托架（5）固定于雾化室（3）上端；所述雾化室（3）的内壁设置有与温度控制系统（11）相连的控温管道（4），所述雾化室（3）底部设置有粉料收集器（6）以收集中间相沥青小球体，所述雾化室（3）进一步设置有与压力调节系统（8）相连的过滤装置（7）。

2.如权利要求1所述的超声雾化装置，其特征在于：所述螺旋挤压输送机的输出端设置有导流管道与拉瓦尔喷嘴（10），所述超声雾化器（12）设置在导流管道与拉瓦尔喷嘴（10）正下方。

3.如权利要求1所述的超声雾化装置，其特征在于：所述压力调节系统与过滤装置的连接管道上设置有气体控制阀门。

4.如权利要求2所述的超声雾化装置，其特征在于：所述导流管道的直径为5.0mm，拉瓦尔喷嘴的输出口直径为3.0mm，出料量为1.0-2.5kg/min。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的超声雾化装置，其特征在于：所述超声雾化器包括超声工具头（13）、调幅杆（14）、冷却系统（15）、换能器前盖（16）、压电陶瓷堆（17）、换能器后盖（18）、预应力螺栓（19）及信号发生器（20）；所述超声工具头（13）安装在变幅杆（14）的上端，变幅杆（14）的下端安装换能器前盖（16），换能器前盖（16）、压电陶瓷堆（17）及换能器后盖由预紧力螺栓（19）连接，并与预应力螺栓（19）一同置于冷却系统（15）中，压力陶瓷堆（17）通过电极与信号发生器（20）连接。

6.一种基于权利要求1所述的超声雾化装置制备中间相炭微球的方法，其特征在于：中间相沥青前驱体在中间相沥青熔融炉内加热成熔融体后，经过螺旋挤压输送机被输送至超声雾化器的超声工具头，超声工具头对熔融体的中间相沥青液体雾化，中间相沥青液体微粒在雾化室内快速沉降凝固成中间相沥青小微球，最终落入粉料收集器中，对所收集的中间相沥青小球体进行不熔化处理；所述不熔化处理的方法为：在氧化气氛下，首先由室温自由升温至160-270℃，随后以0.1-0.3℃/min的升温速度加热至220-350℃，保温0.5-10小时，使得中间相小球体发生氧化、脱氢、交联剂环化化学反应，在MCMB表面形成相对稳定的C-O-C氧桥结构，最后利用筛分装置对不熔化处理后的中间相炭微球分类即可。

7.如权利要求6所述的制备中间相炭微球的方法，其特征在于：所述超声雾化器的超声频率为15KHz-75KHz。

8.如权利要求6所述的制备中间相炭微球的方法，其特征在于：所述雾化室的气氛为非氧化性气体或者氧气与非氧化性气体组成的混合氧化性气体，其中，在混合氧化性气体中，氧化气氛含量为0-30%。

9.如权利要求8所述的制备中间相炭微球的方法，其特征在于：所述非氧化性气体为N₂、Ar。

10.如权利要求6所述的制备中间相炭微球的方法，其特征在于：所述雾化室的温度控制在15-60℃，压力控制在0.6-1.5atm。