本發(fā)明屬于木焦油催化熱解技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種木焦油催化熱解聯(lián)產(chǎn)富酚液體和摻鐵碳電極材料的裝置。

背景技術(shù)：

生物質(zhì)能是世界上重要的新能源，在應(yīng)對(duì)全球氣候變化、能源供需矛盾、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面發(fā)揮著重要作用，是全球繼石油、煤炭、天然氣之后的第四大能源，成為國(guó)際能源轉(zhuǎn)型的重要力量。

生物質(zhì)能是重要的可再生能源，具有綠色、低碳、清潔、唯一可再生碳源等特點(diǎn)。我國(guó)生物質(zhì)資源非常豐富，可能源化利用的生物質(zhì)資源達(dá)4.6億噸標(biāo)煤?！渡镔|(zhì)能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》將加快生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)利用作為推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命、改善環(huán)境質(zhì)量、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要內(nèi)容。將生物質(zhì)能高效、高質(zhì)的轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品是未來(lái)生物質(zhì)資源利用的重要發(fā)展方向。

作為利用生物質(zhì)能的重要方式，傳統(tǒng)的生物質(zhì)炭化、熱解工藝由于其可持續(xù)發(fā)展性受到了廣泛的關(guān)注。干餾炭化工藝的副產(chǎn)物中的木焦油含有多種無(wú)機(jī)、有機(jī)化合物，對(duì)環(huán)境有著十分強(qiáng)烈的危害性，但同時(shí)也是一種寶貴、廉價(jià)的化工資源。如何資源化利用木焦油，是生物質(zhì)干餾炭化工藝發(fā)展的關(guān)鍵。

木焦油主要為生物質(zhì)三組分在熱解過(guò)程中未完全裂解而形成的片段分子，由熱解木質(zhì)素(主要包括單酚、愈創(chuàng)木酚、紫丁香酚和酚類(lèi)低聚物)、低聚糖和分子聚合物組成，其中含有大量熱穩(wěn)定性差的含氧化合物。采用簡(jiǎn)單蒸餾法，取得木焦油中180-260℃的餾分，采用氣質(zhì)聯(lián)用儀(gc-ms)對(duì)此餾分的成分進(jìn)行了分析，確定了37種化合物，其中含有酚類(lèi)、酮類(lèi)、萘類(lèi)等，它們都是重要的化工原料。其中的酚類(lèi)化合物的相對(duì)含量為40％，占總體木焦油的11％以上。木焦油在精制過(guò)程中，易發(fā)生聚合反應(yīng)，導(dǎo)致木焦油老化分層，而木焦油催化裂解是實(shí)現(xiàn)木焦油高質(zhì)化利用的重要研究方向，易于制備純化度較高的酚類(lèi)化學(xué)品。

但是，目前的木焦油催化裂解裝置，通常僅能獲得品質(zhì)較高的液體產(chǎn)品，而另外兩種副產(chǎn)品(固體碳和氣體產(chǎn)品)附加值不高，尤其是對(duì)其重要的副產(chǎn)品焦炭，目前關(guān)注很少。

而其焦炭產(chǎn)品是一種多孔無(wú)序的碳質(zhì)材料，是很有前景的平臺(tái)材料，可廣泛用于合成功能性材料，如超級(jí)電容器電極材料等。木焦油催化裂解過(guò)程中，引入分子篩、貴金屬催化劑等得到廣泛研究，雖然能夠改善液體產(chǎn)品品質(zhì)，但對(duì)焦炭產(chǎn)物作用不明顯。因此，無(wú)論從技術(shù)先進(jìn)性還是經(jīng)濟(jì)性方面，都不利于實(shí)現(xiàn)將木焦油高效、高質(zhì)地轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品。

近期的研究表明，鐵基催化劑可促進(jìn)纖維素和半纖維素的分解，形成小分子化合物，另一方面其有利于碳納米纖維的生成，促使焦炭形成發(fā)達(dá)的介孔結(jié)構(gòu)，得到的摻鐵碳電極材料具有優(yōu)異的電化學(xué)特性。但是，對(duì)于鐵基催化劑在木焦油裂解方面的作用，尤其是對(duì)液體和焦炭產(chǎn)物的影響，目前報(bào)道還很少。木焦油富含酚類(lèi)物質(zhì)，但其主要以多環(huán)大分子形式存在，目前的研究表明，鐵基的催化劑能明顯降低木焦油的分子量分布，顯著提高單環(huán)酚類(lèi)物質(zhì)的含量。

總之，目前還沒(méi)有一種方法或者裝置，能全方面高效實(shí)現(xiàn)對(duì)木焦油的利用，因此，需要開(kāi)發(fā)出新的方法或者裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)木焦油的高效利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提出了一種木焦油催化熱解聯(lián)產(chǎn)富酚液體和超級(jí)電容器摻鐵碳電極材料的裝置，通過(guò)巧妙設(shè)計(jì)裝置，以能方便在合適的位置和時(shí)機(jī)引入鐵礦催化劑、高溫活化劑，并方便調(diào)節(jié)反應(yīng)參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)木焦油高效、高質(zhì)地催化熱解轉(zhuǎn)化，聯(lián)產(chǎn)制得優(yōu)質(zhì)的富酚液體產(chǎn)品和超級(jí)電容器摻鐵碳電極材料，解決目前木焦油難以高效高值利用的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種木焦油催化熱解聯(lián)產(chǎn)富酚液體和超級(jí)電容器摻鐵碳電極材料的裝置，用于實(shí)現(xiàn)聯(lián)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的富酚液體產(chǎn)品與摻鐵木焦油基超級(jí)電容器復(fù)合材料。，該裝置包括木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器和摻鐵碳活化爐，以木焦油催化熱解及其摻鐵碳活化反應(yīng)，其中，

所述木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器包括反應(yīng)器本體，設(shè)置在該反應(yīng)器本體一端的鐵礦石進(jìn)料倉(cāng)、進(jìn)料絞龍、木焦油噴嘴和中高溫活化氣體導(dǎo)入管，設(shè)置在該反應(yīng)器本體另一端的粗細(xì)顆粒分離器、氣固分離器和木焦油熱解氣導(dǎo)出管，以及設(shè)置在該反應(yīng)器本體內(nèi)部的粉碎鐵球和篩網(wǎng)。工作時(shí)，鐵礦石通過(guò)所述鐵礦石進(jìn)料倉(cāng)和進(jìn)料絞龍進(jìn)入所述木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器，在粉碎鐵球和篩網(wǎng)的作用下進(jìn)行逐級(jí)地粉碎篩分，同時(shí)從所述木焦油噴嘴噴入的木焦油在鐵礦石的催化作用下發(fā)生催化熱解反應(yīng)，高溫活化氣體從所述中高溫活化氣體導(dǎo)入管進(jìn)入所述木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器，為反應(yīng)提供所需熱量，產(chǎn)生的摻鐵碳從所述粗細(xì)顆粒分離器和所述氣固分離器輸出，木焦油催化熱解產(chǎn)生的熱解氣從所述木焦油熱解氣導(dǎo)出管導(dǎo)出；

所述摻鐵碳活化爐包括活化爐本體，布置在該活化爐本體上端的高溫?zé)煔馀懦龉?，設(shè)置在該活化爐本體下端的高溫?zé)煔廨斎牍芎突罨瘹怏w噴嘴，設(shè)置在該活化爐本體內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)扇葉，以及布置在該活化爐本體底部的摻鐵活性碳輸出絞龍，其中，所述摻鐵碳活化爐的進(jìn)料端與所述木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器的氣固分離器相連通，摻鐵碳通過(guò)氣固分離器進(jìn)入所述摻鐵碳活化爐在錯(cuò)落布置的旋轉(zhuǎn)扇葉作用下，逐層下移，并與逆向而來(lái)的高溫活化氣體接觸發(fā)生活化反應(yīng)，形成具有發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)的超級(jí)電容器摻鐵碳電極材料，制備的超級(jí)電容器摻鐵碳電極材料通過(guò)所述摻鐵活性碳輸出絞龍輸出。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器還包括木焦油熱解氣冷凝通道、木焦油熱解不凝氣導(dǎo)出管和富酚液體輸出管，木焦油熱解氣在所述木焦油熱解氣冷凝通道往返流動(dòng)，在外部冷卻水的作用下充分冷卻后得到富酚液體油和不可冷凝的氣體產(chǎn)品，分別從所述富酚液體輸出管和木焦油熱解不凝氣導(dǎo)出管輸出。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器內(nèi)部布置有多級(jí)錯(cuò)落有序的螺旋抄板，用于實(shí)現(xiàn)鐵礦石及粉碎鐵球在木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器內(nèi)均勻分布，同時(shí)可提升粉碎鐵球的高度，增加重力勢(shì)能，促進(jìn)鐵礦石快速粉碎。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器內(nèi)部布置有多級(jí)孔徑逐級(jí)遞減的篩網(wǎng)，保證鐵礦石達(dá)到足夠小的粒徑才可通過(guò)進(jìn)入下一級(jí)反應(yīng)，促使鐵礦石與木焦油進(jìn)行充分催化反應(yīng)，并實(shí)現(xiàn)鐵對(duì)焦炭的初步活化及鐵在焦炭中充分的摻雜，有利于摻鐵碳的生成。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器還包括摻鐵碳輸出管和雜質(zhì)導(dǎo)出管，所述摻鐵碳輸出管兩端分別連接氣固分離器和粗細(xì)顆粒分離器，所述雜質(zhì)導(dǎo)出管設(shè)置在粗細(xì)顆粒分離器的輸出端，所述粗細(xì)顆粒分離器用于實(shí)現(xiàn)細(xì)顆粒的摻鐵碳和粗顆粒的雜質(zhì)的分離，所述氣固分離器用于木焦油熱解氣體和摻鐵碳的進(jìn)一步分離，從而能提高摻鐵碳的純度，以有利于其后續(xù)高值化利用。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述摻鐵碳活化爐內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)扇葉錯(cuò)落有序布置，在活化爐傳動(dòng)裝置帶動(dòng)下，所述旋轉(zhuǎn)扇葉旋轉(zhuǎn)并促使摻鐵碳逐級(jí)下移，同時(shí)使逆流的高溫活化氣體形成強(qiáng)烈的擾動(dòng)，以保證摻鐵碳與高溫活化氣體充分反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)制備超級(jí)電容器摻鐵碳電極材料。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器通過(guò)動(dòng)力裝置上的傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，以保證所述木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器平穩(wěn)可控旋轉(zhuǎn)。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述摻鐵碳活化爐內(nèi)的摻鐵碳活化反應(yīng)所需熱量來(lái)源于所述木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器輸出的不可冷凝氣體產(chǎn)品燃燒，同時(shí)活化反應(yīng)后的中溫活化氣從中高溫活化氣體導(dǎo)出管排出經(jīng)中高溫活化氣體導(dǎo)入管進(jìn)入所述木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器中，為木焦油催化熱解反應(yīng)提供熱量，實(shí)現(xiàn)能量的循環(huán)梯級(jí)利用。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器與粗細(xì)顆粒分離器之間采用耐高溫的旋轉(zhuǎn)密封連接，粗細(xì)顆粒分離器和氣固分離器之間，氣固分離器和摻鐵碳活化爐之間采用耐高溫的密封連接。

總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：

本發(fā)明采用木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器和摻鐵碳活化爐兩級(jí)反應(yīng)裝置，兩級(jí)反應(yīng)裝置相對(duì)獨(dú)立又相互連通，通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)器運(yùn)行工況，可以實(shí)現(xiàn)將木焦油轉(zhuǎn)化為富酚液體產(chǎn)品和超級(jí)電容器摻鐵碳電極材料。

其中，木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器能在驅(qū)動(dòng)裝置作用下旋轉(zhuǎn)，從而能帶動(dòng)內(nèi)部粉碎鐵球和鐵礦石滾動(dòng)，充分混合，促進(jìn)傳熱，同時(shí)促進(jìn)鐵礦石與木焦油充分接觸，有利于木焦油進(jìn)行充分的催化熱解反應(yīng)。木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器內(nèi)布置有多級(jí)錯(cuò)落有序的螺旋抄板，可實(shí)現(xiàn)鐵礦石及粉碎鐵球在木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器截面內(nèi)均勻分布，同時(shí)可增加重力勢(shì)能，促進(jìn)鐵礦石快速粉碎，減少鐵礦石前期粉碎成本。木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器內(nèi)部布置有多級(jí)孔徑逐級(jí)遞減的篩網(wǎng)，保證鐵礦石達(dá)到足夠小的粒徑才可通過(guò)進(jìn)入下一級(jí)反應(yīng)，促使鐵礦石與木焦油進(jìn)行充分催化反應(yīng)。

本發(fā)明裝置設(shè)置有兩組旋風(fēng)分離器，分別是粗細(xì)顆粒分離器和氣固分離器，可分別實(shí)現(xiàn)摻鐵碳細(xì)顆粒與雜質(zhì)粗顆粒，熱解氣體和摻鐵碳的分離，進(jìn)而提高摻鐵碳的純度，有利于其后續(xù)高值化利用。

摻鐵碳活化爐內(nèi)部布置有錯(cuò)落有序的旋轉(zhuǎn)扇葉，在活化爐傳動(dòng)裝置帶動(dòng)下，促使摻鐵碳逐級(jí)下移，同時(shí)使逆流的高溫活化氣體形成強(qiáng)烈的擾動(dòng)，以保證摻鐵碳與高溫活化氣體充分反應(yīng)。利用活化反應(yīng)后的高溫活化氣體的余熱，作為木焦油催化熱解反應(yīng)的熱源，有利于實(shí)現(xiàn)能量梯級(jí)高效利用。通過(guò)協(xié)調(diào)木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器和旋轉(zhuǎn)扇葉的轉(zhuǎn)速，木焦油、鐵礦石、活化氣體給料速率等，可以實(shí)現(xiàn)精確調(diào)富酚液體產(chǎn)品和超級(jí)電容器摻鐵碳電極材料的質(zhì)量。

本發(fā)明中，可引入磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、磷鐵礦等作為木焦油催化熱解的催化劑，及活性碳材料的鐵源添加劑，可實(shí)現(xiàn)鐵礦石的高效附加值利用。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中一種木焦油催化熱解及聯(lián)產(chǎn)富酚液體和超級(jí)電容器摻鐵碳電極材料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中a-a剖面圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中一種木焦油催化熱解及聯(lián)產(chǎn)富酚液體和超級(jí)電容器摻鐵碳電極材料裝裝置中篩網(wǎng)局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例中一種木焦油催化熱解及聯(lián)產(chǎn)富酚液體和超級(jí)電容器摻鐵碳電極材料裝裝置中旋轉(zhuǎn)扇葉的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中一種木焦油催化熱解及聯(lián)產(chǎn)富酚液體和超級(jí)電容器摻鐵碳電極材料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本實(shí)施例的一種木焦油催化熱解聯(lián)產(chǎn)富酚液體和超級(jí)電容器摻鐵碳電極材料的裝置包括木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器8和摻鐵碳活化爐20的兩級(jí)反應(yīng)裝置，兩級(jí)反應(yīng)裝置相互連通。

其中，木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器8包括反應(yīng)器本體，在反應(yīng)器本體的一端設(shè)置在鐵礦石進(jìn)料倉(cāng)1、進(jìn)料絞龍2、木焦油噴嘴26和中高溫活化氣體導(dǎo)入管27，在該反應(yīng)器本體另一端設(shè)置有粗細(xì)顆粒分離器22、氣固分離器11和木焦油熱解氣導(dǎo)出管10，在該反應(yīng)器本體內(nèi)部設(shè)置有粉碎鐵球6和篩網(wǎng)7，鐵礦石通過(guò)所述鐵礦石進(jìn)料倉(cāng)1和進(jìn)料絞龍2進(jìn)入所述反應(yīng)器本體內(nèi)，在粉碎鐵球6和篩網(wǎng)7的作用下進(jìn)行逐級(jí)地粉碎篩分，同時(shí)從所述木焦油噴嘴26噴入的木焦油在鐵礦石的催化作用下發(fā)生催化熱解反應(yīng)，高溫活化氣體從所述中高溫活化氣體導(dǎo)入管27進(jìn)入所述木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器8的反應(yīng)器本體內(nèi)，為反應(yīng)提供所需熱量，產(chǎn)生的摻鐵碳從所述粗細(xì)顆粒分離器22和所述氣固分離器11輸出，木焦油催化熱解產(chǎn)生的熱解氣從所述木焦油熱解氣導(dǎo)出管10導(dǎo)出。

無(wú)需粉碎的鐵礦石(磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、磷鐵礦等)經(jīng)鐵礦石進(jìn)料倉(cāng)1和進(jìn)料絞龍2進(jìn)入木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器8的反應(yīng)器本體內(nèi)，木焦油通過(guò)木焦油噴嘴26噴入木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器8的反應(yīng)器本體內(nèi)，傳動(dòng)齒輪23帶動(dòng)木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器8旋轉(zhuǎn)，增加粉碎鐵球6的重力勢(shì)能和動(dòng)能，對(duì)鐵礦石進(jìn)行充分的粉碎，同時(shí)由于篩網(wǎng)7的逐級(jí)篩分，促進(jìn)鐵礦石與木焦油的充分接觸，進(jìn)而在逆向而來(lái)的熱氣流作用下，木焦油發(fā)生催化裂解反應(yīng)。催化熱解產(chǎn)生的熱解氣從所述木焦油熱解氣導(dǎo)出管10導(dǎo)出，產(chǎn)生的摻鐵碳從所述粗細(xì)顆粒分離器22輸出進(jìn)行后續(xù)進(jìn)一步活化處理。

圖2是圖1中a-a剖面圖，如圖2所示，木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器8的反應(yīng)器本體內(nèi)部布置有多級(jí)錯(cuò)落有序的螺旋抄板28，螺旋抄板28用于實(shí)現(xiàn)鐵礦石及粉碎鐵球在木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器8反應(yīng)器本體內(nèi)均勻分布，同時(shí)可提升粉碎鐵球的高度，增加重力勢(shì)能，促進(jìn)鐵礦石快速粉碎。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中一種木焦油催化熱解及聯(lián)產(chǎn)富酚液體和超級(jí)電容器摻鐵碳電極材料裝裝置中篩網(wǎng)局部結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器8的反應(yīng)器本體內(nèi)部布置有多級(jí)孔徑逐級(jí)遞減的篩網(wǎng)7，篩網(wǎng)7可保證鐵礦石達(dá)到足夠小的粒徑才可通過(guò)進(jìn)入下一級(jí)反應(yīng)，促使鐵礦石與木焦油進(jìn)行充分催化反應(yīng)，并實(shí)現(xiàn)鐵對(duì)焦炭的初步活化及鐵在焦炭中充分的摻雜，有利于摻鐵碳的生成。

木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器8還包括木焦油熱解氣冷凝通道5、木焦油熱解不凝氣導(dǎo)出管3和富酚液體輸出管4，木焦油熱解氣在所述木焦油熱解氣冷凝通道5往返流動(dòng)，在外部冷卻水的作用下充分冷卻后得到富酚液體油和不可冷凝的氣體產(chǎn)品，分別從所述富酚液體輸出管4和木焦油熱解不凝氣導(dǎo)出管3輸出。

所述木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器8還包括摻鐵碳輸出管9和雜質(zhì)導(dǎo)出管21，所述摻鐵碳輸出管9兩端分別連接氣固分離器11和粗細(xì)顆粒分離器22，所述雜質(zhì)導(dǎo)出管21設(shè)置在粗細(xì)顆粒分離器22的輸出端，所述粗細(xì)顆粒分離器22用于實(shí)現(xiàn)細(xì)顆粒的摻鐵碳和粗顆粒的雜質(zhì)的分離，所述氣固分離器11用于木焦油熱解氣體和摻鐵碳的進(jìn)一步分離，從而能提高摻鐵碳的純度，以有利于其后續(xù)高值化利用。

摻鐵碳活化爐20包括活化爐本體，在該活化爐本體上端設(shè)置有高溫?zé)煔馀懦龉?3，在該活化爐本體下端設(shè)置有高溫?zé)煔廨斎牍?8和活化氣體噴嘴15，在該活化爐本體內(nèi)部設(shè)置有旋轉(zhuǎn)扇葉19，在該摻鐵碳活化爐20的活化爐本體底部設(shè)置有摻鐵活性碳輸出絞龍16，其中，所述摻鐵碳活化爐20的進(jìn)料端與所述木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器8的氣固分離器11相連通，摻鐵碳通過(guò)氣固分離器11進(jìn)入所述摻鐵碳活化爐20在錯(cuò)落布置的旋轉(zhuǎn)扇葉19作用下，逐層下移，并與逆向而來(lái)的高溫活化氣體接觸發(fā)生活化反應(yīng)，形成具有發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)的超級(jí)電容器摻鐵碳電極材料，制備的超級(jí)電容器摻鐵碳電極材料通過(guò)所述摻鐵活性碳輸出絞龍16輸出。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例中一種木焦油催化熱解及聯(lián)產(chǎn)富酚液體和超級(jí)電容器摻鐵碳電極材料裝裝置中旋轉(zhuǎn)扇葉的局部結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，其中，灰色部分表示旋轉(zhuǎn)扇葉，白色部分表示空隙。摻鐵碳活化爐20內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)扇葉19錯(cuò)落有序布置，在活化爐傳動(dòng)裝置17帶動(dòng)下，所述旋轉(zhuǎn)扇葉19旋轉(zhuǎn)并促使摻鐵碳逐級(jí)下移，同時(shí)使逆流的高溫活化氣體形成強(qiáng)烈的擾動(dòng)，以保證摻鐵碳與高溫活化氣體充分反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)制備超級(jí)電容器摻鐵碳電極材料。

木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器8的反應(yīng)器本體通過(guò)動(dòng)力裝置25上的傳動(dòng)齒輪23帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，以保證所述木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器8平穩(wěn)可控旋轉(zhuǎn)。

摻鐵碳活化爐20的活化爐本體內(nèi)的摻鐵碳活化反應(yīng)所需熱量來(lái)源于所述木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器8輸出的不可冷凝氣體產(chǎn)品燃燒，同時(shí)活化反應(yīng)后的中溫活化氣從中高溫活化氣體導(dǎo)出管12排出經(jīng)中高溫活化氣體導(dǎo)入管27進(jìn)入所述木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器8中，為木焦油催化熱解反應(yīng)提供熱量，實(shí)現(xiàn)能量的循環(huán)梯級(jí)利用。運(yùn)行過(guò)程中可與燃燒爐結(jié)合，通過(guò)燃燒部分生物質(zhì)來(lái)為氣化反應(yīng)提供熱量，以滿足摻鐵碳活化爐20起動(dòng)及運(yùn)行波動(dòng)時(shí)的能量需求。

木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器8與粗細(xì)顆粒分離器22之間采用耐600℃高溫的旋轉(zhuǎn)密封連接，粗細(xì)顆粒分離器22和氣固分離器11之間、氣固分離器11和摻鐵碳活化爐20之間采用耐800℃高溫的密封連接。

具體地，本發(fā)明裝置的具體工作過(guò)程為：

首先，無(wú)需粉碎的鐵礦石(磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、磷鐵礦等)經(jīng)鐵礦石進(jìn)料倉(cāng)1、進(jìn)料絞龍2及給料傳送帶24進(jìn)入木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器8的反應(yīng)器本體內(nèi)，木焦油通過(guò)木焦油噴嘴26噴入木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器8的反應(yīng)器本體內(nèi)，動(dòng)力裝置25帶動(dòng)傳動(dòng)齒輪23促使木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器8的反應(yīng)器本體旋轉(zhuǎn)。

接著，多級(jí)錯(cuò)落有序的螺旋抄板28實(shí)現(xiàn)鐵礦石及粉碎鐵球在木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器8的反應(yīng)器本體內(nèi)均勻分布，還可提升粉碎鐵球的高度，增加重力勢(shì)能，促進(jìn)鐵礦石快速粉碎。

同時(shí)，由于篩網(wǎng)7的逐級(jí)篩分，直到顆粒達(dá)到足夠小的粒徑才可進(jìn)行下一級(jí)參與反應(yīng)，從而促進(jìn)鐵礦石與木焦油的充分接觸，進(jìn)而在中高溫活化氣體導(dǎo)入管27輸入的高溫活化氣體作用下，木焦油在鐵礦石的催化作用下發(fā)生充分的催化裂解反應(yīng)。摻鐵碳經(jīng)過(guò)粗細(xì)顆粒分離器22將粗顆粒雜質(zhì)直接從雜質(zhì)導(dǎo)出管21排出，細(xì)顆粒的摻鐵碳進(jìn)入氣固分離器11經(jīng)過(guò)氣固分離后排出。催化熱解產(chǎn)生的熱解氣從木焦油熱解氣導(dǎo)出管10導(dǎo)出，在木焦油熱解氣冷凝通道5往返流動(dòng)，在外部冷卻水的作用下充分冷卻后得到富酚液體油和不冷凝的氣體產(chǎn)品，分別從富酚液體輸出管4和木焦油熱解不凝氣導(dǎo)出管3輸出。

然后，從氣固分離器11輸出的提純摻鐵碳進(jìn)入摻鐵碳活化爐20內(nèi)，在活化爐傳動(dòng)裝置17帶動(dòng)下，旋轉(zhuǎn)扇葉19旋轉(zhuǎn)并促使摻鐵碳逐級(jí)下移，同時(shí)，木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器8輸出的不可冷凝氣體產(chǎn)品從高溫?zé)煔廨斎牍?8進(jìn)入高溫?zé)煔鉄煹?4燃燒，加熱從活化氣體噴嘴15噴入的活化氣體(水蒸氣、二氧化碳等)，使其成為高溫活化氣體，為摻鐵碳活化爐20內(nèi)的活化反應(yīng)提供熱量，燃燒后的煙氣從高溫?zé)煔馀懦龉?3排出，實(shí)現(xiàn)能量的充分利用。高溫活化氣體在旋轉(zhuǎn)扇葉19作用下，形成強(qiáng)烈的擾動(dòng)，摻鐵碳與逆向而來(lái)的高溫活化氣體充分接觸，進(jìn)行深入活化反應(yīng)，促進(jìn)水熱焦炭進(jìn)一步開(kāi)孔、擴(kuò)孔，形成具有發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)的超級(jí)電容器摻鐵碳電極材料，反應(yīng)后的高溫活化氣體通過(guò)中高溫活化氣體導(dǎo)出管12輸出，從中高溫活化氣體導(dǎo)入管27進(jìn)入木焦油催化熱解旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器8內(nèi)，為木焦油催化裂解反應(yīng)提供熱量，實(shí)現(xiàn)能量的梯級(jí)利用。

最后，活化反應(yīng)制備的超級(jí)電容器摻鐵碳電極材料通過(guò)摻鐵活性碳輸出絞龍16輸出，制得超級(jí)電容器摻鐵碳電極材料。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。