CN106477556A - 一种全自动碳纳米材料连续生产设备及生产方法 - Google Patents

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孙晓刚
邱志文
蔡满园
陈珑
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    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/10—Particle morphology extending in one dimension, e.g. needle-like
    • C01P2004/13—Nanotubes

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Abstract

一种全自动碳纳米材料连续生产设备及生产方法，设备包括炉体、沉积器、料仓、螺旋输送器、储料仓、真空吸送器、固气分离器、球磨机等部件。生产时，雾化器向炉体喷入催化剂和碳氢化合物液体及氮、氢气体，碳纳米管材料在炉体中合成并随气体进入料仓中储存，炉体内气体带动部分碳纳米管进入沉积器，碳纳米管沉积在沉积器中。出料过程为，碳纳米管从料仓落入螺旋输送器中，送入储料仓中。利用真空吸送器将碳纳米管从储料仓吸出，通过固气分离器将碳纳米管滤出进入卧式球磨机中，充分压缩后吸送入真空包装机。本发明保证了在不停炉的情况下，实现生产、运送、处理、包装材料为一体化的连续作业过程，大大提升了生产效率，简化了后续处理工艺。

Description

一种全自动碳纳米材料连续生产设备及生产方法
技术领域
本发明属于碳纳米材料制备技术领域，涉及纳米碳材料和晶须状碳纳米管生产装置及生产方法。
背景技术
碳纳米管是一种高性能的纳米材料，具有优异的机械性能和电学性能。在锂离子电池、光电功能材料、场发射显示器、电磁屏蔽、吸波材料、高性能复合材料等领域已得到应用。但由于目前碳纳米管合成设备无法大规模连续化生产，间歇性、半连续的生产系统严重阻碍了碳纳米管材料的大规模应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种全自动碳纳米材料连续生产设备及生产方法。
本发明是通过以下技术方案实现的。
本发明所述的一种全自动碳纳米材料连续生产设备，包括炉体（1）、沉积器（10）、水封箱（11）、料仓（2）、螺旋输送器（3）、储料仓（8）、真空吸送器（5）、固气分离器（4）、球磨机（7）、真空包装机（6）、阀门（9）等部件。
炉体（1）和料仓（2）相通，料仓（2）通过阀门（9）连接到螺旋输送器（3），螺旋输送器（3）将碳纳米材料输送到储料仓（8），真空吸送器（5）将碳纳米材料从储料仓吸送到固气分离器（4），碳纳米材料和气体分离后进入球磨机（7），球磨后卸料到真空包装机（6）。炉体（1）通过另一通道和沉积器（10）相连，废气经沉积器（10）处理后，碳纳米材料沉积在底部，废气进入水封（11）过滤后排出。
本发明所述的一种全自动碳纳米材料连续生产设备的生产方法，按以下步骤。
生产时，顶部的雾化器向炉体（1）喷入催化剂和碳氢化合物液体及氮、氢气体，碳纳米管材料在炉体（1）中合成并随气体进入料仓（2）中储存，炉体内气体带动部分碳纳米管进入沉积器（3），碳纳米管沉积在沉积器（3）中，气体通过水封箱（11）后排出，外部点燃除去可燃气体。出料过程为，碳纳米管从料仓（2）落入螺旋输送器（3）中，经螺旋输送进入储料仓（8）中。利用真空吸送器（5）将碳纳米管从储料仓（8）吸出，通过固气分离器（4）将碳纳米管滤出进入卧式球磨机（7）中，通过球磨将碳纳米管体积充分压缩后吸送入真空包装机（8）进行包装成袋。由于生产过程中载气为氢气、氮气，为保证生产过程安全，在整个生产系统中持续充填氮气保证系统内部正压。
生产过程中为保证安全，可将阀门（9）关闭生产，保证炉内气体不会渗入出料系统，造成安全隐患，出料时再将阀门（9）打开完成出料过程。当设备系统安全性能调试完成后，可将阀门（9）打开生产，为保证生产安全在出料系统持续充填氮气，实现整个生产、输送、处理、包装全过程的连续。
本发明的碳纳米管合成装置及连续的过程系统保证了在不停炉的情况下，可以实现生产、运送、处理、包装材料为一体化的连续作业过程，大大提升了生产效率，简化了后续处理工艺，从而为工业化应用碳纳米管开辟道路。
附图说明
图1 全自动碳纳米材料连续生产设备。其中，1为炉体，2为料仓，3为螺旋输送器，4为固气分离器，5为真空吸送器，6为真空包装机，7为球磨机，8为储料仓，9为阀门，10为沉积器，11为水封箱。
具体实施方式
本发明将通过以下实施例作进一步说明。
实施例1。
参照图1。阀门9关闭，通过石墨加热体将炉体内温度升至1200℃，通过炉顶雾化器，通入氮气排出合成炉内空气，然后改由雾化器通入氮和氢混合气体，同时由定量泵经雾化器将按比例配置的催化剂和碳氢化合物液体溶液导入雾化器，在气体的作用下，溶液雾化后喷入反应炉内。雾化后溶液在炉体1下落过程中生长为碳纳米管材料，并自然沉积在料仓2中，反应废气经沉积器3过滤，通过水封箱2排除系统外并点燃除去氢气。打开阀门9，增加气流将碳纳米管从料仓2吹送落入螺旋输送器3中，经螺旋输送进入储料仓8中。关闭阀门9，开始第二循环生产。开启真空吸送器5将碳纳米管从储料仓8吸出，通过固气分离器4将碳纳米管滤出进入卧式球磨机7中，通过球磨将碳纳米管体积充分压缩后吸送入真空包装机8进行包装成袋。
实施例2。
参照图1。阀门9开启，通过石墨加热体将炉体内温度升至1200℃，通过炉顶雾化器，通入氮气排出生产系统的内空气，然后改由雾化器通入氮和氢混合气体，同时由定量泵经雾化器将按比例配置的催化剂和碳氢化合物液体溶液导入雾化器，在气体的作用下，溶液雾化后喷入反应炉内。雾化后溶液在炉体1下落过程中生长为碳纳米管材料，并自然沉积在料仓2中，反应废气经沉积器3过滤，通过水封箱2排除系统外并点燃除去氢气。炉体1反应生成的碳纳米管随气流进入料仓2并落入螺旋输送器3中，经螺旋输送进入储料仓8中，阶段性开启真空吸送器5将碳纳米管从储料仓8吸出，通过固气分离器4将碳纳米管滤出进入卧式球磨机7中，通过球磨将碳纳米管体积充分压缩后吸送入真空包装机8进行包装成袋。

Claims (2)

1.一种全自动碳纳米材.料连续生产设备，其特征是包括炉体（1）、沉积器（10）、水封箱（11）、料仓（2）、螺旋输送器（3）、储料仓（8）、真空吸送器（5）、固气分离器（4）、球磨机（7）、真空包装机（6）、阀门（9）；
炉体（1）和料仓（2）相通，料仓（2）通过阀门（9）连接到螺旋输送器（3），螺旋输送器（3）将碳纳米材料输送到储料仓（8），真空吸送器（5）将碳纳米材料从储料仓吸送到固气分离器（4），碳纳米材料和气体分离后进入球磨机（7），球磨后卸料到真空包装机（6）；炉体（1）通过另一通道和沉积器（10）相连，废气经沉积器（10）处理后，碳纳米材料沉积在底部，废气进入水封（11）过滤后排出。
2.权利要求1所述的全自动碳纳米材料连续生产设备的生产方法，其特征是按以下步骤：
生产时，顶部的雾化器向炉体（1）喷入催化剂和碳氢化合物液体及氮、氢气体，碳纳米管材料在炉体（1）中合成并随气体进入料仓（2）中储存，炉体内气体带动部分碳纳米管进入沉积器（3），碳纳米管沉积在沉积器（3）中，气体通过水封箱（11）后排出，外部点燃除去可燃气体；出料过程为，碳纳米管从料仓（2）落入螺旋输送器（3）中，经螺旋输送进入储料仓（8）中；利用真空吸送器（5）将碳纳米管从储料仓（8）吸出，通过固气分离器（4）将碳纳米管滤出进入卧式球磨机（7）中，通过球磨将碳纳米管体积充分压缩后吸送入真空包装机（8）进行包装成袋；整个生产系统中持续充填氮气保证系统内部正压。
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