온도 파라미터 조절: 균형 건조 효율과 재료 안정성

온도조절의 핵심은 입풍온도와 출풍온도를 조화시키는것인데 장재중의 용제가 재빨리 증발하도록 보장해야 할뿐만아니라 그래핀이 고온으로 산화되거나 구조파괴되지 않도록 해야 한다.입풍온도는 건조과정의 주요열원으로서 그래핀펄프의 고함량, 용제류형에 따라 신축성있게 조절해야 한다.수기 펄프의 경우, 입풍 온도는 보통 200-280 ℃ 로 제어된다;만약 유기용제 (예를 들면 에탄올, 아세톤) 라면, 비등점이 더 낮기 때문에 160-220 ℃ 로 떨어질 수 있으며, 동시에 폭발 방지 통풍 처리를 잘 해야 한다.주의해야 할 것은 입풍 온도가 너무 높아서는 안 되며, 300 ℃ 를 초과할 때 그래핀 가장자리에 산화가 발생하기 쉬워 제품의 산소 함유 관능단이 증가하고 전도성이 떨어진다.

출풍 온도는 건조 효과를 나타내는 핵심 지표로 제품 함수율과 파우더 상태를 직접 연관시킨다.일반적으로 출풍온도는 80~120 ℃ 로 조절해야 하는데 만약 온도가 너무 낮고 장재가 완전히 건조되지 않으면 분체가 덩어리지고 점벽현상이 나타날수 있다.온도가 너무 높으면 파우더가 지나치게 건조해져 상봉이 심해질 수 있다.조절할 때는"입풍의 정범위, 출풍의 미세조정"의 원칙을 따라야 한다: 먼저 입풍온도 기준치를 설정한 다음, 다시 재료의 속도를 조정하여 간접적으로 출풍온도를 통제하고, 출풍온도의 파동이 ± 5 ℃ 를 초과하지 않도록 확보하여 제품의 일치성을 보장한다.

안개 파라미터 조절: 입경 및 분산 성능 제어

안개화 파라미터는 펄프 안개 방울의 크기, 균일도를 결정하며, 나아가 건조 후 그래핀 파우더의 입경 분포에 영향을 준다.실험형 설비에서 자주 사용하는 안개화 방식에는 압력식 안개화와 원심식 안개화가 포함되며, 그 매개변수 조절 논리는 각각 치중되어 있다.

압력식 안개화의 핵심 매개 변수는 안개화 압력과 재료 공급 유량이다.안개화 압력이 클수록 안개방울의 입경은 작지만 압력이 너무 높음 (0.5MPa 이상) 은 안개방울이 과도하게 분산되어 상봉 위험을 증가시키기 쉽다.압력이 너무 낮으면 안개가 많이 끼어 건조하면 좋지 않다.공급 유량은 압력과 일치해야 하며, 유량이 너무 크면 안개 방울이 합쳐지기 쉽고, 유량이 너무 작으면 설비의 효율을 떨어뜨릴 수 있다.초기 조절 시 안개화 압력을 0.2-0.4MPa로 설정하고 재료 공급 유량을 5-15mL/min로 제어한 후 안개 방울 상태(관찰창을 통해 확인)에 따라 미세 조정하여 안개 방울이 균일한 안개 모양으로 액체 방울이 떨어지지 않도록 하는 것이 좋습니다.

원심식 안개화는 안개판의 회전속도를 관건으로 하는데 회전속도가 높을수록 원심력이 크고 안개방울이 가늘다.그래핀 펄프에 대해 회전속도는 보통 15000-25000r/min으로 설정되며, 펄프의 점도가 비교적 높으면 회전속도를 적당히 높일 수 있다;만약 고체 함량이 비교적 높다면, 회전 속도를 낮추어 안개 방울이 너무 가늘어서 뭉치는 것을 피해야 한다.이와 동시에 재료의 균일한 공급을 보장하여 류량의 파동으로 하여 안개방울의 크기가 균일하지 않도록 해야 한다.

주요 고려 사항

연동 조절: 온도와 안개화 파라미터가 서로 영향을 미친다. 예를 들어 입풍 온도를 높일 때 재료 공급 유량을 적당히 증가하거나 안개화 압력을 낮추어 파우더가 지나치게 건조하지 않도록 할 수 있다.

사전 실험 교정: 매번 펄프 재료 배합 (예: 고체 함량, 점도) 을 교체할 때, 소량의 사전 실험을 진행하고, 파라미터 범위를 확정한 후 다시 규모화 제조한다;

설비 유지 보수: 정기적으로 안개 노즐이나 안개 디스크를 청소하여 펄프의 잔류와 막힘을 피하고 안개 효과에 영향을 준다;건조강은 청결을 유지하고 불순물이 그래핀 순도에 미치는 영향을 줄여야 한다.

온도 제어와 안개화 파라미터의 조절 기교를 정확하게 하고, 그래핀 재료 특성과 결합하여 목적성 최적화를 진행함으로써 실험형 분무 건조기의 제조 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있으며, 입경이 균일하고 분산성이 좋으며 성능이 안정적인 그래핀 파우더를 획득하여 후속 실험 연구 또는 공업화 응용에 기초를 다질 수 있다.