[发明专利]一种黑磷的规模化连续稳定生产设备及方法

说明书

本发明公开了一种黑磷的规模化连续稳定生产设备，隧道窑、自然冷却区、卸车区、装车区依次相连形成循环形成连续的生产线；小车在生产线上移动；所述隧道窑分为若干个区域，每个区域长度相同，小车的长度小于每个区域的长度；每个区域的前后两头设置有可上下移动密封分区板，每个区域的顶部设置有进风管，所述进风管上设置有螺旋湍流进气装置，进风管与供热系统相连接，控制中间区域的温度最高，向两侧降低。本发明克服了传统高压法、球磨法等间隙式生产所存在的生产效率低、成本高等问题，能实现黑磷大批量的规模化连续稳定生产，有利于提高产量，降低成本，提高生产效率，可进一步促进黑磷产业的发展。

技术领域

本发明属于黑磷生产领域，具体涉及一种黑磷的规模化连续稳定生产设备及方法。

背景技术

黑磷是黑色有金属光泽的晶体，在磷的同素异形体中反应活性最弱的，它在空气中不会点燃，因此黑磷难以制备，一般是通过将白磷在高压条件下加热制得。黑磷在外观、性能和结构上都很像石墨，呈现黑色、片状，并能导电，链接原子呈褶皱的片状。在层状黑磷结构中的声子、光子和电子表现出高度的各向异性，在电子薄膜和红外线光电子技术上有重大潜在应用价值。

黑磷制备的难度较大，起初的高温高压条件苛刻，因此难以在工业上大范围的生产。目前大多通过高压法或高能球磨法将红磷转变成黑磷，但温度和压力不易控制，能耗很高，合成黑磷的成功率低，且制备得到的黑磷容易被氧化，同时上述方法只能间歇式地制备黑磷，难以大面积进行应用研发及商业化。

发明内容

本发明的目的是提供一种黑磷的规模化连续稳定生产设备及方法，本发明克服了以往高压法、球磨法等间隙式生产所存在的生产效率低、成本高等问题，能实现黑磷大批量的规模化连续稳定生产，有利于提高产量，降低成本，提高生产效率，可进一步促进黑磷产业的发展。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种黑磷的规模化连续稳定生产设备，包括隧道窑、自然冷却区、卸车区、装车区、小车、供热系统；所述隧道窑、自然冷却区、卸车区、装车区依次相连形成循环连续的生产线；小车在生产线上移动；所述隧道窑分为若干个区域，每个区域长度相同，小车的长度略小于每个区域的长度；每个区域的前后两头设置有可上下移动密封分区板，每个区域的顶部设置有进风管，所述进风管一端设置有螺旋湍流进气装置，进风管另一端与供热系统相连接，控制中间区域的温度最高，向两侧降低；由中间向两侧，相邻两个区域的通过出风管相连接，两端区域设置有出风管通向供热系统，形成供热回路；所述装车区包括原料区、装料区和装管区；所述卸车区包括拆管区、分料区和产品包装区。

作为技术方案的优选，所述螺旋湍流进气装置包括内壳、外壳、螺旋叶片；所述内壳的底部为密封状态；螺旋叶片设置在内壳与外壳之间，螺旋叶片的上方设置有密封片；在两个螺旋叶片之间的内壳上设置有开口。通过螺旋湍流进气装置，使得气流进入隧道窑后，将会产生气旋湍流，带动隧道窑内的空气旋转流动，促进热量的传递；在需要进行温度调整时，产生的螺旋气流能够使温度迅速在隧道窑内充分调整，温度的快速传递能够保证隧道窑内的温度稳定，不易波动，使得黑磷的成品率得到有效的提高。

作为技术方案的优选，所述内壳的顶部设置有连接装置,连接装置与进风管连通。

作为技术方案的优选，所述小车的前方设置有固定隔热板，固定隔热板的大小与密封分区板相一致。当小车行驶到每个温度区域的中间位置时，隧道窑可上下移动的密封分区板下落与小车前头所安装的固定隔热板相配合密封；当到达停留时间时，隧道窑可上下移动的密封分区板上移，小车即可前行。

作为技术方案的优选，所述供热系统包括风机、加热器、供风总管、供风分管；风机与加热器通过管道相连接；风机的另一端通过管道与各区域的出风管相连接，加热器的另一端与供风总管连接，供风总管与供风分管相连接，供风分管再与各区域的进风管相连接。