CN207108498U - 一种提高反应效率的石墨膨化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石墨烯生产设备领域，公开了一种提高反应效率的石墨膨化炉，所述提高反应效率的石墨膨化炉包括炉体、加料装置和出料装置，原料通过加料装置至炉体，然后通过出料装置收集；所述出料装置设在炉体上方，所述加料装置设在炉体下方；所述炉体内设有加热装置；所述炉体内底部还设有气流喷头，所述气流喷头上方设有加料装置，所述炉体内部还设有搅拌器。本实用新型在炉体内加入搅拌器，使得炉体内的气流形成对流，保证了插层石墨的受热均匀，避免了炉体内壁和中间部分温度不同从而导致受热不均匀的问题，大幅度提高了反应效率。

Description

一种提高反应效率的石墨膨化炉

技术领域

本实用新型涉及石墨烯生产设备领域，更具体地，涉及一种提高反应效率的石墨膨化炉。

背景技术

膨化石墨是在石墨层间插入外来物质后形成的一类新型原子、分子尺度上的复合材料，已成为石墨行业内新的发展方向。它既保留了石墨的优异理化特性，同时由于碳原子平面与插入物质的相互作用，产生了一系列新的理化特性，如高导电性、超导性、触媒特性、储氢特性等。经高温膨化制得的膨化石墨外观类似蠕虫，热力学性质稳定，具有非常大的比表面积和丰富的孔结构，可用作油等有机污染物的吸附材料。由膨化石墨制成的石墨纸、板、带材和各种密封部件具有优良的可压缩性、回弹性和柔软性，广泛应用于石油、化工、冶金、宇航及核反应堆等科技领域。

高温膨化法是通过高温快速加热制备膨化石墨的传统方法，往往采用石墨膨化炉，其原理是将可膨化石墨(即插层石墨)放入进料口，通过风机将可膨化石墨吹入炉膛中，进行高温膨化，膨化完以后炉膛内的风机通过一定风速将膨化石墨吹入到出料口(出料口设置在进料口的上方，并与炉膛内连接)处完成收集，而未完全膨化的石墨则因为重量大于膨化石墨而掉落达到分离目的，但是上述设备存在以下问题：1.炉体内的温度不均匀，炉膛内壁的温度明显高于炉膛内，从而导致膨化时插层石墨受热不均匀，反应效率较低；2.反应完以后膨化石墨由于目数比较少，在运输过程中容易卡料在设备里面，影响产品收率。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术不足，提供一种提高反应效率的石墨膨化炉，通过在炉体内设置搅拌器，提高插层石墨在炉体内的膨化反应效率。

本实用新型的目的通过以下技术方案予以实现：

提供一种提高反应效率的石墨膨化炉，包括炉体、加料装置和出料装置，原料通过加料装置至炉体，然后通过出料装置收集；所述出料装置设在炉体上方，所述加料装置设在炉体下方；所述炉体内设有加热装置；所述炉体内底部还设有气流喷头，所述气流喷头上方设有加料装置，所述炉体内部还设有搅拌器。

优选地，所述搅拌器在炉体内上下运动，使得炉体内产生对流气流。

优选地，所述搅拌器为螺旋式搅拌器。

优选地，所述螺旋式搅拌器为螺带式。

优选地，所述搅拌器在炉体内旋转运动，使得炉体内产生离心气流。

优选地，所述搅拌器为离心式搅拌器。

优选地，所述离心式搅拌器包括搅拌杆和搅拌部，所述搅拌部为圆形或椭圆形，多个所述搅拌部以搅拌杆为轴心设在搅拌杆上。

优选地，所述出料装置与炉体之间还设有冷却装置，所述冷却装置包括换热管和水冷管，所述换热管的一端连接炉体，另一端连接出料装置，所述换热管与水平线的夹角为45℃～90℃，所述水冷管呈螺旋状布置在换热管上。

优选地，所述出料装置包括多个储量仓和连接管道，所述连接管道一端与炉体连接，并设有旋风分离器，另一端与排气口连接，所述连接管道上还设有多个分管道分别与储量仓连接。

优选地，所述连接管道与水平线的夹角为45℃～90℃。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型在炉体内加入搅拌器，使得炉体内的气流形成对流，保证了插层石墨的受热均匀，避免了炉体内壁和中间部分温度不同从而导致受热不均匀的问题，大幅度提高了反应效率。

本实用新型设备采用两层楼放置，按照原料的加工顺序均是从下往上，换热管和连接管道与水平线有一定的夹角，通过重力与风速的配合，即解决了膨化石墨卡料问题，提高反应收率，同时相比垂直放置也解决了占地空间。

附图说明

图1实施例1提高反应效率的石墨膨化炉示意图。

图2实施例1搅拌器示意图。

图3实施例2提高反应效率的石墨膨化炉示意图。

图4实施例2搅拌器示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1～2所示，本实施例提供一种提高反应效率的石墨膨化炉，包括炉体 1、加料装置2和出料装置3，原料通过加料装置2至炉体1，然后通过出料装置3收集；出料装置3设在炉体上方，加料装置2设在炉体下方；炉体1内设有加热装置11,本实施例采用电阻丝加热，炉体1内底部还设有气流喷头4，气流喷头4还包括气源41、气流管道42和气流控制阀43，气源41连接气流管道 42，气流管道42连接气流喷头4，气流控制阀43设在气流管道42内，气流喷头4上方设有加料装置2，具体采用螺旋进料机，炉体1内还设有保护气体入口 6，保护气体入口6与惰性气瓶连接61；

出料装置3与炉体1之间还设有冷却装置7，冷却装置7包括换热管71和水冷管72，换热管71的一端连接炉体1，另一端连接出料装置3，换热管71与水平线的夹角为45℃～90℃，水冷管72呈螺旋状布置在换热管71上；

出料装置3包括多个储量仓31和连接管道32，连接管道32一端与换热管 71连接，并设有旋风分离器33，另一端与排气口34连接，连接管道32上还设有多个分管道35分别与储量仓31连接；连接管道与32水平线的夹角为45℃～ 90℃；

如图2所示，炉体1内还设有搅拌器5，搅拌器5为螺旋式搅拌器，具体本实施例采用螺带式，通过电机和滚珠丝杠配合，使得搅拌器5在炉体1内做上下的直线运动，从而带动炉体1内的气流回流。

本实施例的工作原理如下：将插层后的石墨作为原料，通过进料装置2进入炉体1内，在气流喷头4的作用下，完成膨化，并吹出到冷却装置，然后通过储量仓收集；本实施例在炉体1内加入搅拌器5，使得炉体1内的气流形成对流，保证了插层石墨的受热均匀，从而大幅度地提高了插层石墨的膨化反应效率。

本实施例设备采用两层楼放置，按照原料的加工顺序均是从下往上，换热管和连接管道与水平线有一定的夹角，通过重力与风速的配合，即解决了膨化石墨卡料问题，提高反应收率，同时相比垂直放置也解决了占地空间。

实施例2

如图3～4所示，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，搅拌器5 采用离心式搅拌器在炉体内做旋转运动，如图4所示，离心搅拌器包括搅拌杆 51和搅拌部52，搅拌部52为圆形或椭圆形，多个搅拌部52以搅拌杆51为轴心设在搅拌杆51上，搅拌杆51上下两端通过轴承与炉体连接，配合电机带动。

本实施例的搅拌器5通过离心运动，带动气流从而使得插层石墨做离心运动，避免了炉体内壁和中间部分温度不同从而导致受热不均匀的问题，大幅度提高了反应效率。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型的技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护之内。

Claims (10)

1.一种提高反应效率的石墨膨化炉，其特征在于，包括炉体、加料装置和出料装置，原料通过加料装置至炉体，然后通过出料装置收集；所述出料装置设在炉体上方，所述加料装置设在炉体下方；所述炉体内设有加热装置；所述炉体内底部还设有气流喷头，所述气流喷头上方设有加料装置，所述炉体内部还设有搅拌器。

2.根据权利要求1所述提高反应效率的石墨膨化炉，其特征在于，所述搅拌器在炉体内上下运动，使得炉体内产生对流气流。

3.根据权利要求2所述提高反应效率的石墨膨化炉，其特征在于，所述搅拌器为螺旋式搅拌器。

4.根据权利要求3所述提高反应效率的石墨膨化炉，其特征在于，所述螺旋式搅拌器为螺带式。

5.根据权利要求1所述提高反应效率的石墨膨化炉，其特征在于，所述搅拌器在炉体内旋转运动，使得炉体内产生离心气流。

6.根据权利要求5所述提高反应效率的石墨膨化炉，其特征在于，所述搅拌器为离心式搅拌器。

7.根据权利要求6所述提高反应效率的石墨膨化炉，其特征在于，所述离心式搅拌器包括搅拌杆和搅拌部，所述搅拌部为圆形或椭圆形，多个所述搅拌部以搅拌杆为轴心设在搅拌杆上。

8.根据权利要求1所述提高反应效率的石墨膨化炉，其特征在于，所述出料装置与炉体之间还设有冷却装置，所述冷却装置包括换热管和水冷管，所述换热管的一端连接炉体，另一端连接出料装置，所述换热管与水平线的夹角为45℃～90℃，所述水冷管呈螺旋状布置在换热管上。

9.根据权利要求1所述提高反应效率的石墨膨化炉，其特征在于，所述出料装置包括多个储量仓和连接管道，所述连接管道一端与炉体连接，并设有旋风分离器，另一端与排气口连接，所述连接管道上还设有多个分管道分别与储量仓连接。

10.根据权利要求9所述提高反应效率的石墨膨化炉，其特征在于，所述连接管道与水平线的夹角为45℃～90℃。