本實用新型涉及用于制備納米粉體的噴霧裂解裝置，尤其涉及一種噴霧裂解系統(tǒng)。

背景技術：

目前，納米粉體的制備方法有很多，包括固相法、液相法和氣相法。其中，固相法包括粉碎法、高溫固相法等；液相法有沉淀法、溶膠-凝膠法、微乳液法、水熱法等；氣相法有噴霧裂解法、熱分解法、化學氣相沉積法等。相比而言，固相法制備粉體的處理量大，但其能量利用率低，在制備過程中易引入雜質(zhì)，制備出的粉體粒徑大且分布寬、形態(tài)難控制，同步作表面處理困難；液相法制備的納米粉體形式多樣、粒度可控，但是其工藝繁瑣、在制備過程中會形成污染氣體；氣相法制備的納米粉體純度高、粒度小、分散性好，但是目前適用的噴霧裂解裝置較少。

中國專利201520975828.9公開了一種納米噴霧裂解系統(tǒng)，它集溶液容器、噴霧部分、氣體保護部分、裂解部分、顆粒收集部分、尾氣凈化部分、空氣壓縮機和控制部分于一體。雖然其具有節(jié)省空間，操作方便，整體可移動，且對環(huán)境無污染等優(yōu)點，但是該系統(tǒng)在設計上仍存在以下技術問題：使用中將氣體與液體同時加入到噴霧部分時，噴霧部分內(nèi)部密閉腔體的氣壓大于大氣壓，進而使得液體不能同時進入甚至發(fā)生液體回流等現(xiàn)象。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種噴霧裂解系統(tǒng)，該噴霧裂解系統(tǒng)自動化程度高、操作方便，適用于多種納米粉體的制備。

本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：

一種噴霧裂解系統(tǒng)，其特征在于：它由氣液共進裝置、微霧發(fā)生裝置、管式爐、粉體收集裝置和控制裝置五部分組成；所述氣液共進裝置、微霧發(fā)生裝置、管式爐和粉體收集裝置依次串聯(lián)；所述控制裝置與所述管式爐連接；所述氣液共進裝置包括溶液容器、蠕動泵、輸液管、壓縮機和兩位三通閥；所述輸液管貫穿于所述兩位三通閥上的液體入口和氣液共出口之間，且輸液管為變徑管，其大頭一端與液體入口連接為一密封整體，其小頭一端伸出于氣液共出口；所述溶液容器依次與所述蠕動泵、所述輸液管的大頭一端連通；所述壓縮機與所述兩位三通閥上的氣體入口連通；所述兩位三通閥上的氣液共出口與所述微霧發(fā)生裝置連接。

作為進一步優(yōu)化，上述輸液管小頭一端的管內(nèi)徑與上述兩位三通閥上氣液共出口的管內(nèi)徑比例為1:1.75～4，且上述兩位三通閥上氣液共出口的管內(nèi)徑為1.75～2mm。

作為進一步優(yōu)化，上述微霧發(fā)生裝置包括快插插頭、噴頭、液面探測器、微霧發(fā)生儀基座和超聲驅(qū)動及控制器；所述快插插頭與所述噴頭通過導管連通；所述導管上還串聯(lián)有所述液面探測器；所述液面探測器與所述微霧發(fā)生儀基座連接；所述微霧發(fā)生儀基座還分別與所述噴頭、所述超聲驅(qū)動及控制器連接。其中，噴頭可以更換，以獲得不同粒徑大小的微霧；超聲驅(qū)動及控制器選用為北京東方金榮超聲電器有限公司生產(chǎn)的型號為MG30的超聲驅(qū)動及控制器，或者也可采用其他常規(guī)的超聲驅(qū)動及控制器。使用中必須由液面探測器探測到液體才能進行工作，若液面探測器沒能探測到液體，將無法工作并在超聲驅(qū)動及控制器顯示無水保護。所述微霧發(fā)生裝置可換成其他的能產(chǎn)生噴霧并滿足要求的裝置。其中，微霧發(fā)生裝置是這樣工作的：溶液和氣體通過氣液共進裝置進入到微霧發(fā)生裝置中，液面探測器探測到液體后啟動超聲驅(qū)動及控制器，超聲驅(qū)動及控制器與基座相連，使噴頭產(chǎn)生噴霧，噴霧隨氣流進入到高溫管式爐，在管式爐中受熱后隨氣流進入粉體收集裝置。

作為進一步優(yōu)化，上述兩位三通閥上的氣液共出口與所述微霧發(fā)生裝置通過管螺紋連接；所述管式爐與所述微霧發(fā)生裝置、所述粉體收集裝置均分別通過法蘭連接。這些連接方式也可換為可保證氣密性的其他常規(guī)連接方式。

作為進一步優(yōu)化，上述粉體收集裝置內(nèi)設有濾網(wǎng)或篩子等部件，以實現(xiàn)對粉體進行大小分級處理。

作為進一步優(yōu)化，上述管式爐可采用單溫區(qū)管式爐或多溫區(qū)管式爐，優(yōu)選為雙溫區(qū)管式爐。

作為進一步優(yōu)化，上述控制裝置包括可觸摸顯示屏，可用于顯示管式爐溫度、進氣速度等參數(shù)?？捎|摸顯示屏通過與管式爐中的溫度傳感器、氣體流量計等部件相連，即實現(xiàn)了實時探測顯示具體溫度和氣體流量。上述控制裝置可用電腦等代替。

本實用新型具有以下優(yōu)點：

本實用新型集多種功能與一體，自動化程度高、操作簡單方便，易于控制，適用于多種納米粉體的制備，且對環(huán)境無污染。其中，通過將所進的氣體和液體共用一個出口，這樣出口處的氣壓始終大于微霧發(fā)生裝置密閉腔體內(nèi)的壓力，有效解決了液體不能進入或回流的問題。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例1中所述噴霧裂解系統(tǒng)的結構示意圖。

圖2為圖1中所述噴霧裂解系統(tǒng)中的氣液共進裝置的結構示意圖。

圖3為本實用新型實例1中所述噴霧裂解系統(tǒng)的結構簡圖。

圖4為本實用新型實例1所述噴霧裂解系統(tǒng)中的微霧發(fā)生裝置的外部結構連接簡圖。

圖5為本實用新型實例1所述噴霧裂解系統(tǒng)中的微霧發(fā)生裝置的內(nèi)部結構連接簡圖。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本實用新型進行具體描述，在此指出以下實施例只用于對本實用新型進行進一步說明，不能理解為對其保護范圍的限制，本領域的技術熟練人員可以根據(jù)上述實用新型內(nèi)容對本實用新型作出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整。

實施例 1

如說明書附圖1-5所示，一種噴霧裂解系統(tǒng)，它由氣液共進裝置1、微霧發(fā)生裝置2、管式爐3、粉體收集裝置4和控制裝置5五部分組成；氣液共進裝置1、微霧發(fā)生裝置2、管式爐3和粉體收集裝置4依次串聯(lián)；控制裝置5與管式爐3連接；其中，氣液共進裝置1包括溶液容器、蠕動泵、導管、輸液管6、壓縮機、氣管和兩位三通閥7；輸液管6貫穿于兩位三通閥7上的液體入口9和氣液共出口10之間，且輸液管6為變徑管，其大頭一端與液體入口9焊接為一密封整體，其小頭一端伸出于氣液共出口10；輸液管6小頭一端的管內(nèi)徑為0.5mm，兩位三通閥7上氣液共出口10的管內(nèi)徑為2mm；溶液容器經(jīng)導管依次與蠕動泵、輸液管6的大頭一端連通；壓縮機經(jīng)氣管與兩位三通閥7上的氣體入口8連通；兩位三通閥7上的氣液共出口10與微霧發(fā)生裝置2連接；微霧發(fā)生裝置2包括快插插頭12、噴頭13、液面探測器14、微霧發(fā)生儀基座15和超聲驅(qū)動及控制器16；快插插頭12與噴頭13通過導管連通；導管上還串聯(lián)有液面探測器14；液面探測器14與微霧發(fā)生儀基座15連接；微霧發(fā)生儀基座15還分別與噴頭13、超聲驅(qū)動及控制器16連接；兩位三通閥7上的氣液共出口10與微霧發(fā)生裝置2的快插插頭12通過管螺紋連接；管式爐3與微霧發(fā)生裝置2、粉體收集裝置4均分別通過法蘭連接；粉體收集裝置4內(nèi)包含有濾網(wǎng)；管式爐3為雙溫區(qū)管式爐；控制裝置5包括可觸摸顯示屏。

采用本例中的噴霧裂解系統(tǒng)進行生產(chǎn)時，外接的溶液通過氣液共進裝置1導入到微霧發(fā)生裝置2中；溶液在微霧發(fā)生裝置2中產(chǎn)生微霧，產(chǎn)生的微霧隨載流氣體進入到管式爐3中；微霧在管式爐3中的高溫下發(fā)生蒸發(fā)、分解或者反應（根據(jù)不同的前驅(qū)物設置不同的管式爐溫度，微霧在管式爐中受熱，一般先蒸發(fā)水分，若含有特定的物質(zhì)則會在一定溫度下發(fā)生分解，還可以在特定溫度下通入還原氣體使得物質(zhì)發(fā)生還原反應），形成所需的產(chǎn)物；產(chǎn)物隨載流氣體進入粉體收集裝置4，最終在粉體收集裝置4中收集并分級樣品。本例中通過將所加入到微霧發(fā)生裝置2內(nèi)的氣體和液體，共用一個兩位三通閥7上的氣液共出口10，這樣使得出口處的氣壓始終大于微霧發(fā)生裝置2密閉腔體內(nèi)的壓力，有效解決了液體不能與氣體同時進入到微霧發(fā)生裝置2內(nèi)或發(fā)生回流的問題。

本例中的噴霧裂解系統(tǒng)具體按照以下步驟進行操作：

將設備安裝好，并檢查電路是否正常；打開電源，在控制裝置上設置管式爐的溫度程序，并啟動管式爐，等待管式爐升溫；待管式爐升溫后，通氣蠕動泵導入已抽濾好的溶液到微霧發(fā)生裝置中；待微霧發(fā)生裝置的液面探測器檢測到液面時，啟動微霧發(fā)生裝置超聲驅(qū)動及控制器；啟動壓縮機導入氣體，并設置氣體的流速，其中進氣速度和進液速度比為100：1；進氣速度為50L/min；微霧在高溫的管式爐中發(fā)生蒸發(fā)、分解或反應，形成所需的產(chǎn)物；觀察粉體收集裝置是否有氣體吹出，檢查完畢，等待溫度程序保溫程序終止；形成的產(chǎn)物隨載流氣體進入到粉體收集裝置。待溫度程序保溫程序終止，依次關閉超聲驅(qū)動及控制器、氣液共進裝置，待管式爐和粉體收集裝置冷卻至室溫；收集粉體；清洗儀器。