本发明涉及超级电容器制造技术领域,具体是指超级电容碳生产中碳酸钾回收方法。
背景技术:
生产超级电容器碳过程中则需要大量的氢氧化钾,氢氧化钾的作用主要是在生产活性炭活化过程中使炭材料生成大量的孔隙,从而使之有超强的吸附力和很高的比表面积及孔容积,氢氧化钾在高温活化过程中与炭材料起反应生成碳酸钾,碳酸钾经水萃取后回收,由于其浓度较低,无法直接利用。如果将碳酸钾液体直接排放,不仅污染环境,而且还造成资源浪费,这些问题都有待解决,所以需要对此进行改进。
技术实现要素:
本发明要解决的技术问题是克服以上的技术缺陷,提供一种回收效率高的、耗能低的、可以大幅度降低超级电容碳生产成本的超级电容碳生产中碳酸钾回收方法。
为解决上述技术问题,本发明提供的技术方案为:超级电容碳生产中碳酸钾回收方法,包括以下步骤:
s1、将活化剂在活化炉外的设备中熔融,熔融后投入炭化料混合加热熬制,然后进行加热固化,然后转入活化炉活化制备活化后的超级电容器炭。
s2、将已经活化后的超级电容碳加水处理,然后进行加热处理,形成炭浆。
s3、对加热后的炭浆进行降温和静置处理,然后通过离心处理进行固液分离,收集离心液体,过滤获得碳酸钾溶液。
s4、将获得的碳酸钾溶液通过多效真空蒸发器进行加热浓缩处理,再经过加热和反复进行加热浓缩处理,获得一定浓度的碳酸钾浓溶液。
s5、将碳酸钾浓溶液经过高温加热进行蒸发和降温后,将碳酸钾结晶进行加热干燥,然后经过回收获得碳酸钾结晶。
作为改进,所述活化剂为koh和naoh的混合物,所述炭化料为酚醛树脂,加热的加热温度小于450℃,所述固化是指活化剂在炭化料表面均匀地形成多种结合状态,活化炉温度控制在700℃至800℃,保温1至3h,而后冷却至温度500℃后。
作为改进,所述步骤s2中将超级电容碳活化料加水形成炭浆,加水量比例为1:5至1:8,将形成的炭浆通过水蒸气循环管传导的方式加热,加热至温度为80至100℃。
作为改进,所述步骤s3中离心分离后的碳酸钾溶液浓度为15至30%。
作为改进,所述步骤s4中多效真空蒸发器是经过真空泵连续不断作业,使蒸发器内的负压控制在-0.05至-0.08mpa,碳酸钾溶液在负压条件下浓缩至浓度为45-55%。
作为改进,所述步骤s5中将浓缩后的碳酸钾溶液抽入至滚筒刮板干燥机,将水蒸气通入滚筒刮板干燥机的滚筒内,通过加热将粘附在滚筒上的碳酸钾溶液的水分蒸发、干燥得到碳酸钾结晶。
本发明的目的就是克服上述已有技术存在的不足,不仅得到具有较高经济价值的碳酸钾产品,还能将回收过程中形成的冷凝水二次利用,不仅节省了水资源,也符合国家环保和能源循环利用政策,获得的碳酸钾溶液经加热浓缩至一定的浓度范围,再经结晶干燥后形成固体,此工艺不但回收生产效率高,而且耗能很低,使超级电容碳生产成本大幅降低。
具体实施方式
以下将结合具体实施例详细说明本发明的技术方案,以便更清楚、直观地理解本发明的发明实质。
实施例1:
s1、将活化剂在活化炉外的设备中熔融,所述活化剂为koh和naoh的混合物,熔融后投入炭化料混合加热熬制,所述炭化料为酚醛树脂,加热温度为400℃,然后进行加热固化,所述固化是指活化剂在碳化料表面均匀地形成多种结合状态,然后转入活化炉活化制备活化后的超级电容器炭,活化炉温度控制在750℃,保温2h,而后冷却至温度500℃。
s2、将已经活化后的超级电容碳加水处理,然后进行加热处理,形成炭浆,加水量比例为1:6,将形成的炭浆通过水蒸气循环管传导的方式加热,加热至温度为80℃。
s3、对加热后的炭浆进行降温和静置处理,然后通过离心处理进行固液分离,收集离心液体,过滤获得碳酸钾溶液,分离后的碳酸钾溶液浓度为20%。
s4、将获得的碳酸钾溶液通过多效真空蒸发器进行加热浓缩处理,所述多效真空蒸发器是经过真空泵连续不断作业,使蒸发器内的负压控制在-0.06mpa,碳酸钾溶液在负压条件下浓缩至浓度为50%,再经过加热和反复进行加热浓缩处理,获得一定浓度的碳酸钾浓溶液。
s5、将浓缩后的碳酸钾溶液抽入至滚筒刮板干燥机,将水蒸气通入滚筒刮板干燥机的滚筒内,通过加热将粘附在滚筒上的碳酸钾溶液的水分蒸发、干燥得到碳酸钾结晶。
实施例2:
s1、将活化剂在活化炉外的设备中熔融,所述活化剂为koh和naoh的混合物,熔融后投入炭化料混合加热熬制,所述炭化料为酚醛树脂,加热温度为430℃,然后进行加热固化,所述固化是指活化剂在碳化料表面均匀地形成多种结合状态,然后转入活化炉活化制备活化后的超级电容器炭,活化炉温度控制在700℃,保温3h,而后冷却至温度500℃。
s2、将已经活化后的超级电容碳加水处理,然后进行加热处理,形成炭浆,加水量比例为1:5,将形成的炭浆通过水蒸气循环管传导的方式加热,加热至温度为90℃。
s3、对加热后的炭浆进行降温和静置处理,然后通过离心处理进行固液分离,收集离心液体,过滤获得碳酸钾溶液,分离后的碳酸钾溶液浓度为15%。
s4、将获得的碳酸钾溶液通过多效真空蒸发器进行加热浓缩处理,所述多效真空蒸发器是经过真空泵连续不断作业,使蒸发器内的负压控制在-0.08mpa,碳酸钾溶液在负压条件下浓缩至浓度为55%,再经过加热和反复进行加热浓缩处理,获得一定浓度的碳酸钾浓溶液。
s5、将浓缩后的碳酸钾溶液抽入至滚筒刮板干燥机,将水蒸气通入滚筒刮板干燥机的滚筒内,通过加热将粘附在滚筒上的碳酸钾溶液的水分蒸发、干燥得到碳酸钾结晶。
以上对本发明及其实施方式进行了描述,这种描述没有限制性,实际的方式并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。