CN208751264U - 全气氛卧式串联连续回转炉装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种全气氛卧式串联连续回转炉装置，该整体装备包括串联的第一煅烧装置、第二煅烧装置以及出料冷却装置，两个串联煅烧装置均包含炉体基座、设于基座上的加热组件、加热组件内的炉管、炉体两端的密封装置以及进料端设有的进料仓、进料装置和排气装置，第二煅烧装置的炉管内设有一固定内管，固定内管内设有一输送管，在输送管下方均匀设有多个喷雾器。本实用新型提出的全气氛卧式串联连续回转炉装置不仅可以实现工序的连惯性控制和连续化生产，而且能够使得气固两相接触充分，满足化学气相沉积法的要求，使得反应均一，所得到的产品质量均一稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及化工生产设备技术领域，特别涉及一种全气氛卧式串联连续回转炉装置。
背景技术
石墨烯由于具有优异的光学、电学和力学特性，使得其在复合材料和新能源领域等诸多领域具有重要的应用价值，得到了学术界和产业界的广泛研究和生产应用。目前，石墨烯的生产制备方法大致可以分为两大类：(1)第一类制备方法为：以石墨为原料进行制备石墨烯；(2)第二类的制备方法为：在基底上生长石墨烯，如化学气相沉积法。相比于通过石墨为原料来制备石墨烯，化学气相沉积法能够制备出高品质的石墨烯粉体，但是在制备过程中需要在高温条件下严格控制气氛进行石墨烯的生长，对设备要求极高。
回转炉技术是一种潜在的可以通过化学气相沉积法来制备石墨烯粉体的技术。回转炉的优点是可以连续化生产，产能较高，缺点是气固两相接触不充分，不能满足石墨烯制备的要求。目前该领域尚无使用回转炉技术通过化学气相沉积法来大规模来生产石墨烯粉体的技术。运用于煅烧电池材料领域的全气氛回转炉在粉体材料煅烧粉体材料方面具有很好的气氛控制和温度控制，但是其不能使得气固两相充分接触，容易造成物料煅烧过程中的不一致和反应不均匀，使得最终得到的石墨烯品质量不一，同时该设备不能实现工序的连惯性控制。
基于此，一种既能进行连续化大规模生产，又能在反应温度、反应时间、反应气氛以及气固两相接触交换等方面实现精确控制运行的连贯性装备的产生就显得非常重要，突破这一技术瓶颈对于通过化学气相沉积规模化生产石墨烯粉体意义重大。
实用新型内容
基于此，本实用新型的目的是为了解决现有技术中，使用回转炉技术通过化学气相沉积法来大规模生产石墨烯粉体过程中，存在气固两相接触不充分、反应不均匀以及工序的连贯性问题。
本实用新型提出一种全气氛卧式串联连续回转炉装置，该装置包括依次连接设置的第一煅烧装置、第二煅烧装置以及出料冷却装置，其中，所述第一煅烧装置包括第一基座、设于第一基座上的第一加热组件以及设于所述第一加热组件内的第一炉管，在所述第一炉管的两端均为密封设置，在所述第一炉管的进料端设有第一进料仓、第一螺旋进料装置以及第一排气装置，在所述第一炉管的出料端设有第一出料斗，所述第一出料斗与所述第二煅烧装置的第二进料仓连接，所述第二煅烧装置包括第二基座、设于所述第二基座上的第二加热组件以及设于所述第二加热组件内的第二炉管，在所述第二炉管内设有一固定内管，在所述固定内管内设有一输送管，在所述输送管的下方均匀设有多个喷雾器，在所述第二炉管的两端均为密封设置，在所述第二炉管的进料端设有第二进料仓、第二螺旋进料装置以及第二排气装置，在所述第二炉管的出料端设有第二出料斗，所述第二出料斗与所述出料冷却装置相连。
本实用新型提出的全气氛卧式串联连续回转炉装置，包括依次连接设置的第一煅烧装置、第二煅烧装置以及出料冷却装置，其中，催化剂原料经第一煅烧装置进行初步煅烧后，催化剂落入第一出料斗并通过粉碎装置粉碎后进入第二进料仓，然后催化剂由与第二进料仓连通的第二进料组件送至第二煅烧装置内，催化剂在第二煅烧装置内经第二炉管继续升温，含碳有机物经第二炉管中固定内管里设置的输送管送至喷雾器，含碳有机物经喷雾器均匀喷出后与催化剂进行反应，含碳有机物在催化剂表面脱氢生长得到催化剂与石墨烯的混合物，最后混合物落入第二出料斗经出料冷却装置冷却后收集得到催化剂与石墨烯的混合物粗产品。本实用新型提出的全气氛卧式串联连续回转炉装置，不仅可以实现工序的连惯性控制和连续化生产，而且能够使得气固两相接触充分，满足化学气相沉积法的要求，使得反应均一，所得到的产品质量均一稳定。
所述全气氛卧式串联连续回转炉装置，其中，所述第一煅烧装置与所述第二煅烧装置为串联衔接，所述第一出料斗与所述第二进料仓相连，所述第二进料仓与所述第二螺旋进料装置相连。
所述全气氛卧式串联连续回转炉装置，其中，在所述第一炉管的出料端设有第一导气管。
所述全气氛卧式串联连续回转炉装置，其中，在所述第二进料仓的外周由内向外依次设有保温层以及隔热层，在所述第二进料仓的上部设有一物料粉碎装置以及物料搅拌装置。
所述全气氛卧式串联连续回转炉装置，其中，所述物料粉碎装置与所述第一出料斗相连，所述物料粉碎装置包括一通过高速电机驱动的螺旋进料器、在所述螺旋进料器内的中间螺杆的末端设有多个粉碎叶片。
所述全气氛卧式串联连续回转炉装置，其中，在所述第一炉管内设有第一圆形降尘挡板，在所述第二炉管内设有第二圆形降尘挡板。
所述全气氛卧式串联连续回转炉装置，其中，在所述第一炉管以及所述第二炉管内均分别设有多组翻板，在所述第一炉管以及所述第二炉管内设有的所述翻板的数量均大于9。
所述全气氛卧式串联连续回转炉装置，其中，所述翻板与所述第一炉管连接的板体所在的平面，与所述第一炉管的内壁之间的夹角为60°～90°，所述翻板为折线型。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
图1为本实用新型一实施例提出的全气氛卧式串联连续回转炉装置的整体结构示意图；
图2为图1所示的全气氛卧式串联连续回转炉装置中第一煅烧装置的结构放大图；
图3为图1所示的全气氛卧式串联连续回转炉装置中第二煅烧装置的结构放大图；
图4为图3所示的第二煅烧装置中第二螺旋进料装置的结构放大图；
图5为图3所示的第二煅烧装置中物料粉碎装置的结构放大图；
图6为设于第一炉管内的翻板的结构示意图；
图7为图1所示的全气氛卧式串联连续回转炉装置中出料冷却装置的结构放大图。
主要符号说明：
| 第一煅烧装置 | 10 | 第一出料斗 | 135 |
| 第一基座 | 11 | 固定内管 | 231 |
| 第一加热组件 | 12 | 第二进料仓 | 232 |
| 第一炉管 | 13 | 第二螺旋进料装置 | 233 |
| 第二煅烧装置 | 20 | 物料粉碎装置 | 234 |
| 第二基座 | 21 | 物料搅拌装置 | 235 |
| 第二加热组件 | 22 | 第二排气装置 | 236 |
| 第二炉管 | 23 | 出料输送螺杆 | 331 |
| 第二出料斗 | 24 | 出料输送电机 | 332 |
| 出料冷却装置 | 30 | 进水口 | 341 |
| 冷却外管 | 31 | 出水口 | 342 |
| 出料内管 | 32 | 输送管 | 2311 |
| 出料输送组件 | 33 | 喷雾器 | 2312 |
| 固定支架 | 35 | 保温层 | 2321 |
| 出料口 | 36 | 隔热层 | 2322 |
| 翻板 | 100 | 横向螺旋进料器 | 2331 |
| 第一导气管 | 130 | 斜向螺旋进料器 | 2332 |
| 第一圆形降尘挡板 | 131 | 高速电机 | 2341 |
| 第一进料仓 | 132 | 中间螺杆 | 2342 |
| 第一螺旋进料装置 | 133 | 粉碎叶片 | 2343 |
| 第一排气装置 | 134 |
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
由于现有技术的限制，有必要生产出既能进行连续化大规模生产，又能在反应温度、反应时间、反应气氛以及气固两相接触交换等方面实现精确控制运行的连贯性装备，突破这一技术瓶颈对于通过化学气相沉积规模化生产石墨烯粉体意义重大。
为了解决这一技术问题，请参阅图1至图7，本实用新型提出一种全气氛卧式串联连续回转炉装置，该装置包括依次连接设置的第一煅烧装置10、第二煅烧装置20以及出料冷却装置30。
对上述的第一煅烧装置10，该第一煅烧装置10包括第一基座11、设于第一基座11上的第一加热组件12以及设于第一加热组件12内的第一炉管13。在本实施例中，在第一炉管13的两端均为密封设置。请参阅图2，在上述第一炉管13的进料端设有第一进料仓132、第一螺旋进料装置133以及第一排气装置 134。其中，第一进料仓132以及第一排气装置134设于第一螺旋进料装置133 的上方。上述的第一排气装置134用于排出第一炉管13内的气体。此外，在第一炉管13的出料端设有第一出料斗135，该第一出料斗135与第二煅烧装置20 的第二进料仓232连接。在此需要指出的是，在第一炉管13的出料端设有第一导气管130。第一煅烧装置10与第二煅烧装置20为串联衔接，第一出料斗135 与第二进料仓232相连，第二进料仓232与第二螺旋进料装置233相连。
对上述的第二煅烧装置20而言，该第二煅烧装置20包括第二基座21、设于第二基座21上的第二加热组件22以及设于第二加热组件22内的第二炉管23。在第二炉管23内设有一固定内管231，在固定内管231内设有一输送管2311，在输送管2311的下方均匀设有多个喷雾器2312。其中，经上述喷雾器2312喷出的气体为有机物质，一般可以为CH4、C2H4等有机物。上述有机气体与经煅烧后的催化剂进行反应得到催化剂与石墨烯的混合物。
在本实施例中，上述的第二炉管23的两端均为密封设置，在第二炉管23 的进料端设有第二进料仓232、第二螺旋进料装置233以及第二排气装置236。具体的，上述的第二螺旋进料装置233包括横向螺旋进料器2331以及斜向螺旋进料器2332，其中经斜向螺旋进料器2332输送来的物料继续经横向螺旋进料器2331进行传送。此外，在第二炉管23的出料端设有第二出料斗24，第二出料斗24与出料冷却装置30相连。
在第二进料仓232上设有物料粉碎装置234以及物料搅拌装置235，该物料粉碎装置234的一端与第一出料斗135相连。具体的，该物料粉碎装置234包括一通过高速电机2341驱动的螺旋进料器、在螺栓进料器内的中间螺杆2342 的末端设有多个粉碎叶片2343。此外，在第二进料仓232的外周由内向外依次设有保温层2321以及隔热层2322。上述的物料搅拌装置235主要是为了防止第二进料仓232内的物料发生搁置。
在此需要补充的是，为了降低第一炉管13以及第二炉管23内的粉尘浓度，在第一炉管13内设有第一圆形降尘挡板131，在第二炉管23内设有第二圆形降尘挡板232。当粉尘扩散到对应的圆形降尘挡板的位置，粉尘会降落下来，从而降低排气管内的粉尘浓度。进一步的，在第一炉管13以及第二炉管23内均分别设有多组翻板100，在第一炉管13以及第二炉管23内设有的翻板100，请参阅图6，以第一炉管13为例进行说明，在第一炉管13内设有多组翻板100，其中翻板的数量大于等于9组。在本实施例中，上述的翻板100与第一炉管13连接的板体所在的平面，与第一炉管23的内壁之间的夹角为60°～90°，翻板100 为折线型。在本实施例中，设置翻板100的作用为便于翻动物料，从而促进传热及传质。
对上述的出料冷却装置30而言，该出料冷却装置30包括一冷却外管31，在该冷却外管31内设有一出料内管32，其中在冷却外管31的外壁设有进水口 341以及出水口342，在出料内管32的一端设有一出料口36。在冷却外管31的外部设有固定支架35。此外，该出料冷却装置30包括一出料输送组件33，该出料输送组件33包括一出料输送电机332以及出料输送螺杆331，该出料输送螺杆331设于出料内管32的内部。该出料冷却装置30的冷却作用有助于避免石墨烯在空气中发生氧化。
本实用新型提出的全气氛卧式串联连续回转炉装置，包括依次连接设置的第一煅烧装置、第二煅烧装置以及出料冷却装置，其中，催化剂原料经第一煅烧装置进行初步煅烧后，催化剂落入第一出料斗并通过粉碎装置粉碎后进入第二进料仓，然后催化剂由与第二进料仓连通的第二进料组件送至第二煅烧装置内，催化剂在第二煅烧装置内经第二炉管继续升温，含碳有机物经第二炉管中固定内管里设置的输送管送至喷雾器，含碳有机物经喷雾器均匀喷出后与催化剂进行反应，含碳有机物在催化剂表面脱氢生长得到催化剂与石墨烯的混合物，最后混合物落入第二出料斗经出料冷却装置冷却后收集得到催化剂与石墨烯的混合物粗产品。本实用新型提出的全气氛卧式串联连续回转炉装置，不仅可以实现工序的连惯性控制和连续化生产，而且能够使得气固两相接触充分，满足化学气相沉积法的要求，使得反应均一，所得到的产品质量均一稳定。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的首选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种全气氛卧式串联连续回转炉装置，该装置包括依次连接设置的第一煅烧装置、第二煅烧装置以及出料冷却装置，其特征在于，所述第一煅烧装置包括第一基座、设于第一基座上的第一加热组件以及设于所述第一加热组件内的第一炉管，在所述第一炉管的两端均为密封设置，在所述第一炉管的进料端设有第一进料仓、第一螺旋进料装置以及第一排气装置，在所述第一炉管的出料端设有第一出料斗，所述第一出料斗与所述第二煅烧装置的第二进料仓连接，所述第二煅烧装置包括第二基座、设于所述第二基座上的第二加热组件以及设于所述第二加热组件内的第二炉管，在所述第二炉管内设有一固定内管，在所述固定内管内设有一输送管，在所述输送管的下方均匀设有多个喷雾器，在所述第二炉管的两端均为密封设置，在所述第二炉管的进料端设有第二进料仓、第二螺旋进料装置以及第二排气装置，在所述第二炉管的出料端设有第二出料斗，所述第二出料斗与所述出料冷却装置相连。
2.根据权利要求1所述的全气氛卧式串联连续回转炉装置，其特征在于，所述第一煅烧装置与所述第二煅烧装置为串联衔接，所述第一出料斗与所述第二进料仓相连，所述第二进料仓与所述第二螺旋进料装置相连。
3.根据权利要求1所述的全气氛卧式串联连续回转炉装置，其特征在于，在所述第一炉管的出料端设有第一导气管。
4.根据权利要求2所述的全气氛卧式串联连续回转炉装置，其特征在于，在所述第二进料仓的外周由内向外依次设有保温层以及隔热层，在所述第二进料仓的上部设有一物料粉碎装置以及物料搅拌装置。
5.根据权利要求4所述的全气氛卧式串联连续回转炉装置，其特征在于，所述物料粉碎装置的进料端与所述第一出料斗相连，所述物料粉碎装置包括一通过高速电机驱动的螺旋进料器、在所述螺旋进料器内的中间螺杆的末端设有多个粉碎叶片。
6.根据权利要求1所述的全气氛卧式串联连续回转炉装置，其特征在于，在所述第一炉管内设有第一圆形降尘挡板，在所述第二炉管内设有第二圆形降尘挡板。
7.根据权利要求1所述的全气氛卧式串联连续回转炉装置，其特征在于，在所述第一炉管以及所述第二炉管内均分别设有多组翻板，在所述第一炉管以及所述第二炉管内设有的所述翻板的数量均大于9。
8.根据权利要求7所述的全气氛卧式串联连续回转炉装置，其特征在于，所述翻板和所述第一炉管连接的板体所在的平面，与所述第一炉管的内壁之间的夹角为60°～90°，所述翻板为折线型。
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Cited By (2)
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| CN113028824A (zh) * | 2020-10-13 | 2021-06-25 | 南京利卡维智能科技有限公司 | 一种串并联多组炉管的安装工艺及使用方法 |
| CN113686122A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-11-23 | 湖南烁科热工智能装备有限公司 | 一种三氧化二钒连续生产回转炉及其使用方法 |
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