一種高溫反應(yīng)裝置及石墨烯材料生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了的高溫反應(yīng)裝置，包括氣體控制單元、粉體控制單元、高溫反應(yīng)單元和收料單元；氣體控制單元控制高溫反應(yīng)單元入口處的氣流的速度；粉體控制單元控制粉體進(jìn)入氣流的速度；收料單元與高溫反應(yīng)單元的出口連通，對(duì)反應(yīng)后的物料進(jìn)行氣固分離。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該高溫反應(yīng)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)粉體材料的高溫氣氛連續(xù)熱處理。氣體控制單元能夠調(diào)整整個(gè)過程中進(jìn)氣量，進(jìn)而控制粉體在高溫反應(yīng)單元內(nèi)的受熱時(shí)間。反應(yīng)后粉體進(jìn)入收料單元，不需要停機(jī)降溫就能收料，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)反應(yīng)；另外，收料單元能夠使得反應(yīng)完成后生成的氣體與粉體材料快速分離，能夠避免副反應(yīng)，進(jìn)一步提高了粉體材料的純度。本發(fā)明還公開了一種石墨烯材料生產(chǎn)系統(tǒng)。
【專利說明】
一種高溫反應(yīng)裝置及石墨烯材料生產(chǎn)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高溫反應(yīng)裝置。此外，本發(fā)明還涉及一種具有上述高溫反應(yīng)裝置的石墨烯材料生產(chǎn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]許多粉體材料在制備、生產(chǎn)、加工或改性的過程中，往往需要較高的溫度來(lái)促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行，有時(shí)候還需要特定的氣氛來(lái)保護(hù)粉體材料不被氧化或使氣氛與粉體材料發(fā)生反應(yīng)。
[0003]傳統(tǒng)方式中，可以通過噴霧熱解等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)可溶或易分散體系的高溫高速熱解?；蛘呃门_(tái)車爐、窯爐或箱式爐分批進(jìn)行高溫的氣氛反應(yīng)。但是，難分散體系或敏感溶劑不能使用噴霧熱解的方式，另外噴霧熱解對(duì)氣氛的控制不足;而臺(tái)車爐，窯爐或箱式爐往往存在料層不能與氣氛充分接觸，反應(yīng)不完全，反應(yīng)時(shí)間難以較好控制，并且上述裝置均需分批反應(yīng)，不能連續(xù)生產(chǎn)。
[0004]因此，如何設(shè)計(jì)一種能夠進(jìn)行連續(xù)反應(yīng)且反應(yīng)時(shí)間可控的高溫反應(yīng)裝置，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前急需解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種高溫反應(yīng)裝置，該高溫反應(yīng)裝置能夠進(jìn)行連續(xù)的反應(yīng)，且高溫反應(yīng)的時(shí)長(zhǎng)可控。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種石墨烯材料生產(chǎn)系統(tǒng)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了一種高溫反應(yīng)裝置，包括氣體控制單元、粉體控制單元、高溫反應(yīng)單元和收料單元;所述氣體控制單元控制所述高溫反應(yīng)單元入口處的氣流的速度;所述粉體控制單元控制粉體進(jìn)入所述氣流的速度;所述收料單元與所述高溫反應(yīng)單元的出口連通，對(duì)反應(yīng)后的物料進(jìn)行氣固分離。
[0007]可選地，所述氣體控制單元包括氣源和氣流控制模塊;所述氣源通過管道與所述高溫反應(yīng)單元的入口連通;所述氣流控制模塊控制所述管道內(nèi)的氣流的流量與壓力。
[0008]可選地，所述粉體控制單元包括料倉(cāng)及位于所述料倉(cāng)下側(cè)的出料機(jī);所述出料機(jī)的出料口與所述管道連通;所述出料機(jī)控制所述料倉(cāng)內(nèi)的粉體進(jìn)入所述管道的速度。
[0009]可選地，所述料倉(cāng)的出料口處還設(shè)有預(yù)流化進(jìn)氣口。
[0010]可選地，所述粉體控制單元還包括混合吹送模塊;所述混合吹送模塊的進(jìn)氣口通過所述管道與所述氣源連通;所述混合吹送模塊的出氣口通過所述管道與所述高溫反應(yīng)單元的入口連通;所述出料機(jī)的出料口與所述混合吹送模塊的進(jìn)料口連通;所述出料機(jī)控制所述料倉(cāng)內(nèi)的粉體進(jìn)入所述混合吹送模塊的速度。
[0011]可選地，所述氣體控制單元還包括螺旋導(dǎo)氣塞，所述氣源的氣體經(jīng)過所述螺旋導(dǎo)氣塞進(jìn)入所述混合吹送模塊。
[0012]可選地，所述螺旋導(dǎo)氣塞的本體上設(shè)有多個(gè)平行的斜孔。
[0013]可選地，所述料倉(cāng)的頂部設(shè)有抽氣口與補(bǔ)氣口。
[0014]可選地，所述收料單元包括至少一級(jí)除塵器，及設(shè)于所述除塵器與所述高溫反應(yīng)單元之間的冷卻機(jī)構(gòu)。
[0015]本發(fā)明還提供了一種石墨烯材料生產(chǎn)系統(tǒng)，包括上述任一項(xiàng)所述的高溫反應(yīng)裝置。
[0016]本發(fā)明提供的高溫反應(yīng)裝置，包括氣體控制單元、粉體控制單元、高溫反應(yīng)單元和收料單元;氣體控制單元控制高溫反應(yīng)單元入口處的氣流的速度;粉體控制單元控制粉體進(jìn)入氣流的速度;收料單元與高溫反應(yīng)單元的出口連通，對(duì)反應(yīng)后的物料進(jìn)行氣固分離。
[0017]該高溫反應(yīng)裝置工作時(shí)，氣體控制單元控制高溫反應(yīng)單元入口處的氣流，粉體控制單元控制粉體進(jìn)入氣流的速度，進(jìn)入氣流的粉體與氣流形成氣溶膠，改變氣流的速度和進(jìn)入氣流的粉體的速度，能夠改變氣溶膠的濃度和流速，氣溶膠能夠以不同的濃度和流速進(jìn)入高溫反應(yīng)單元，氣溶膠的流速能夠確定其通過高溫反應(yīng)單元的時(shí)間，經(jīng)過高溫反應(yīng)單元后，由收料單元對(duì)反應(yīng)后的氣溶膠進(jìn)行氣固分離，可以一邊收料一邊回收氣體。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，該高溫反應(yīng)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)粉體材料的高溫氣氛連續(xù)熱處理。氣體控制單元能夠調(diào)整整個(gè)過程中的氣體流速，進(jìn)而控制粉體在高溫反應(yīng)單元內(nèi)的受熱時(shí)間，同時(shí)可以使粉體材料連續(xù)地進(jìn)出料，在流動(dòng)運(yùn)輸過程中在高溫段回流受熱或在高溫段快速熱解。反應(yīng)后粉體進(jìn)入收料單元，不需要停機(jī)降溫就能收料，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)反應(yīng);另外，收料單元能夠使得反應(yīng)完成后生成的氣體與粉體材料快速分離與降溫，能夠避免副反應(yīng)，進(jìn)一步提高了粉體材料的純度。
[0019]本發(fā)明還提供了一種石墨烯材料生產(chǎn)系統(tǒng)，包括上述高溫反應(yīng)裝置，該高溫反應(yīng)裝置具有上述技術(shù)效果，故該石墨烯材料生產(chǎn)系統(tǒng)也具有相應(yīng)的技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明所提供的高溫反應(yīng)裝置的一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明所提供的高溫反應(yīng)裝置的另一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]其中，圖1和圖2中的附圖標(biāo)記和部件名稱之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下:
氣體控制單元I;氣源11;氣流控制模塊12;螺旋導(dǎo)氣塞13;粉體控制單元2;料倉(cāng)21;料倉(cāng)的抽氣口 211;料倉(cāng)的補(bǔ)氣口 212;出料機(jī)22 ；出料機(jī)的出料口 221;預(yù)流化進(jìn)氣口 222 ；混合吹送模塊23;混合吹送模塊的進(jìn)氣口 231;混合吹送模塊的出氣口 232;混合吹送模塊的進(jìn)料口 233 ；高溫反應(yīng)單元3 ；收料單元4 ；除塵器41 ；冷卻機(jī)構(gòu)42 ；管道5。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本發(fā)明的核心是提供一種高溫反應(yīng)裝置，該高溫反應(yīng)裝置能夠進(jìn)行連續(xù)的反應(yīng)，且高溫反應(yīng)的時(shí)長(zhǎng)可控。本發(fā)明的另一個(gè)核心是提供一種石墨烯生產(chǎn)線。
[0023]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0024]請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明所提供的高溫反應(yīng)裝置一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]在一種具體的實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種高溫反應(yīng)裝置，包括氣體控制單元1、粉體控制單元2、高溫反應(yīng)單元3和收料單元4;氣體控制單元I控制高溫反應(yīng)單元3入口處的氣流的速度;粉體控制單元2控制粉體進(jìn)入氣流的速度;收料單元4與高溫反應(yīng)單元3的出口連通，對(duì)反應(yīng)后的物料進(jìn)行氣固分離。
[0026]該高溫反應(yīng)裝置工作時(shí)，氣體控制單元I控制高溫反應(yīng)單元3入口處的氣流的速度，粉體控制單元2控制粉體進(jìn)入氣流的速度，進(jìn)入氣流的粉體與氣流形成氣溶膠，改變氣流的速度和進(jìn)入氣流的粉體的速度，能夠改變氣溶膠的濃度和流速，使得氣溶膠能夠以不同的濃度和流速進(jìn)入高溫反應(yīng)單元3，氣溶膠的流速能夠確定其通過高溫反應(yīng)單元3的時(shí)間，經(jīng)過高溫反應(yīng)單元3后，由收料單元4對(duì)反應(yīng)后的氣溶膠進(jìn)行氣固分離，可以一邊收料一邊回收氣體。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，該高溫反應(yīng)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)粉體材料的高溫氣氛連續(xù)熱處理。氣體控制單元I能夠調(diào)整整個(gè)過程中的氣體流速，進(jìn)而控制粉體在高溫反應(yīng)單元3內(nèi)的受熱時(shí)間，同時(shí)使粉體材料連續(xù)地進(jìn)出料，在流動(dòng)運(yùn)輸過程中在高溫段回流受熱或在高溫段快速熱解。反應(yīng)后進(jìn)入收料單元4，不需要停機(jī)降溫就能收料，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)反應(yīng)；另外，收料單元4能夠使得反應(yīng)完成后生成的氣體與粉體材料快速分離與降溫，能夠避免副反應(yīng)，進(jìn)一步提高了粉體材料的純度。
[0028]進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，氣體控制單元I包括氣源11和氣流控制模塊12，氣源11通過管道5與高溫反應(yīng)單元3的入口連通，氣流控制模塊12控制管道5內(nèi)的氣流的流量與壓力。
[0029]氣源能夠提供高溫反應(yīng)單元3中所需的氣體，例如，如果需要進(jìn)行氧化反應(yīng)，就提供氧化性氣體，如果需要進(jìn)行還原反應(yīng)，就提供還原性氣體。氣源提供的氣體通過管道5進(jìn)入高溫反應(yīng)單元3中，管道5內(nèi)氣流的流量和壓力由氣流控制模塊12控制。
[0030]氣流控制模塊12通過控制管道內(nèi)氣流的流量與壓力，來(lái)控制粉料在高溫反應(yīng)單元內(nèi)停留的時(shí)間，從而能實(shí)現(xiàn)物料長(zhǎng)時(shí)間回流受熱或短時(shí)間快速熱解的工藝目標(biāo)。
[0031]氣流控制模塊12可以包括定時(shí)器、壓力計(jì)、氣流調(diào)節(jié)閥或安全閥等。為了防止壓力過高，氣流控制模塊12可以設(shè)有壓力計(jì)，管道5內(nèi)的壓力超過安全壓力時(shí)，可以停止進(jìn)氣或者開始泄氣;還可以設(shè)置一個(gè)緊急泄壓的安全閥，相當(dāng)于保險(xiǎn)，壓力過高后會(huì)自動(dòng)泄氣。
[0032]進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方式中，粉體控制單元2包括料倉(cāng)21及位于料倉(cāng)21下側(cè)的出料機(jī)22;出料機(jī)22的出料口 221與管道5連通；出料機(jī)22控制所述料倉(cāng)21內(nèi)的粉體進(jìn)入所述管道5的速度。
[0033]粉體位于料倉(cāng)21內(nèi)，將料倉(cāng)21內(nèi)的氣體置換為與氣源11提供的氣體一致，出料機(jī)22位于料倉(cāng)21的下部，控制粉體進(jìn)入管道5的速度，進(jìn)而能夠控制粉體與氣流形成的氣溶膠的濃度。具體的，粉體進(jìn)入管道5的速度根據(jù)具體的反應(yīng)需求設(shè)定。
[0034]出料機(jī)22的出料口221也可以用作氣體進(jìn)入料倉(cāng)21的進(jìn)氣口。在管道5上還可以設(shè)置閥門，以便在需要的時(shí)候封閉氣源11和高溫反應(yīng)單元3之間的通路。例如，在料倉(cāng)21中置換氣體時(shí)，可以關(guān)閉閥門，以便使氣源11的氣體全部通過出料機(jī)22的出料口 221進(jìn)入料倉(cāng)21，對(duì)料倉(cāng)21內(nèi)原本的氣體進(jìn)行置換。
[0035]請(qǐng)參考圖2，進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，料倉(cāng)21的出料口221處還可以設(shè)有預(yù)流化進(jìn)氣口 222，預(yù)流化進(jìn)氣口 222用于通入氣體，預(yù)先流化料倉(cāng)21出料口 221處的粉體，對(duì)于易結(jié)塊的粉體物料，預(yù)硫化可以避免粉料結(jié)塊堵住出料口 221，導(dǎo)致無(wú)法順利下料的問題。
[0036I請(qǐng)參考圖2，進(jìn)一步的【具體實(shí)施方式】中，粉體控制單元2還包括混合吹送模塊23;混合吹送模塊23的進(jìn)氣口 231通過管道5與氣源11連通;混合吹送模塊23的出氣口 232通過管道5與高溫反應(yīng)單元3的入口連通；出料機(jī)22的出料口 221與混合吹送模塊23的進(jìn)料口 233連通；出料機(jī)22控制料倉(cāng)21內(nèi)的粉體進(jìn)入混合吹送模塊23的速度。
[0037]混合吹送模塊23具有進(jìn)氣口 231、出氣口 232和進(jìn)料口 233，來(lái)自氣源11的氣體通過管道5從進(jìn)氣口 231進(jìn)入混合吹送模塊23，來(lái)自料倉(cāng)21的粉體從進(jìn)料口 233進(jìn)入混合吹送模塊23，氣體和粉體在混合吹送模塊23中充分有效混合，形成均勻的氣溶膠，然后從出氣口232離開混合吹送模塊23，再通過管道5進(jìn)入高溫反應(yīng)單元3。
[0038]進(jìn)一步的【具體實(shí)施方式】中，混合吹送模塊23的出氣口232設(shè)有文丘里管，用于控制氣體從混合吹送模塊23吹出時(shí)的壓力。
[0039]混合吹送模塊23連接到高溫反應(yīng)單元3的入口處，需要提高攜帶有粉料的氣體的壓力，以確保粉體能夠更有效地傳遞入高溫反應(yīng)單元3。當(dāng)混合吹送模塊23與高溫反應(yīng)單元3的入口的連通管道5長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，僅依靠調(diào)節(jié)氣流控制模塊12控制高溫反應(yīng)單元3的入口處的氣流速度，控制力相對(duì)較弱，較沉的物料容易從氣流中落下來(lái)。此時(shí)在混合吹送模塊23的出氣口 232處設(shè)置文丘里管，文丘里管使粉料在氣體攜帶過程中能以束狀發(fā)送，通過控制氣體從混合吹送模塊23吹出時(shí)的壓力，來(lái)進(jìn)一步調(diào)控高溫反應(yīng)單元3的入口處的壓力。
[0040]進(jìn)一步地，還可以在混合吹送模塊23的進(jìn)氣口231設(shè)有氣體噴頭，用于控制氣體吹入混合吹送模塊23時(shí)的壓力。上述的氣體噴頭可以是增壓噴頭。
[0041]在混合吹送模塊23上還可以設(shè)置觀察口，用以觀察混合吹送模塊23中氣固的混合情況。
[0042]請(qǐng)參考圖1和圖2，在一種具體的實(shí)施方式中，氣體控制單元I還包括螺旋導(dǎo)氣塞13，氣源11的氣體經(jīng)過螺旋導(dǎo)氣塞13后進(jìn)入混合吹送模塊23。
[0043]氣源11的氣體經(jīng)過螺旋導(dǎo)氣塞13，呈螺旋狀進(jìn)入管道5，并在管道5內(nèi)呈螺旋狀的氣流，與粉體混合后也仍呈螺旋狀并進(jìn)入高溫反應(yīng)單元3 ο與直流進(jìn)氣相比，直流內(nèi)部會(huì)有渦流，會(huì)使得部分粉料吹不進(jìn)去，螺旋狀的氣流，可以保證粉料全部被吹入高溫反應(yīng)單元3。此外，如果粉體掉入文丘里管和對(duì)應(yīng)的文丘里混合器中，粉體容易堆積在文丘里管中，螺旋氣流有助于形成渦流并將粉體從文丘里管中輸送出來(lái)。
[0044]進(jìn)一步地，螺旋導(dǎo)氣塞13的本體上設(shè)有多個(gè)平行的斜孔。
[0045]氣流進(jìn)入螺旋導(dǎo)氣塞13后，通過螺旋導(dǎo)氣塞13上預(yù)設(shè)的導(dǎo)氣口，沿多個(gè)平行的斜孔流出，在管道5內(nèi)形成螺旋氣流。平行的斜孔的傾斜角度可以改變，可以根據(jù)不同的需求調(diào)節(jié)螺旋氣流的流動(dòng)路線。
[0046]參見圖1和圖2，進(jìn)一步具體的實(shí)施方式中，料倉(cāng)21的頂部設(shè)有抽氣口211和補(bǔ)氣口212。粉體物料加入料倉(cāng)21后，可以對(duì)料倉(cāng)21內(nèi)的氣氛進(jìn)行多次置換，使其與氣源11提供的氣氛環(huán)境一致。補(bǔ)氣口 212可以設(shè)置在料倉(cāng)21的側(cè)面，用于在抽真空階段完成后補(bǔ)氣置換料倉(cāng)21內(nèi)氣氛。
[0047]優(yōu)選的，出料機(jī)22為螺旋下料機(jī)或震動(dòng)下料機(jī)。螺旋下料機(jī)的轉(zhuǎn)速可調(diào)，利用螺旋下料機(jī)的不同轉(zhuǎn)速，可以使粉體物料以不同的量進(jìn)入管道5內(nèi)，與管道5內(nèi)的氣流形成不同濃度的氣溶膠，最終實(shí)現(xiàn)粉體稀相或密相的輸運(yùn)并進(jìn)入高溫反應(yīng)單元3。震動(dòng)下料機(jī)在工作過程中可把塊狀，顆粒狀物料從料倉(cāng)中均勻，定時(shí)，連續(xù)地送入管道5或混合吹送?？?3中，下料均勻，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。
[0048]上述各具體的實(shí)施方式中，高溫反應(yīng)單元3可以為高溫管式爐，高溫管式爐的入口位于底部，出口位于頂部。高溫管式爐可以為立式高溫管式爐，可以通過控制爐膛的溫度，來(lái)實(shí)現(xiàn)不同溫度的工藝需求。爐膛部分可隨工藝需求，選擇石英、陶瓷或鎢管等材料。
[0049]在上述各具體的實(shí)施方式中，收料單元4包括至少一級(jí)除塵器41，及設(shè)于所述除塵器41與所述高溫反應(yīng)單元3之間的冷卻機(jī)構(gòu)42。
[0050]上述的除塵器41可以是旋風(fēng)分離器和/或布袋除塵器等氣固分離設(shè)備。旋風(fēng)分離器將氣流切向引入，使氣流在其內(nèi)部進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，具有達(dá)到的慣性離心力，能夠?qū)崿F(xiàn)固體和氣體的分離。該收料單元4可以設(shè)置多級(jí)旋風(fēng)分離器，具體的根據(jù)實(shí)際使用中的需要設(shè)定旋風(fēng)分離器的級(jí)數(shù)，獲得最佳的分離效果。布袋除塵器尺寸遠(yuǎn)小于旋風(fēng)分離器，有利于設(shè)備尺寸的改進(jìn)。
[0051 ]粉體物料在高溫反應(yīng)單元3內(nèi)反應(yīng)完成后，伴隨高溫氣氛離開高溫反應(yīng)單元3，可以先通過冷卻機(jī)構(gòu)42，使粉體物料與高溫氣體快速降溫，再送入除塵器41實(shí)現(xiàn)氣固分離，避免高溫對(duì)除塵器41造成損傷破壞。冷卻機(jī)構(gòu)42可以是風(fēng)冷翅片管和/或水冷翅片管;優(yōu)選的可以是一套風(fēng)冷翅片管和水冷翅片管，物料先經(jīng)過風(fēng)冷翅片管，再經(jīng)過水冷翅片管，確保降溫效率。
[0052]對(duì)于需要回收的氣體，可以從除塵器41上口排出并重新凈化實(shí)現(xiàn)回收。經(jīng)過高溫處理的粉料從除塵器41的收集罐中取出，完成分離，更換收集罐即可繼續(xù)收料，使出、入料均連續(xù)進(jìn)行。
[0053]現(xiàn)結(jié)合【附圖說明】本申請(qǐng)的兩個(gè)具體的實(shí)施方式:
實(shí)施例一:高溫惰性氣氛快速熱解。
[0054]打開料倉(cāng)21，將待熱解的粉體物料加入料倉(cāng)21。隨后將料倉(cāng)21抽空，再?gòu)某隽蠙C(jī)22的出料口 221和料倉(cāng)21的進(jìn)氣口鼓入體系所需的惰性氣體。往復(fù)2-3次，完成體系的氣氛置換。
[0055]隨即打開高溫管式爐，開始升溫至反應(yīng)需要的指定溫度。達(dá)到指定溫度后，打開冷卻機(jī)構(gòu)42的進(jìn)、出水，使高溫管式爐出氣溫度降至可接受的范圍。
[0056]再打開氣源11，通過氣流控制模塊12使氣流平穩(wěn)后通入體系，吹掃體系殘留的空氣一定時(shí)長(zhǎng)(5_30min，隨需要的凈度不同可適當(dāng)延長(zhǎng)時(shí)間)，使體系轉(zhuǎn)為惰性氣氛。
[0057]完成后，打開出料機(jī)22，調(diào)節(jié)下料速度，并調(diào)節(jié)氣流控制模塊12的進(jìn)氣量，使粉料可以充分被氣流吹起，并形成穩(wěn)定氣溶膠從管道5中輸運(yùn)。氣溶膠快速通過高溫管式爐即完成熱解，送入除塵器41分離，最終得到目標(biāo)產(chǎn)品。
[0058]當(dāng)停機(jī)時(shí)，先關(guān)閉出料機(jī)22，繼續(xù)進(jìn)氣一段時(shí)間，直至除塵器41的收料瓶中不再有新的物料被吹出時(shí)關(guān)閉高溫管式爐，同時(shí)停止進(jìn)氣，當(dāng)溫度下降到300°C以下后，關(guān)閉冷卻機(jī)構(gòu)42的進(jìn)出水，完成停機(jī)。
[0059]實(shí)施例二:高溫氧化氣氛回流加熱。
[0060]打開料倉(cāng)21，將待熱解的粉體物料加入料倉(cāng)21。隨后將料倉(cāng)21抽空，再?gòu)恼饎?dòng)下料機(jī)的出料口 221和料倉(cāng)21的進(jìn)氣口鼓入體系所需的氧化氣氛。往復(fù)2-3次，完成體系的氣氛置換。隨即打開高溫管式爐，開始升溫至反應(yīng)需要的指定溫度。達(dá)到指定溫度后，打開水冷翅片管的進(jìn)、出水，使高溫管式爐出氣溫度降至可接受的范圍。
[0061]再打開氣源11，通過氣流控制模塊12使氣流平穩(wěn)后通入體系，吹掃體系殘留的空氣一定時(shí)長(zhǎng)(5-30min，隨需要的凈度不同可適當(dāng)延長(zhǎng)時(shí)間)，使體系轉(zhuǎn)為氧化氣氛。
[0062]完成后，打開螺旋震動(dòng)下料機(jī)，將該次需要回流加熱的粉體物料加入到管道5中，隨即調(diào)節(jié)氣流控制模塊12的進(jìn)氣量，使粉料可以被緩慢推動(dòng)，且懸浮在氣流中。懸浮的粉料進(jìn)入高溫管式爐后，由于自身的重力與氣流的推動(dòng)達(dá)成一定的平衡，使粉料以流化床的形式，在高溫管式爐中受熱翻滾并回流加熱。當(dāng)該批次的物料完成熱處理后，再調(diào)節(jié)氣控制模塊12的進(jìn)氣量，將物料送出高溫管式爐，在冷卻后送入旋風(fēng)分離器分離，最后得到目標(biāo)產(chǎn)品O
[0063]更換收料瓶后，再重復(fù)下料步驟，進(jìn)行下一批次的熱處理。當(dāng)停機(jī)時(shí)，先關(guān)閉螺旋震動(dòng)下料機(jī)，繼續(xù)進(jìn)氣一段時(shí)間，直至旋風(fēng)分離器的收料瓶中不再有新的物料被吹出時(shí)關(guān)閉高溫管式爐，同時(shí)停止進(jìn)氣，當(dāng)溫度下降到300°C以下后，關(guān)閉水冷翅片管的進(jìn)出水，完成停機(jī)。
[0064]實(shí)施例三:高溫惰性氣氛快速熱解
打開料倉(cāng)21，將待熱解粉體物料加入料倉(cāng)21，關(guān)閉螺旋下料機(jī)的出料口 221。隨即開始對(duì)料倉(cāng)21抽真空。逐漸打開螺旋下料機(jī)的出料口 221，使惰性氣體充滿整個(gè)料倉(cāng)21;隨即再循環(huán)關(guān)閉出料口 221-抽真空-通入惰性氣體的流程，重復(fù)2?3次，完成料倉(cāng)21內(nèi)的氣氛置換。
[0065]同時(shí)，開始通過氣體控制單元I向除料倉(cāng)21外整個(gè)體系通入惰性氣體進(jìn)行吹掃，吹掃5-30min，隨需要的凈度不同可適當(dāng)延長(zhǎng)時(shí)間，使整個(gè)體系轉(zhuǎn)化為惰性氣體環(huán)境。完成吹掃后調(diào)節(jié)氣流控制模塊12，將氣流流量減小并保持持續(xù)較小的氣流。
[0066]打開螺旋下料機(jī)的出料口221，使物料落至螺旋下料機(jī)的螺桿首端。由于持續(xù)通入小流量的惰性氣體，使螺旋附近的物料處于氣流導(dǎo)致的微沸狀態(tài)，不會(huì)發(fā)生堵塞的現(xiàn)象。啟動(dòng)螺旋下料機(jī)，物料開始由螺桿首段送往螺桿末端。
[0067]同時(shí)打開高溫管式爐，將高溫管式爐升溫至反應(yīng)需要的指定溫度。達(dá)到指定溫度后，打開風(fēng)冷翅片管的進(jìn)、出水，使高溫管式爐出氣溫度降至可接受的范圍。
[0068]調(diào)節(jié)氣流控制模塊12至合適速度，物料經(jīng)螺桿傳遞送至混合吹送模塊23中，在其中充分有效地混合，形成均勻的氣溶膠，并被吹送入高溫管式爐。氣溶膠快速通過高溫管式爐即完成熱解，送入布袋除塵器分離，最終得到目標(biāo)產(chǎn)品。
[0069]除了上述高溫反應(yīng)裝置，本發(fā)明還提供了一種石墨烯材料生產(chǎn)系統(tǒng)，包括上述任一實(shí)施例所述的高溫反應(yīng)裝置。
[0070]該高溫反應(yīng)裝置具有上述技術(shù)效果，故具有該高溫反應(yīng)裝置的石墨烯材料生產(chǎn)系統(tǒng)也具有相應(yīng)的有益效果，該石墨烯材料生產(chǎn)系統(tǒng)的其他裝置請(qǐng)參考現(xiàn)有技術(shù)，本文不再贅述。
[0071]以上對(duì)本發(fā)明所提供的高溫反應(yīng)裝置及石墨烯材料生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體各例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高溫反應(yīng)裝置，其特征在于，包括氣體控制單元(I)、粉體控制單元(2)、高溫反應(yīng)單元(3)和收料單元(4);所述氣體控制單元(I)控制所述高溫反應(yīng)單元(3)入口處的氣流的速度;所述粉體控制單元(2 )控制粉體進(jìn)入所述氣流的速度;所述收料單元(4)與所述高溫反應(yīng)單元(3)的出口連通，對(duì)反應(yīng)后的物料進(jìn)行氣固分離。2.如權(quán)利要求1所述的高溫反應(yīng)裝置，其特征在于，所述氣體控制單元(I)包括氣源(11)和氣流控制模塊(12);所述氣源(11)通過管道(5)與所述高溫反應(yīng)單元(3)的入口連通;所述氣流控制模塊(12)控制所述管道(5)內(nèi)的氣流的流量與壓力。3.如權(quán)利要求2所述的高溫反應(yīng)裝置，其特征在于，所述粉體控制單元(2)包括料倉(cāng)(21)及位于所述料倉(cāng)(21)下側(cè)的出料機(jī)(22);所述出料機(jī)(22)的出料口(221)與所述管道(5)連通;所述出料機(jī)(22)控制所述料倉(cāng)(21)內(nèi)的粉體進(jìn)入所述管道(5)的速度。4.如權(quán)利要求3所述的高溫反應(yīng)裝置，其特征在于，所述料倉(cāng)(21)的出料口(221)處還設(shè)有預(yù)流化進(jìn)氣口(222)。5.如權(quán)利要求2-4任一項(xiàng)所述的高溫反應(yīng)裝置，其特征在于，所述粉體控制單元(2)還包括混合吹送模塊(23 );所述混合吹送模塊(23)的進(jìn)氣口( 231)通過所述管道(5 )與所述氣源(11)連通;所述混合吹送模塊(23)的出氣口(232)通過所述管道(5)與所述高溫反應(yīng)單元(3)的入口連通;所述出料機(jī)(22)的出料口( 221)與所述混合吹送模塊(23)的進(jìn)料口( 233)連通;所述出料機(jī)(22)控制所述料倉(cāng)(21)內(nèi)的粉體進(jìn)入所述混合吹送模塊(23)的速度。6.如權(quán)利要求5所述的高溫反應(yīng)裝置，其特征在于，所述氣體控制單元(I)還包括螺旋導(dǎo)氣塞(13);所述氣源(11)的氣體經(jīng)過所述螺旋導(dǎo)氣塞(13)進(jìn)入所述混合吹送模塊(23)。7.如權(quán)利要求6所述的高溫反應(yīng)裝置，其特征在于，所述螺旋導(dǎo)氣塞(13)的本體上設(shè)有多個(gè)平行的斜孔。8.如權(quán)利要求5所述的高溫反應(yīng)裝置，其特征在于，所述料倉(cāng)(21)的頂部設(shè)有抽氣口(211)和補(bǔ)氣口(212)。9.如權(quán)利要求5所述的高溫反應(yīng)裝置，其特征在于，所述收料單元(4)包括至少一級(jí)除塵器(41)，及設(shè)于所述除塵器(41)與所述高溫反應(yīng)單元(3)之間的冷卻機(jī)構(gòu)(42)。10.—種石墨烯材料生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的高溫反應(yīng)目.ο
【文檔編號(hào)】C01B31/04GK106006627SQ201610535028
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月8日
【發(fā)明人】張麟德
【申請(qǐng)人】張麟德