专利名称：超临界二氧化碳处理废弃高分子成碳微球材料的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种处理废弃高分子材料的装置，具体涉及使用超临界二氧化碳 为压力和温度传送介质，对废弃高分子进行处理来获得碳微球材料的装置。
背景技术：
伴随着塑料、纤维等高分子材料在人类日常生活中的广泛应用，如何处理废弃的 高分子材料也成了人们需要解决的一个问题。中国《合成橡胶工业》(1996年第19卷第67 页)报道了处理废弃高分子材料的三种方法一是焚烧处理法，这种方法简单、高效、易行。 但是，从环保的角度来说，这种方法势必会大幅度增加C02和含S、P、C1等有毒废气的排放， 造成大气污染。二是土壤深埋法，但深埋降解是一个复杂的物理化学过程，塑料等一旦被土 壤覆盖，氧气、紫外线和水的渗透性会显著降低，降解速度大大减慢。在深坑中填埋的聚苯 乙烯和聚乙烯制品，经过20年后只能有50%发生降解，而且降解过程中产生的可溶物渗入 地下水后也会造成污染。三是回收利用法，经过加热重塑或裂解。但是这种方法从根本上 来说，只是延长了高分子材料的使用寿命，当它们完成了使用使命之后，仍然存在着废弃物 的处理问题，另一方面有些塑料制品在使用过程中收到污染，也不易重塑使用。温度及压力均处于临界点以上的流体叫超临界流体。超临界流体的物性兼具液体 性质与气体性质。它基本上仍是一种气态，但又不同于一般气体，其密度比一般气体要大两 个数量级，与液体相近。它的粘度比液体小，但扩散速度比液体快(约两个数量级)，所以有 较好的流动性和传递性能。它的介电常数随压力而急剧变化(如介电常数增大有利于溶解 一些极性大的物质)。另外，根据压力和温度的不同，这种流体的物性会发生变化。超临界 二氧化碳是温度与压力都处于临界点以上的二氧化碳流体。
发明内容为了克服现有的处理方法不能使用无毒无害的方式处理废弃高分子材料这一不 足，本实用新型提供超临界二氧化碳处理废弃高分子成碳微球材料的装置。本实用新型解决其技术问题所采用具体的技术方案是超临界二氧化碳处理废弃高分子成碳微球材料的装置包括反应釜11、接收釜12 ； 所述反应釜11顶部设有固体加料口 1，其底部设有磁力搅拌器6，其底部连通着二氧化碳管 道和氮气管道，二氧化碳管道和氮气管道上分别设有二氧化碳进气阀5和氮气进气阀15， 其底部还设有泄放阀4 ；所述接收釜12外侧设有夹套8，夹套8 一侧上部连通着出水管，另一侧下部连通着 进水管，夹套8的进水口处设有接收釜泄放阀14，接收釜12顶部设有排空口，排空口上设有 排空阀3，排空口一侧设有进气阀13;接收釜12底部设有下出料口，下出料口上设有下出料 阀7 ；所述反应釜11顶部和接收釜12顶部之间由管道连通，所述管道上设有冷水套9， 且串联着截止阀2 ；磁力搅拌器6 —侧上部通过管道连通着冷水套9，其一侧下部通过管道连通着进水管。所述截止阀2的进口处通过三通管设有清洗阀10。该装置使用二氧化碳，通过封闭加热的方式将气态二氧化碳转化为超临界态，废 弃高分子材料在超临界二氧化碳流体中转化为碳微球材料和氢气、水等对环境无害的产 物。本实用新型的有益技术效果体现在以下方面1.可以将废弃高分子材料分解为碳微球、氢气、水等对环境无害的物质，而且分解 后得到的碳微球可以开发出其他用途。2.相对于其他的溶剂来说，本装置中使用的二氧化碳无毒无害，价格低廉，可以在 较低的温度和压力下达到超临界态。(临界温度31. 3°C，临界压力7. 38Mpa)，条件容易满 足。3.本实用新型不仅可以用来处理固体废弃高分子材料，也可以用来处理液态废弃 有机材料，如地沟油、涂料、油漆等。
图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地说明。实施例参见图1，超临界二氧化碳处理废弃高分子成碳微球材料的装置包括反应釜11、 接收釜12。反应釜11顶部设有固体加料口 1，其底部安装有磁力搅拌器6，其底部连通着二 氧化碳管道和氮气管道，二氧化碳管道和氮气管道上分别安装有二氧化碳进气阀5和氮气 进气阀15，其底部还安装有泄放阀4。接收釜12外侧安装有夹套8，夹套8 一侧上部连通 着出水管，另一侧下部连通着进水管，夹套8的进水口处安装有接收釜泄放阀14，接收釜12 顶部设有排空口，排空口上安装有排空阀3，排空口 一侧安装有进气阀13 ；接收釜12底部设 有下出料口，下出料口上安装有下出料阀7。反应釜11顶部和接收釜12顶部之间由管道连 通，管道上安装有冷水套9，且串联着截止阀2 ；磁力搅拌器6 —侧上部通过管道连通着冷水 套9，其一侧下部通过管道连通着进水管。截止阀2的进口处通过三通管安装有清洗阀10。 工作流程为需要处理的废弃高分子材料通过固体加料口 1加入反应釜11，二氧 化碳或氮气通过进气阀5通入反应釜11，在冷水套9中通入冷却水，用于冷却反应釜11升 温过程中磁力搅拌器6和管线阀前端冷却，在夹套8中通入冷却水，用于冷却接收釜12，对 反应釜11进行加热并开动反应釜11内置的磁力搅拌器6，反应结束后通过管线将反应釜 11内物质输运到接收釜12，气态产物通过排空阀3排放，固态产物通过下出料阀7排出。具体工艺步骤如下1.加料通过固体加料口 1加入需要处理的废弃高分子材料，操作中要注意加料 口的清洁。松拆压帽时，要用压帽相邻的六角帽，用两支搬手对偶松拆，防止加料管根部松 动，影响密送。2.进气包括二氧化碳或氮气，分别从两支进气阀5控制选择进气。进入口气体经流化床和涡轮式搅拌与加入的废弃高分子材料充分混合。3.进水通入冷水套9中用于反应釜11升温过程中磁力搅拌器6和管线阀前端 冷却，装置运行升温即通入，不能间断。通入夹套8用于接收釜12的冷却。4.反应通过控制电路开动装置，开始对反应釜11加热并开动磁力搅拌器6。5.排放反应结束后，反应釜11内混合物通过管线输运至接收釜12，开启排空阀 3排放气体，固体生成物从下出料阀7排出。6.清理阀前进气阀13用于通气压反吹清洗过滤器。接收釜清理阀10用于清洗 釜内壁。反应釜泄放阀4用于泄放反应釜11清洗物的排放。接收釜夹套泄放阀4用于接 收釜12停用期间夹套8中水的排空。
权利要求超临界二氧化碳处理废弃高分子成碳微球材料的装置，包括反应釜(11)、接收釜(12)，其特征在于所述反应釜(11)顶部设有固体加料口(1)，其底部设有磁力搅拌器(6)，其底部连通着二氧化碳管道和氮气管道，二氧化碳管道和氮气管道上分别设有二氧化碳进气阀(5)和氮气进气阀(15)，其底部还设有泄放阀(4)；所述接收釜(12)外侧设有夹套(8)，夹套(8)一侧上部连通着出水管，另一侧下部连通着进水管，夹套(8)的进水口处设有接收釜泄放阀(14)，接收釜(12)顶部设有排空口，排空口上设有排空阀(3)，排空口一侧设有进气阀(13)；接收釜(12)底部设有下出料口，下出料口上设有下出料阀(7)；所述反应釜(11)顶部和接收釜(12)顶部之间由管道连通，所述管道上设有冷水套(9)，且串联着截止阀(2)；磁力搅拌器(6)一侧上部通过管道连通着冷水套(9)，其一侧下部通过管道连通着进水管。
2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳处理废弃高分子成碳微球材料的装置，其特 征在于所述截止阀(2)的进口处通过三通管设有清洗阀(10)。专利摘要本实用新型涉及超临界二氧化碳处理废弃高分子成碳微球材料的装置。该装置的反应釜顶部设有固体加料口，其底部设有磁力搅拌器，其底部分别设有二氧化碳进气阀和氮气进气阀，其底部还设有泄放阀；其接收釜外侧设有夹套，夹套连通着出水管和进水管，还设有接收釜泄放阀，接收釜顶部设有排空阀，排空口一侧设有进气阀；接收釜底部设有下出料阀；反应釜顶部和接收釜顶部之间由管道连通，管道上设有冷水套，且串联着截止阀；磁力搅拌器一侧上部连通着冷水套，一侧下部连通着进水管。该装置将废弃高分子材料分解为碳微球、氢气、水等对环境无害的物质，而且分解后得到的碳微球可以开发出其他用途；还可以用来处理地沟油、涂料、油漆等液态废弃有机材料。
文档编号C01B31/02GK201644489SQ20102015502
公开日2010年11月24日 申请日期2010年4月8日 优先权日2010年4月8日
发明者闫楠, 陈乾旺, 魏凌志 申请人:中国科学技术大学