[实用新型]一种制备纳米氧化物粉体的凝并装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种凝并装置，尤其是一种制备纳米氧化物粉体的凝并装置，属于粉体材料生产技术领域。

背景技术

火焰水解法是一种优良的制备各种纳米颗粒的化学工艺，自从超细粉体特别是纳米颗粒在高性能应用方面的潜力被发掘之后，其科学和商业价值大大增加，火焰水解法已成为纳米氧化物粉体制备中一个非常重要的技术。火焰水解法也称火焰合成法，其所有反应都发生在气相中，反应后生成纳米级粉体。其原理是：采用燃气(CO、CH₄或H₂等)和金属卤盐原料蒸汽(SiCl₄、TiCl₄或AlCl₃等)，在惰性气体的保护下，通入到高温富氧环境下进行燃烧，最后收集燃烧产物即得到纳米粉体。尽管各种火焰水解法合成工艺存在许多的差异，但纳米颗粒在生成时都有一个共同的生成机制，那就是：分散在气体混合物介质中的气溶胶质粒群，相互之间并不是孤立的，它们会不断地相互作用，主要表现为因随机运动和外力作用引起的碰撞和粘附。由多个质粒聚合成的链状或絮状物促使质粒谱分布不断变化，造成气溶胶质量的转移和输送，它对气溶胶的形成、演变及其物理效应具有至关重要的影响。在火焰水解法生产纳米氧化物的过程中，纳米产品的最终性能主要是由合成工艺前期几毫秒时间内的流体力学和质点动力学决定的，一旦初级粒子在火焰区形成以后，它的基本特质就已经确定了，因此，如何将纳米颗粒进行有效分离是目前火焰水解法纳米粉体领域十分关注的热点问题之一。目前火焰水解法中分离粉体与气体的技术手段主要是过滤，采用过滤技术存在下列问题：(1)滤布易堵塞；(2)滤饼形成之前粒子逃逸过多；(3)压力场不稳定；(4)需要频繁地清洗与反吹；(5)需要频繁地更换滤布。这些问题导致火焰水解法纳米氧化物粉体工艺不连续、能耗大、质量不稳定，尤其是过滤设备的过滤负荷较重，生产成本高，产量低等。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种制备纳米氧化物粉体的凝并装置，以实现初级颗粒有效生长，形成软团聚聚合体，从而为后续有效气固分离及粉体收集提供便利。

本实用新型通过下列技术方案实现：一种制备纳米氧化物粉体的凝并装置，包括带进料口和出料口的壳体，设于壳体中的轴向转轴，转轴上间隔设置的叶片，其特征在于叶片分设为多组，每组由多层叶片排列而成，每一层至少设二个叶片。以便物料进入壳体内后，通过带叶片的转轴的高速旋转，使物料完成初级颗粒的生长而形成聚合体。

所述转轴上的每组叶片由2～8层叶片排列而成，组与组之间的间距为10～80cm，以便于物料的凝并。

所述转轴上的叶片设为螺旋叶片，或者设为梯形叶片，或者设有其它形状的叶片。

所述壳体为圆柱体，圆柱体的两端设为圆锥体，出料口轴向设置于一圆锥体的小端口，进料口径向设置于另一圆锥体的大端口，以便物料及气体混合物呈螺旋状进入壳体内。

所述壳体两端的锥体锥角为15～60°。

本实用新型与现有技术相比具有下列优点和效果：采用上述方案，不仅可利用物料自身的运动和碰撞实现有效凝并，从而在后续工艺中轻松实现重力分离，而且还可以极大地减轻后续过滤设备的负荷，降低生产成本，提高生产产量和产品质量。本实用新型结构简单，工作可靠性高，稳定性好，耐腐蚀、耗能低、聚集效率高，从根本上解决了火焰水解法生产纳米氧化物粒子收集难的问题，具有较高的工业应用价值。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的断面结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述。

本实用新型提供的凝并装置，包括带进料口4和出料口2的壳体1，其中壳体1内设有轴向转轴5，该转轴通过连轴器7与电机3相连，转轴5上间隔设置螺旋叶片组6，采用聚四氟乙烯材料制作，叶片组6设置成多组，每组由3层叶片排列而成，组与组之间的间距为40cm，每一层设有4个螺旋叶片，如图2，壳体1为圆柱体，其内壁由高耐蚀性材料如石墨、陶瓷、耐高温塑料及表面搪瓷制成，圆柱体的两端设为圆锥体，圆锥体的锥角为20°，出料口2轴向设置于其中一圆锥体的小端口，进料口4径向设置于另一圆锥体的大端口。在电机3的驱动下，转轴5与叶片组6共同转动，驱动气固体混合物从进料口4进入到壳体1中，随叶片组6作高速湍流运动，经过一定时间后从出料口2送出，在三种凝并机制的共同作用下完成凝并，85％以上的粒子凝并后达到重力沉降的基本要求。