小型流化床活化炉
小型流化床活化炉Fluidized bed activation furnace原理：0.2-1 mm 粉炭被 0.3-0.5 m s⁻¹ 蒸汽吹成“沸腾”状态，气固接触时间 5-10 s，传热快。
小型负极材料流化床活化炉技术方案
（适用于 5–20 kg/批的硅碳多孔碳基负极粉体活化、碳包覆或硅沉积）
1、 简介
本小型流化床活化炉设备为立式电加热流化床反应器，专为锂离子电池负极材料（多孔碳、硅碳前驱体、硬碳微球）的活化、碳包覆或硅沉积设计。可在同一炉内完成“活化-沉积-包覆”三步工艺，单批投料 5–20 kg，升温速率 3–8 ℃/min，最高 850 ℃，控温精度 ±1 ℃，硅烷利用率 ≥75 %，连续运行 ≥72 h。
本小型流化床活化炉设备为立式电加热流化床反应器，专为锂离子电池负极材料（多孔碳、硅碳前驱体、硬碳微球）的活化、碳包覆或硅沉积设计。可在同一炉内完成“活化-沉积-包覆”三步工艺，单批投料 5–20 kg，升温速率 3–8 ℃/min，最高 850 ℃，控温精度 ±1 ℃，硅烷利用率 ≥75 %，连续运行 ≥72 h。
2 、遵循标准
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GB/T 10067.1-2019《电热装置基本技术条件》
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GB/T 5959.1-2019《电热装置安全》
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GB/T 30835-2014《工业炉能效限定值》
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JB/T 2379-2016《金属管状电热元件》
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GB 12348-2008 噪声排放
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客户锂电行业洁净度要求：Fe≤30 ppm，Cu≤5 ppm，颗粒≥0.3 µm ≤100 pcs/g。
3 用途
a) 多孔碳碱/水蒸气活化（比表面积 1800–2600 m²/g）；
b) 硅烷裂解在多孔碳孔隙内沉积纳米硅（硅含量 5–50 wt %可调）；
c) 乙炔/丙烷裂解在硅碳表面二次碳包覆（比表面积 ≤5 m²/g，包覆层 3–20 nm）。
a) 多孔碳碱/水蒸气活化（比表面积 1800–2600 m²/g）；
b) 硅烷裂解在多孔碳孔隙内沉积纳米硅（硅含量 5–50 wt %可调）；
c) 乙炔/丙烷裂解在硅碳表面二次碳包覆（比表面积 ≤5 m²/g，包覆层 3–20 nm）。
4、 工作原理
高速惰性气流（N₂/Ar）经多喷嘴气体分布器形成 0.3–0.6 m/s 表观气速，将床层颗粒完全流化；电加热元件通过辐射+对流将床层均匀升温至工艺温度；反应气（SiH₄/C₂H₂/H₂O）从侧喷喷嘴注入，实现泡状流破碎与散式流化，完成活化或沉积；尾气经高温过滤器+洗涤塔达标排放。全过程 PLC 闭环控制温度、压力、气体流量及氧含量≤50 ppm。
高速惰性气流（N₂/Ar）经多喷嘴气体分布器形成 0.3–0.6 m/s 表观气速，将床层颗粒完全流化；电加热元件通过辐射+对流将床层均匀升温至工艺温度；反应气（SiH₄/C₂H₂/H₂O）从侧喷喷嘴注入，实现泡状流破碎与散式流化，完成活化或沉积；尾气经高温过滤器+洗涤塔达标排放。全过程 PLC 闭环控制温度、压力、气体流量及氧含量≤50 ppm。
5 、主要技术参数
电炉名称：小型流化床活化炉
炉膛尺寸：Φ200 × 1000 mm（5 kg 型）/ Φ300 × 1200 mm（20 kg 型）最高温度：850 ℃（长期使用 800 ℃）
升温速率：3–8 ℃/min 可编程
控温段数：3 段独立 PID，K 型热电偶 ±1 ℃
工作压力：常压～0.15 MPa（表压）
流化气速：0.2–0.8 m/s 变频风机无级调节
反应气流量：SiH₄ 0–5 L/min，C₂H₂ 0–10 L/min，H₂O 0–20 g/h
电源：AC380 V±10 %，50 Hz，总功率 18 kW（5 kg）/ 30 kW（20 kg）
冷却水：0.2–0.3 MPa，2 m³/h，接口 DN25
占地：L×W×H 1.2 m×0.9 m×2.2 m（5 kg 型）
重量：净重 550 kg（5 kg）/ 900 kg（20 kg）
6 可增选配置
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在线激光粒度/含硅量检测接口
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氧含量分析仪（0–1000 ppm）
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远传压力+压差变送器（DCS 对接）
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二级冷凝+活性炭吸附尾气处理模块
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自动加碱/酸洗塔（用于活化后中和）
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快速冷却系统：风冷+水冷双通道，降温 800→200 ℃ ≤45 min
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防爆 EX dⅡC T4 设计（硅烷工艺必选）
7 结构特点与模块描述
7.1 反应段模块
7.1 反应段模块
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310S 不锈钢卷制 δ=8 mm，内壁镜面抛光 Ra≤0.4 µm，减少积硅；
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三段外绕 OCr27Al7Mo2 波纹带加热器，热效率 ≥72 %；
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多喷嘴气体分布器：316L 烧结板 5 µm 孔径，开孔率 3 %，可拆换；
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侧喷喷嘴环：12 个 Φ1.2 mm 高速喷嘴，倾角 30°，可单独流量调节。
7.2 扩大段模块
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直径扩大 1.8 倍，内置 2 级旋风挡板，降低颗粒带出率 ≤0.1 %；
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顶部设置烧结金属过滤器（镍基 0.5 µm），在线脉冲反吹，保证压差 <5 kPa。
7.3 加热/隔热模块
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陶瓷纤维模块 200 mm，容重 220 kg/m³，背衬铝箔反射层；
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冷面温度 ≤45 ℃（室温+25 K）。
7.4 进/出料模块
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顶部真空上料机接口，DN150 快速卡箍，带 O 型密封圈；
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底部 3 个 Φ50 mm 出料孔，带 316L 刀闸阀，2 min 完成卸料；
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可选密闭手套箱对接，O₂≤1 ppm 转移。
7.5 控制/安全模块
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西门子 S7-1200 PLC + 10" 彩色触屏；
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三级安全联锁：超温→切断加热；超压→泄爆片+气动阀排空；氧高→停止反应气；
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防爆电磁阀、阻火器、单向阀符合 GB 3836 要求。
8 标准配置清单
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主机（含反应段、扩大段、加热炉壳） 1 套
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气体分布器 1 片（备件 1 片）
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侧喷喷嘴环 1 套（含金属软管）
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电控柜（含 PLC、固态继电器、断路器） 1 台
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质量流量控制器（N₂/SiH₄/C₂H₂ 各 1） 3 套
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热式风速仪 1 套
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K 型热电偶 3 支（含 1 支备用）
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烧结金属过滤器 1 支（含 1 支备用）
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工具箱（内六角、热电偶扳手、硅脂） 1 套
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中文操作手册、出厂检验报告、质保卡 各 1 份
9 易损件与寿命
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气体分布器：连续运行 300 批次或 6 个月
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侧喷喷嘴：6–9 个月（硅烷工艺）
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烧结金属滤芯：200 批次或 12 个月
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加热元件：≥12 个月（设计寿命 8000 h）
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热电偶：≥12 个月
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密封圈（氟橡胶）：3–6 个月
11 售后质保
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整机质保 12 个月（易损件除外），终身技术支持；
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出厂 7 日内提供远程调试指导；
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国内 48 h 到场，海外 72 h 响应；
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质保期内免费更换缺陷零件，人为或误操作除外；
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提供工艺数据库（活化/沉积典型曲线 20 组）。
12 包装与运输
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主机 PE 袋+干燥剂+防震泡沫，外覆 15 mm 胶合板全封闭木箱，符合 ISPM15；
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电控柜独立木箱，内置防潮袋；
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加热元件、热电偶等小件用珍珠棉分隔，贴“向上/易碎”标识；
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运输允许堆码 2 层，叉车口高度 100 mm；
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随机文件用防水袋钉于木箱内壁；
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大件（>500 kg）可改用简易钢框+缠绕膜包裹，节省运费。
13 使用注意事项
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升温速率 ≤8 ℃/min，严禁超温 850 ℃；
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通 SiH₄ 前氧含量必须 ≤50 ppm，否则易形成 SiO₂ 堵塞分布器；
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加热元件断电 30 min 内禁止关闭冷却水，防止干烧；
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每批次后检查分布器压差，>10 kPa 需拆洗；
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严禁粉尘进入电控柜，每月用干燥压缩空气清理；
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长期停用再启前，200 ℃ 烘炉 2 h 去潮；
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硅烷尾气管道每半年用 5 %NaOH 循环清洗一次，防止固体硅沉积。
14 操作方法（典型活化工艺示例）
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准备：上料 10 kg 多孔碳，关闭炉盖，检漏 ≤0.5 kPa/10 min；
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置换：N₂ 25 L/min，10 min，氧含量 <50 ppm；
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升温：5 ℃/min 至 550 ℃，保温 30 min；
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活化：切换水蒸气 15 g/h + N₂ 20 L/min，保持 30 min；
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沉积：降温至 480 ℃，通 SiH₄ 2 L/min + N₂ 20 L/min，6 h；
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包覆：升温至 590 ℃，停 SiH₄，通 C₂H₂ 3 L/min + N₂ 15 L/min，5 h；
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冷却：停反应气，保持 N₂ 20 L/min，程序降温至 60 ℃，自动卸料；
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记录：导出温度/压力/流量曲线，存档备查。
多孔碳水蒸气活化回转炉是一种专用于活性炭、多孔碳材料生产的动态煅烧设备。
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