一种石墨烯高效膨化炭化炉的制作方法
【专利摘要】一种石墨烯高效膨化炭化炉它包括给料装置、炉体和收料装置三部分，给料装置包括保护气进口（1），进料仓（2），球阀（3），螺旋给料机（10）；炉体包括炉管（6），炉体外壳（9），电阻丝（7），保温层（8），炉体外壳（9）；收料装置包括过渡仓（16），球阀（17），收料仓（18）；减速电机（13）驱动炉管（6）转动，炉管支架（12）位于炉体支架（19）上。本实用新型具有生产效率高，自动化程度高，能耗低的优点。
【专利说明】
一种石墨烯高效膨化炭化炉
技术领域
[0001]本实用新型属于一种石墨烯生产设备，具体涉及一种石墨烯高效膨化炭化炉。
【背景技术】
[0002]石墨稀是一种单层碳原子构成的二维纳米材料。由于石墨稀结构的特殊性，赋予它诸多优异的特性:具有优异的力、热、光、电等性能，已在科研界与产业界引起广泛关注。它是目前已知世上最薄最坚硬的材料(拉伸模量E ? 1.0lTPa和极限强度σ? 130GPa);石墨烯的透光率达97.7%,几乎是完全透明的；石墨烯理论比表面积达2630m2/g;其热导率高达5300ff/m.K，远高于碳纳米管和金刚石;常温下其电子迀移率超过15000cm2/V.s，比碳纳米管或娃晶体都高，而电阻率只有10—6Ω.cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。因此，石墨烯在储能、催化、热管理、复合材料等领域具有广泛的应用前景。
[0003]以石墨为原料，通过氧化还原法制备石墨烯是目前主流工艺。热还原是其中核心工艺，然而，目前市场上的热处理设备多为间歇式，生产效率低，能量利用率低，且不适用于这种具有很大体积膨胀比的粉体，严重限制了石墨烯的大规模生产的进程。
【发明内容】
[0004]为了解决氧化石墨粉体连续膨化炭化问题，克服膨胀过程中巨大的体积膨胀难题，本实用新型的目的是提供一种生产效率高，自动化程度高，能耗低的石墨烯高效连续膨化炭化炉。
[0005]为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是:
[0006]—种石墨烯高效膨化炭化炉，它包括给料装置、炉体和收料装置三部分，其特征在于给料装置包括保护气进口，进料仓，球阀，螺旋给料机，进料仓上有保护气进口，进料仓的出口通过球阀与螺旋给料机进口连接，螺旋给料机通过前轴承与炉体的炉体外壳前部连接，并且螺旋给料机的出口进入炉体的内，并穿过过滤除尘网，炉体包括炉管，炉体外壳，电阻丝，保温层，炉体外壳，电阻丝和保温层位于炉管中部，炉管外侧缠绕电阻丝，电阻丝与炉体外壳之间有保温层，炉管内的前部有过滤除尘网，炉管前部有排气烟囱和前轴承，炉管支架通过前轴承和炉管前部连接，炉管后部通过后轴承与炉管支架连接，炉管出口处有抽真空管道;收料装置包括过渡仓，球阀，收料仓，炉管出口依次与过渡仓，球阀和收料仓连接，减速电机驱动炉管转动，炉管支架位于炉体支架上。
[0007]本实用新型的技术效果在于，操作简单、安全可靠、石墨烯还原程度可控可调、能耗低，生产效率高，成本低，可实现石墨烯的大规模低成本连续化制备，膨化炭化过程保持全封闭，消除了粉尘危害。
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型的总装结构剖面示意图。
[0009]如图所示，I为保护气进口，2为进料仓，3为球阀，4为排气烟囱，5为过滤除尘网，6为炉管，7为电阻丝，8为保温层，9为炉体外壳，10为螺旋给料机，11为前轴承，12为炉管支架，13为减速电机，14为后轴承，15为抽真空管道，16为过渡仓，17为球阀，18为收料仓，19为炉体支架。
[0010]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
【具体实施方式】
[0011 ]参见附图1，本实用新型一种石墨烯高效膨化炭化炉，它包括给料装置、炉体和收料装置三部分，其特征在于给料装置包括保护气进口 I，进料仓2，球阀3，螺旋给料机10，进料仓2上有保护气进口 I，进料仓2的出口通过球阀3与螺旋给料机10进口连接，螺旋给料机10通过前轴承11与炉体的炉体外壳9前部连接，并且螺旋给料机10的出口进入炉体的内，并穿过过滤除尘网5，炉体包括炉管6，炉体外壳9，电阻丝7，保温层8，炉体外壳9，电阻丝7和保温层8位于炉管6中部，炉管6外侧缠绕电阻丝7，电阻丝7与炉体外壳9之间有保温层8，炉管6内的前部有过滤除尘网5，炉管6前部有排气烟囱4和前轴承11，炉管支架12通过前轴承11和炉管6前部连接，炉管6后部通过后轴承14与炉管支架12连接，炉管6出口处有抽真空管道15；收料装置包括过渡仓16，球阀17，收料仓18，炉管6出口依次与过渡仓16，球阀17和收料仓18连接，减速电机13驱动炉管6转动，炉管支架12位于炉体支架19上。
[0012]本实用新型是将一定量的氧化石墨粉末加入进料仓2，从保护气进口I通入保护气(或通过真空管道15，将整个炉管内部抽至负压状态)，开启减速电机13带动炉管6转动，然后开启加热电阻丝7，使炉管6达到预设温度，开启螺旋给料机10，氧化石墨粉末随着螺旋给料机缓慢进入炉管6，氧化石墨粉末依次通过炉管内预热区、膨化区，然后剥离成石墨烯，继续通过低温炭化区、高温炭化区，所得石墨稀粉体经过渡仓16落入收料仓18内。膨化炭化过程中产生的废气，经烟气过滤除尘网5处理后，由排气烟囱4排入大气中。
[0013]本实用新型是一种集自动进料、膨化炭化和收料等为一体的石墨烯连续生产设备，具有操作简单、安全可靠、生产效率高、能源利用率高、自动化程度高等优点。
【主权项】
1.一种石墨烯高效膨化炭化炉，它包括给料装置、炉体和收料装置三部分，其特征在于给料装置包括保护气进口( I)，进料仓(2)，球阀(3)，螺旋给料机(10)，进料仓(2)上有保护气进口( I)，进料仓(2 )的出口通过球阀(3 )与螺旋给料机(1 )进口连接，螺旋给料机(10)通过前轴承(11)与炉体的炉体外壳(9)前部连接，并且螺旋给料机(10)的出口进入炉管(6)内，并穿过过滤除尘网(5)，炉体包括炉管(6)，炉体外壳(9)，电阻丝(7)，保温层(8)，炉体外壳(9)，电阻丝(7)和保温层(8)位于炉管(6)中部，炉管(6)外侧缠绕电阻丝(7)，电阻丝(7)与炉体外壳(9)之间有保温层(8)，炉管(6)内的前部有过滤除尘网(5)，炉管(6)前部有排气烟囱(4)和前轴承(11)，炉管支架(12)通过前轴承(11)和炉管(6)前部连接，炉管(6)后部通过后轴承(14)与炉管支架(12)连接，炉管(6)出口处有抽真空管道(15);收料装置包括过渡仓(16)，球阀(17)，收料仓(18)，炉管(6)出口依次与过渡仓(16)，球阀(17)和收料仓(18)连接，减速电机(13)驱动炉管(6)转动，炉管支架(12)位于炉体支架(19)上。
【文档编号】C01B31/04GK205442650SQ201620201335
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月16日
【发明人】陈成猛, 孔庆强, 王大力, 石久龙, 李树珍, 孙国华, 王炜, 苏小威
【申请人】中国科学院山西煤炭化学研究所, 山西煤炭运销集团有限公司