本发明的至少一种实施例涉及喷雾热解法生产粉体材料，尤其涉及一种预热式喷雾热解系统。
背景技术：
1、喷雾热解法是一种气溶胶处理方法，能够用于生产不同种类的粉末和薄膜材料，被越来越广泛的应用于电池材料、电化学传感器和医用材料等领域。相比于传统合成方法，喷雾热解法制备纳米材料具有产物颗粒纯度高和团聚少、热解过程反应迅速、组分分布均一、工艺流程简单，并易于实现大规模化生产等优势。
2、在喷雾热解法制备材料过程中，前驱体溶液被雾化成小液滴，然后输送至高温的热解炉中完成溶剂蒸发及溶质快速热解，再将反应后的产物颗粒进行收集。相关技术中，喷雾热解法制备粉末材料常用超声雾化方式来雾化前驱体溶液。超声雾化方法具有雾化液滴大小均匀、雾化粒径小及价格便宜等方面的优点，但仍存在以下局限。首先，超声雾化方法通常只适合具有低粘度的溶液，而不能对表面张力较大的溶液进行造雾。其次，超声雾化方式雾化量小、产率低，尤其不适合工业化生产。最后，超声雾化是一种能量转化设备，当其工作时间较长时，容易导致发热量大，造成雾化效果恶化、甚至是设备的损坏。
3、此外，喷雾热解法制备粉末材料装置常采用雾化装置与热解炉直接相连方式。这种装置存在如下问题：前驱体溶液经过雾化装置产生的气溶胶液滴，直接由载气携带进入高温热解炉后，温度梯度较大，液滴表面的溶剂快速蒸发，溶质在表面快速沉淀形成硬外壳，使得产物颗粒易空心化导致液滴内部水汽压力过大，造成空心结构的破碎。目前解决以上问题常用的方法是向前驱体溶液中加入添加剂，改善溶液物理性质，但这会增加原材料成本，并且需要消耗更多的热量才能使前驱体热分解反应完全。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明实施例提供一种预热式喷雾热解系统，包括：
2、供应装置，适用于提供前驱体溶液；雾化器，包括：第一壳体，具有进液口和出液口，进液口与供应装置连通；第二壳体，具有进气口和出气口，第二壳体套装在第一壳体的外围，使出气口位于出液口的外部，并且与第一壳体的之间形成流动空间，来自外部的雾化气从进气口经流动空间流动至出气口，将从出液口流出的前驱体溶液破碎成雾状微粒；预热器，适用于对来自于雾化器的雾状微粒进行干燥蒸发，并得到雾化液滴；以及热解装置，适用于对雾化液滴进行热解。
3、在其中的一个实施例中，第一壳体包括：第一连接部，第一连接部的一端作为进液口；第一渐缩部，在前驱体溶液的流动方向上设置在第一连接部的下游，第一渐缩部的出液端作为出液口，第一渐缩部被构造成沿前驱体溶液的流动方向半径逐渐减小，以增大前驱体溶液的流速。
4、在其中的一个实施例中，第二壳体包括：第二连接部，进气口开设在第二连接部上；第二渐缩部，在雾化气的流动方向上设置在第二连接部的下游，出气端作为出气口，第二渐缩部被构造成沿雾化气的流动方向半径逐渐减小，以增大雾化气的流速。
5、在其中的一个实施例中，第二渐缩部的第二渐缩角与第一渐缩部的第一渐缩角不同，以使前驱体溶液和雾化气之间形成相对速度差，产生剪切力，将出液口的前驱体溶液破碎。
6、在其中的一个实施例中，预热器包括：第三壳体；预热腔体，预热腔体垂直容纳于第三壳体的内部，并设置于第三壳体的中心，预热腔体适用于接收来自于雾化器的雾状微粒，并对雾状微粒进行干燥蒸发以得到雾状液滴；多个载气腔体，每个载气腔体分别垂直容纳于第三壳体和预热腔体之间，每个载气腔体之间平行间隔设置，载气腔体适用于通过利用通入的载气将雾化液滴输送至热解装置。
7、在其中的一个实施例中，雾化液滴的粒径范围是0.1~10μm；预热腔体沿垂直方向的长度为300~600mm。
8、在其中的一个实施例中，预热器的外部盘绕有加热器，加热器被构造成对预热器加热，以使雾状微粒干燥蒸发。
9、在其中的一个实施例中，加热的温度为100~500℃。
10、在其中的一个实施例中，供应装置包括：储液罐；驱动器，与储液罐连通，适用于通过驱动调整输送前驱体溶液的流速和/或流量。
11、优选地，驱动器包括：注射泵、齿轮泵、蠕动泵、压力罐中的至少一种。
12、在其中的一个实施例中，预热式喷雾热解系统还包括：收集装置，收集装置设置于热解装置的上方，收集装置上设置有纤维膜，适用于通过过滤吸附的方式在纤维膜上收集热解产物。
13、基于本发明上述实施例的预热式喷雾热解系统，通过在雾化器中分别设置第二壳体内的雾化气流动空间和第一壳体内的前驱体溶液流动空间，利用出气口流出的雾化气与出液口流出的前驱体溶液之间发生撞击，从而将前驱体溶液破碎成雾状微粒。使得本发明的预热式喷雾热解系统不受前驱体溶液粘度的限制，针对较高粘稠的前驱体溶液也有较好的雾化效果，有利于实现不同种类前驱体溶液的雾化微粒的均匀产出。本发明通过将雾化器与预热器直接相连的方式，既实现了对雾化液滴的干燥蒸发，又避免了雾化器产生的雾化液滴直接进入热解装置所经历的快速蒸发导致的液滴收缩较快现象。将雾化器与预热器直接连接有利于促进雾化液滴表面溶质均匀沉淀，在后续进行热解时，使得温度梯度较小，产物颗粒内外压力变化减缓，减少了中空颗粒和破碎颗粒的产生。并且增加了预热器的设置间接地延长了热解装置中雾化液滴热解的时间，有助于促使雾化液滴热解完全。另外，将雾化器安装在预热器之前，避免热解温度较高对雾化器的长时间加热，有助于保证雾化器的长期稳定运行。
1.一种预热式喷雾热解系统，包括：
2.根据权利要求1所述的预热式喷雾热解系统，其中，所述第一壳体（21）包括：
3.根据权利要求2所述的预热式喷雾热解系统，其中，所述第二壳体（22）包括：
4.根据权利要求3所述的预热式喷雾热解系统，其中，所述第二渐缩部（224）的第二渐缩角与所述第一渐缩部（214）的第一渐缩角不同，以使所述前驱体溶液（b）和所述雾化气（a）之间形成相对速度差，产生剪切力，将所述出液口（212）的前驱体溶液（b）破碎。
5.根据权利要求1所述的预热式喷雾热解系统，其中，所述预热器（3）包括：
6.根据权利要求5所述的预热式喷雾热解系统，其中，所述雾化液滴的粒径范围是0.1~10μm；
7.根据权利要求1所述的预热式喷雾热解系统，其中，所述预热器（3）的外部盘绕有加热器（5），所述加热器（5）被构造成对所述预热器（3）加热，以使所述雾状微粒干燥蒸发。
8.根据权利要求7所述的预热式喷雾热解系统，其中，所述加热的温度为100~500℃。
9.根据权利要求1所述的预热式喷雾热解系统，其中，所述供应装置（1）包括：
10.根据权利要求1所述的预热式喷雾热解系统，其中，所述预热式喷雾热解系统还包括：
