[发明专利]一种喷雾裂解系统及其使用方法

说明书

本发明涉及一种喷雾裂解系统。它由气液共进装置（1）、微雾发生装置（2）、管式炉（3）、粉体收集装置（4）和控制装置（5）五部分组成；所述气液共进装置（1）、微雾发生装置（2）、管式炉（3）和粉体收集装置（4）依次串联；所述控制装置（5）与所述管式炉（3）连接。本发明自动化程度高、操作方便，适用于多种纳米粉体的制备。

技术领域

本发明涉及用于制备纳米粉体的喷雾裂解装置，尤其涉及一种喷雾裂解系统及其使用方法。

背景技术

目前，纳米粉体的制备方法有很多，包括固相法、液相法和气相法。其中，固相法包括粉碎法、高温固相法等；液相法有沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、水热法等；气相法有喷雾裂解法、热分解法、化学气相沉积法等。相比而言，固相法制备粉体的处理量大，但其能量利用率低，在制备过程中易引入杂质，制备出的粉体粒径大且分布宽、形态难控制，同步作表面处理困难；液相法制备的纳米粉体形式多样、粒度可控，但是其工艺繁琐、在制备过程中会形成污染气体；气相法制备的纳米粉体纯度高、粒度小、分散性好，但是目前适用的喷雾裂解装置较少。

中国专利201520975828.9公开了一种纳米喷雾裂解系统，它集溶液容器、喷雾部分、气体保护部分、裂解部分、颗粒收集部分、尾气净化部分、空气压缩机和控制部分于一体。虽然其具有节省空间，操作方便，整体可移动，且对环境无污染等优点，但是该系统在设计上仍存在以下技术问题：使用中将气体与液体同时加入到喷雾部分时，喷雾部分内部密闭腔体的气压大于大气压，进而使得液体不能同时进入甚至发生液体回流等现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种喷雾裂解系统，该喷雾裂解系统自动化程度高、操作方便，适用于多种纳米粉体的制备。

本发明的另一目的在于提供上述喷雾裂解系统的使用方法。

本发明的第一目的是这样实现的：

一种喷雾裂解系统，其特征在于：它由气液共进装置、微雾发生装置、管式炉、粉体收集装置和控制装置五部分组成；所述气液共进装置、微雾发生装置、管式炉和粉体收集装置依次串联；所述控制装置与所述管式炉连接；所述气液共进装置包括溶液容器、蠕动泵、输液管、压缩机和两位三通阀；所述溶液容器依次与所述蠕动泵、所述输液管连通；所述压缩机与所述两位三通阀上的气体入口连通；所述输液管贯穿于所述两位三通阀上的液体入口和气液共出口之间，且一端与所述液体入口之间密封，另一端伸出于所述气液共出口；所述两位三通阀上的气液共出口与所述微雾发生装置连接。

作为进一步优化，上述微雾发生装置包括快插插头、喷头、液面探测器、微雾发生仪基座和超声驱动及控制器；所述快插插头与所述喷头通过导管连通；所述导管上还串联有所述液面探测器；所述液面探测器与所述微雾发生仪基座连接；所述微雾发生仪基座还分别与所述喷头、所述超声驱动及控制器连接。其中，喷头可以更换，以获得不同粒径大小的微雾；超声驱动及控制器选用为北京东方金荣超声电器有限公司生产的型号为MG30的超声驱动及控制器，或者也可采用其他常规的超声驱动及控制器。使用中必须由液面探测器探测到液体才能进行工作，若液面探测器没能探测到液体，将无法工作并在超声驱动及控制器显示无水保护。所述微雾发生装置可换成其他的能产生喷雾并满足要求的装置。其中，微雾发生装置是这样工作的：溶液和气体通过气液共进装置进入到微雾发生装置中，液面探测器探测到液体后启动超声驱动及控制器，超声驱动及控制器与基座相连，使喷头产生喷雾，喷雾随气流进入到高温管式炉，在管式炉中受热后随气流进入粉体收集装置。

作为进一步优化，上述两位三通阀上的气液共出口与所述微雾发生装置通过管螺纹连接；所述管式炉与所述微雾发生装置、所述粉体收集装置均分别通过法兰连接。这些连接方式也可换为可保证气密性的其他常规连接方式。

作为进一步优化，上述粉体收集装置内设有滤网或筛子等部件，以实现对粉体进行大小分级处理。

作为进一步优化，上述气液共进装置还包括密封垫；所述输液管与所述两位三通阀上的液体入口之间设置所述密封垫。