一种应用于热裂解法生产球形纳米石墨烯的气体收集装置的制作方法

本实用新型涉及石墨烯生产设备领域，具体涉及一种应用于热裂解法生产球形纳米石墨烯的气体收集装置。

背景技术：

石墨烯是由单层的碳原子紧密排列成二维的蜂巢状六角格子的一种物质。和金刚石、石墨、富勒烯、碳纳米管还有无定形碳一样，它是一种单纯由碳元素构成的物质(单质)。通过热裂解法制备石墨烯相对于常规方法，具有高效快速的特点。目前通过热裂解法生产球形纳米石墨烯的设备，在完成反应之后，气体直接排放，气体很难得到规范的处理，首先污染环境，其次由于残留的乙炔等气体易燃易爆，所以有一定的安全隐患。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种能够安全地对热裂解法制备石墨烯反应之后的气体进行收集处理的应用于热裂解法生产球形纳米石墨烯的气体收集装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种应用于热裂解法生产球形纳米石墨烯的气体收集装置，包括进气箱，所述进气箱设有进水口、出水口、进气口和出气口，所述进水口和出水口均通过输水管道连接蓄水池，所述进水口与所述蓄水池之间设有水泵，所述进气口和出气口通过进气管道连接，所述进气管道一端与所述热裂解反应反应釜的出气口连接，所述进气管道另一端连接有气体分散室，所述气体分散室设有上开口和下开口，所述下开口通过第一送气管道连接有第一收集罐，所述上开口通过第二送气管道连接有第二收集罐，所述第二收集罐分为碱液室和气体收集室，所述碱液室与所述气体收集室相通，且所述气体收集室位于所述碱液室上方，所述第一送气管道伸入所述碱液室内部。

在本技术方案中：通过热裂解法制备石墨烯，反应完成之后的气体从热裂解反应反应釜的出气口进入气体收集装置的进气管道，然后进气管道穿过进气箱到达体分散室，水泵把水从蓄水池中源源不断地抽入进气箱，然后从进气箱的出水口流回蓄水池，循环往复，可以降低从进气箱中通过的气体温度，使反应环境更加安全，气体到达气体分散室，二氧化碳密度比乙炔大，所以从气体分散室的下开口进入第一收集罐，乙炔密度较小，所以从气体分散室的上开口进入第二收集罐(其中气体分散室为本领域技术人员所知的现有技术)，乙炔从第二送气管道进入碱液室，然后碱液室内装有氢氧化钠等碱性溶液，第二送气管伸入碱液中，可以对乙炔起到处理的作用，进过处理之后的乙炔从碱液室到达位于碱液室上方的气体收集室中，完成对乙炔的收集。

优选的，所述第一收集罐和气体收集室内均设有压力传感器。压力传感器可以实时监测第一收集罐和气体收集室内部的气体压强，从而使操作人员可以实时了解气体的收集情况，及时地转移收集的气体。

优选的，所述第一收集罐和气体收集室内均设有过滤网。二氧化碳经过过滤网的过滤再排出，一方面能够对二氧化碳进行过滤；另外，当导入的二氧化碳流量很大时，该过滤网还能够分散大量的二氧化碳，确保其顺利排出。

优选的，所述进气管道为耐高温材料。由于从热裂解反应反应釜中进入进气管道的气体具有一定的温度，所以进气管道采用耐高温材料，能够有效保障气体收集的安全性。

优选的，所述进气管道与热裂解反应反应釜的连接处、第一送气管道与气体分散室的连接处和第二送气管道与气体分散室的连接处均设有密封圈。密封圈可以保障气体收集路径装置中的密闭性，使收集效果更好，也提高了安全性。

本实用新型的有益效果是：

1、通过热裂解法制备石墨烯，反应完成之后的气体从热裂解反应反应釜的出气口进入气体收集装置的进气管道，然后进气管道穿过进气箱到达体分散室，水泵把水从蓄水池中源源不断地抽入进气箱，然后从进气箱的出水口流回蓄水池，循环往复，可以降低从进气箱中通过的气体温度，使反应环境更加安全，气体到达气体分散室，二氧化碳密度比乙炔大，所以从气体分散室的下开口进入第一收集罐，乙炔密度较小，所以从气体分散室的上开口进入第二收集罐，乙炔从第二送气管道进入碱液室，然后碱液室内装有氢氧化钠等碱性溶液，第二送气管伸入碱液中，可以对乙炔起到处理的作用，进过处理之后的乙炔从碱液室到达位于碱液室上方的气体收集室中，完成对乙炔的收集。

2、第一收集罐和气体收集室内均设有压力传感器，可以实时监测第一收集罐和气体收集室内部的气体压强，从而使操作人员可以实时了解气体的收集情况，及时地转移收集的气体。

3、第一收集罐和气体收集室内均设有过滤网，二氧化碳经过过滤网的过滤再排出，一方面能够对二氧化碳进行过滤；另外，当导入的二氧化碳流量很大时，该过滤网还能够分散大量的二氧化碳，确保其顺利排出。

4、进气管道为耐高温材料，由于从热裂解反应反应釜中进入进气管道的气体具有一定的温度，所以进气管道采用耐高温材料，能够有效保障气体收集的安全性。

5、进气管道与热裂解反应反应釜的连接处和第一送气管道和第一收集罐连接处均设有密封圈，密封圈可以保障气体收集路径装置中的密闭性，使收集效果更好，也提高了安全性。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述一种应用于热裂解法生产球形纳米石墨烯的气体收集装置的结构示意图。

附图标记：1、进气箱；2、蓄水池；3、水泵；4、进气管道；5、热裂解反应反应釜；6、气体分散室；7、第一送气管道；8、第一收集罐；9、第二送气管道；10、第二收集罐；11、碱液室；12、气体收集室；13、压力传感器；14、过滤网。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

实施例1:

如图1所示，一种应用于热裂解法生产球形纳米石墨烯的气体收集装置，包括进气箱1，所述进气箱1设有进水口、出水口、进气口和出气口，所述进水口和出水口均通过输水管道连接蓄水池2，所述进水口与所述蓄水池2之间设有水泵3，所述进气口和出气口通过进气管道4连接，所述进气管道4一端与所述热裂解反应反应釜5的出气口连接，所述进气管道4另一端连接有气体分散室6，所述气体分散室6设有上开口和下开口，所述下开口通过第一送气管道7连接有第一收集罐8，所述上开口通过第二送气管道9连接有第二收集罐10，所述第二收集罐10分为碱液室11和气体收集室12，所述碱液室11与所述气体收集室12相通，且所述气体收集室12位于所述碱液室11上方，所述第一送气管道7伸入所述碱液室11内部。

在本实施例中：通过热裂解法制备石墨烯，反应完成之后的气体从热裂解反应反应釜5的出气口进入气体收集装置的进气管道4，然后进气管道4穿过进气箱1到达气体分散室6，水泵3把水从蓄水池2中源源不断地抽入进气箱1，然后从进气箱1的出水口流回蓄水池2，循环往复，可以降低从进气箱1中通过的气体温度，使反应环境更加安全，气体到达气体分散室6，二氧化碳密度比乙炔大，所以从气体分散室6的下开口进入第一收集罐8，乙炔密度较小，所以从气体分散室6的上开口进入第二收集罐10(其中气体分散室6为本领域技术人员所知的现有技术)，乙炔从第二送气管道9进入碱液室11，然后碱液室11内装有氢氧化钠等碱性溶液，第二送气管9伸入碱液中，可以对乙炔起到处理的作用，进过处理之后的乙炔从碱液室11到达位于碱液室11上方的气体收集室12中，完成对乙炔的收集。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上，所述第一收集罐8和气体收集室12内均设有压力传感器13。压力传感器13可以实时监测第一收集罐8和气体收集室12内部的气体压强，从而使操作人员可以实时了解气体的收集情况，及时地转移收集的气体。

实施例3：

本实施例在实施例2的基础上，所述第一收集罐8和气体收集室12内均设有过滤网14。二氧化碳经过过滤网14的过滤再排出，一方面能够对二氧化碳进行过滤；另外，当导入的二氧化碳流量很大时，该过滤网14还能够分散大量的二氧化碳，确保其顺利排出。

实施例4：

本实施例在实施例3的基础上，所述进气管道4为耐高温材料。由于从热裂解反应反应釜5中进入进气管道4的气体具有一定的温度，所以进气管道4采用耐高温材料，能够有效保障气体收集的安全性。

实施例5：

本实施例在实施例4的基础上，所述进气管道4与热裂解反应反应釜5的连接处、第一送气管道7与气体分散室6的连接处和第二送气管道9与气体分散室6的连接处均设有密封圈。密封圈可以保障气体收集路径装置中的密闭性，使收集效果更好，也提高了安全性。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。