[发明专利]一种可现场制备炭气凝胶的设备与工艺

权利要求书

1.一种可现场制备炭气凝胶的设备,由乳化总成(1)，螺杆泵总成(2)，微波加热炭化总成(3)，冷却定型区(4)构成，其特征是乳化总成(1)出口与螺杆泵总成(2)进口联接，螺杆泵总成(2)出口与加热炭化总成(3)进口联接，加热炭化总成(3)出口与冷却定型区(4)进口联接；

乳化总成(1)由罐体(1-6)，上盖(1-5)，搅拌器(1-3)，进料口(1-2)，保护泄压阀(1-4)，进水管(1-1)，罐底阀门(1-8)，加热保温套A(1-7)构成；罐体(1-6)上部为圆柱状，下部为倒圆台，可密封的上盖(1-5)安装在罐体(1-6)上口，罐体(1-6)下口作为乳化总成(1)出口与螺杆泵总成(2)进口联接；搅拌器(1-3)穿过上盖(1-5)与罐体(1-6)圆柱中心轴重合安装，上盖(1-5)上还安装有可密封的进料口(1-2)，进水管(1-1)与保护泄压阀(1-4)；罐底阀门(1-8)安装在罐体(1-6)倒圆台下台面上，罐体(1-6)外包有加热保温套A(1-7)；螺杆泵总成(2)由螺杆泵(2-1)与包裹在螺杆泵泵体上加热保温套B(2-2)构成，螺杆泵(2-1)进口作为螺杆泵总成(2)进口与乳化总成(1)出口联接，螺杆泵(2-1)出口作为螺杆泵总成(2)出口与加热炭化总成(3)进口联接；微波加热炭化总成(3)由微波腔体(3-4)，微波发生器(3-2)，炭化硅陶瓷管(3-3)，保温套C(3-1)构成，圆柱状微波腔体(3-4)几何尺寸满足微波谐振腔的要求，微波腔体(3-4)上均匀分布微波发生器(3-2)，微波发生器(3-2)由微波电源供电，保温套C(3-1)包裹在微波腔体(3-4)外；可吸收微波发热的炭化硅陶瓷管(3-3)与圆柱状微波腔体(3-4)的圆柱中心轴重合安装在微波腔体(3-4)内部；炭化硅陶瓷管(3-3)进口作为微波加热炭化总成(3)进口与螺杆泵总成(2)出口联接，炭化硅陶瓷管出口(3-3)作为微波加热炭化总成(3)出口；加热炭化总成出口(3)与冷却定型区(4)进口联接

冷却定型区(4)几何形状,决定了炭气凝胶形状。

2.一种根据权利要求1所述的可现场制备炭气凝胶的设备进行炭气凝胶制备的工艺,包括如下步骤：

a).关闭罐底阀门(1-8)，从进料口(1-2)装入原料，原料是含炭源碳水化合物:木焦油，沥青，水溶性酚醛树脂中一种；

b).从进水管(1-1)装入水,水与原料重量比0.1-10:100；

c).加热保温套A(1-7)将水与原料加热至80-90℃,并开动搅拌器(1-3)搅拌水与原料至乳化状；

d).打开乳化总成的罐底阀门(1-8),开动螺杆泵(2-1),螺杆泵(2-1)将已乳化状水与原料挤入微波加热炭化总成(3)的炭化硅陶瓷管(3-3)內腔道；

e).启动微波发生器(3-2)电源,微波对炭化硅陶瓷管(3-3)內腔道中已乳化状水与原料；

加热,首先水吸收微波,升温气化形成气泡膨化,随后原料也加热至260-360℃炭化点,含炭源的碳水化合物脱水炭化成炭气凝胶；

f).已膨化-炭化形成炭气凝胶进入冷却定型区(4),冷却定型构成成品炭气凝胶。