用于碳纳米管生产的自清洁流化床反应器制造技术

本实用新型专利技术涉及纳米材料技术领域，提供一种用于碳纳米管生产的自清洁流化床反应器，包括具有反应室的流化床反应器本体以及设于反应室内的旋转装置，旋转装置包括沿反应室中心纵向设置的旋转轴以及与旋转轴连接且可在旋转轴带动下旋转的旋转体，反应室设有供气体流入的流入口以及供气体流出的流出口，旋转轴与流入口连通，旋转体与旋转轴连通，且旋转体上设有正对反应室的内壁且与旋转轴连通供气体流出的若干气孔。本实用新型专利技术中，旋转体在气流的反冲作用力下被驱动旋转，旋转体清洁粘附在反应室内壁上的催化剂和碳纳米管，同时由气孔喷出的气体对反应室内壁进行冲洗，避免碳纳米管在反应室内壁上局部堆积而造成流化床内有效体积的减少。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及纳米材料
，更具体地说，是涉及一种用于碳纳米管生产的自清洁流化床反应器。
技术介绍
碳纳米管作为一种新兴的具有优异性能的一维纳米材料被广泛应用于二次锂离子电池导电介质、复合材料、场发射、储能材料等各个方面。流化床反应器被用在碳纳米管的大规模生产中，其优异的传热、传质过程使催化剂与原料气体充分接触、反应能获得了性能优异的碳纳米管。由于碳纳米管是具有中空结构的一维纳米材料，且具有体积密度小、比表面积大、长径比高等特点，碳纳米管很容易相互缠绕形成团聚体。在使用流化床反应器生产碳纳米管的过程中催化剂易粘附反应器的内壁上，随着碳纳米管的生长，团聚的碳纳米管在内壁上逐渐积累形成堆积体，并且在放料时不能随气流一起被带出。随着连续生产批次的增多，反应器内壁上团聚的碳纳米管越积越厚，占用了流化床反应器的一部分体积，严重影响反应器内传热、传质过程的进行，从而降低了流化床反应器的效率，不能实现真正意义上的连续化生产。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于碳纳米管生产的自清洁流化床反应器，旨在解决现有技术中在碳纳米管生产中流化床反应器内壁易堆积碳纳米管，而影响反应器内传热、传质的问题。为解决上述技术问题，本技术的技术方案是：提供一种用于碳纳米管生产的自清洁流化床反应器，包括具有反应室的流化床反应器本体，还包括设于所述反应室内的旋转装置，所述旋转装置包括沿所述反应室中心纵向设置的旋转轴以及与所述旋转轴连接且可在所述旋转轴带动下旋转的旋转体，所述反应室设有供气体流入的流入口以及供气体流出的流出口，所述旋转轴与所述流入口连通，所述旋转体与所述旋转轴连通，且所述旋转体上设有正对所述反应室的内壁且与所述旋转轴连通供气体流出的若干气孔。可选地，所述旋转体包括若干旋转杆、上连接杆组件及下连接杆组件，若干所述旋转杆纵向设置，若干所述旋转杆均匀排列，若干所述旋转杆的上端头之间的连线以及下端头之间的连线均呈圆形，所述上连接杆组件水平设置，且将若干所述旋转杆的上端头连接为一体，所述下连接杆组件水平设置，且将若干所述旋转杆的下端头连接为一体，若干气孔沿各所述旋转杆长度方向均匀设置，所述上连接杆组件与所述下连接杆组件中至少一与所述旋转轴及若干所述旋转杆连通。可选地，所述上连接杆组件包括若干呈直杆状的上连接杆，若干所述上连接杆交叉设置，若干所述上连接杆的交点位于若干所述旋转杆上端头圆形连线的中心，每根上连接杆的两端分别连接相对设置的两旋转杆的上端头；所述下连接杆组件若干呈直杆状的下连接杆，若干所述下连接杆交叉设置，若干所述下连接杆的交点位于若干所述旋转杆下端头圆形连线的中心，每根下连接杆的两端分别连接相对设置的两旋转杆的下端头，所述旋转轴固定连接于所述两交点处。可选地，所述上连接杆组件包括一呈圆形的第一上连接杆以及若干呈直杆状的第二上连接杆，若干所述旋转杆的上端头与所述第一上连接杆固定连接，若干所述第二上连接杆交叉设置于所述第一上连接杆内部，且若干所述第二上连接杆的交点位于所述第一上连接杆的中心；所述下连接杆组件包括一呈圆形的第一下连接杆以及若干呈直杆状的第二下连接杆，若干所述旋转杆的下端头
与所述第一下连接杆固定连接，若干所述第二下连接杆交叉设置于所述第一下连接杆内部，且若干所述第二下连接杆的交点位于所述第一下连接杆的中心，所述旋转轴固定连接于所述两交点处。可选地，所述旋转轴包括同轴设置的上旋转部与下旋转部，所述上旋转部与所述下旋转部分别连接于两所述交点处。可选地，所述下旋转部伸出所述流入口与外部气供装置连通。可选地，所述旋转杆呈直杆状；或者，所述旋转杆呈弯曲状。可选地，所述旋转杆与所述反应室的内壁贴靠。可选地，相对设置的两所述旋转杆上的所述气孔交错设置。可选地，所述气孔截面呈圆形、矩形、三角形或椭圆形。本技术中，通过流入口向旋转轴充入一定流速的惰性气体，惰性气体经旋转轴进入旋转体，并由若干气孔中流出，旋转体在气流的反冲作用力下被驱动旋转，通过控制气流的大小可控制旋转体的转速，旋转体在转动时，旋转体清洁粘附在反应室内壁上的催化剂和碳纳米管，同时由气孔喷出的气体对反应室内壁进行冲洗，避免碳纳米管在反应室内壁上局部堆积而造成流化床内有效体积的减少，进而使团聚的碳纳米管始终呈现良好的流化状态。而且，旋转装置无需任何外源动力，不消耗额外的能源，易于操作，提高了流化床设备使用效率，便于大规模、连续化生产高质量碳纳米管。附图说明图1是本技术实施例一提供的用于碳纳米管生产的自清洁流化床反应器的纵向剖视图；图2是图1中A-A剖视图；图3是本技术实施例一中旋转装置的结构示意图；图4是本技术实施例一中相对设置的两旋转杆上的气孔分布示意图；图5是本技术实施例一中相对设置的两旋转杆上的另一气孔分布示意
图；图6是本技术实施例二中旋转装置的结构示意图；100-反应器本体； 110-反应室； 120-流入口；130-流出口； 200-旋转装置； 210-旋转轴；211-上旋转部； 212-下旋转部； 220-旋转体；221-气孔； 222-旋转杆； 223-上连接杆组件；2231-第一上连接杆； 2232-第二上连接杆； 224-下连接相组件；2241-第一下连接杆； 2242-第二下连接杆； 225-上连接杆；226-下连接杆。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。还需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。实施例一参照图1、图2，本技术实施例一提供的用于碳纳米管生产的自清洁流化床反应器，包括具有反应室100的流化床反应器本体100，还包括设于反应室100内的旋转装置200。旋转装置200包括沿反应室100中心纵向设置的旋转轴210以及与旋转轴210连接且可在旋转轴210带动下旋转的旋转体220。反应室100的底部设有供气体流入的流入口120，反应室100的顶部设有供气体流出的流出口130。旋转轴210与流入口120连通，旋转体220与旋转轴210
连通，且旋转体220上设有正对反应室100的内壁且与旋转轴210连通供气体流出的若干气孔221。本技术实施例中，通过流入口120向旋转轴210充入一定流速的惰性气体，惰性气体经旋转轴210进入旋转体220，并由若干气孔221中流出，旋转体220在气流的反冲作用力下被驱动旋转，通过控制气流的大小可控制旋转体220的转速，旋转体220在转动时，旋转体220清洁粘附在反应室100内壁上的催化剂和碳纳米管，同时由气孔221喷出的气体对反应室100内壁进行冲洗，避免碳纳米管在反应室110内壁上局本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于碳纳米管生产的自清洁流化床反应器，包括具有反应室的流化床反应器本体，其特征在于：还包括设于所述反应室内的旋转装置，所述旋转装置包括沿所述反应室中心纵向设置的旋转轴以及与所述旋转轴连接且可在所述旋转轴带动下旋转的旋转体，所述反应室设有供气体流入的流入口以及供气体流出的流出口，所述旋转轴与所述流入口连通，所述旋转体与所述旋转轴连通，且所述旋转体上设有正对所述反应室的内壁且与所述旋转轴连通供气体流出的若干气孔。

【技术特征摘要】
1.一种用于碳纳米管生产的自清洁流化床反应器，包括具有反应室的流化床反应器本体，其特征在于：还包括设于所述反应室内的旋转装置，所述旋转装置包括沿所述反应室中心纵向设置的旋转轴以及与所述旋转轴连接且可在所述旋转轴带动下旋转的旋转体，所述反应室设有供气体流入的流入口以及供气体流出的流出口，所述旋转轴与所述流入口连通，所述旋转体与所述旋转轴连通，且所述旋转体上设有正对所述反应室的内壁且与所述旋转轴连通供气体流出的若干气孔。2.如权利要求1所述的用于碳纳米管生产的自清洁流化床反应器，其特征在于：所述旋转体包括若干旋转杆、上连接杆组件及下连接杆组件，若干所述旋转杆纵向设置，若干所述旋转杆均匀排列，若干所述旋转杆的上端头之间的连线以及下端头之间的连线均呈圆形，所述上连接杆组件水平设置，且将若干所述旋转杆的上端头连接为一体，所述下连接杆组件水平设置，且将若干所述旋转杆的下端头连接为一体，若干气孔沿各所述旋转杆长度方向均匀设置，所述上连接杆组件与所述下连接杆组件中至少一与所述旋转轴及若干所述旋转杆连通。3.如权利要求2所述的用于碳纳米管生产的自清洁流化床反应器，其特征在于：所述上连接杆组件包括若干呈直杆状的上连接杆，若干所述上连接杆交叉设置，若干所述上连接杆的交点位于若干所述旋转杆上端头圆形连线的中心，每根上连接杆的两端分别连接相对设置的两旋转杆的上端头；所述下连接杆组件若干呈直杆状的下连接杆，若干所述下连接杆交叉设置，若干所述下连接杆的交点位于若干所述旋转杆下端头圆形连线的中心，每根下连接杆的两端分别连接相对设置的两旋转杆的下端头，所述旋转轴固定连接于所述两...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，
申请(专利权)人：深圳市三顺中科新材料有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44