喷雾裂解制备硅炭材料,是一个涉及多步化学反应与物理转变的复杂过程,具体如下:
- 原料准备:把硅源(像有机硅烷、硅溶胶)与碳源(葡萄糖、酚醛树脂之类),加入适当溶剂配制成均匀溶液,还会添加些催化剂、表面活性剂辅助反应 。
- 喷雾过程:借助喷雾设备,如压力式喷头、超声喷头,将混合溶液雾化为微小液滴。这一操作让后续反应的物料拥有极大比表面积,为均匀受热、快速反应创造条件。
- 热解阶段:
- 溶剂蒸发:雾滴进入高温反应炉,首先遭遇高温,内部溶剂迅速汽化脱离,使得硅源、碳源浓度升高。
- 硅源转化:硅源受热发生水解、缩聚等反应,逐步转变为二氧化硅,在更高温、有还原剂存在时,二氧化硅还会被还原成单质硅,反应式如SiO_{2} + 2C\xlongequal[]{高温} Si + 2CO↑ 。
- 碳源碳化:碳源同步进行热解,有机基团不断断裂、脱水,聚合形成无定形碳或者石墨化碳,例如葡萄糖受热分解,逐步碳化。
- 复合成型:在持续高温下,新生的硅颗粒与碳物质充分接触、相互扩散。碳会原位包覆硅颗粒,填充硅晶体的晶格间隙,或者在硅表面成核、生长,依靠分子间作用力、化学键等,二者紧密复合,最终经冷却、收集,就得到硅炭材料
设备主要技术参数
(1)生产方式: 周期生产
(2)煅烧方式: 动态回转式煅烧
(3)工作区尺寸:炉胆恒温区总长1000mm,内径φ400mm
(4)恒温区总体积:125L
(5)使用功率:加热功率 30Kw(满负荷)
(6)额定电压: 380V50HZ
(7)设计温度:RT~950℃
(8)测温点:三个
(9)控温区数:三区
(10)温控精度:±2℃
(11)炉管转速:0~2.5rp/min
(12)设备外形尺寸:3000mm×W1500mm×H1900mm(最终以制造为准)
产品的特点
1.炉体为一体式设计,人性化布局,具有结构紧凑,外观简洁大方,操作方便等优点。
2.HF-RZ系列转炉属于动态煅烧炉,相对于静态匣钵装载煅烧的方式,能够克服粉体物料煅烧过程中所产生的生烧、过烧、夹生等缺陷,从而提高了粉体物料的反应时间和品质均匀性。
3.所有耐火材料均选用多晶莫来石纤维模块,具有重量轻、温度均匀性好、升温速度快、热稳定性好、节能等优点。窑炉使用功率远远小于其他同类产品,大大的降低了生产成本。
4.回转炉管选310S材质进行制作,具有耐高温、耐一定的酸碱,不易磨损,强度高等特点。
5.采用PID+PLC程序控制系统,具有结构简单、稳定可靠、调整方便、适用范围广等优点。可以根据工艺设置不同的温度曲线,不同的升温时间和保温时间。
6.本设备的结构、外观、布局均为国际最新流行款式,所有原材料精挑细选,设备性价比极高。
7.该炉使用了咸阳鸿峰窑炉设备有限公司二个专利技术。
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