[发明专利]一种液相合成粉体的多段降温降压与热量回用系统及方法

权利要求书

1.一种液相合成粉体的多段降温降压与热量回用系统，其特征在于，包括：

超临界水热合成加热反应模块(1)，所述超临界水热合成加热反应模块(1)的出口连接反应产物降温与热量回用模块；

反应产物降温与热量回用模块，所述反应产物降温与热量回用模块的出口连接反应产物降压模块；

反应产物降压模块，所述反应产物降压模块的出口连接纳米产品分离清洗模块(7)；

纳米产品分离清洗模块(7)，所述纳米产品分离清洗模块(7)用于将纳米产物从反应出水中的分离与清洗。

2.根据权利要求1所述的液相合成粉体的多段降温降压与热量回用系统，其特征在于，所述反应产物降温与热量回用模块包括依次相连的喷水急冷器(2)、急冷/回热器(3)和缓冷器(4)；所述喷水急冷器(2)的入口连接超临界水热合成加热反应模块(1)的出口；所述缓冷器(4)的出口与反应产物降压模块的入口相连。

3.根据权利要求2所述的液相合成粉体的多段降温降压与热量回用系统，其特征在于，所述喷水急冷器(2)的出口和入口之间并联有第一旁路，第一旁路的入口通过第一换向阀(V1)与喷水急冷器(2)和超临界水热合成加热反应模块(1)相连。

4.根据权利要求2所述的液相合成粉体的多段降温降压与热量回用系统，其特征在于，所述急冷/回热器(3)的入口与出口之间并联有第二旁路，第二旁路的入口通过第二换向阀(V2)与喷水急冷器(2)和缓冷器(4)相连。

5.根据权利要求2或4所述的液相合成粉体的多段降温降压与热量回用系统，其特征在于，所述急冷/回热器(3)的冷流体出口与超临界水热合成加热反应模块(1)的入口相连。

6.根据权利要求2所述的液相合成粉体的多段降温降压与热量回用系统，其特征在于，所述反应产物降压模块包括依次连接的毛细管降压器(5)和背压阀(6)，所述毛细管降压器(5)的入口连接缓冷器(4)的出口，背压阀(6)的出口连接纳米产品分离清洗模块(7)的入口。

7.根据权利要求6所述的液相合成粉体的多段降温降压与热量回用系统，其特征在于，所述毛细管降压器(5)的入口与出口之间设置第三旁路，第三旁路的入口通过第三换向阀(V3)与缓冷器(4)和毛细管降压器(5)相连。

8.一种采用权利要求1-7任一项所述系统的液相合成粉体的多段降温降压与热量回用方法，其特征在于，包括以下步骤：

针对纳米金属粉体的急冷-回热调节

调节第一换向阀(V1)与第二换向阀(V2)，将阀门出口分别接通喷水急冷器(2)与急冷/回热器(3)，此时反应产物依次通过喷水急冷器(2)进行喷水急冷以中止反应，通过急冷/回热器(3)急冷回热以实现热量的回用，通过缓冷器(4)缓冷以将温度完全降至溶剂常温沸点以下，随后进入反应产物降压单元，将产物压力降至常压，最后进入纳米产品分离清洗模块(7)；

针对纳米金属氧化物的急冷调节

调节第一换向阀(V1)与第二换向阀(V2)，将第一换向阀(V1)出口接通喷水急冷器(2)，将第二换向阀(V2)出口接通急冷/回热器(3)的并联管路，此时反应产物依次通过喷水急冷器(2)进行喷水急冷以中止反应，通过缓冷器(4)缓冷以将温度完全降至溶剂常温沸点以下，随后进入反应产物降压单元，将产物压力降至常压，最后进入纳米产品分离清洗模块(7)；

针对纳米盐类材料的降温调节

调节第一换向阀(V1)与第二换向阀(V2)，将第一换向阀(V1)出口接通喷水急冷器(2)的并联管路，将第二换向阀(V2)出口接通急冷/回热器(3)，此时反应产物依次通过急冷/回热器(3)进行急冷与热量回用，通过缓冷器(4)缓冷以将温度完全降至溶剂常温沸点以下，随后进入反应产物降压单元，将产物压力降至常压，最后进入纳米产品分离清洗模块(7)；

针对高流量采用两级降压

调节第三换向阀(V3)，将第三换向阀(V3)出口接通毛细管降压器(5)，此时降温后的反应产物依次通过毛细管降压器(5)与背压阀(6)进行两级降压至常压，最后进入纳米产品分离清洗模块(7)；

针对低流量采用直接降压

调节第三换向阀(V3)，将第三换向阀(V3)出口接通毛细管降压器(5)的并联管路，此时降温后的反应产物直接通过背压阀(6)进行降压至常压，最后进入纳米产品分离清洗模块(7)。