CN105776176A - 一种纳米碳粉制备装置 - Google Patents

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周占明
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Abstract

本发明属于机械设备领域，尤其涉及一种纳米碳粉制备装置。本发明提供的一种纳米碳粉制备装置，包括：气相碳化系统、冷却系统和收集系统；所述气相碳化系统、冷却系统和收集系统依次连接。通过气相碳化系统、冷却系统和收集系统的依次作用，气相碳化系统将含碳气源转变为单质碳蒸汽；单质碳蒸汽在冷却系统中，在冷却系统特定的降温速率下，单质碳蒸汽冷凝形成纳米碳粉；纳米碳粉进入收集装置后，制备完成。由上可见，本发明提供的一种纳米碳粉制备装置，可以源源不断地制备生成纳米碳粉，实现了用化学法制备纳米碳粉的量产，解决了现有技术中，化学法制备纳米碳粉不能量产的技术缺陷。

Description

一种纳米碳粉制备装置
技术领域
本发明属于机械设备领域，尤其涉及一种纳米碳粉制备装置。
背景技术
纳米碳粉由于其具有的高润滑、高导电性能、高吸附性以及催化性能，使得其广泛应用于化工行业、钢铁润滑、航天航空和润滑油等领域。纳米碳粉在蓄电池修复的领域里使用得非常广泛，将纳米碳粉生产的电池活化剂添加到废旧蓄电池里，能将废旧蓄电池的容量提高到原来的90％以上，延长使用寿命1年以上。
在现有纳米碳粉体制备方法中，主要可以归类为：高能球磨法、化学法与物理法三大类。其中，高能球磨法是利用球磨机的转动或振动，使硬球对原料进行强烈的撞击、研磨和搅拌，把原料粉碎为纳米级微粒的方法；化学法以气相反应法与液相反应法为主；物理法则以溅射法、金属蒸气合成法及流动油上真空蒸发法等为主。目前，由于化学法的成本较低，所以在纳米碳粉的制备中占主要地位。然后，化学法制备纳米碳粉依然存在着不能量产的技术缺陷。
因此，研发出一种纳米碳粉制备装置，用于解决现有技术中，化学法制备纳米碳粉不能量产的技术缺陷，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种纳米碳粉制备装置，用于解决现有技术中，化学法制备纳米碳粉不能量产的技术缺陷。
本发明提供的一种纳米碳粉制备装置，包括：气相碳化系统、冷却系统和收集系统；所述气相碳化系统、冷却系统和收集系统依次连接。
优选地，所述气相碳化系统包括：耐高温管、外部炉壳和燃烧室；所述耐高温管设置于所述外部炉壳的内部，所述外部炉壳与所述耐高温管之间形成燃烧室；所述耐高温管的一端与外界通气装置连接，所述耐高温管的另一端与所述冷却系统连接。
优选地，所述外部炉壳上设置有温度表；所述温度表用于检测所述外部炉壳的内部燃烧温度。
优选地，所述外部炉壳上设置有排烟装置。
优选地，所述耐高温管与外界通气装置连接处设置有流量计；所述流量计用于检测所述含碳气源的通气量。
优选地，所述纳米碳粉制备装置还包括：抽气系统；所述抽气系统设置于所述冷却系统和所述收集系统的连接处，所述抽气系统用于将冷却后的固相纳米碳抽入所述收集系统中。
优选地，所述纳米碳粉制备装置还包括：脉冲集尘器；所述脉冲集尘器设置于所述收集系统的内部。
优选地，所述外部炉壳为耐高温外部炉壳。
优选地，所述纳米碳粉制备装置还包括：筛网；所述筛网设置于所述冷却系统和所述收集系统的连接处。
优选地，所述外部炉壳的外表面设置有隔热层。
综上所述，本发明提供的一种纳米碳粉制备装置，包括：气相碳化系统、冷却系统和收集系统；所述气相碳化系统、冷却系统和收集系统依次连接。通过气相碳化系统、冷却系统和收集系统的依次作用，气相碳化系统将含碳气源转变为单质碳蒸汽；单质碳蒸汽在冷却系统中，在冷却系统特定的降温速率下，单质碳蒸汽冷凝形成纳米碳粉；纳米碳粉进入收集装置后，制备完成。由上可见，本发明提供的一种纳米碳粉制备装置，可以源源不断地制备生成纳米碳粉，实现了用化学法制备纳米碳粉的量产，解决了现有技术中，化学法制备纳米碳粉不能量产的技术缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种纳米碳粉制备装置的结构示意图；
其中，气相碳化系统1、耐高温管11、外部炉壳12、燃烧室13、冷却系统2和收集系统3。
具体实施方式
本发明提供了一种纳米碳粉制备装置，用于解决现有技术中，化学法制备纳米碳粉不能量产的技术缺陷。
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更详细说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种纳米碳粉制备装置，进行具体地描述。
请参阅图1，本发明提供的一种纳米碳粉制备装置，包括：气相碳化系统1、冷却系统2和收集系统3；气相碳化系统1、冷却系统2和收集系统3依次连接。气相碳化系统1将含碳气源转变为单质碳蒸汽；单质碳蒸汽在冷却系统2中，在冷却系统2特定的降温速率下，单质碳蒸汽冷凝形成纳米碳粉；纳米碳粉进入收集装置3后，制备完成。由上可见，本发明提供的一种纳米碳粉制备装置，可以源源不断地制备生成纳米碳粉，实现了用化学法制备纳米碳粉的量产，解决了现有技术中，化学法制备纳米碳粉不能量产的技术缺陷。
为尽量减少热量的损失，提高能量转换率，本发明提供的一种纳米碳粉制备装置的气相碳化系统1包括：耐高温管11、外部炉壳12和燃烧室13；耐高温管11设置于外部炉壳12的内部，外部炉壳12与耐高温管11之间形成燃烧室13；耐高温管11的一端与外界通气装置连接，耐高温管11的另一端与冷却系统2连接；燃烧室13加热产生的热量用于将耐高温管11中的含碳气源转化为单质碳蒸汽。外部炉壳12将耐高温管11和燃烧室13包裹起来，这样可以使得燃烧室13产生的热量可以直接用于对耐高温管11的加热，有效减少了热量在运输过程中的损失；同时，外部炉壳12将整个气相碳化系统1包裹起来，有效的防止了热量的扩散。
为方便生产操作人员实时检测外部炉壳1的内部燃烧温度，外部炉壳1上设置有温度表。
为使得燃烧室13中燃烧产生的烟雾可以及时排出，防止烟雾混入冷却系统2中，影响产品质量，外部炉壳12上设置有排烟装置。
为有效控制含碳气源的通气量，耐高温管11与外界通气装置连接处设置有流量计。
为使得冷却后的固相纳米碳可以更快的进入收集系统3中，更好的促进反应向正反应方向进行，本发明提供的一种纳米碳粉制备装置还包括：抽气系统；抽气系统设置于冷却系统2和收集系统3的连接处，所述抽气系统用于将冷却系统2冷却后的固相纳米碳抽入收集系统3中。
为了更好的收集制备好的纳米碳粉，本发明提供的一种纳米碳粉制备装置还包括：脉冲集尘器；脉冲集尘器设置于收集系统3的内部。
由于在反应时，燃烧室的温度会高达800℃，为使得本发明提供的一种纳米碳粉装置加稳定，有效延长整台装置的使用寿命，外部炉壳12为耐高温外部炉壳。
为更好的控制得到的纳米碳粉的粒径，根据不同需求来得到不同直径的纳米碳粉，本发明提供的一种纳米碳粉制备装置还包括：筛网；筛网设置于冷却系统2和收集系统3的连接处。
为尽量减少热量的散发，外部炉壳12的外表面设置有隔热层。
综上所述，本发明提供的一种纳米碳粉制备装置，包括：气相碳化系统1、冷却系统2和收集系统3；气相碳化系统1、冷却系统2和收集系统3依次连接。通过气相碳化系统1、冷却系统2和收集系统3的依次作用，气相碳化系统1将含碳气源转变为单质碳蒸汽；单质碳蒸汽在冷却系统2中，在冷却系统2特定的降温速率下，单质碳蒸汽冷凝形成纳米碳粉；纳米碳粉进入收集装置3后，制备完成。由上可见，本发明提供的一种纳米碳粉制备装置，可以源源不断地制备生成纳米碳粉，实现了用化学法制备纳米碳粉的量产，解决了现有技术中，化学法制备纳米碳粉不能量产的技术缺陷。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种纳米碳粉制备装置，其特征在于，所述纳米碳粉制备装置包括：气相碳化系统、冷却系统和收集系统；
所述气相碳化系统、冷却系统和收集系统依次连接。
2.根据权利要求1所述的纳米碳粉制备装置，其特征在于，所述气相碳化系统包括：耐高温管、外部炉壳和燃烧室；
所述耐高温管设置于所述外部炉壳的内部，所述外部炉壳与所述耐高温管之间形成燃烧室；
所述耐高温管的一端与外界通气装置连接，所述耐高温管的另一端与所述冷却系统连接。
3.根据权利要求2所述的纳米碳粉制备装置，其特征在于，所述外部炉壳上设置有温度表；
所述温度表用于检测所述外部炉壳的内部燃烧温度。
4.根据权利要求2所述纳米碳粉制备装置，其特征在于，所述外部炉壳上设置有排烟装置。
5.根据权利要求2所述的纳米碳粉制备装置，其特征在于，所述耐高温管与外界通气装置连接处设置有流量计；
所述流量计用于检测所述含碳气源的通气量。
6.根据权利要求1所述的纳米碳粉制备装置，其特征在于，所述纳米碳粉制备装置还包括：抽气系统；
所述抽气系统设置于所述冷却系统和所述收集系统的连接处，所述抽气系统用于将冷却后的固相纳米碳抽入所述收集系统中。
7.根据权利要求1所述的纳米碳粉制备装置，其特征在于，所述纳米碳粉制备装置还包括：脉冲集尘器；
所述脉冲集尘器设置于所述收集系统的内部。
8.根据权利要求2所述的纳米碳粉制备装置，其特征在于，所述外部炉壳为耐高温外部炉壳。
9.根据权利要求1所述的纳米碳粉制备装置，其特征在于，所述纳米碳粉制备装置还包括：筛网；
所述筛网设置于所述冷却系统和所述收集系统的连接处。
10.根据权利要求2所述的纳米碳粉制备装置，其特征在于，所述外部炉壳的外表面设置有隔热层。
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