[发明专利]闪速焙烧炉

权利要求书

1.一种在反应器系统中生产纳米活性粉末材料的方法，所述方法包括以下阶段：其中输入颗粒在重力作用下逐渐向下流过这些阶段：

a.粉末注入器第一阶段，其中研磨的输入前体粉末注入反应器中；和

b.外部加热的预热器阶段，其中所述前体粉末加热至焙烧反应的温度；和

c.外部加热的焙烧反应器阶段，其中初级前体挥发性成分通过焙烧反应作为高纯度气流迅速被去除，以产生所需的纳米活性产物；和

d.后处理反应器阶段，其中由于第一粉末材料的纳米活性，使气流组成发生变化以产生所需的热粉末产物；以及

e.粉末喷射器阶段，其中所述热粉末产物从所述反应器中排出。

2.根据权利要求1所述的方法，其中热交换器用于将热固体的热量从所述粉末喷射器阶段传递到所述前体粉末的第一部分，使得加热的第一部分粉末注入到所述前体粉末的第二部分下方，以加热所述前体粉末的第二部分。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述粉末在任意一个阶段中的停留时间都小于每阶段30秒，以使注入的粉末的烧结最小化，从而所需的纳米活性材料性能被保留。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中从至少所述外部加热的焙烧反应器阶段和/或所述后处理反应器阶段释放的所述高纯度气流通过所述外部加热的预热器阶段向上上升并进入所述粉末喷射器阶段，从而形成所述高纯度气流的热量预热下落的粉末。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述外部加热的焙烧炉所产生的外部热量在使用包括蓄热式燃烧室的无焰燃烧系统的炉中产生。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中用于所述外部加热的焙烧炉的外部热量，优选地，由嵌入耐火材料中的电功率元件产生。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述反应器的阶段间隔开并适于在使用中膨胀和收缩。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述阶段聚合成阵列，其中所述阵列紧密堆积并且具有大致矩形的覆盖区。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述后处理阶段内的气流组成从所述外部加热的焙烧炉阶段切换以抑制逆反应，使得所述反应可进一步通过消耗存储在颗粒中的热量完成，从而降低待供给到其它部分所需的外部能量。

10.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述前体材料是具有30-60％原子体积的挥发性成分的化合物，使得所述挥发性成分可以在材料的焙烧过程中提取。挥发性成分通常可由碳酸盐、氢氧化物、水合物、氨配体、硝酸盐和有机配体的分解产生。这些物质可以是矿物质、天然产物或合成材料、以及它们的混合物。

11.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述前体材料的焙烧具有以下中的至少一种；孔隙率在0.3至0.6的范围内，相对于材料微米直径有相对高的表面积，为晶体结构，无定形结构和前体粒度分布在0.4至100微米直径范围内。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在后处理部分中引入的第二粉末材料是使用权利要求1的方法在单独的工艺中生产的纳米活性材料。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中焙烧程度大于90％，所述热粉末产物的平均粒度小于10％，并且粉末的表面积大于120m²/g。