一种碳纳米管生产用反应炉制造技术

本发明专利技术公开了一种碳纳米管生产用反应炉，反应炉包括反应室，反应室外围绕有加热层；反应室的上端面连通有气管A、催化剂进管；还包括生长板组件、推板组件、储料仓；生长板组件包括生长板、支撑杆、推杆；推板组件包括驱动电机、转动杆、导向杆、推板；推板为一体式结构，包括连接部、推动部、导向部。本发明专利技术的结构简单，操作方便；本发明专利技术的反应炉通过生长板组件、推板组件以及催化剂储罐，可以实现碳纳米管的连续生产，降低能耗；储料仓的使用，还使得碳纳米管在不影响反应室的情况下，将已经生产出来的碳纳米管排出，进行下一步的处理，提高生产效率。提高生产效率。提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纳米管生产用反应炉


[0001]本专利技术属于碳纳米管生产
，特别是涉及一种碳纳米管生产用反应炉。

技术介绍

[0002]碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口)的一维量子材料。碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。碳纳米管自上世纪90年代被发现以来，由于其独有的结构和特殊的物化特性以及潜在的应用前景引起了各国科学家的极大兴趣，是物理学、化学、材料学等领域的研究热点之一。
[0003]现有的制备碳纳米管的方法主要有电弧放电法、激光刻蚀法、化学气相沉积法、固相热解法、火焰合成法、辉光放电法和聚合反应合成法等，化学气相沉积工艺是工业化大规模生产碳纳米管的主要方法，在反应炉中放置好催化剂，采用碳源气体作为碳纳米管的生长碳源，使反应室处于高温、缺氧，提供碳源气裂解环境，使得碳纳米管在催化剂上生长。
[0004]但在实际的生产过程中，催化剂经过使用会失活，需要向反应炉中不断的补充新的催化剂，这就导致需要不停的对反应炉进行停炉、补充催化剂、置换气体、升温反应，导致生产效率降低，生产能耗高。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就在于克服现有的技术问题，提供了一种碳纳米管生产用反应炉。
[0006]为达到上述目的，本专利技术是按照以下技术方案实施的：
[0007]一种碳纳米管生产用反应炉，反应炉包括反应室，反应室外围绕有加热层；反应室的上端面连通有气管A、催化剂进管；还包括生长板组件、推板组件、储料仓；
[0008]所述反应室为立方体形，反应室下方为过渡锥，过渡锥下方连通有过渡仓；过渡仓下方连通储料仓；过渡锥上连通有气管B；
[0009]生长板组件包括生长板、支撑杆、推杆；生长板位于反应室内；支撑杆的头部与生长板的底部铰接，支撑杆的底端固定在过渡锥的内表面；推杆贯穿过渡锥，推杆的尾部与推动装置连接；推杆的头部与生长板底面接触；支撑杆位于过渡锥左侧、推杆位于过渡锥右侧，支撑杆与推杆将生长板水平支撑在反应室内；
[0010]推板组件包括驱动电机、转动杆、导向杆、推板；转动杆的左端与反应室的左侧壁转动连接，转动杆的右端位于加热层外，并与驱动电机连接；转动杆与反应室的右侧壁转动连接；位于反应室内的转动杆上有外螺纹；转动杆平行于生长板；
[0011]导向杆固定安装在反应室内，位于转动杆的后方，并与转动杆平行；
[0012]推板为一体式结构，包括连接部、推动部、导向部；推动部位于连接部的下方；导向部位于连接部的后方；推板安装在反应室内，连接部与转动杆螺纹连接；导向部上有通孔，通孔的位置与导向杆位置相配合；导向部在导向杆上左右滑动；
[0013]催化剂进管伸入到反应室内；催化剂进管的投影落在生长板上；
[0014]过渡仓与储料仓之间有阀门；储料仓上连通有气管C、气管D；储料仓下端的出料管上有阀门。
[0015]优选的，催化剂进管上连通有催化剂储罐；催化剂储罐上连通有气管E、气管F；催化剂储罐与催化剂进管之间有定量下料阀。
[0016]优选的，支撑杆的头部与生长板之间通过铰接件铰接；铰接件包括轴杆、轴杆两侧对称安装的连接板、轴套；连接板与生长板的底部固定连接；轴套套在轴杆上；轴套与支撑杆的头部固定连接。
[0017]优选的，推杆的头部安装辊筒组件；辊筒组件包括转动辊筒、安装框；安装框为凵型，转动辊筒转动安装在安装框内；安装框开口向上，推杆的头部与安装框的下端面固定连接；
[0018]转动辊筒平行于轴杆。
[0019]优选的，连接部上固定安装有螺纹套，连接部通过螺纹套与转动杆螺纹连接；推动部下端面的位置高于生长板的上端面。
[0020]优选的，推板位于转动杆最左端或者最右端时，推板的投影均不落在生长板上。
[0021]优选的，催化剂进管有两个，前后对称的安装在反应室上；催化剂进管的尾部的位置低于转动杆与导向杆，并高于推动部上端面。
[0022]优选的，推动装置为气缸。
[0023]本专利技术作用原理如下：
[0024]本专利技术在使用时，先通过气管A、气管B对反应室、过渡仓进行气体置换，将空气排出。催化剂储罐中也确保催化剂充足，催化剂储罐在储存催化剂之前也需要通过气管E、气管F进行气体置换，使得催化剂储罐中无氧状态然后才能将催化剂送入催化剂储罐中。随后对反应室进行升温，将催化剂从催化剂储罐中送入反应室内的生长板上，控制驱动电机转动，推板推动催化剂分布在生长板上，然后从气管A中通入碳纳米管制备所需要的气体，使得碳源气体在反应室中发生裂解，在生长板上的催化剂上生长。在催化剂失效时，控制推杆将生长板顶起，生长板倾斜，生成的碳纳米管从生长板上落下，顺着过渡锥落入到过渡仓中。随后使用催化剂进管再次注入新的催化剂，重复前述步骤，对碳纳米管持续进行生产。
[0025]在生产的过程中，还可以将碳纳米管根据生产的需求排出，将储料仓通过气管C、气管D进行气体置换之后，打开储料仓与过渡仓之间阀门，使得过渡仓中的碳纳米管落入储料仓中，随后关闭过渡仓与储料仓之间的阀门，再从储料仓中将碳纳米管排出。
[0026]本专利技术达到了以下有益效果：
[0027]本专利技术的结构简单，操作方便；本专利技术的反应炉通过生长板组件、推板组件以及催化剂储罐，可以实现碳纳米管的连续生产，降低能耗；储料仓的使用，还使得碳纳米管在不影响反应室的情况下，将已经生产出来的碳纳米管排出，进行下一步的处理，提高生产效率。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的结构示意图；
[0029]图2为图1沿E
‑
E线的剖视图；
[0030]图3为图1沿F
‑
F线的剖视图。
[0031]图中：1、反应室；2、加热层；3、气管A；4、催化剂进管；5、储料仓；6、催化剂储罐；7、气管E；8、气管F；9、定量下料阀；10、过渡锥；11、过渡仓；12、气缸；13、气管B；14、生长板；15、支撑杆；16、推杆；17、轴杆；18、连接板；19、轴套；20、转动辊筒；21、安装框；22、驱动电机；23、转动杆；24、导向杆；25、推板；26、连接部；27、推动部；28、导向部；29、螺纹套；30、通孔；31、阀门；32、气管C；33、气管D。
具体实施方式
[0032]下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步描述，在此专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。
[0033]实施例1
[0034]如图1至图3所示，一种碳纳米管生产用反应炉，反应炉包括反应室1，反应室1外围绕有加热层2；反应室1的上端面连通有气管A3、催化剂进管4；还包括生长板组件、推板组件、储料仓5。
[0035]催化剂进管4上连通有催化剂储罐6；催化剂储罐6上连通有气管E7、气管F8；催化剂储罐6与催化剂进管4之间有定量下料阀9。
[0036]所述反应室1为立方体形，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管生产用反应炉，反应炉包括反应室，反应室外围绕有加热层；反应室的上端面连通有气管A、催化剂进管；其特征在于：还包括生长板组件、推板组件、储料仓；所述反应室为立方体形，反应室下方为过渡锥，过渡锥下方连通有过渡仓；过渡仓下方连通储料仓；过渡锥上连通有气管B；生长板组件包括生长板、支撑杆、推杆；生长板位于反应室内；支撑杆的头部与生长板的底部铰接，支撑杆的底端固定在过渡锥的内表面；推杆贯穿过渡锥，推杆的尾部与推动装置连接；推杆的头部与生长板底面接触；支撑杆位于过渡锥左侧、推杆位于过渡锥右侧，支撑杆与推杆将生长板水平支撑在反应室内；推板组件包括驱动电机、转动杆、导向杆、推板；转动杆的左端与反应室的左侧壁转动连接，转动杆的右端位于加热层外，并与驱动电机连接；转动杆与反应室的右侧壁转动连接；位于反应室内的转动杆上有外螺纹；转动杆平行于生长板；导向杆固定安装在反应室内，位于转动杆的后方，并与转动杆平行；推板为一体式结构，包括连接部、推动部、导向部；推动部位于连接部的下方；导向部位于连接部的后方；推板安装在反应室内，连接部与转动杆螺纹连接；导向部上有通孔，通孔的位置与导向杆位置相配合；导向部在导向杆上左右滑动；催化剂进管伸入到反应室内；催化剂进管的投影落在生长板上；过渡仓与储料仓之间有阀门；储料仓上连通有气管C、气管D；储料仓下端的出料管上有阀门。...

【专利技术属性】
技术研发人员：马伟斌，张洋岳，张权，杨锦，
申请(专利权)人：焦作集越纳米材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：