[发明专利]一种纳米碳材料的生产方法及装置

说明书

本发明公开了一种纳米碳材料的生产方法及装置，包括原料预处理系统、碳材料加工系统、真空系统、加热系统、分粒系统和再循环系统。所述原料预处理系统将碳源材料(秸秆类茎部、草木或木屑)经过粉碎至粒径300微米左右。碳材料加工系统主要将经过预处理的碳源材料加工为纳米碳材料，是碳源材料反应的场所。分粒系统将大于80纳米以上的产品送至再循环系统，通过再循环系统返回碳材料加工系统进行二次加工，小于80纳米的碳材料作为产品进行包装储存。本发明生产的单质球形纳米碳材料溶于水，可作为新型的液体化肥，具有安全、便捷和高效的特点，同时效果稳定，不板结土壤。该生厂工艺及方法流程简单，成本较低，有利于生产推广。

技术领域

本发明涉及纳米碳材料生产加工技术领域，具体涉及一种可用于液体化肥的纳米碳材料的生产方法及装置。

背景技术

碳材料是以碳元素为主的非金属固体材料，由于碳材料制品行业属于基础原材料产业，现已广泛应用于冶金、电子、化工、机械、体育器材、医疗器械、能源、航空航天、核工业和军事领域。

碳材料行业属于基础原材料产业，是国民经济发展不可或缺的基础材料。很多是对石化和煤化工行业的废渣进行深加工再利用，是一项能源二次利用、符合循环经济理念的新兴产业。同时，由于碳材料的理化性能和机械性能在一定条件下优于金属材料和高分子材料，具有良好的导电性、热稳定性和化学稳定性，并具有较高的耐腐蚀性、高温状态下的高强度、自润滑性等特征，因此，碳材料行业也是一项高科技产业，在国家历次发布的技术发展政策中均被列为重点发展内容。因此，我们完全有理由相信，在市场经济如火如荼的今天，纳米碳材料仍将大有可为。

发明人在长期的使用和实践过程中发现，现有纳米碳材料制备方法至少存在以下不足：纳米碳材料生产设备结构复杂，生产流程复杂，生产成本高，不利于大面积推广使用等问题。

发明内容

本发明的目的是为克服上述存在之不足，发明人通过长期的探索尝试以及多次的实验和努力，不断改革与创新，提出了一种纳米碳材料的生产工艺及装置,其生产成本低，产品品质高，需要的设备简单，容易操作，利于生产推广，所生产的碳材料可用于液体化肥，该液体化肥具有安全、便捷和高效的特点，同时效果稳定，不板结土壤等特点。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：一种纳米碳材料的生产方法，其特征在于包括以下步骤：

碳源材料预处理：将碳源材料进行粉碎至280-320微米；

纳米碳材料加工：将经过粉碎后的碳源材料送入加工系统中，保持在0.1～0.5×10³Pa之间的压力，加热并维持在172℃～293℃之间，同时添加3-6％的等离子材料，反应3～4天，得到纳米碳材料颗粒；

筛分：将颗粒直径大于80纳米的返回加工系统进行二次加工，小于80纳米的碳材料作为产品进行包装储存，完成生产。固体材料经反应后变为纳米碳材料，真空系统抽出气体主要为CO和H₂，将CO和H₂经过焚烧及余热回收后排至大气，排入大气气体主要成分为CO₂和H₂O。

根据本发明中所述的一种纳米碳材料的生产方法，其进一步地优选技术方案是：所述碳源材料为秸秆类茎部或草木或木屑。

根据本发明中所述的一种纳米碳材料的生产方法，其进一步地优选技术方案是：所述碳源材料粉碎后大小为300微米。

根据本发明中所述的一种纳米碳材料的生产方法，其进一步地优选技术方案是：在纳米碳材料加工过程中，在加工系统中采用低转速，大力矩的搅拌装置进行搅拌，以有利于反应持续进行和防止局部受热过多。