小型电池材料喷雾热解系统：小型喷雾热解系统设备
小型超声喷雾热解系统为实验级喷雾热解系统、
实验级喷雾热解系统技术方案(v1.0)
一、简介
STR实验级喷雾热解系统是一种基于超声波雾化技术的纳米粉体制备设备,适用于实验室规模的纳米材料合成研究。该系统通过将前驱体溶液雾化为微米或亚微米级液滴,并在高温环境下快速完成热解反应,从而制备出粒径均匀、形貌可控的超细粉体,特别适用于金属氧化物、复合氧化物等功能材料的研发.
二、用途
纳米金属氧化物粉体制备(如ZnO、TiO?、SnO?等)
复合氧化物、掺杂材料合成
薄膜沉积前驱体合成
气敏材料、催化剂、能源材料等功能粉体研究
三、工作原理
喷雾热解过程包括以下几个步骤:
超声雾化:利用高频超声波(MHz级)将前驱体溶液雾化为微米或亚微米级液滴;
载气输送:通过惰性气体(如氮气、氩气)将雾滴输送至高温反应区;
高温热解:液滴在高温炉(通常800~1200℃)中迅速蒸发、分解、成核、烧结,形成纳米颗粒;
粉体收集:通过静电收集器或过滤装置收集纳米粉体,收集效率可达95%以上
四、主要技术参数
| 项目 | 参数 |
|---|---|
| 最高加热温度 | 1200°C(可定制) |
| 加热温区长度 | 500 mm |
| 超声频率 | 1~3 MHz(可调) |
| 雾化粒径 | 1~100 μm(可调) |
| 气体流量范围 | <50 L/min |
| 最大气压 | 0.05 MPa |
| 收集颗粒粒径 | ≥0.1 nm |
| 收集效率 | ≥95% |
| 供液方式 | 双泵头微量蠕动泵,减少脉动 |
| 载气类型 | 空气、氮气、氩气等(可选) |
五、结构特点
1、超声雾化系统
采用NG系列高频超声波喷雾器,具备稳定雾化性能;
数字兆声波控制器,支持频率与功率调节,适配不同溶液特性。
2、高温反应炉
管式炉结构,标准配置为1200°C,加热区长度500 mm;
可通入多种气氛(惰性、氧化、还原);
炉管采用高纯石英或刚玉材质,耐高温、抗腐蚀。
3、纳米粉体收集系统
静电收集器,利用高压静电场捕集纳米颗粒;
收集效率高,最小可收集0.1 nm颗粒;
收集器可拆卸,便于清洗与更换。
4、供液与载气系统
自动供液系统采用双泵头微量蠕动泵,减少脉动,保证连续稳定供液;
精密调压阀与流量计,实现气体流量精确控制;
支持多种载气切换,适配不同实验需求。
5、控制系统
集成温度、流量、雾化功率等参数控制;
可扩展为计算机自动控制,支持数据记录与工艺重现
式 or 卧式?
立式管式炉:
炉管垂直安装,占地面积小,适合实验室空间有限的场景;
温度分布更均匀,适合气流自然上升的热解反应;
装卸料通常从顶部进行,适合小批量或间歇式实验;
可形成稳定的温度梯度,有利于颗粒快速热解和沉积。
卧式管式炉:
炉管水平放置,便于连续进出料;
更适合连续式喷雾热解系统,尤其是需要较长加热区或物料停留时间可控的场合;
结构稳定,适合长时间运行。
实验级喷雾热解系统中,立式结构更常见,尤其在实验室小规模制备纳米粉体时,因其温控精度高、空间利用率高、热解路径短,有利于快速成核和收集。
赛特瑞喷雾热解系统
洛阳赛特瑞主营高温电炉、真空气氛炉、喷雾热解（Spray Pyrolysis）生产线等，拥有机械、热工、自动化及材料多学科工程师团队，具备：
前驱体配方与工艺验证实验室
自主加工与装配车间
完整的现场调试、工艺包交付与售后服务体系
因此可在“单机实验装置→中试线→智能化产线”各阶段提供交钥匙或分模块定制
实验级喷雾热解系统典型定制范围
| 模块 | 可选项（示例） | 技术亮点 |
|---|---|---|
| ① 超声/二流体雾化器 | 1–3 MHz 超声喷头；双流体喷嘴 |
液滴 D50 = 5–30 µm 可调，不堵喷头
|
| ② 立式或卧式管式炉 | 最高 1200 ℃；加热区 300–600 mm 可选 |
五段 PID 控温，炉内温差 ≤ ±5 ℃
|
| ③ 气氛与载气 | N₂/Ar/Air，流量 0.2–10 L·min⁻¹ | MFC 数字显示，重复精度 ±1 % F.S. |
| ④ 粉体收集 | 静电气溶胶收集器 + 旋风/布袋 | 收集效率 ≥ 95 %，可处理 0.1 µm 颗粒 |
| ⑤ 尾气处理 | 冷凝 + 活性炭 + 酸碱中和 | 将进行尾气处理然后排出 |
| ⑥ 控制与记录 | 7″ 触摸屏 + PLC，USB | 温度、流量、压力实时记录，可导出 Excel |
三、工艺与材料适配案例
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锂电正极
NCM、LFP、富锂锰等前驱体一步成粉，球形度好，烧结后压实密度提升 6–10 %。 -
固态电解质
LLZO、LGPS 等氧化物/硫化物纳米粉，平均粒径 50–80 nm，离子电导率比固相法提高 30 %。 -
透明导电膜
ITO、AZO 在线沉积到玻璃，方块电阻 ≤ 10 Ω·sq⁻¹，可见光透过率 ≥ 90 %。 -
催化/荧光材料
V₂O₅-WO₃/TiO₂ 脱硝催化剂、YAG:Ce 荧光粉，一次成相，比表面积 ≥ 80 m²·g⁻¹。
四、主要技术参数（实验级平台示例）
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溶液供给：0.5–5 L·h⁻¹（蠕动泵或微量柱塞泵）
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最高炉温：1200 ℃（可选 1400 ℃ 刚玉管）
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加热区长度：400 mm（可加长至 600 mm）
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升温速率：≤ 15 ℃·min⁻¹ 可编程
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控温精度：±1 ℃（S 型热电偶闭环）
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载气压力：0.05–0.3 MPa
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电源：AC 220 V/380 V，总功率 4–10 kW
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占地：约 1.2 m(L)×0.8 m(W)×1.8 m(H)
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重量：≈ 350 kg（含木箱包装）
五、结构特点
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模块化炉体
立式插入结构，炉管快拆，顶端超声雾化器法兰固定，方便清洗与更换。 -
五段独立温区
每段可设不同温度，形成梯度，利于溶剂蒸发—干燥—热解分段完成。 -
双密封 O 型圈 + 不锈钢波纹管
确保 0.02 MPa 正压或负压长期运行，氧含量 ≤ 50 ppm。 -
静电气溶胶收集器
高压 10–30 kV 可调，收集电极可抽出超声清洗，寿命 ≥ 1 年。 -
一键启动/停机程序
自动预热、吹扫、升温、进液、收集、降温，避免人为误操作。
六、易损件与使用寿命
| 名称 | 寿命参考 | 备注 |
|---|---|---|
| 超声换能器 | ≈ 5000 h | 避免干烧、定期酒精擦拭 |
| 石英/刚玉管 | 1–2 年 | 升温 ≤ 5 ℃·min⁻¹，严禁冷热冲击 |
| 蠕动泵管 | 3–6 个月 | 根据溶剂腐蚀性更换 |
| 静电收集电极 | 1 年 | 每月超声清洗 1 次 |
| 热电偶 | ≥ 2 年 | 避免弯折，定期校准 |
七、售后与质保
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整机质保 12 个月（易损件除外），炉体与电控终身技术支持；
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出厂附《操作维护手册》、工艺卡片、备件清单；
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国内 48 h 响应，提供现场调试与 1 次免费工艺培训；
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质保期后提供成本价维修与升级服务，开放 PLC 与触摸屏源程序。
洛阳赛特瑞可按需定制：
实验级喷雾热解系统、小型超声喷雾热解系统、喷雾热解生产设备、喷雾热解中试设备、中试生产喷雾热解炉设备、喷雾热解小试设备、喷雾热解实验设备、微型喷雾热解设备、喷雾热解发设备、喷雾热解炉设备、、喷雾热解系统设备
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