粉体材料喷雾热解（Spray Pyrolysis）系统业务手册

一、公司定位

赛特瑞专注高温热工装备多年，总部位于洛阳国家高新区，可提供“工艺-设备-尾气”交钥匙服务。

喷雾热解系统是一个集成了流体输送、雾化、反应、收集和控制的复杂装置。其核心设计目标是确保前驱体溶液能被高效、均匀地转化为具有特定形貌和化学成分的粉末产品。

二、产品线速览

三、系统构成与赛特瑞特色

1. 雾化单元

• 二流体/超声/离心三模式可选，喷嘴材质 316L 或哈氏 C276，耐 Cl⁻ 腐蚀。
• 实验级标配 1.7 MHz 超声喷头，液滴 SMD 3–7 µm，CV<5 %。

1. 高温炉体

• “SiC 棒+陶瓷内衬”双保护结构，850 ℃ 含 0.3 % Cl₂ 气氛下寿命 >8000 h，较传统 Fe-Cr-Al 丝提升 6 倍 。
• 温区长度 400–2400 mm 可选，恒温区偏差 ≤±3 ℃。

1. 收集与尾气

• 高压静电纳米收集器，0.1 µm 颗粒收率 ≥95 % 。
• 两级碱洗+SCR 脱硝，NOx≤50 mg m⁻³，满足 GB 31573-2015。

1. 控制软件

• 自主开发 STR-SP V3.0，支持 20 段工艺曲线、PID 串级、氧分压闭环、手机 APP 远程监控。

四、三级系统详细参数

1. 实验级 STR-SP-L

• 炉管 φ80×1000 mm，最高 1200 ℃，升温速率 0–20 ℃ min⁻¹。
• 前驱液罐 250 mL，双泵头蠕动泵，脉动 <1 %。
• 标配激光粒度在线接口，可实时监测 D10/D50/D90。
• 整机 0.8 m×0.6 m×1.3 m，台式，220 V 供电，适合通风橱内使用。

1. 小试级 STR-SP-P

• 炉管 φ100×1500 mm，0.5 rpm–5 rpm 无级调速，倾角 ±3 °可调。
• 二流体喷嘴气压 0.1–0.4 MPa，液滴 10–30 µm，产能 1 kg h⁻¹（NCM523）。
• 内置二级旋风+静电收集，换桶时间 <30 s，连续运行 72 h 无结垢。

1. 中试级 STR-SP-K

• 炉管 φ250×6000 mm，最高 1000 ℃，停留时间 5–30 min 可调。
• 电加热，吨粉能耗 180 kWh t⁻¹，较纯电下降 28 %。
• 全自动包装线：吨袋+真空热合，残留粉尘 <5 mg m⁻³。

五、工艺支持与合作模式（待开放）

• 免费小试：客户寄送 500 mL 前驱液，赛特瑞 48 h 内反馈粒度+SEM+XRD 报告。
• 联合开发：签订“工艺包”协议，赛特瑞承诺 30 天内打通目标粒径/比表/振实密度指标。
• 融资租赁：中试级设备可 3 年分期，首付 30 %，缓解一次性资本开支。
• 产能共享：洛阳基地 200 kg day⁻¹ 公共中试线对外开放，按公斤计费，适合初创公司。

一、喷雾热解工艺介绍

喷雾热解(Spray Pyrolysis, SP)=“雾化+干燥+热解”一步完成,是一条连续的“液→气→固”粉体制备路线。核心特征:

原料以分子级均匀溶液进入系统,无需沉淀、过滤、洗涤;

数秒内完成溶剂蒸发、盐分解、成核、生长,得到中空/实心微球;

换配方只需换溶液,切换时间<30 min,特别适合小批量多品种功能粉体。

二、喷雾热解原理(单液滴视角)

雾化:前驱体溶液被雾化成 1–50 μm 液滴;

干燥:液滴表面溶剂蒸发,形成过饱和壳层;

热解:壳层金属盐分解→氧化物/复合物成核;

成型:内部气体逸出产生空心,或致密化形成实心球;

收集:旋风/静电/布袋多级收粉,尾气经洗涤后排放

三、喷雾热解设备组成（模块化设计）

喷雾热解法制备氢氧化镧

喷雾热解

把溶液喷成雾，再让雾滴在高温炉里瞬间完成化学反应

喷雾热解（Spray Pyrolysis, SP）是一步法“液-气-固”连续成粉技术，喷雾热解已覆盖“能源-稀土-催化-电子-生物”五大领域，

喷雾热解法已工业化或中试验证的材料参考

1. 电池材料

• 正极：高镍 NCM、NCA、无钴 NM、磷酸铁锂 LFP、富锂锰基、磷酸锰铁锂 LMFP
• 负极：硅-碳复合、SiOx@C、SnO₂@C、Li₄Ti₅O₁₂
• 固态电解质：LLZO（Li₇La₃Zr₂O₁₂）、NASICON 型 LATP、硫化物 LGPS

1. 稀土功能材料

• 氧化物：CeO₂、La₂O₃、Y₂O₃、Gd₂O₃
• 氢氧化物：La(OH)₃、Ce(OH)₄（见第 3 节）
• 荧光粉：YAG:Ce、BaMgAl₁₀O₁₇:Eu、量子点 ZnS:Mn

1. 催化与环保

• 汽车尾气：三效催化剂 Ce-Zr-La-O、Cu-SSZ-13 分子筛
• VOCs 催化燃烧：Mn-Co-O、Cu-Ce-O 空心球
• 光催化：TiO₂@C、BiVO₄、g-C₃N₄ 复合微球

1. 电子/超导/陶瓷

• 高温超导：YBa₂Cu₃O₇-δ 纳米粉
• MLCC 陶瓷：BaTiO₃、SrTiO₃ 亚微米球
• 半导体：ITO、AZO、FTO 透明导电粉末

1. 生物医学

• 生物陶瓷：羟基磷灰石 HA、β-TCP
• 药物缓释：PLGA@HA 复合微球

1. 前驱体配方

• LaCl₃·7H₂O 400 g/L + H₂O₂ 5 wt %（助剂，降低反应温度）
• 溶剂：去离子水，pH 2.5–3.0（抑制 La³⁺ 水解沉淀）

1. 喷雾热解参数（单液滴→碎片状 La(OH)₃）

• 雾化：二流体喷嘴，气压 0.4 MPa，液滴 SMD 25 µm
• 温度：600 °C（炉温）＞热力学起始 288 °C，确保转化率 99.96 %
• 停留时间：6–8 s
• 载气：压缩空气，氧分压 10 %，抑制 Cl⁻ 腐蚀

1. 产物指标

• 相纯度：La(OH)₃ 无 La₂O₃ 杂峰（XRD）
• 形貌：碎片状，厚度 50–80 nm，BET 45 m² g⁻¹
• Cl⁻ 残留：<0.05 %（离子色谱）
• 收率：≥ 98 %（旋风+静电双级收集）

1. 下游应用

• PVC 环保热稳定剂：替代铅盐，抑制初期着色，电绝缘性提升 30 %
• 氧化镧前驱体：600 °C 煅烧 2 h 直接得高比表 La₂O₃（>30 m² g⁻¹）
• 三元催化剂：La(OH)₃ → La₂O₃ 储氧组分，起燃温度降低 25 °C