專利名稱：一種批量制備富勒烯的燃燒方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種批量制備富勒烯的燃燒方法及其裝置。
技術(shù)背景目前廣泛使用的批量制備富勒烯的燃燒裝置，如專利號(hào)200480015889所公開的一種，包 括與反應(yīng)爐配合的中空的基座、并排裝于基座內(nèi)的主氣管和輔氣管、位于基座上方的混合室 、蓄壓室、以及裝于蓄壓室前端的氣體噴頭，在基座與反應(yīng)爐之間設(shè)有填料密封裝置，主、 輔氣管均設(shè)有進(jìn)氣接頭，混合室、蓄壓室、氣體噴頭均位于反應(yīng)爐內(nèi)；使用時(shí)，將含有碳?xì)?化物的燃料氣和預(yù)混氧氣分別經(jīng)主氣管和輔氣管送入混合室和蓄壓室，再經(jīng)氣體噴頭，在反 應(yīng)爐內(nèi)的溫度為1500-250(TC、爐內(nèi)的環(huán)境氣壓為130 KPa -200 KPa、氧氣的純度為60%左右 的條件下燃燒，以獲得富勒烯；但在形成穩(wěn)定火焰的過程中，由于燃料氣和預(yù)混氧氣難以混 合均勻，且溫度、氣壓較高，導(dǎo)致燃燒反應(yīng)不穩(wěn)定，極易發(fā)生回火或熄火，不能保證反應(yīng)的 正常進(jìn)行，影響了收率；在燃燒產(chǎn)生的高溫下，主氣管和輔氣管等金屬材料無法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間 正常工作，使用壽命短；填料密封的密封性能較差，無法滿足真空度的要求。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種批量制備富勒烯的燃燒方法及 其裝置，它具有燃料氣和預(yù)混氧氣混合均勻、燃燒穩(wěn)定、可長(zhǎng)時(shí)間正常工作的優(yōu)點(diǎn)，提高了 收率、延長(zhǎng)了使用壽命。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一種批量制備富勒烯的燃燒方法，將燃料氣、預(yù)混氧氣通入 反應(yīng)爐內(nèi)的導(dǎo)流裝置，反應(yīng)爐內(nèi)的溫度為1500-250(TC，其特征在于燃料氣和預(yù)混氧氣通 過管道同心地通入導(dǎo)流裝置并在其內(nèi)混合后噴出燃燒，其中預(yù)混氧氣中氧氣的純度為90%以 上，反應(yīng)爐內(nèi)的環(huán)境氣壓低于10KPa。作為上述燃燒方法的進(jìn)一步改進(jìn)，還對(duì)導(dǎo)流裝置后方的管道區(qū)域進(jìn)行冷卻。 作為上述燃燒方法的進(jìn)一步改進(jìn)，還通過管路將二次氧氣通入導(dǎo)流裝置與燃料氣、預(yù)混 氧氣混合后燃燒。本發(fā)明的一種批量制備富勒烯的燃燒裝置，包括中空的基座、均裝于基座內(nèi)的主氣管和 輔氣管，其特征在于在基座上通過螺紋裝有密封環(huán)，密封環(huán)上設(shè)有密封墊片；在基座上方設(shè) 有導(dǎo)流裝置，導(dǎo)流裝置內(nèi)設(shè)有氣體通道；所述輔氣管套于主氣管外，在輔氣管的底部設(shè)有密封筒或密封底板，在主氣管的前端還裝有位于氣體通道內(nèi)的氣體噴頭，氣體噴頭設(shè)有數(shù)個(gè)噴 孔，輔氣管的上端位于氣體通道內(nèi)或氣體噴頭內(nèi)。使用時(shí)，將基座裝于反應(yīng)爐的端板上，轉(zhuǎn)動(dòng)密封環(huán)將密封墊片壓緊于端板上，提高密封 性能；將燃料氣和預(yù)混氧氣分別經(jīng)主氣管和輔氣管同心地通入導(dǎo)流裝置并在其內(nèi)混合后噴出 燃燒，由于爐內(nèi)的環(huán)境氣壓在10KPa以下，且燃料氣和預(yù)混氧氣可進(jìn)行全方位的混合，混合 更均勻，混合后的氣體從導(dǎo)流裝置均勻噴出，達(dá)到穩(wěn)定燃燒，可長(zhǎng)時(shí)間正常工作。作為上述燃燒裝置的進(jìn)一步改進(jìn)，在輔氣管外還設(shè)有裝于基座內(nèi)的夾套，夾套上設(shè)有進(jìn) 水管和出水管；通過夾套對(duì)導(dǎo)流裝置后方的管道區(qū)域進(jìn)行冷卻，達(dá)到對(duì)主、輔氣管和氣體噴 頭等金屬部件降溫的目的，延長(zhǎng)使用壽命；同時(shí)避免燃料氣和預(yù)混氧氣溫度過高，混合時(shí)發(fā) 生回火或自燃。作為上述燃燒裝置的進(jìn)一步改進(jìn)，所述導(dǎo)流裝置的氣體通道前端為喇叭形，輔氣管的前 端也位于氣體通道內(nèi)；混合氣體在通過喇叭口時(shí)可進(jìn)一步擴(kuò)散，均勻噴出并穩(wěn)定燃燒。作為上述燃燒裝置的進(jìn)一步改進(jìn)，在輔氣管和夾套之間還設(shè)有二次氧氣進(jìn)管；二次氧氣 進(jìn)管與輔氣管之間相互隔離，二次氧氣進(jìn)管的前端位于導(dǎo)流裝置的下方，所述夾套還位于導(dǎo) 流裝置下段的外側(cè)，所述氣體噴頭位于氣體通道下段內(nèi)，在高于氣體噴頭的導(dǎo)流裝置的側(cè)壁 上設(shè)有數(shù)個(gè)氣孔，該氣孔連通夾套與二次氧氣進(jìn)管之間的腔體和氣體通道；使用時(shí)，燃料氣 和預(yù)混氧氣同心地進(jìn)入導(dǎo)流裝置，再與從二次氧氣進(jìn)管、腔體、數(shù)個(gè)氣孔流入導(dǎo)流裝置內(nèi)二 次氧氣混合，再均勻噴出燃燒，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒，可長(zhǎng)時(shí)間正常工作；通入二次氧氣，可滿足 不同工藝條件的需要，調(diào)整預(yù)混氧氣與燃料氣的配比，同時(shí)避免混合時(shí)發(fā)生回火或自燃。本發(fā)明的一種批量制備富勒烯的燃燒裝置，包括中空的基座、均裝于基座內(nèi)的主氣管和 輔氣管，其特征在于在基座上通過螺紋裝有密封環(huán)，密封環(huán)上設(shè)有密封墊片；在基座上方設(shè) 有導(dǎo)流裝置，導(dǎo)流裝置內(nèi)設(shè)有氣體通道，所述氣體通道包括位于其下段的主通道、連接主通 道與其前端面和主通道與其四周側(cè)面的數(shù)條內(nèi)部通道、以及連接其下端面和內(nèi)部通道的數(shù)條 連接通道；所述輔氣管套于主氣管外，在輔氣管的底部設(shè)有密封筒或密封底板，在主氣管的 前端還裝有位于主通道內(nèi)的氣體噴頭，氣體噴頭設(shè)有數(shù)個(gè)噴孔，輔氣管的上端位于導(dǎo)流裝置 的下方，在基座內(nèi)還設(shè)有二次氧氣通道；在輔氣管外還設(shè)有裝于基座內(nèi)的夾套，夾套上設(shè)有 進(jìn)水管和出水管；該結(jié)構(gòu)也可在導(dǎo)流裝置內(nèi)通入二次氧氣，可滿足不同工藝條件的需要，調(diào) 整預(yù)混氧氣與燃料氣的配比，同時(shí)避免混合時(shí)發(fā)生回火或自燃。綜上所述，本發(fā)明具有燃料氣和預(yù)混氧氣混合均勻、燃燒穩(wěn)定、密封性能好、可長(zhǎng)時(shí)間 正常工作的優(yōu)點(diǎn)，滿足了高真空度的需要，提高了收率、延長(zhǎng)了使用壽命。


圖l為本發(fā)明燃燒裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本發(fā)明燃燒裝置實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本發(fā)明燃燒裝置實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。 實(shí)施例一該批量制備富勒烯的燃燒裝置，包括中空的基座l、均裝于基座1內(nèi)的主氣管2和輔氣管3 ，在基座1上通過螺紋裝有密封環(huán)6，密封環(huán)6上設(shè)有密封墊片7;在基座1上方設(shè)有導(dǎo)流裝置8 ，導(dǎo)流裝置8內(nèi)設(shè)有氣體通道9，氣體通道9前端為喇叭形；所述輔氣管3套于主氣管2外，在 輔氣管3的底部設(shè)有密封筒10，在主氣管2的前端還裝有位于氣體通道9內(nèi)的氣體噴頭11，氣 體噴頭ll設(shè)有數(shù)個(gè)噴孔，輔氣管3的上端位于氣體通道9內(nèi)，在輔氣管3外還設(shè)有裝于基座1內(nèi) 的夾套12，夾套12上設(shè)有進(jìn)水管13和出水管14。使用時(shí)，將基座1裝于反應(yīng)爐15的端板16上，轉(zhuǎn)動(dòng)密封環(huán)6將密封墊片7壓緊于端板16上 ，可提高密封性能，滿足高真空度的需要；將燃料氣和預(yù)混氧氣分別經(jīng)主氣管2和輔氣管3同 心地通入導(dǎo)流裝置8并在其內(nèi)混合后噴出燃燒，此時(shí)反應(yīng)爐15內(nèi)的溫度為1500-250(TC，預(yù)混 氧氣中氧氣的純度為90%以上，爐內(nèi)的環(huán)境氣壓在10KPa以下，且燃料氣從中心向四周擴(kuò)散， 與預(yù)混氧氣可進(jìn)行全方位的混合，混合更均勻，混合后的氣體在通過喇叭口時(shí)可進(jìn)一步擴(kuò)散 ，均勻噴出，達(dá)到穩(wěn)定燃燒，可長(zhǎng)時(shí)間正常工作；通過在夾套12內(nèi)通入冷卻水，對(duì)導(dǎo)流裝置 8后方的管道區(qū)域進(jìn)行冷卻，達(dá)到對(duì)主、輔氣管2和3、氣體噴頭ll等金屬部件降溫的目的， 延長(zhǎng)使用壽命；同時(shí)避免燃料氣和預(yù)混氧氣溫度過高，混合時(shí)發(fā)生回火或自燃，且燃料氣流 經(jīng)的主氣管2在輔氣管3的內(nèi)部，有效的避免了燃料氣的冷凝。實(shí)施例二該批量制備富勒烯的燃燒裝置，包括中空的基座l、均裝于基座1內(nèi)的主氣管22和輔氣管 23，在基座1上通過螺紋裝有密封環(huán)6，密封環(huán)6上設(shè)有密封墊片7，在基座l上方設(shè)有導(dǎo)流裝 置28，導(dǎo)流裝置28內(nèi)設(shè)有氣體通道29，氣體通道29前端為喇叭形；所述輔氣管23套于主氣管 22外，在輔氣管23的底部設(shè)有密封筒30，輔氣管23和主氣管22的前端均位于氣體噴頭31內(nèi)， 氣體噴頭31位于氣體通道29的下段內(nèi)，氣體噴頭31設(shè)有數(shù)個(gè)噴孔，在輔氣管外還設(shè)有二次氧 氣進(jìn)管19; 二次氧氣進(jìn)管19與輔氣管23之間相互隔離，二次氧氣進(jìn)管19的前端位于導(dǎo)流裝置 的下方，在二次氧氣進(jìn)管19和導(dǎo)流裝置下段的外側(cè)還設(shè)有夾套32，夾套32上設(shè)有進(jìn)水管24和出水管25;在高于氣體噴頭31的導(dǎo)流裝置28的側(cè)壁上設(shè)有數(shù)個(gè)氣孔18，該氣孔18連通夾套32 與二次氧氣進(jìn)管19之間的腔體和氣體通道29。使用時(shí)，將基座1裝于反應(yīng)爐15的端板16上，轉(zhuǎn)動(dòng)密封環(huán)6將密封墊片7壓緊于端板6上， 將預(yù)混氧氣和燃料氣分別從輔氣管23和主氣管22通入，二次氧氣進(jìn)管19通入二次氧氣，燃料 氣和預(yù)混氧氣同心地進(jìn)入氣體噴頭31和導(dǎo)流裝置28，并混合，再與從二次氧氣進(jìn)管19、腔體 、數(shù)個(gè)氣孔18流入導(dǎo)流裝置28內(nèi)的二次氧氣混合，此時(shí)反應(yīng)爐15內(nèi)的溫度為1500-250(TC， 預(yù)混氧氣中氧氣的純度為90%以上，爐內(nèi)的環(huán)境氣壓在10KPa以下，且燃料氣從中心向四周擴(kuò) 散，與預(yù)混氧氣和二次氧氣可進(jìn)行全方位的混合，混合更均勻，再均勻噴出燃燒，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定 燃燒，可長(zhǎng)時(shí)間正常工作；通過夾套32同樣達(dá)到對(duì)主、輔氣管22和23、 二次氧氣進(jìn)管19、氣 體噴頭31等金屬部件降溫的目的，延長(zhǎng)使用壽命，同時(shí)避免燃料氣和氧氣溫度過高，混合時(shí) 發(fā)生回火或自燃；通入二次氧氣，可滿足不同工藝條件的需要，調(diào)整預(yù)混氧氣與燃料氣的配 比，同時(shí)避免混合時(shí)發(fā)生回火或自燃。實(shí)施例三該批量制備富勒烯的燃燒裝置，包括中空的基座l、均裝于基座1內(nèi)的主氣管42和輔氣管 43，在基座1上通過螺紋裝有密封環(huán)6，密封環(huán)6上設(shè)有密封墊片7;在基座l上方設(shè)有導(dǎo)流裝 置38，導(dǎo)流裝置38內(nèi)設(shè)有氣體通道，所述氣體通道包括位于其下段的主通道、連接主通道與 其前端面和主通道與其四周側(cè)面的數(shù)條內(nèi)部通道39、以及連接其下端面和內(nèi)部通道39的數(shù)條 連接通道40;所述輔氣管43套于主氣管42外，在輔氣管43的底部設(shè)有密封底板44，在主氣管 42的前端還裝有位于主通道內(nèi)的氣體噴頭45，氣體噴頭45設(shè)有數(shù)個(gè)噴孔46，輔氣管43的上端 位于導(dǎo)流裝置38的下方，在基座1內(nèi)還設(shè)有二次氧氣通道33;在輔氣管43外還設(shè)有裝于基座1 內(nèi)的夾套36，夾套36上設(shè)有進(jìn)水管37和出水管34;使用時(shí)，將基座1裝于反應(yīng)爐15的端板16上，轉(zhuǎn)動(dòng)密封環(huán)6將密封墊片7壓緊于端板16上 ，將預(yù)混氧氣和燃料氣分別從輔氣管43和主氣管42同心地從連接通道40或氣體噴頭45和內(nèi)部 通道39通入導(dǎo)流裝置38，并與從二次氧氣通道33通入的二次氧氣在內(nèi)部通道39和連接通道40 內(nèi)混合，此時(shí)反應(yīng)爐15內(nèi)的溫度為1500-250(TC，預(yù)混氧氣中氧氣的純度為90%以上，爐內(nèi)的 環(huán)境氣壓在10KPa以下，且燃料氣從中心向四周擴(kuò)散，與預(yù)混氧氣和二次氧氣可進(jìn)行全方位 的混合，混合更均勻，再均勻噴出燃燒，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒，可長(zhǎng)時(shí)間正常工作；通過夾套36同 樣達(dá)到對(duì)主、輔氣管42和43、氣體噴頭45等金屬部件降溫的目的，延長(zhǎng)使用壽命；同時(shí)避免 燃料氣和預(yù)混氧氣溫度過高，混合時(shí)發(fā)生回火或自燃；通入二次氧氣，可滿足不同工藝條件 的需要，調(diào)整預(yù)混氧氣與燃料氣的配比，同時(shí)避免混合時(shí)發(fā)生回火或自燃。從上述三個(gè)實(shí)施例的工作過程可以看出，它們均可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的燃燒方法，即將燃料氣 、預(yù)混氧氣通過管道同心地通入導(dǎo)流裝置并在其內(nèi)混合后噴出燃燒，并對(duì)導(dǎo)流裝置后方的管 道區(qū)域進(jìn)行冷卻，此時(shí)反應(yīng)爐內(nèi)的溫度為1500-250(TC ，預(yù)混氧氣中氧氣的純度為90%以上， 反應(yīng)爐內(nèi)的環(huán)境氣壓低于10KPa;同心通入，有助于燃料氣和預(yù)混氧氣的均勻混合；氣壓低 ，有助于混合氣體的均勻噴出和穩(wěn)定燃燒；根據(jù)不同工藝的需要，還可通過管路將二次氧氣 通入導(dǎo)流裝置。
權(quán)利要求
1.一種批量制備富勒烯的燃燒方法，將燃料氣、預(yù)混氧氣通入反應(yīng)爐內(nèi)的導(dǎo)流裝置，反應(yīng)爐內(nèi)的溫度為1500-2500℃，其特征在于燃料氣和預(yù)混氧氣通過管道同心地通入導(dǎo)流裝置并在其內(nèi)混合后噴出燃燒，其中預(yù)混氧氣中氧氣的純度為90％以上，反應(yīng)爐內(nèi)的環(huán)境氣壓低于10KPa。
2.如權(quán)利要求l所述的一種批量制備富勒烯的燃燒方法，其特征在于 還對(duì)導(dǎo)流裝置后方的管道區(qū)域進(jìn)行冷卻。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種批量制備富勒烯的燃燒方法，其特征 在于還通過管路將二次氧氣通入導(dǎo)流裝置與燃料氣、預(yù)混氧氣混合后燃燒。
4.一種批量制備富勒烯的燃燒裝置，包括中空的基座、均裝于基座 內(nèi)的主氣管和輔氣管，其特征在于在基座上通過螺紋裝有密封環(huán)，密封環(huán)上設(shè)有密封墊片； 在基座上方設(shè)有導(dǎo)流裝置，導(dǎo)流裝置內(nèi)設(shè)有氣體通道；所述輔氣管套于主氣管外，在輔氣管 的底部設(shè)有密封筒或密封底板，在主氣管的前端還裝有位于氣體通道內(nèi)的氣體噴頭，氣體噴 頭設(shè)有數(shù)個(gè)噴孔，輔氣管的上端位于氣體通道內(nèi)或氣體噴頭內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述的一種批量制備富勒烯的燃燒裝置，其特征在于 在輔氣管外還設(shè)有裝于基座內(nèi)的夾套，夾套上設(shè)有進(jìn)水管和出水管。
6.如權(quán)利要求4或5所述的一種批量制備富勒烯的燃燒裝置，其特征 在于導(dǎo)流裝置的氣體通道前端為喇叭形，輔氣管的前端也位于氣體通道內(nèi)。
7.如權(quán)利要求5所述的一種批量制備富勒烯的燃燒裝置，其特征在于 在輔氣管和夾套之間還設(shè)有二次氧氣進(jìn)管；二次氧氣進(jìn)管與輔氣管之間相互隔離，二次氧氣 進(jìn)管的前端位于導(dǎo)流裝置的下方，所述夾套還位于導(dǎo)流裝置下段的外側(cè)，所述氣體噴頭位于 氣體通道下段內(nèi)，在高于氣體噴頭的導(dǎo)流裝置的側(cè)壁上設(shè)有數(shù)個(gè)氣孔，該氣孔連通夾套與二 次氧氣進(jìn)管之間的腔體和氣體通道。
8. 一種批量制備富勒烯的燃燒裝置，包括中空的基座、均裝于基座 內(nèi)的主氣管和輔氣管，其特征在于在基座上通過螺紋裝有密封環(huán)，密封環(huán)上設(shè)有密封墊片；在基座上方設(shè)有導(dǎo)流裝置，導(dǎo)流裝置內(nèi)設(shè)有氣體通道，所述氣體通道包括位于其下段的主通 道、連接主通道與其前端面和主通道與其四周側(cè)面的數(shù)條內(nèi)部通道、以及連接其下端面和內(nèi) 部通道的數(shù)條連接通道；所述輔氣管套于主氣管外，在輔氣管的底部設(shè)有密封筒或密封底板 ，在主氣管的前端還裝有位于主通道內(nèi)的氣體噴頭，氣體噴頭設(shè)有數(shù)個(gè)噴孔，輔氣管的上端 位于導(dǎo)流裝置的下方，在基座內(nèi)還設(shè)有二次氧氣通道；在輔氣管外還設(shè)有裝于基座內(nèi)的夾套 ，夾套上設(shè)有進(jìn)水管和出水管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種批量制備富勒烯的燃燒方法及其裝置，該燃燒方法包括將燃料氣、預(yù)混氧氣通過管道同心地通入導(dǎo)流裝置并在其內(nèi)混合后噴出燃燒，反應(yīng)爐內(nèi)的溫度為1500-2500℃，預(yù)混氧氣中氧氣的純度為90％以上，反應(yīng)爐內(nèi)的環(huán)境氣壓低于10KPa；該燃燒裝置包括中空的基座、均裝于基座內(nèi)的主氣管和輔氣管，在基座上通過螺紋裝有密封環(huán)，密封環(huán)上設(shè)有密封墊片；在基座上方設(shè)有導(dǎo)流裝置，導(dǎo)流裝置內(nèi)設(shè)有氣體通道；所述輔氣管套于主氣管外，在輔氣管的底部設(shè)有密封筒或密封底板，在主氣管的前端還裝有位于氣體通道內(nèi)的氣體噴頭，氣體噴頭設(shè)有數(shù)個(gè)噴孔，輔氣管的上端位于氣體通道內(nèi)或氣體噴頭內(nèi)。本發(fā)明具有燃料氣和預(yù)混氧氣混合均勻、燃燒穩(wěn)定、可長(zhǎng)時(shí)間正常工作的優(yōu)點(diǎn)，提高了收率、延長(zhǎng)了使用壽命。
文檔編號(hào)C01B31/02GK101654242SQ200910305350
公開日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2009年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月7日
發(fā)明者于寶林, 平 何, 彭汝芳, 李炳炎, 濤 梁, 楚士晉, 聶緒建, 范汝新, 陳正方 申請(qǐng)人:中橡集團(tuán)炭黑工業(yè)研究設(shè)計(jì)院