[實(shí)用新型]一種能夠自清潔的生產(chǎn)碳納米管的臥式反應(yīng)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202222778604.1
• 申請日: 2022-10-21
• 公開（公告）號: CN218189550U
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙社濤
• 申請（專利權(quán)）人: 贏納材料科技（鎮(zhèn)江）有限公司
• 主分類號: B01J8/10
• 分類號: B01J8/10;B08B9/087
• 代理公司: 北京中知星原知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11868
• 代理人: 艾變開;趙欣

本實(shí)用新型涉及一種能夠自清潔的生產(chǎn)碳納米管的臥式反應(yīng)裝置，包括臥式反應(yīng)器以及內(nèi)部的攪拌器，所述臥式反應(yīng)器由前至后依次包括前低溫區(qū)、高溫反應(yīng)區(qū)和后低溫區(qū)，所述前低溫區(qū)與高溫反應(yīng)區(qū)之間設(shè)有第一擋板，后低溫區(qū)與高溫反應(yīng)區(qū)之間設(shè)有第二擋板，第一擋板和第二擋板分別用于阻隔高溫反應(yīng)區(qū)的熱量向前低溫區(qū)和后低溫區(qū)擴(kuò)散；所述攪拌器的攪拌葉片均勻分布在處于高溫反應(yīng)區(qū)的攪拌軸上，攪拌葉片的內(nèi)端固定在攪拌軸上，外端距離臥式反應(yīng)器內(nèi)壁1?50mm，用于清除臥式反應(yīng)器內(nèi)壁上的沉積物。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于碳納米管生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能夠自清潔的生產(chǎn)碳納米管的臥式反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)

碳納米管是一種新型納米材料，碳納米管的制備方法主要包括石墨電弧法、激光蒸發(fā)法和催化熱解法。催化熱解法又稱化學(xué)氣相沉積法，在高溫中，含碳?xì)怏w流經(jīng)催化劑納米顆粒表面時分解產(chǎn)生碳原子，并在催化劑表面生成碳納米管。催化熱解法的反應(yīng)過程易于控制，產(chǎn)品純度高，成本相對較低，產(chǎn)量相對較高，適用性強(qiáng)，因此是碳納米管工業(yè)化生產(chǎn)的首選方法。目前，碳納米管的生產(chǎn)設(shè)備主要是高溫管式爐，在生產(chǎn)碳納米管的過程中，由于溫度較高，在爐內(nèi)壁上很容易積炭以及粘附碳納米管，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，爐內(nèi)壁上粘附的碳產(chǎn)物越來越厚，不但侵占了爐內(nèi)部的反應(yīng)空間，而且將嚴(yán)重影響反應(yīng)器的傳熱、傳質(zhì)，導(dǎo)致反應(yīng)器的生產(chǎn)效率。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠自清潔的生產(chǎn)碳納米管的臥式反應(yīng)裝置，解決的技術(shù)問題是在反應(yīng)過程中，反應(yīng)器內(nèi)壁上積碳和粘附碳納米管，侵占反應(yīng)空間，影響傳熱，導(dǎo)致反應(yīng)器的生產(chǎn)效率下降。

所述能夠自清潔的生產(chǎn)碳納米管的臥式反應(yīng)裝置，包括臥式反應(yīng)器以及內(nèi)部的攪拌器，所述臥式反應(yīng)器由前至后依次包括前低溫區(qū)、高溫反應(yīng)區(qū)和后低溫區(qū)，所述前低溫區(qū)與高溫反應(yīng)區(qū)之間設(shè)有第一擋板，后低溫區(qū)與高溫反應(yīng)區(qū)之間設(shè)有第二擋板，第一擋板和第二擋板分別用于阻隔高溫反應(yīng)區(qū)的熱量向前低溫區(qū)和后低溫區(qū)擴(kuò)散；

所述攪拌器的攪拌葉片均勻分布在處于高溫反應(yīng)區(qū)的攪拌軸上，攪拌葉片的內(nèi)端固定在攪拌軸上，外端距離臥式反應(yīng)器內(nèi)壁1-50mm，用于清除臥式反應(yīng)器內(nèi)壁上的沉積物；

攪拌葉片在水平面上的投影面積占臥式反應(yīng)器水平最大橫截面的20-80％，優(yōu)選為40-60％，用于強(qiáng)化臥式反應(yīng)器內(nèi)的傳質(zhì)和傳熱。

可選的，所述臥式反應(yīng)器的前端設(shè)有催化劑管和進(jìn)氣管，用于向臥式反應(yīng)器內(nèi)輸入催化劑和碳源氣體，在高溫反應(yīng)區(qū)中反應(yīng)生成碳納米管；

所述催化劑管和進(jìn)氣管依次貫穿臥式反應(yīng)器的前端和第一擋板，延伸進(jìn)入高溫反應(yīng)區(qū)的前端；催化劑管處于進(jìn)氣管的上方。

可選的，所述臥式反應(yīng)器的后端設(shè)有尾氣管和出料管，分別用于輸出高溫反應(yīng)區(qū)反應(yīng)后的尾氣和生成的碳納米管；

所述尾氣管和出料管依次貫穿臥式反應(yīng)器的后端和第二擋板，延伸進(jìn)入高溫反應(yīng)區(qū)的后端；尾氣管處于出料管的上方。

可選的，所述臥式反應(yīng)器的外側(cè)設(shè)有加熱器，加熱器的長度大于高溫反應(yīng)區(qū)的長度，使得加熱器充分加熱高溫反應(yīng)區(qū)。

可選的，所述攪拌葉片具有弧度，即向自身轉(zhuǎn)動的反方向凸出，便于在自身轉(zhuǎn)動時刮除臥式反應(yīng)器內(nèi)壁上的沉積物。

可選的，所述攪拌器的攪拌軸與臥式反應(yīng)器的水平中軸線重合，保證攪拌葉片對上下內(nèi)壁均衡的清理效果。

可選的，所述攪拌器包括兩個驅(qū)動電機(jī)以及與兩個驅(qū)動電機(jī)相連的兩個攪拌軸，兩個驅(qū)動電機(jī)分別設(shè)在臥式反應(yīng)器的前端和后端的外部，兩個攪拌軸分別從臥式反應(yīng)器的前端和后端貫穿進(jìn)入高溫反應(yīng)區(qū)，兩個攪拌軸處于高溫反應(yīng)區(qū)內(nèi)的一端彼此靠近但不接觸。

進(jìn)一步可選的，所述高溫反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)有至少一個支撐架，用于支撐兩個攪拌軸處于高溫反應(yīng)區(qū)內(nèi)部的一端。