[发明专利]制备碱性活性炭的设备和方法

说明书

本申请根据35U.S.C.§120要求于2014年07月23日提交的提交的美国专利申请系列号14/338,898的优先权权益，本文以该申请为基础并将其全部内容结合于此。

本文所述的出版物和专利文献的全文内容通过参考结合于本文。

背景

本公开总体涉及用于制造活性炭的碱性化学活化方法。

概述

在一些实施方式中,本公开提供例如间歇地、半连续地或连续地制备活性炭的设备和方法。在一些实施方式中,本公开提供在炭的碱性活化过程中抑制泡沫和最小化腐蚀的方法和设备。

附图简要说明

在本发明的实施方式中：

图1显示用于低成本KOH化学活化法的工艺流程图(100)。

图2A和图2B分别显示来自连续加料实验的所得C:KOH堆(图2A)，以及来自连续加料实验的温度和功率数据随时间的变化(图2B)。

图3显示用于连续活化过程的设备(300)的外部正视图。

图4显示图3所示设备(300)的横截面，且显示使用渐进加料从碳和碱性批料材料初始形成坯料(800A)和坯料生长(800B)的方面和事件。

图5显示图3所示设备(300)的横截面，且显示使用渐进加料且在稳定状态下时碳和碱性材料坯料在后续时间中形成和进一步生长(800C)以及终止点(800D)的方面和事件，且因为通过基座(800)中的孔除去活化材料，坯料向下连续移动。

图6A和图6B详细显示碱性(例如,热KOH)加料器的透视图(图6A)和横截面视图(图6B)，用于将新鲜的碱性氢氧化物材料分配到之前分配的碳粉末层上。

图7显示碳加料器透视图，其与图6的碱性加料器以及图3的设备联用。

图8显示图3所示设备的基座组件(800)的透视图。

图9显示图3所示设备(300)的清洗槽(341)组件。

详细描述

下面将参考附图(如果有)详细描述本发明的各种实施方式。对各种实施方式的参考不限制本发明的范围，本发明范围仅受所附权利要求书的范围的限制。此外，在本说明书中列出的任何实施例都不是限制性的，且仅列出要求保护的本发明的诸多可能实施方式中的一些实施方式。

定义

“活化”、“发生活化”等术语指在碳制品中形成孔，从而产生高表面积性质，如本文所定义。在共同拥有和转让的美国专利号8,252,716中提及了活化。

“渐进层压”指连续地沉积一层混合物或者同时但独立地沉积多层组分，然后混合。

“略微氧化性气氛”指设备之内的气氛，且气氛可包括例如蒸气、氧气、空气或其组合。

“易变层”指膜、屏幕或类似阻挡层，其防止坯料污染或堵塞旋转盘传送器或基座中的洗涤喷涂开口，且该层可容易地使用洗涤水的作用来崩解。适用于易变层的一个示例是

“包括”、“包含”或类似术语意为包括但不限于，即内含而非排它。

用来描述本发明实施方式的修饰例如组合物中成分的量、浓度、体积、加工温度、加工时间、产量、流速、压力、粘度等数值及它们的范围或者组分的尺寸等数值以及它们的范围的“约”指数量的变化，可发生在例如：制备材料、组合物、复合物、浓缩物、组成部件、制品制造或应用制剂的典型测定和处理步骤中；这些步骤中的无意误差；制造、来源或用来实施所述方法的原料或成分的纯度方面的差异中；以及类似考虑因素中。术语“约”还包括由于具有特定初始浓度或混合物的组合物或制剂的老化而不同的量，以及由于混合或加工具有特定初始浓度或混合物的组合物或制剂而不同的量。

“任选的”或“任选地”意指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，描述内容包括事件或情况发生的场合以及事件或情况没有发生的场合。

除非另外说明，否则，本文所用的不定冠词“一个”或“一种”及其相应的定冠词“该”表示至少一(个/种)，或者一(个/种)或多(个/种)。

可采用本领域普通技术人员熟知的缩写(例如，表示小时的“h”或“hr”，表示克的“g”或“gm”，表示毫升的“mL”，表示室温的“rt”，表示纳米的“nm”以及类似缩写)。

在组分、成分、添加剂、尺度、条件、时间和类似方面公开的具体和优选的数值及其范围仅用于说明，它们不排除其他限定数值或限定范围内的其他数值。本发明的设备和方法可包括本文所述的任何数值或数值、具体数值、更具体的数值和优选数值的任何组合，包括明示或暗示的中间值和范围。