碳纳米管生产设备的制作方法

本发明涉及碳纳米材料生产设备相关，特别是涉及一种碳纳米管生产设备。

背景技术：

1、单壁碳纳米管全部由碳原子构成，其几何结构可以视为由单层石墨烯卷曲而成，这种结构决定了单壁碳纳米管具有优异的电子、机械、力学等性能，并且如今在能源领域、医疗领域、生物活动领域均有涉及。

2、目前，制备单壁碳纳米管的方法主要包括化学气相沉积（cvd）、电弧放电法、激光烧蚀法等，其中，cvd法因其制备工艺简单、可控性好等优点而备受关注。

3、在设备方面，cvd法的制造设备分为立式设备以及卧式设备，其中，立式设备由于存在垂直的温差梯度，可能导致碳纳米管生长的不均匀性，且立式设备由于催化剂颗粒之间的间隙较小，容易受到生成物的堵塞，导致反应气体流动不畅，影响碳纳米管的生长；

4、而卧式设备中的生成物无法依靠自重离开反应炉管，因此通常需要增设额外的出料结构将炉管中的生成物运出，设备成本较高、生产效率较低。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对目前使用cvd法生产碳纳米管的卧式设备需要设置额外的出料结构才能将炉管中的生成物运出，设备成本较高、生产效率较低的问题，提供一种成本更低且效率更高的碳纳米管生产设备。

2、本申请提供一种碳纳米管生产设备，包括收料箱、反应箱体以及至少一根反应炉管，所述反应炉管均贯穿所述反应箱体且相互平行，所述反应箱体内设置有用于加热各所述反应炉管的加热件，所述反应炉管的一端连接有进料管，另一端与所述收料箱连通，所述进料管的进料口位置设置有阀体，所述进料管的侧面通过管路与进气结构连通，所述进气结构用于向所述进料管内通入反应气体。

3、在其中一个实施例中，所述进气结构包括预加热组件，所述预加热组件的进口用于通入反应气体，出口与所述进料管侧面连通，以在所述预加热组件内对反应气体进行预加热。

4、在其中一个实施例中，所述预加热组件包括加热炉管、预加热件以及压力表，所述加热炉管 进口位置连接有所述压力表，出口位置与所述进料管侧面通过管路连接，所述预加热件包覆于所述加热炉管外周面。

5、在其中一个实施例中，所述预加热组件与所述进料管之间通过波纹管连接。

6、在其中一个实施例中，所述进气结构包括还包括混气组件，所述混气组件的进口与多根反应气体进气管连接，出口与所述预加热组件连接，以在所述混气组件内对反应气体进行预混合。

7、在其中一个实施例中，所述混气组件包括多条进气通路、混合器以及出气通路，每一所述进气通路均对应并连接一根反应气体进气管，各所述进气通路的出口均与所述混合器的入口连接，所述出气通路的两端分别连接所述混合器的出口以及所述预加热组件连接；各所述进气通路以及所述出气通路均设置有流量计以及控制阀体。

8、在其中一个实施例中，所述反应箱体贯穿设置有两根所述反应炉管，所述进气结构还包括预加热箱以及混气箱，所述预加热箱内设置有两组所述预加热组件，所述混气箱内设置有两组所述混气组件，每一所述反应炉管均对应一组所述预加热组件以及一组所述混气组件。

9、在其中一个实施例中，所述反应箱体内还设置有保温组件，所述保温组件包括多个支撑保温板以及柱状的保温层，所述保温层内部具有保温腔，所述保温腔内沿自身轴线方向间隔设置有多个所述支撑保温板，所述反应炉管贯穿各所述支撑保温板，且所述反应炉管外周面与所述保温腔内壁之间存在间隙。

10、在其中一个实施例中，每一所述支撑保温板外周面均设置有凸起部，所述保温组件包括由内至外相互贴合的多层所述保温层，最内侧的所述保温层包括沿自身轴线方向相互贴合的多个保温段，相邻两个所述保温段的贴合位置开设开口向内且呈环形的安装槽，所述安装槽与各所述支撑保温板一一对应，所述凸起部嵌设于对应的所述安装槽内。

11、在其中一个实施例中，所述支撑保温板的材料为泡沫陶瓷以及氧化铝多晶纤维，所述保温层的材料为氧化铝多晶纤维。

12、上述碳纳米管生产设备，通过将进料管以及收料箱分别设置于沿水平方向延伸的反应炉管的两端，并在进料管上设置阀体，以使得反应完成后，只需通过阀体封闭进料口并增大进气结构的气流量，即可将反应炉管内的絮状反应物直接吹入收料箱内，无需设置额外的收料结构，有效降低了设备成本、提高了生产效率。

技术特征：

1.一种碳纳米管生产设备，其特征在于，包括收料箱（10）、反应箱体（20）以及至少一根反应炉管（30），所述反应炉管（30）均贯穿所述反应箱体（20）且相互平行，所述反应箱体（20）内设置有用于加热各所述反应炉管（30）的加热件（21），所述反应炉管（30）的一端连接有进料管（40），另一端与所述收料箱（10）连通，所述进料管（40）的进料口位置设置有阀体（41），所述进料管（40）的侧面通过管路与进气结构（50）连通，所述进气结构（50）用于向所述进料管（40）内通入反应气体。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管生产设备，其特征在于，所述进气结构（50）包括预加热组件（51），所述预加热组件（51）的进口用于通入反应气体，出口与所述进料管（40）侧面连通，以在所述预加热组件（51）内对反应气体进行预加热。

3.根据权利要求2所述的碳纳米管生产设备，其特征在于，所述预加热组件（51）包括加热炉管（511）、预加热件（512）以及压力表（513），所述加热炉管（511） 进口位置连接有所述压力表（513），出口位置与所述进料管（40）侧面通过管路连接，所述预加热件（512）包覆于所述加热炉管（511）外周面。

4.根据权利要求2所述的碳纳米管生产设备，其特征在于，所述预加热组件（51）与所述进料管（40）之间通过波纹管（514）连接。

5.根据权利要求2所述的碳纳米管生产设备，其特征在于，所述进气结构（50）包括还包括混气组件（52），所述混气组件（52）的进口与多根反应气体进气管连接，出口与所述预加热组件（51）连接，以在所述混气组件（52）内对反应气体进行预混合。

6.根据权利要求5所述的碳纳米管生产设备，其特征在于，所述混气组件（52）包括多条进气通路（521）、混合器（522）以及出气通路（523），每一所述进气通路（521）均对应并连接一根反应气体进气管，各所述进气通路（521）的出口均与所述混合器（522）的入口连接，所述出气通路（523）的两端分别连接所述混合器（522）的出口以及所述预加热组件（51）连接；各所述进气通路（521）以及所述出气通路（523）均设置有流量计以及控制阀体。

7.根据权利要求5所述的碳纳米管生产设备，其特征在于，所述反应箱体（20）贯穿设置有两根所述反应炉管（30），所述进气结构（50）还包括预加热箱（53）以及混气箱（54），所述预加热箱（53）内设置有两组所述预加热组件（51），所述混气箱（54）内设置有两组所述混气组件（52），每一所述反应炉管（30）均对应一组所述预加热组件（51）以及一组所述混气组件（52）。

8.根据权利要求1至权利要求7中任意一项所述的碳纳米管生产设备，其特征在于，所述反应箱体（20）内还设置有保温组件（22），所述保温组件（22）包括多个支撑保温板（221）以及柱状的保温层（222），所述保温层（222）内部具有保温腔（223），所述保温腔（223）内沿自身轴线方向间隔设置有多个所述支撑保温板（221），所述反应炉管（30）贯穿各所述支撑保温板（221），且所述反应炉管（30）外周面与所述保温腔（223）内壁之间存在间隙。

9.根据权利要求8所述的碳纳米管生产设备，其特征在于，每一所述支撑保温板（221）外周面均设置有凸起部（221a），所述保温组件（22）包括由内至外相互贴合的多层所述保温层（222），最内侧的所述保温层（222）包括沿自身轴线方向相互贴合的多个保温段（222a），相邻两个所述保温段（222a）的贴合位置开设开口向内且呈环形的安装槽，所述安装槽与各所述支撑保温板（221）一一对应，所述凸起部（221a）嵌设于对应的所述安装槽内。

10.根据权利要求8所述的碳纳米管生产设备，其特征在于，所述支撑保温板（221）的材料为泡沫陶瓷以及氧化铝多晶纤维，所述保温层（222）的材料为氧化铝多晶纤维。

技术总结
本发明涉及一种碳纳米管生产设备，包括收料箱、反应箱体以及至少一根反应炉管，反应炉管均贯穿反应箱体且相互平行，反应箱体内设置有用于加热各反应炉管的加热件，反应炉管的一端连接有进料管，另一端与收料箱连通，进料管的进料口位置设置有阀体，进料管的侧面通过管路与进气结构连通，进气结构用于向进料管内通入反应气体；通过将进料管以及收料箱分别设置于沿水平方向延伸的反应炉管的两端，并在进料管上设置阀体，以使得反应完成后，只需通过阀体封闭进料口并增大进气结构的气流量，即可将反应炉管内的絮状反应物直接吹入收料箱内，无需设置额外的收料结构，有效降低了设备成本、提高了生产效率。

技术研发人员：蒋成锋,叶剑,高光平,倪狄
受保护的技术使用者：杭州嘉悦智能设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23