[发明专利]气化炉模块和富勒烯制取装置

说明书

本申请涉及气化炉模块和富勒烯制取装置，其中，气化炉模块，气化炉模块包括：气化炉组件，气化炉组件包括气化炉和换热器，换热器设置在气化炉内，将气化炉分隔为第一空间和第二空间，换热器和气化炉之间具有连通第一空间和第二空间的通道；电极组件，电极组件至少部分地设置在第一空间内。本申请的技术方案有效地解决了现有技术中的气化炉内的产品冷却速度较慢的问题。

技术领域

本申请涉及制取富勒烯的技术领域，尤其涉及一种气化炉模块和富勒烯制取装置。

背景技术

目前，随着制备富勒烯的技术发展，制备富勒烯的方法有很多。大多的方法都是通过在一个密闭的气化炉内通过电弧放电消耗石墨棒或者其他的方式获得富勒烯的碳粉，并且对合成后的富勒烯碳粉进行冷却保存，这些过程都是在这个气化炉内完成。

在制作含有富勒烯的碳粉时需要通过电弧的高温气化碳棒合成含有富勒烯的碳灰，同时对生成的碳粉进行冷却保存。在一个气化炉内要实现高温又要进行冷却保护，存在一定的矛盾。合成富勒烯需要高温环境中进行，在合成的过程中，以电弧为中心的高温区域是一直存在的。合成的富勒烯需要快速的扩散离开以电弧为中心的高温区域后进入到冷却区域才能得到有效的保存。富勒烯的碳粉在电弧区域合成，需要通过扩散到四周才能得到冷却，这个扩散的过程在一个稳定的空间内是相对缓慢的，这样就造成了碳粉不能快速的离开高温区。

气化炉通过通入的冷却水对气化炉内壁进行冷却，进而在气化炉内壁的附近形成一个冷却的区域，这一区域的大小与气化炉内部的空间大小有关系。由于合成的过程中以电弧为中心的高温区域是一直存在的，当增加气化炉内部空间使冷却区域加大后，就会造成碳粉扩散到冷却区域的距离增加，不利于碳粉快速离开，当减小气化炉内部空间压缩碳粉扩散到冷却区域的距离时，就会造成冷却效果的下降。这样就造成在同一个气化炉内很难同时满足。

发明内容

本申请提供了一种气化炉模块和富勒烯制取装置，用于解决现有技术中的气化炉内的产品冷却速度较慢的问题。

为解决上述问题，本申请提供了一种气化炉模块，气化炉模块包括：气化炉组件，气化炉组件包括气化炉和换热器，换热器设置在气化炉内，将气化炉分隔为第一空间和第二空间，换热器和气化炉之间具有连通第一空间和第二空间的通道；电极组件，电极组件至少部分地设置在第一空间内。

进一步地，换热器为倾斜设置的板状结构，换热器的朝向电极组件的表面与气化炉的轴线的角度为α，0°＜α＜90°。

进一步地，换热器具有流体通道，流体通道的进口位于换热器的低点，流体通道的出口位于换热器的高点。

进一步地，气化炉组件还包括换热器支架，换热器支架设置在气化炉的内壁上，换热器支撑在换热器支架上。

进一步地，气化炉组件还包括吹气结构，吹气结构位于第一空间内。

进一步地，吹气结构包括吹气管，吹气管设置在换热器的高处的侧边。

进一步地，吹气管包括进气口和吹气口，吹气口朝向换热器的表面，吹气口与换热器的表面的角度为β，0°＜β＜90°。

进一步地，气化炉的横截面为圆形，换热器为椭圆形，吹气管为与换热器的边缘相适配的弧形，吹气口设置在朝向气化炉的轴线的一侧。

进一步地，换热器的中心距离电极组件的石墨棒的距离为H，30mm≤H≤150mm。

进一步地，气化炉的侧壁具有冷却夹套，气化炉的冷却夹套具有冷却介质进口和冷却介质出口。

进一步地，气化炉组件还包括变径结构，变径结构设置在气化炉的出料口，变径结构的内壁与气化炉的出料口的内壁平滑过渡，变径结构的内径包括由进至出的方向设置收缩段、平稳段和扩张段。

进一步地，气化炉的底部为逐渐收缩的锥形段，收缩段的大口处与锥形段的出口直径相同。