一種石墨烯高效膨化炭化爐的制作方法
【專利摘要】一種石墨烯高效膨化炭化爐它包括給料裝置、爐體和收料裝置三部分，給料裝置包括保護(hù)氣進(jìn)口（1），進(jìn)料倉（2），球閥（3），螺旋給料機(jī)（10）；爐體包括爐管（6），爐體外殼（9），電阻絲（7），保溫層（8），爐體外殼（9）；收料裝置包括過渡倉（16），球閥（17），收料倉（18）；減速電機(jī)（13）驅(qū)動爐管（6）轉(zhuǎn)動，爐管支架（12）位于爐體支架（19）上。本實(shí)用新型具有生產(chǎn)效率高，自動化程度高，能耗低的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種石墨烯高效膨化炭化爐
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于一種石墨烯生產(chǎn)設(shè)備，具體涉及一種石墨烯高效膨化炭化爐。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨稀是一種單層碳原子構(gòu)成的二維納米材料。由于石墨稀結(jié)構(gòu)的特殊性，賦予它諸多優(yōu)異的特性:具有優(yōu)異的力、熱、光、電等性能，已在科研界與產(chǎn)業(yè)界引起廣泛關(guān)注。它是目前已知世上最薄最堅(jiān)硬的材料(拉伸模量E ? 1.0lTPa和極限強(qiáng)度σ? 130GPa);石墨烯的透光率達(dá)97.7%,幾乎是完全透明的；石墨烯理論比表面積達(dá)2630m2/g;其熱導(dǎo)率高達(dá)5300ff/m.K，遠(yuǎn)高于碳納米管和金剛石;常溫下其電子迀移率超過15000cm2/V.s，比碳納米管或娃晶體都高，而電阻率只有10—6Ω.cm，比銅或銀更低，為目前世上電阻率最小的材料。因此，石墨烯在儲能、催化、熱管理、復(fù)合材料等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0003]以石墨為原料，通過氧化還原法制備石墨烯是目前主流工藝。熱還原是其中核心工藝，然而，目前市場上的熱處理設(shè)備多為間歇式，生產(chǎn)效率低，能量利用率低，且不適用于這種具有很大體積膨脹比的粉體，嚴(yán)重限制了石墨烯的大規(guī)模生產(chǎn)的進(jìn)程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決氧化石墨粉體連續(xù)膨化炭化問題，克服膨脹過程中巨大的體積膨脹難題，本實(shí)用新型的目的是提供一種生產(chǎn)效率高，自動化程度高，能耗低的石墨烯高效連續(xù)膨化炭化爐。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0006]—種石墨烯高效膨化炭化爐，它包括給料裝置、爐體和收料裝置三部分，其特征在于給料裝置包括保護(hù)氣進(jìn)口，進(jìn)料倉，球閥，螺旋給料機(jī)，進(jìn)料倉上有保護(hù)氣進(jìn)口，進(jìn)料倉的出口通過球閥與螺旋給料機(jī)進(jìn)口連接，螺旋給料機(jī)通過前軸承與爐體的爐體外殼前部連接，并且螺旋給料機(jī)的出口進(jìn)入爐體的內(nèi)，并穿過過濾除塵網(wǎng)，爐體包括爐管，爐體外殼，電阻絲，保溫層，爐體外殼，電阻絲和保溫層位于爐管中部，爐管外側(cè)纏繞電阻絲，電阻絲與爐體外殼之間有保溫層，爐管內(nèi)的前部有過濾除塵網(wǎng)，爐管前部有排氣煙囪和前軸承，爐管支架通過前軸承和爐管前部連接，爐管后部通過后軸承與爐管支架連接，爐管出口處有抽真空管道;收料裝置包括過渡倉，球閥，收料倉，爐管出口依次與過渡倉，球閥和收料倉連接，減速電機(jī)驅(qū)動爐管轉(zhuǎn)動，爐管支架位于爐體支架上。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)效果在于，操作簡單、安全可靠、石墨烯還原程度可控可調(diào)、能耗低，生產(chǎn)效率高，成本低，可實(shí)現(xiàn)石墨烯的大規(guī)模低成本連續(xù)化制備，膨化炭化過程保持全封閉，消除了粉塵危害。
【附圖說明】
[0008]圖1是本實(shí)用新型的總裝結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
[0009]如圖所示，I為保護(hù)氣進(jìn)口，2為進(jìn)料倉，3為球閥，4為排氣煙囪，5為過濾除塵網(wǎng)，6為爐管，7為電阻絲，8為保溫層，9為爐體外殼，10為螺旋給料機(jī)，11為前軸承，12為爐管支架，13為減速電機(jī)，14為后軸承，15為抽真空管道，16為過渡倉，17為球閥，18為收料倉，19為爐體支架。
[0010]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
[0011 ]參見附圖1，本實(shí)用新型一種石墨烯高效膨化炭化爐，它包括給料裝置、爐體和收料裝置三部分，其特征在于給料裝置包括保護(hù)氣進(jìn)口 I，進(jìn)料倉2，球閥3，螺旋給料機(jī)10，進(jìn)料倉2上有保護(hù)氣進(jìn)口 I，進(jìn)料倉2的出口通過球閥3與螺旋給料機(jī)10進(jìn)口連接，螺旋給料機(jī)10通過前軸承11與爐體的爐體外殼9前部連接，并且螺旋給料機(jī)10的出口進(jìn)入爐體的內(nèi)，并穿過過濾除塵網(wǎng)5，爐體包括爐管6，爐體外殼9，電阻絲7，保溫層8，爐體外殼9，電阻絲7和保溫層8位于爐管6中部，爐管6外側(cè)纏繞電阻絲7，電阻絲7與爐體外殼9之間有保溫層8，爐管6內(nèi)的前部有過濾除塵網(wǎng)5，爐管6前部有排氣煙囪4和前軸承11，爐管支架12通過前軸承11和爐管6前部連接，爐管6后部通過后軸承14與爐管支架12連接，爐管6出口處有抽真空管道15；收料裝置包括過渡倉16，球閥17，收料倉18，爐管6出口依次與過渡倉16，球閥17和收料倉18連接，減速電機(jī)13驅(qū)動爐管6轉(zhuǎn)動，爐管支架12位于爐體支架19上。
[0012]本實(shí)用新型是將一定量的氧化石墨粉末加入進(jìn)料倉2，從保護(hù)氣進(jìn)口I通入保護(hù)氣(或通過真空管道15，將整個爐管內(nèi)部抽至負(fù)壓狀態(tài))，開啟減速電機(jī)13帶動爐管6轉(zhuǎn)動，然后開啟加熱電阻絲7，使?fàn)t管6達(dá)到預(yù)設(shè)溫度，開啟螺旋給料機(jī)10，氧化石墨粉末隨著螺旋給料機(jī)緩慢進(jìn)入爐管6，氧化石墨粉末依次通過爐管內(nèi)預(yù)熱區(qū)、膨化區(qū)，然后剝離成石墨烯，繼續(xù)通過低溫炭化區(qū)、高溫炭化區(qū)，所得石墨稀粉體經(jīng)過渡倉16落入收料倉18內(nèi)。膨化炭化過程中產(chǎn)生的廢氣，經(jīng)煙氣過濾除塵網(wǎng)5處理后，由排氣煙囪4排入大氣中。
[0013]本實(shí)用新型是一種集自動進(jìn)料、膨化炭化和收料等為一體的石墨烯連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，具有操作簡單、安全可靠、生產(chǎn)效率高、能源利用率高、自動化程度高等優(yōu)點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種石墨烯高效膨化炭化爐，它包括給料裝置、爐體和收料裝置三部分，其特征在于給料裝置包括保護(hù)氣進(jìn)口( I)，進(jìn)料倉(2)，球閥(3)，螺旋給料機(jī)(10)，進(jìn)料倉(2)上有保護(hù)氣進(jìn)口( I)，進(jìn)料倉(2 )的出口通過球閥(3 )與螺旋給料機(jī)(1 )進(jìn)口連接，螺旋給料機(jī)(10)通過前軸承(11)與爐體的爐體外殼(9)前部連接，并且螺旋給料機(jī)(10)的出口進(jìn)入爐管(6)內(nèi)，并穿過過濾除塵網(wǎng)(5)，爐體包括爐管(6)，爐體外殼(9)，電阻絲(7)，保溫層(8)，爐體外殼(9)，電阻絲(7)和保溫層(8)位于爐管(6)中部，爐管(6)外側(cè)纏繞電阻絲(7)，電阻絲(7)與爐體外殼(9)之間有保溫層(8)，爐管(6)內(nèi)的前部有過濾除塵網(wǎng)(5)，爐管(6)前部有排氣煙囪(4)和前軸承(11)，爐管支架(12)通過前軸承(11)和爐管(6)前部連接，爐管(6)后部通過后軸承(14)與爐管支架(12)連接，爐管(6)出口處有抽真空管道(15);收料裝置包括過渡倉(16)，球閥(17)，收料倉(18)，爐管(6)出口依次與過渡倉(16)，球閥(17)和收料倉(18)連接，減速電機(jī)(13)驅(qū)動爐管(6)轉(zhuǎn)動，爐管支架(12)位于爐體支架(19)上。
【文檔編號】C01B31/04GK205442650SQ201620201335
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月16日
【發(fā)明人】陳成猛, 孔慶強(qiáng), 王大力, 石久龍, 李樹珍, 孫國華, 王煒, 蘇小威
【申請人】中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所, 山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)有限公司