一种用于制备富勒烯的燃烧装置的制作方法

本实用新型涉及新材料制备机械技术领域，特别涉及一种用于制备富勒烯的燃烧装置。

背景技术：

富勒烯是由碳原子形成的一系列笼形单质分子的总称，它是继金刚石、石墨之后碳单质的第三种稳定的存在形式，在润滑、医药、化妆品等领域有着广阔的应用前景，因为制备技术不能产业化生产，极大地限制了富勒烯的直接应用，也在很大程度上阻碍了我国富勒烯应用、研发的进一步发展。

富勒烯的制备方法有电弧法、热蒸发法、化学气相沉积法和燃烧法等，其中燃烧法即采用苯、甲苯等碳氢化合物在氧气作用下不完全燃烧生产富勒烯，通过调整燃烧压力、原料比例等可以控制富勒烯的产量，这是最适合富勒烯工业化生产的方法。

在用燃烧法制备富勒烯的工业生产过程中，燃烧装置是富勒烯合成的关键设备，燃烧过程直接决定了富勒烯的产量及产率及生产系统能否可靠稳定的运行。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种用于制备富勒烯的燃烧装置，解决了可实现燃烧制备富勒烯，具有装置简单、安全生产及运行安全效率高的特点。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案来实现：一种用于制备富勒烯的燃烧装置，包括燃烧罐体及设置在燃烧罐体上部的与进料装置及设置在燃烧罐体下部的支架，所述燃烧罐体呈圆桶状，所述进料装置包括进料嘴及进料嘴连接的混合器以及设置在混合器下端与所述燃烧罐体连接的多孔蓄热体，所述多孔蓄热体与燃烧罐体连接端截面面积大于所述进料嘴截面面积，以使所述混合燃料降低流速进而充分燃烧。

作为本设计的一种优选技术方案，还包括推进式点火器，所述点火器可伸缩式倾斜插入所述燃烧罐体的燃烧炉膛。

作为本设计的一种优选技术方案，所述燃烧罐体包括罐体侧壁及燃烧炉膛，所述罐体侧壁设有伸入燃烧炉膛内部的信息检测装置，所述信息检测装置包括检测燃烧炉膛温度的温度传感器及检测燃烧炉膛内部压力的压力传感器。

作为本设计的一种优选技术方案，还包括用于观测燃烧炉膛内部燃烧状况的观测镜及用于清理燃烧炉膛侧壁积灰的吹灰进气口，所述观测镜由所述燃烧罐体上部插入所述燃烧炉膛内部，所述吹灰进气口设置在罐体侧壁上。

作为本设计的一种优选技术方案，还包括积灰装置及设在所述积灰装置下端的清灰出口，所述积灰装置设置在燃烧罐体下部，用于存储燃烧过程中积累的灰尘。

作为本设计的一种优选技术方案，还包括用于观测燃烧罐体内部信息的观测装置，所述观测装置包括设置在燃烧罐体侧壁上的火焰检测器及设置在燃烧罐体上部的燃烧器快开装置，所述燃烧器快开装置包括与燃烧罐体连接的本体及连接所述进料装置的连接管。

作为本设计的一种优选技术方案，还包括设置在燃烧罐体侧壁上的泄爆口，所述泄爆口连接安全阀。

本方案的有益效果主要体现在：

1.一种用于制备富勒烯的燃烧装置，包括燃烧罐体及设置在燃烧罐体上部的进料装置及设置在燃烧罐体下部的支架，所述燃烧罐体呈圆桶状，所述进料装置包括进料嘴及进料嘴连接的混合器以及设置在混合器下端与所述燃烧罐体连接的多孔蓄热体，所述多孔蓄热体与燃烧罐体连接端截面面积大于所述进料嘴截面面积，以使所述混合燃料降低流速进而充分燃烧。设置进料装置及口径尺寸设置使得燃料(苯、甲烷)从中心管进入，助燃气(氧气)从外管进入，充分混合均匀，防止因操作不当而回火对其产生的烧蚀。多孔蓄热体(蓄热体的孔径及流通面积的设置保证其出口的火焰具有合适的反应温度及合适的流速以提高富勒烯的产率和产量。

2.用于制备富勒烯的燃烧装置，还包括推进式点火器，所述点火器可伸缩式倾斜插入所述燃烧罐体的燃烧炉膛。即需要点火时推进炉膛，火焰稳定后退出炉膛，防止高温火焰对其的烧蚀。

3.用于制备富勒烯的燃烧装置，还包括所述燃烧罐体包括罐体侧壁及燃烧炉膛，所述罐体侧壁设有伸入燃烧炉膛内部的信息检测装置，所述信息检测装置包括检测燃烧炉膛温度的温度传感器及检测燃烧炉膛内部压力的压力传感器。温度检测装置基本反映火焰区的反应温度，及炉膛出口的温度，可以通过温度检测装置所测温度调整进燃烧器的燃料气和助燃气的温度，而通过合理监控反应温度可以以保证富勒烯有较高的回收率。压力传感器，可通过其所测压力调整抽真空装置的功率，保证反正发生在事宜的真空环境内，以提高富勒烯的产率。

4、用于制备富勒烯的燃烧装置，还包括用于观测燃烧罐体内部信息的观测装置，所述观测装置包括设置在燃烧罐体侧壁上的火焰检测器及设置在燃烧罐体上部的燃烧器快开装置，所述燃烧器快开装置包括与燃烧罐体连接的本体及连接所述进料装置的连接管。火焰检测器，保证燃烧器及燃烧炉运行安全可靠。快开装置，便于燃烧器、蓄热体、混合段及炉膛的检修。

5、用于制备富勒烯的燃烧装置，还包括设置在燃烧罐体侧壁上的泄爆口，所述泄爆口连接安全阀。为泄爆口外接安全阀，保证燃烧装置的安全运行。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型用于制备富勒烯的燃烧装置的俯视图；

图2是本实用新型用于制备富勒烯的燃烧装置的侧视剖视图(立式)；

图3是本实用新型用于制备富勒烯的燃烧装置侧视剖视图(卧式)。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

如图1至图3所示，本实用新型方案提出一种用于制备富勒烯的燃烧装置，包括燃烧罐体2及设置在燃烧罐体2上部的进料装置1及设置在燃烧罐体2下部的支架3，支架3用于支撑燃烧罐体2，所述燃烧罐体2呈圆桶状，所述进料装置1包括进料嘴11及进料嘴11连接的混合器12以及设置在混合器12下端与所述燃烧罐体2连接的多孔蓄热体13，所述多孔蓄热体13与燃烧罐体2 连接端截面面积大于所述进料嘴11截面面积，以使所述混合燃料(气态苯及甲烷混合燃料)以及助燃气体(氧气)降低流速进而充分燃烧。所述燃烧罐体 2包括罐体侧壁21及燃烧炉膛22，整个燃烧装置还包括推进式点火器4，所述点火器4可伸缩式倾斜插入所述燃烧罐体2的燃烧炉膛22。即需要点火时推进燃烧炉膛22，火焰稳定后退出燃烧炉膛22，防止高温火焰对其的烧蚀。所述罐体侧壁21设有伸入燃烧炉膛22内部的信息检测装置，所述信息检测装置包括检测燃烧炉膛温度的温度传感器5及检测燃烧炉膛22内部压力信息的压力传感器6。保证内部的温度达到最适合的温度及最适合的燃烧压力。

再如图1-图3所示，整个燃烧装置还包括用于观测燃烧炉膛22内部燃烧状况的观测镜8及用于清理燃烧炉膛侧壁21积灰的吹灰进气口9，所述观测镜 8由所述燃烧罐体2上部插入所述燃烧炉膛22内部，所述吹灰进气口9设置在罐体侧壁21上。整个燃烧装置还包括积灰装置4及设在所述积灰装置4下端的清灰出口41，所述积灰装置4设置在燃烧罐体2下部，用于存储燃烧过程中积累的灰尘。还包括用于观测燃烧罐体2内部信息的观测装置，所述观测装置包括设置在燃烧罐体侧壁21上的火焰检测器24及设置在燃烧罐体2上部的燃烧器快开装置23，实现整个燃烧装置快速开启，所述燃烧器快开装置23包括与燃烧罐体2连接的本体231及连接所述进料装置的连接管232。还包括设置在燃烧罐体侧壁21上的泄爆口26，所述泄爆口26连接安全阀，可以实现内部压力过大时快速泄压，消除安全隐患。

整个燃烧装置集进料燃烧反应及检测观测与一体，实现了装置的高效安全化生产，提高了富勒烯制备的效率及人机交互，同时安全性能提高，具有良好的应用前景。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。