【技術實現步驟摘要】
本技術涉及化工和材料制備，尤其有關于一種適用于超細顆粒氣相沉積的反應器。
技術介紹
1、鋰離子電池由于具有能量密度高、效率好等優點近年來被廣泛應用，對于鋰電池來說，提高能量密度是非常重要的，比如，鋰電池的能量密度越高，電動汽車的行駛里程越長，而傳統石墨類負極材料因為其較低理論容量已無法滿足構建高比能量電池體系的要求，在多種負極材料中，硅以其最高的理論容量被認為是最有希望替代傳統石墨負極的一類材料，然而高體積膨脹率會導致電極在循環過程中極易出現碎裂、粉化甚至從集流體脫落的現象，嚴重限制了其商業化進程。由石墨和少量硅組成的復合材料由此衍生而來，石墨可以緩沖硅的體積變化，提供高導電的基體，而硅可以增加容量。對于宏量制備而言，包覆均勻性是其中最難實現也是最為關鍵的一項指標，傳統的化學氣相沉積技術由于反應死區過多，流體場和溫度場不夠均勻，嚴重限制了均勻包覆的實現。
2、氣固流化床因其優異的流動性能和傳遞能力，成為粉體制備、加工及非均相催化反應的實用技術被廣泛應用。在氣固流態化的基本流型中，輸送床階段顆粒分散懸浮于連續的氣相中，有利于氣相沉積反應的進行。同時，輸送床反應器具有處理量大、易于實現連續化操作等優點，是超細顆粒氣相沉積過程的理想反應器選擇。
技術實現思路
1、本技術的目的是提供一種適用于超細顆粒氣相沉積的反應器，解決現有技術中化學氣相沉積傳熱傳質效率低、反應死區多的問題。
2、本技術的上述目的可采用下列技術方案來實現：
3、本技術提供一種適用于超細
4、反應器主體，具有依次連通的反應床段、輸送床段和下行床段，所述反應床段的直徑大于所述輸送床段的直徑，所述輸送床段上開設有氣相出口，所述輸送床段和所述下行床段的連通處設有防倒流構件，所述下行床段上開設有至少一排氣相進料孔組，至少一排所述氣相進料孔組具有至少一個氣相進料孔，所述氣相進料孔上連接有氣相噴嘴，所述下行床段的末端連接有控制閥，所述控制閥上連接有循環管和引出管；
5、氣固進料管，其上設有顆粒進口，所述氣固進料管的兩端分別為氣相進口和氣固出口，所述顆粒進口設于所述氣相進口和所述氣固出口之間，所述氣固出口與所述反應床段相連通；
6、下料機構，其上設有第一進料口、第二進料口和出料口，所述第二進料口設于所述第一進料口和所述出料口之間，所述第一進料口與料倉相接，所述第二進料口與所述循環管相連通，所述出料口與所述氣固進料管的所述顆粒進口相連通；
7、當到達所述控制閥處的固相反應時間充足時，所述控制閥將所述引出管與所述下行床段相連通；
8、當到達所述控制閥處的固相反應時間不足時，所述控制閥將所述循環管與所述下行床段相連通。
9、在一具體實施例中，所述反應床段與所述輸送床段的直徑比為1.1～3。
10、在一具體實施例中，所述反應床段內設有至少一個擴散分布器，所述擴散分布器與所述氣固進料管的所述氣固出口相連通，所述擴散分布器的出口端具有間隔開設的多個出口。
11、在一具體實施例中，所述反應床段內還設有環管式分布器，沿所述反應器主體內的固相輸送方向，環管式分布器設于擴散分布器的多個出口的上游。
12、在一具體實施例中，所述氣相噴嘴的氣體入射方向與所述反應器主體內的固相輸送方向之間的夾角為10°～170°。
13、在一具體實施例中，所述氣相噴嘴出口處的氣相速度為10m/s～80m/s。
14、在一具體實施例中，所述反應床段內設有至少一塊填料內構件，沿所述反應器主體內的固相輸送方向，至少一塊所述填料內構件的截面輪廓與所述反應床段的內壁重合設置。
15、在一具體實施例中，沿所述反應器主體內的固相輸送方向，所述輸送床段的下游形成有氣固超短快分結構，所述氣固超短快分結構上開設有所述氣相出口。
16、在一具體實施例中，沿所述反應器主體內的固相輸送方向，所述下行床段的下游形成有氣固分離結構，所述氣固分離結構的末端連接有所述控制閥。
17、在一具體實施例中，沿所述反應器主體內的固相輸送方向，所述下行床段上開設有多排氣相進料孔組，各排所述氣相進料孔組具有多個氣相進料孔，多個所述氣相進料孔沿所述下行床段的圓周方向間隔設置，各所述氣相進料孔上均連接有氣相噴嘴。
18、本技術的特點及優點是：
19、1、本技術的適用于超細顆粒氣相沉積的反應器，通過設置縮徑連通的反應床段和輸送床段，實現進入輸送床段內的表觀氣速的自動調節，進而將固相產品帶出輸送。
20、2、本技術的適用于超細顆粒氣相沉積的反應器，通過在下行床段設置氣相噴嘴，為固相產品提供按需進行二次反應的條件，并同步設置防倒流構件，以防止下行床段內的氣相倒流至輸送床段內，進而影響輸送床段內氣固混合物的輸送及分離。
21、3、本技術的適用于超細顆粒氣相沉積的反應器，通過設置與下料機構選擇性連通的循環管，方便不滿足預設要求的固相產品返回反應床段內循環反應。
22、4、本技術的適用于超細顆粒氣相沉積的反應器，具有結構簡單、占地空間小的特點。
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1.一種適用于超細顆粒氣相沉積的反應器，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的適用于超細顆粒氣相沉積的反應器，其特征在于，所述反應床段與所述輸送床段的直徑比為1.1～3。
3.根據權利要求1所述的適用于超細顆粒氣相沉積的反應器，其特征在于，所述反應床段內設有至少一個擴散分布器，所述擴散分布器與所述氣固進料管的所述氣固出口相連通，所述擴散分布器的出口端具有間隔開設的多個出口。
4.根據權利要求3所述的適用于超細顆粒氣相沉積的反應器，其特征在于，所述反應床段內還設有環管式分布器，沿所述反應器主體內的固相輸送方向，環管式分布器設于擴散分布器的多個出口的上游。
5.根據權利要求1所述的適用于超細顆粒氣相沉積的反應器，其特征在于，所述氣相噴嘴的氣體入射方向與所述反應器主體內的固相輸送方向之間的夾角為10°～170°。
6.根據權利要求1所述的適用于超細顆粒氣相沉積的反應器，其特征在于，所述氣相噴嘴出口處的氣相速度為10m/s～80m/s。
7.根據權利要求1所述的適用于超細顆粒氣相沉積的反應器，其特征在于，所述反
8.根據權利要求1所述的適用于超細顆粒氣相沉積的反應器，其特征在于，沿所述反應器主體內的固相輸送方向，所述輸送床段的下游形成有氣固超短快分結構，所述氣固超短快分結構上開設有所述氣相出口。
9.根據權利要求1所述的適用于超細顆粒氣相沉積的反應器，其特征在于，沿所述反應器主體內的固相輸送方向，所述下行床段的下游形成有氣固分離結構，所述氣固分離結構的末端連接有所述控制閥。
10.根據權利要求1所述的適用于超細顆粒氣相沉積的反應器，其特征在于，沿所述反應器主體內的固相輸送方向，所述下行床段上開設有多排氣相進料孔組，各排所述氣相進料孔組具有多個氣相進料孔，多個所述氣相進料孔沿所述下行床段的圓周方向間隔設置，各所述氣相進料孔上均連接有氣相噴嘴。
...【技術特征摘要】
1.一種適用于超細顆粒氣相沉積的反應器，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的適用于超細顆粒氣相沉積的反應器，其特征在于，所述反應床段與所述輸送床段的直徑比為1.1～3。
3.根據權利要求1所述的適用于超細顆粒氣相沉積的反應器，其特征在于，所述反應床段內設有至少一個擴散分布器，所述擴散分布器與所述氣固進料管的所述氣固出口相連通，所述擴散分布器的出口端具有間隔開設的多個出口。
4.根據權利要求3所述的適用于超細顆粒氣相沉積的反應器，其特征在于，所述反應床段內還設有環管式分布器，沿所述反應器主體內的固相輸送方向，環管式分布器設于擴散分布器的多個出口的上游。
5.根據權利要求1所述的適用于超細顆粒氣相沉積的反應器，其特征在于，所述氣相噴嘴的氣體入射方向與所述反應器主體內的固相輸送方向之間的夾角為10°～170°。
6.根據權利要求1所述的適用于超細顆粒氣相沉積的反應器，其特征在于，所述氣相噴嘴出口處的氣相速度為10m/s～80m...
【專利技術屬性】
技術研發人員：盧春喜，閆子涵，范怡平，劉夢溪，鄂承林，姚秀穎，
申請(專利權)人：中國石油大學北京，
類型：新型
國別省市：
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