本发明涉及寡壁碳纳米管生产，具体为一种寡壁碳纳米管的生产装置。
背景技术：
1、碳纳米管作为一种新兴的纳米材料，具有优异的机械、导电和热传导性能，在电子、能源和材料科学等领域展现出广阔的应用前景。然而，碳纳米管的结构复杂性和生产过程中对工艺条件的高要求，给现有的生产技术带来了诸多挑战，尤其是在生产寡壁碳纳米管时，传统的生产装置存在一系列技术缺陷和不足，难以满足高质量寡壁碳纳米管的生产需求。
2、在流化床反应器中，气体流速和流向的均匀性对碳纳米管的生长具有至关重要的影响。现有的气体分布器大多采用固定的导流板或简单的喷射口，无法动态调节气流，导致反应气体在流化床内分布不均，进而引发碳纳米管壁层厚度的不一致，尤其在“寡壁”碳纳米管的生产中，这种不均匀性会导致产品纯度和一致性显著下降。其次，碳源气体的混合通常依赖于气体自然扩散或通过简单的机械搅拌来实现。这种混合方式效率低，容易形成局部气体浓度过高或过低的情况，导致多壁碳纳米管的生成倾向增加，降低了寡壁碳纳米管的产率。此外，反应气体混合的不充分也会导致产物的纯度较低，难以满足高端应用的需求。寡壁碳纳米管的生成通常需要在高温下进行，而传统装置由于材料耐热性和结构设计的限制，难以在高温环境下稳定运行。设备频繁的温度波动和材料腐蚀不仅缩短了装置的使用寿命，还导致生产过程中反应条件的波动，进一步影响了碳纳米管的质量一致性。
3、有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供一种寡壁碳纳米管的生产装置，来解决目前存在的问题，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。
技术实现思路
1、本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
2、为此，本发明所采用的技术方案为：一种寡壁碳纳米管的生产装置，包括：流化床反应器、混流分布器和气加热炉，所述混流分布器设置于流化床反应器的底端，用于将反应气体均匀分布至流化床反应器内，所述混流分布器包括固定导座、导流舱、调节导叶组件以及转动安装于导流舱内侧的主蜗轮，所述导流舱的顶端设有分流器，所述固定导座的底端设有导入管，所述固定导座的内侧设有与导入管端部一一对应连通的导斗，所述导流舱固定于固定导座的顶端，所述调节导叶组件设置于导流舱的内侧，所述导流舱的顶端设有用于分散反应气体的分流器，所述导斗的顶端设有固定于调节导叶组件内侧的定环叶，所述定环叶的顶端固定连接有定导环，所述主蜗轮的数量为若干且依次转动安装于导流舱的内侧且主蜗轮的底端固定连接有驱动电机，且所述驱动电机固定于气加热炉的轴心处；
3、所述调节导叶组件包括轴承筒、法兰环、调节导叶、曲柄连杆和同步环，所述轴承筒和法兰环呈同心状布置于导流舱的内侧，所述调节导叶的数量为若干且沿圆周方向均匀分布于轴承筒的外周，且调节导叶呈径向布置并贯穿法兰环的表面，所述法兰环的一端与曲柄连杆的端部固定连接，所述曲柄连杆的另一端与同步环的表面活动连接。
4、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述分流器为若干同心布置的导流筒，且导流筒的顶端设有法兰状导流板结构，通过若干分流器进行气体流的导流，以优化气体的流速与均匀性。
5、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述定环叶的内侧叶片布置方向与主蜗轮表面叶片旋向相反，所述导斗呈圆周方向均匀分布于固定导座的内侧，所述导斗的底端与各个导入管的顶端一一对应连接，所述导斗的顶端对向定环叶表面，在导斗导流下，反应气体在定环叶表面导向下产生一个旋向运动趋势，而在主蜗轮作用下迅速改变该运动方向，从而在气体中产生混流，进行气流混合作用，使得多种反应气体混合。
6、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述导入管用于对反应气体进行过滤以及将反应气体导入固定导座内侧，所述反应气体为碳源气体和氢气的混合气体，所述碳源气体包括甲烷、乙炔或乙烯中的一种或多种，氢气用于调节反应气氛，且各种碳源气体采用不同的导入管进行导流，通过若干导入管分别进行各种反应气体的分流导入，或采用若干导入管进行单一反应气体的环洲分布，提高气流混合效果。
7、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述调节导叶的一端设有轴销且通过轴销贯穿法兰环与曲柄连杆的顶端固定连接，所述曲柄连杆的另一端偏离轴销的圆心且与同步环的表面活动连接，所述同步环转动套接于导流舱的外周，通过在导流舱外周通过转动同步环联动若干调节导叶进行偏转运动，调节气流导向，根据碳源气体的种类数量调节邱留混合效果。
8、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动电机的表面设有液冷套并连通有液冷导管，所述调节导叶组件和主蜗轮采用耐高温、耐腐蚀材料制成，所述材料包括陶瓷、不锈钢或高温合金，以保证装置在高温反应环境下的长期稳定运行。
9、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述流化床反应器的顶端设有气固分离器，用于将生成的寡壁碳纳米管与反应废气分离，所述气固分离器为旋风分离器或多级过滤器结构，用于收集寡壁碳纳米管颗粒，并减少其在废气中的损失。
10、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述流化床反应器的内侧设有用于气加热炉控制的温度控制系统，用于维持流化床反应器内的温度在600-900°c之间，以保证寡壁碳纳米管的稳定生长。
11、本发明所取得的有益效果为：
12、1.本发明中，通过多个分流器和调节导叶组件的配合，能够在流化床反应器内实现对反应气体的优化分配和流速控制，分流器通过若干同心布置的导流筒结构，有效提高气体流速的均匀性和流向的可控性，能够更均匀地分布反应气体，从而提高寡壁碳纳米管的生成效率。
13、2.本发明中，利用调节导叶组件和主蜗轮之间的动态配合，在反应气体进入流化床反应器之前，对气体流向进行多次旋转调整和混合，进一步通过主蜗轮对气体旋转方向的改变，增强气流的混合作用，有效提高了不同碳源气体的混合程度，确保反应气体在反应器内部能够更充分地混合。
14、3.本发明中，通过调节导叶组件和主蜗轮的相互作用，在反应器内实现了高效的气体混合，使得不同碳源气体能够均匀地进入反应区域，避免了局部气体浓度过高或过低的情况。这种精确的气体混合能有效减少多壁碳纳米管的形成倾向，提高寡壁碳纳米管的纯度和产出比例，有助于生产高质量的单壁或少壁碳纳米管。
1.一种寡壁碳纳米管的生产装置，其特征在于，包括：流化床反应器（100）、混流分布器（200）和气加热炉（300），所述混流分布器（200）设置于流化床反应器（100）的底端，用于将反应气体均匀分布至流化床反应器（100）内，
2.根据权利要求1所述的一种寡壁碳纳米管的生产装置，其特征在于，所述分流器（221）为若干同心布置的导流筒，且导流筒的顶端设有法兰状导流板结构。
3.根据权利要求1所述的一种寡壁碳纳米管的生产装置，其特征在于，所述定环叶（213）的内侧叶片布置方向与主蜗轮（240）表面叶片旋向相反，所述导斗（212）呈圆周方向均匀分布于固定导座（210）的内侧，所述导斗（212）的底端与各个导入管（211）的顶端一一对应连接，所述导斗（212）的顶端对向定环叶（213）表面。
4.根据权利要求1所述的一种寡壁碳纳米管的生产装置，其特征在于，所述导入管（211）用于对反应气体进行过滤以及将反应气体导入固定导座（210）内侧，所述反应气体为碳源气体和氢气的混合气体，所述碳源气体包括甲烷、乙炔或乙烯中的一种或多种，氢气用于调节反应气氛，且各种碳源气体采用不同的导入管（211）进行导流。
5.根据权利要求1所述的一种寡壁碳纳米管的生产装置，其特征在于，所述调节导叶组件（230）包括轴承筒（231）、法兰环（232）、调节导叶（233）、曲柄连杆（234）和同步环（235），所述轴承筒（231）和法兰环（232）呈同心状布置于导流舱（220）的内侧，所述调节导叶（233）的数量为若干且沿圆周方向均匀分布于轴承筒（231）的外周，且调节导叶（233）呈径向布置并贯穿法兰环（232）的表面，所述法兰环（232）的一端与曲柄连杆（234）的端部固定连接，所述曲柄连杆（234）的另一端与同步环（235）的表面活动连接。
6.根据权利要求1所述的一种寡壁碳纳米管的生产装置，其特征在于，所述调节导叶（233）的一端设有轴销且通过轴销贯穿法兰环（232）与曲柄连杆（234）的顶端固定连接，所述曲柄连杆（234）的另一端偏离轴销的圆心且与同步环（235）的表面活动连接，所述同步环（235）转动套接于导流舱（220）的外周。
7.根据权利要求1所述的一种寡壁碳纳米管的生产装置，其特征在于，所述驱动电机（310）的表面设有液冷套并连通有液冷导管（311），所述调节导叶组件（230）和主蜗轮（240）采用耐高温、耐腐蚀材料制成，所述材料包括陶瓷、不锈钢或高温合金，以保证装置在高温反应环境下的长期稳定运行。
8.根据权利要求1所述的一种寡壁碳纳米管的生产装置，其特征在于，所述流化床反应器（100）的顶端设有气固分离器，用于将生成的寡壁碳纳米管与反应废气分离，所述气固分离器为旋风分离器或多级过滤器结构，用于收集寡壁碳纳米管颗粒，并减少其在废气中的损失。
9.根据权利要求1所述的一种寡壁碳纳米管的生产装置，其特征在于，所述流化床反应器（100）的内侧设有用于气加热炉（300）控制的温度控制系统，用于维持流化床反应器内的温度在600-900°c之间，以保证寡壁碳纳米管的稳定生长。
