CN212050547U - 一种碳纳米管粉体制备提纯装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及碳纳米管加工技术领域的一种碳纳米管粉体制备提纯装置，包括储罐、高温加热装置和净化水箱，储罐连接在高温加热装置上方，且储罐底部设有连通管，储罐上设有搅拌装置，且顶部设有加料管和排气管，储罐的侧壁上设有换热夹套，高温加热装置包括加热腔和反应腔，加热腔包覆在反应腔外，加热腔内设有电加热管，反应腔顶部与连通管相连通，反应腔一端设有碘蒸汽管和惰性气体管，另一端设有第二滤网、惰性气体反吹管和尾气管，尾气管与换热夹套相连通，净化水箱顶部设有抽风机，抽风机通过抽气管与换热夹套相连通，所述抽风机的出气管伸至净化水箱内液面的下方。本实用新型结构简单，对碳纳米管粉体提纯时，能耗低、提纯效果好。

Description

一种碳纳米管粉体制备提纯装置

技术领域

本实用新型属于碳纳米管加工技术领域，具体地，涉及一种碳纳米管粉体制备提纯装置。

背景技术

碳纳米管在物理、化学、材料、微电子等领域具有诱人的应用前景，但是无论何种方法制备的碳纳米管，初产物中均会含有各种非管类碳杂质和金属催化剂颗粒，这些杂质的存在严重制约了碳管的进一步研究和实际应用。

中国专利文献CN201920344690.0公开了一种碳纳米管高温连续提纯设备，装置结构复杂，能耗高，提纯的效果有待提高，因此急需一种新的碳纳米管粉体制备提纯装置来解决这些问题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种碳纳米管粉体制备提纯装置，包括储罐、高温加热装置和净化水箱，所述储罐通过支腿连接在高温加热装置上方，且储罐底部设有下料口，所述下料口下方设有连通管，所述储罐上设有搅拌装置，且储罐顶部设有加料管和排气管，所述加料管上设有加料阀，所述排气管顶部螺纹连接有第一滤网，所述储罐的侧壁上设有换热夹套，所述高温加热装置包括加热腔和反应腔，所述加热腔包覆在反应腔外，且加热腔内设有电加热管，所述反应腔顶部与连通管相连通，且反应腔一端设有碘蒸汽管和惰性气体管，另一端设有第二滤网、惰性气体反吹管和尾气管，所述尾气管和惰性气体反吹管均设于第二滤网后方，所述反应腔底部设有排料管，所述连通管、碘蒸汽管、惰性气体管、惰性气体反吹管、尾气管和排料管上均设有电动耐高温截止阀，所述尾气管与换热夹套的进气口相连通，所述净化水箱顶部设有抽风机，所述抽风机通过抽气管与换热夹套的抽气口相连通，所述抽风机的出气管伸至净化水箱内液面的下方。

优选的，所述换热夹套的进气口设在换热夹套的顶部，抽气口设在换热夹套的底部，且换热夹套内设有螺旋状换热片，用于加强换热，减少能耗。

优选的，所述反应腔的底板倾斜设置，且倾斜角度大于30°，所述排料管设于底板的最低端，方便排料，当排料效率低或不彻底时，向反应腔内通入惰性气体可加快排料并使反应腔内的碳纳米管粉体排干净。

优选的，所述搅拌装置包括搅拌减速电机与搅拌轴，所述搅拌减速电机设于储罐顶部且通过输出轴与储罐内的搅拌轴相连接，所述搅拌轴上设置有螺旋状搅拌叶片，且搅拌轴的转速为2~3转/分钟，采用低转速既有利于粉体间的充分换热，保证预热的均匀性，也有利于减少二次扬尘。

优选的，所述净化水箱的液面上方设有除雾器，可减少尾气净化过程中水分的大量流失，节约水资源并减少环境污染。

本实用新型还包括能够使该碳纳米管粉体制备提纯装置正常使用的其它组件，均为本领域的常规技术手段。另外，本实用新型中未加限定的装置或组件均采用本领域中的常规技术手段。

本实用新型的工作原理是，使用时先打开加料阀，向储罐内添加待提纯的碳纳米管粉体，添加结束后关闭加料阀减少二次扬尘，添加过程中储罐内的废气经排气管上的第一滤网过滤后外排，在对高温加热装置的反应腔添加物料前，先启动抽风机，并通过惰性气体管向反应腔内通入1分钟左右的惰性气体，对反应腔内的空气进行置换，然后关闭惰性气体管上的电动耐高温截止阀，通过连通管将储罐内的物料添加到反应腔中，然后关闭反应腔上各管路上的电动耐高温截止阀，停止抽风机运行，启动电加热管对粉体进行加热，搅拌装置使预热更充分，同时打开碘蒸汽管和尾气管上的电动耐高温截止阀向反应腔内通入碘蒸汽进行提纯，提纯过程中，尾气经第二滤网过滤后进入储罐的换热夹套内对储罐内的粉体进行预热，换热后的尾气经抽风机排入净化水箱内，未反应完全的碘蒸汽被净化水箱的冰水冷凝成碘颗粒回收后二次使用，尾气中携带的反应生成的杂质溶于冰水中被集中处理，提纯结束后，停止通入碘蒸汽，并打开惰性气体反吹管的高温电动截止阀对第二滤网进行吹扫，保证过滤效率，对第二滤网的吹扫也可在提纯过程中进行。提纯完成后停止电加热管运行，打开排料管上的耐高温截止阀进行排料，排料时可通过惰性气体管和惰性气体反吹管向反应腔内通入惰性气体，加快排料。

本实用新型的有益效果是，本装置结构简单，能够将提纯过程中尾气夹带的余热通过储罐上的换热夹套进行回收，并实现碳纳米管的预热，有利于减少提纯时的能耗，通过在反应腔内通入碘蒸汽，提高了对碳纳米管的提纯效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图以及具体实施例对本实用新型进行清楚地描述，在此处的描述仅仅用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。基于本实用新型中的实施例，本领域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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

实施例

如图1所示，本实用新型提供了一种碳纳米管粉体制备提纯装置，包括储罐1、高温加热装置2和净化水箱3，所述储罐1通过支腿4连接在高温加热装置2上方，且储罐1底部设有下料口，所述下料口下方设有连通管5，所述储罐1上设有搅拌装置6，且储罐1顶部设有加料管7和排气管8，所述加料管7上设有加料阀，所述排气管8顶部螺纹连接有第一滤网，所述储罐1的侧壁上设有换热夹套9，所述高温加热装置2包括加热腔10和反应腔11，所述加热腔包覆在反应腔外，且加热腔10内设有电加热管12，所述反应腔11顶部与连通管5相连通，且反应腔11一端设有碘蒸汽管13和惰性气体管14，另一端设有第二滤网15、惰性气体反吹管16和尾气管17，所述尾气管17和惰性气体反吹管16均设于第二滤网15后方，所述反应腔11底部设有排料管18，所述连通管5、碘蒸汽管13、惰性气体管14、惰性气体反吹管16、尾气管17和排料管18上均设有电动耐高温截止阀，所述尾气管17与换热夹套9的进气口相连通，所述净化水箱3顶部设有抽风机19，所述抽风机19通过抽气管20与换热夹套9的抽气口相连通，所述抽风机19的出气管伸至净化水箱3内液面的下方。

优选的，所述换热夹套9的进气口设在换热夹套9的顶部，抽气口设在换热夹套9的底部，且换热夹套9内设有螺旋状换热片，用于加强换热，减少能耗。

所述反应腔11的底板倾斜设置，且倾斜角度大于30°，所述排料管18设于底板的最低端，方便排料，当排料效率低或不彻底时，向反应腔11内通入惰性气体可加快排料并使反应腔11内的碳纳米管粉体排干净。

所述搅拌装置6包括搅拌减速电机与搅拌轴，所述搅拌减速电机设于储罐1顶部且通过输出轴与储罐1内的搅拌轴相连接，所述搅拌轴上设置有螺旋状搅拌叶片，且搅拌轴的转速为2~3转/分钟，采用低转速既有利于粉体间的充分换热，保证预热的均匀性，也有利于减少二次扬尘。

所述净化水箱3的液面上方设有除雾器21，可减少尾气净化过程中水分的大量流失，节约水资源并减少环境污染。

本实用新型的工作原理是，使用时先打开加料阀，向储罐1内添加待提纯的碳纳米管粉体，添加结束后关闭加料阀减少二次扬尘，添加过程中储罐1内的废气经排气管8上的第一滤网过滤后外排，在对高温加热装置2的反应腔11添加物料前，先启动抽风机19，并通过惰性气体管14向反应腔11内通入1分钟左右的惰性气体，对反应腔11内的空气进行置换，然后关闭惰性气体管14上的电动耐高温截止阀，通过连通管5将储罐1内的物料添加到反应腔11中，然后关闭反应腔11上各管路上的电动耐高温截止阀，停止抽风机19运行，启动电加热管12对粉体进行加热，同时打开碘蒸汽管13和尾气管17上的电动耐高温截止阀向反应腔11内通入碘蒸汽进行提纯，提纯过程中，尾气经第二滤网15过滤后进入储罐1的换热夹套9内对储罐1内的粉体进行预热，搅拌装置6使预热更充分，换热后的尾气经抽风机19排入净化水箱3内，未反应完全的碘蒸汽被净化水箱3的冰水冷凝成碘颗粒回收后二次使用，尾气中携带的反应生成的杂质溶于冰水中被集中处理，提纯结束后，停止通入碘蒸汽，并打开惰性气体反吹管16的高温电动截止阀对第二滤网15进行吹扫，保证过滤效率，对第二滤网15的吹扫也可在提纯过程中进行。提纯完成后停止电加热管12运行，打开排料管18上的耐高温截止阀进行排料，排料时可通过惰性气体管14和惰性气体反吹管16向反应腔11内通入惰性气体，加快排料。

以上已经描述了本实用新型的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (5)

1.一种碳纳米管粉体制备提纯装置，包括储罐和高温加热装置，其特征在于：还包括净化水箱，所述储罐通过支腿连接在高温加热装置上方，且储罐底部设有下料口，所述下料口下方设有连通管，所述储罐上设有搅拌装置，且储罐顶部设有加料管和排气管，所述加料管上设有加料阀，所述排气管顶部螺纹连接有第一滤网，所述储罐的侧壁上设有换热夹套，所述高温加热装置包括加热腔和反应腔，所述加热腔包覆在反应腔外，且加热腔内设有电加热管，所述反应腔顶部与连通管相连通，且反应腔一端设有碘蒸汽管和惰性气体管，另一端设有第二滤网、惰性气体反吹管和尾气管，所述尾气管和惰性气体反吹管均设于第二滤网后方，所述反应腔底部设有排料管，所述连通管、碘蒸汽管、惰性气体管、惰性气体反吹管、尾气管和排料管上均设有电动耐高温截止阀，所述尾气管与换热夹套的进气口相连通，所述净化水箱顶部设有抽风机，所述抽风机通过抽气管与换热夹套的抽气口相连通，所述抽风机的出气管伸至净化水箱内液面的下方。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管粉体制备提纯装置，其特征在于：所述换热夹套的进气口设在换热夹套的顶部，抽气口设在换热夹套的底部，且换热夹套内设有螺旋状换热片。

3.根据权利要求2所述的碳纳米管粉体制备提纯装置，其特征在于：所述反应腔的底板倾斜设置，且倾斜角度大于30°，所述排料管设于底板的最低端。

4.根据权利要求3所述的碳纳米管粉体制备提纯装置，其特征在于：所述搅拌装置包括搅拌减速电机与搅拌轴，所述搅拌减速电机设于储罐顶部且通过输出轴与储罐内的搅拌轴相连接，所述搅拌轴上设置有螺旋状搅拌叶片，且搅拌轴的转速为2~3转/分钟。

5.根据权利要求4所述的碳纳米管粉体制备提纯装置，其特征在于：所述净化水箱的液面上方设有除雾器。

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