ТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФУЛЛЕРЕНСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Предложение относится к техническим средствам для получения фуллеренсодержащих материалов (ФСМ) и композиций на их основе путем термической переработки углеродсодержащих материалов (УСМ) в реакционных аппаратах.
Индустриальная технология получения ФСМ и синтеза фуллерена с другими материалами включает использование устройств и технических комплексов. Наиболее характерными и представительными являются технические средства, содержащие рабочую реакционную камеру для возгонки исходного углеродсодержащего материала (УСМ), энергетический узел, контейнеры с УСМ, источник инертного газа, магистрали отвода продуктов переработки - фуллеренсодержащего материала (ФСМ) на фракционирование, прямое использование и последующую упаковку [RU 2205790; US 5227038; JP 10045407; Раков Э.Г., Нанотрубки и фуллерены. М, Универс. книга, 2006; RU 2210537, 2003, С01В 31/02; RU 2187456, С01В 31/00,2002].
Последнее из указанных технических решений является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату.
Обладая преимуществом перед аналогами, в частности, имея оснащение для фракционирования эффективным методом, прототип обладает также существенным недостатком, заключающимся в одностадийности процесса возгонки УСМ при значительном энергопотреблении и низкой эффективности получения фуллерита из УСМ, что отрицательно сказывается на показателе себестоимости получаемого ФСМ и резко сужает области использования технического комплекса в процессах получения и синтеза ФСМ с другими материалами (силоксаном, полиамидоимидом, синтетическими маслами и кислотами; при получении защитных покрытий).
Технической задачей и положительным результатом заявляемого технического комплекса является его дальнейшее совершенствование, предусматривающее повышение эффективности процесса переработки различных УСМ; увеличение производительности, уменьшение удельных энергозатрат, снижение трудозатрат, уменьшение металлоемкости.
Указанная техническая задача и результат достигаются тем, что технический комплекс для получения фуллеренсодержащих материалов, содержит установку для процесса возгонки исходного углеродсодержащего материала, аппарат для фракционирования продуктов переработки, магистрали и коммуникации, сообщающие между собой установку и аппарат, контейнеры с исходным материалом и - приема продуктов его переработки, при этом он снабжен дополнительной установкой, сообщенной с камерой возгонки, и оснащенной излучателями: акустических волн, магнитного поля, светового излучения в инфракрасном диапазоне волн, при этом камера возгонки оснащена проточной полой камерой, имеющей катализатор активации процесса.
Технический комплекс характеризуется тем, что в качестве излучателя акустических волн используют излучатель ультразвукового диапазона волн.
Технический комплекс характеризуется также тем, что в качестве излучателя магнитного поля используют электромагнитный излучатель переменного диапазона волн.
Технический комплекс оригинален тем, что магистрали отвода продуктов переработки материала и полости контейнеров оснащены эластичным полимерным материалом в виде полых цилиндров.
Технический комплекс также характеризуется тем, что зазор между стенкой контейнера и эластичным цилиндром соединен с источником сжатой среды.
Технический комплекс характеризуется и тем, что в качестве активатора процесса используют катализатор типа Ni/MgO, соединенный с акустическим излучателем.
На чертеже представлен технический комплекс для получения ФСМ, где на фиг.1 показан его общий вид;
на фиг.2 - конструкции рабочих камер;
на фиг.3 и 4 - узлы "А" и "Б" на фиг.1.
Технический комплекс содержит установку 1 для возгонки УСМ, аппарат 2 фракционирования продуктов переработки, контейнеры 3, 4, с УСМ, контейнеры приема ФСМ, магистрали и коммуникации; дополнительную установку 5 с камерой 6 возгонки УСМ, оснащенной: излучателем 7 акустических волн, излучателем 8 магнитного поля, излучателем 9 инфракрасного диапазона волн; оснащен проточной камерой 10 с катализатором 11 активации процесса формирования ФСМ. Полости магистралей 12, коммуникаций 13 и контейнеров 14 оснащены эластичными полимерными вставками в виде цилиндров 15, между стенками которых имеется зазор, соединенный своей полостью с источником 16 сжатой среды.
Техническим результатом является возможность переработки низкосортных УСМ различного рода с повышенным выходом продуктов - ФСМ при одновременном снижении энергозатрат на процесс получения этого материала.
2
Работа технического комплекса осуществляется следующим образом. Производят сборку отмеченных выше агрегатов и рабочих узлов техн. комплекса, проверяют работу излучателей: 7, 8, 9. Включают подачу УСМ из контейнеров 3 и 4 в рабочую камеру установки 1, из которой перерабатываемый продукт подают на вторичную и более эффективную доработку в камеру 6 возгонки; воздействуют на материал акустическим излучением - 7 в ультразвуковом диапазоне волн, воздействуют магнитным полем - 8 и облучают полость камеры инфракрасным излучателем - 9 при одновременном использовании катализатора 11. Все эти физические и физико-химические воздействия ведут к существенному повышению активности переработки УСМ и получения требуемого продукта по чистоте и мас.% - выходу. Для исключения процессов осаждения ФСМ на стенках отводящих коммуникаций 13, магистрали 12 и стенках контейнеров 14 в зазор под эластичные вставки 15 подают сжатую газовую среду (предпочтительно: Не, Ar, N) от источника 16 этой среды. Это позволяет исключить нерациональный труд по зачистке стенок и полостей комплекса от осажденных продуктов переработки, увеличить до 100% время эффективной работы всего комплекса (для сравнения: базовый объект работает 20-30% времени и более 60% - на отстое и очистке от отложений).