[发明专利]可燃气驱动多相爆轰制备碳化物纳米材料的装置及方法

摘要

一种可燃气驱动多相前驱体爆轰制备碳化物纳米材料的装置及方法，属于制备碳化物纳米材料的装置及方法。装置为：设计内径80mm，总长度4m的可用于可燃气体、液体、粉尘等多相的、具有夹层结构、快速化学反应管道式爆轰装置，该装置由五部分组成爆轰激发装置、前驱体混合装置、爆轰波传播装置、辅助测试装置和环保处理装置；便于实现对气、液、固多相混合形成均匀多相前驱体，通过有效的控制温度、压力、爆速等性能参数实现对目标产物的物相组成、微观结构及高效制备；同时可以实现尾气零排放、绿色环保的特征。该装置及制备方法的优点：结构优化，功能性强，操作简单，控制方便，成本低廉，反应迅速，产率较高。

主权项

一种可燃气驱动多相爆轰制备碳化物纳米材料的装置，其特征是：制备碳化物纳米材料的装置由爆轰激发装置、前驱体混合装置、爆轰波传播装置、辅助测试装置和环保处理装置五部分组成；所述的前驱体混合装置包括空气压缩机、高压气储存器、过滤器、电磁阀、U型储液管、雾化喷头和气体压力控制器；空气压缩机、高压气储存器、过滤器和电磁阀顺序连接，在电磁阀输出端有多路恒压支路中，在恒压支路上连接有U型储液管以及安装在爆轰管主体的管壁上的雾化喷头；气体压力控制器与电磁阀的控制端连接，在气体压力控制器和电磁阀之间有气压表。所述的爆轰激发装置包括高能点火器、放电频率调节器B和电源；所述的电源为交流或者直流电路；交流电经整流后储存在储能电容器中，电压由电压调节旋钮控制，通过放电频率调节器控制输出至高能点火器释放；所述的高能点火器为半导体电极，连接在爆轰管主体的一端；所述的放电频率调节包括：固态继电器和三极管；并由三极管调节控制固态继电器输出，构成调节控制系统或者防爆起爆器；所述爆轰波传播装置包括：爆轰管主体、高温液压油及冷水循环夹层结构、多通道控制阀、高温液压油机、冷水循环机和高温液压油及冷却水循环进出口；所述的爆轰管主体为耐高压不锈钢无缝圆管；在爆轰管主体外有高温液压油及冷水循环夹层结构，有内衬管和外套管，内衬管位于外套管内，在外套管上有进液管口和高温液压油及冷却水循环进出口；耐高压不锈钢无缝圆管有起爆段和实验段，内壁抛光，整体强化密封连接，节间为高颈锻件法兰连接；高温液压油机和冷水循环机均通过多通道控制阀与高温液压油及冷却水循环进出口相连；所述辅助测试装置包括：压力传感器、温度传感器、压力、温度显示控制单元和爆轰波速度测试光纤传感器；压力传感器、温度传感器和爆轰波速度测试光纤传感器均连接在爆轰管主体的管壁上，压力传感器、温度传感器和爆轰波速度测试光纤传感器的输出信号通过信号传输线分别与压力、温度显示控制单元的输入端连接；所述的爆轰波速度测试光纤传感器有两对，分别固定于管壁上；所述的压力传感器和温度传感器，间隔15‑20cm距离分别固定于管壁上；所述环保处理装置为尾气处理装置，该尾气处理装置安装在爆轰管主体的另一端，对尾气进行化学吸收净化环保处理，针对不同前驱体爆轰后产生的尾气进行化学吸收净化环保处理，有处理氯气采用的氨水溶液，处理二氧化碳采用的氢氧化钙溶液。