【技术实现步骤摘要】
一种带有尾气余热回收再利用装置的碳纳米管批量制备系统
本专利技术属于碳纳米管制造领域，特别是涉及一种带有尾气余热回收再利用装置的碳纳米管批量制备系统。
技术介绍
1991日本专家Iijima等首次发现碳纳米管分子后，引起了科学界的极大重视。碳纳米管作为一种新型的碳质材料，具有许多优良性能，如：断裂强度高，约为钢的100倍，单根碳纳米管拉伸强度范围为10-100GPa，是目前为止力学强度最高的材料之一。导热能力强，约为铜导热性能的5倍，单根单壁碳纳米管的轴向热导率为3500W/(m·K)，远高于石墨等碳质材料。导电能力强，电导率可达到常用导电金属铜的10000倍左右。碳纳米管的实验室制备通常采用化学气相沉积法(CVD法)，反应原理为将固体催化剂颗粒、液相碳源先加热至气化，之后将纳米级气态催化剂、气态碳源、载气等混合后加热至碳纳米管生成温度，通常为600-1200℃，碳纳米管生成反应开始发生。化学气相沉积法可以在常压下通过高温加热实现碳纳米管生成，原料成本低，设备简单操作简便，且可以通过控制碳源、催化剂、载气种类实现多壁...
【技术保护点】
1.一种带有尾气余热回收再利用装置的碳纳米管批量制备系统，其特征在于，包括低温炉、高温生长炉(4)、两级旋风分离器和尾气导热油换热器(7)；其中，高温生长炉(4)的底部设置有第一载气及保护气体入口(9)，低温炉的底部设置有第二载气及保护气体入口(11)，低温炉的侧壁上设置有伸入至低温炉内的固体催化剂料斗(2)，底部设置有伸入至低温炉内的测温热电偶(1)和碳源注射装置(3)，低温炉的侧壁周向上设置有若干导热油加热管(12)，低温炉的出口连通至高温生长炉(4)的入口，高温生长炉(4)的出口连通至两级旋风分离器的入口，尾气导热油换热器(7)上设置有烟气入口、烟气出口、导热油入口和...
【技术特征摘要】
1.一种带有尾气余热回收再利用装置的碳纳米管批量制备系统，其特征在于，包括低温炉、高温生长炉(4)、两级旋风分离器和尾气导热油换热器(7)；其中，高温生长炉(4)的底部设置有第一载气及保护气体入口(9)，低温炉的底部设置有第二载气及保护气体入口(11)，低温炉的侧壁上设置有伸入至低温炉内的固体催化剂料斗(2)，底部设置有伸入至低温炉内的测温热电偶(1)和碳源注射装置(3)，低温炉的侧壁周向上设置有若干导热油加热管(12)，低温炉的出口连通至高温生长炉(4)的入口，高温生长炉(4)的出口连通至两级旋风分离器的入口，尾气导热油换热器(7)上设置有烟气入口、烟气出口、导热油入口和导热油出口，两级旋风分离器的出口连通至尾气导热油换热器(7)的烟气入口，尾气导热油换热器(7)的导热油出口通过导热油循环泵(8)和循环导热油流量调节装置(10)连通至导热油加热管(12)的入口，导热油加热管(12)的出口连通至尾气导热油换热器(7)的导热油入口。
2.根据权利要求1所述的一种带有尾气余热回收再利用装置的碳纳米管批量制备系统，其特征在于，低温炉用于将生成碳纳米管所需的催化剂前驱体、气相或液相碳源、生长促进剂通入炉内加热至设定温度，使其中固体及液体全部气化但并未达到碳源和催化剂高温分解反应开始发生的温度，低温炉加热温度为150-250℃，低温炉外壁绕有流动着导热油的加热管，为低温炉的加热提供热源，气化后的催化剂气体与碳源混合后在炉膛底部通入的载气作用下进入下一级高温生长炉(4)。
3.根据权利要求1所述的一种带有尾气余热回收再利用装置的碳纳米管批量制备系统，其特征在于，随着温度的上升，在载气作用下由低温炉通入高温生长炉的碳源及催化剂气体开始发生碳纳米管生成反应，碳纳米管成品逐渐充满整个高温生长炉(4)，通过底部吹入的载气将成型的碳纳米管由炉膛上部吹扫出炉内，进入两级旋风分离器，所述高温生长炉(4)加热温度为800-1200℃，加热方式为电加热或燃气加热。
4.根据权利要求1所述的一种带有尾气余热回收再利用装置的碳纳米管批量制备系统，其特征在于，两级旋风分离器包括依次连通的一级旋风分离器(5)和二级旋风分离器(6)，将高温生长炉(4)内吹出的碳纳米管粗产品进行两级连续气固分离，分离出的高温碳纳米管成品进行冷却及后续提纯加工即可包装运输，分离出的高温尾气通入尾气导热油换热器(7)，其余热进行后续利用。
5.根据权利要求4所述的一种带有尾气余热回收再利用装置的碳纳米管批量制备系统，其特征在于，碳纳米管产品生成...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘银河，冯艺伟，王博，杨欢，张彦迪，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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