一种介入高压射流超声的碳剥离设备与工艺制造技术

一种介入高压射流超声的碳剥离设备与工艺,其设备由微界面強化反应总成,左高压射流泵,右高压射流泵,成品暂贮罐,左固液混合罐,右固液混合罐,气液压缩泵,液态亚临界溶剂热交换冷却总成,液态亚临界溶剂暂贮罐,左固体粉状原料暂贮罐,右固体粉状原料暂贮罐构成；在计算机管理下,固液混合物定量地分别输入左高压射流泵与右高压射流泵,先两股高压固液混合物朿流高速沖撞,再激发超声环发出24KHz超声波再次分散固液混合物,形成微界面強化反应。

A Carbon Stripping Equipment and Technology for Interventing High Pressure Jet Ultrasound

【技术实现步骤摘要】
一种介入高压射流超声的碳剥离设备与工艺
本专利技术涉及新材料领域,特别涉及一种介入高压射流超声的碳剥离设备与工艺。
技术介绍
插层剥离法是生产石墨烯常用办法之一,专利技术专利“一种天然石墨剥离提纯方法”就公开了一种连续利用双氧水等氧化剂氧化,甲酸氨等有机插层剂插层,硫酸氨等无机插层剂插层,插层剥离天然石墨的方法；这方法成本高,有环境污染风险；研究发现:石墨烯在非极性溶剂中表现出良好的溶解性，具有超疏水性和超亲油性；而亚临界溶剂在常温常压下为气态,在常温加压(0.8MPa左右)下为液态；液态亚临界溶剂呈非极性,目前己利用亚临界溶剂生产油脂,但未见利用亚临界溶剂作插层剂,插层剥离天然石墨等碳原料；液态亚临界溶剂呈非极性,可以良好浸润并侵入鳞状石墨层间；而后亚临界溶剂减压转向气态,就可迅速涨裂石墨层,产出少层石墨烯或多层石墨烯；现有利用亚临界溶剂生产油脂都是用罐浸泡式,效率低；为此有必要介入微界面強化反应技术,具体选用高压射流超声技术。
技术实现思路
一种介入高压射流超声的碳剥离设备,由微界面強化反应总成,左高压射流泵,右高压射流泵,成品暂贮罐,左固液混合罐,右固液混合罐,气液压缩泵,液态亚临界溶剂热交换冷却总成,液态亚临界溶剂暂贮罐,左固体粉状原料暂贮罐,右固体粉状原料暂贮罐构成,其特征是液态亚临界溶剂暂贮罐左边通过左管道与左固液混合罐连接,左固液混合罐通过管道与左高压射流泵进口连接,左高压射流泵出口管伸入微界面強化反应总成的罐体内部与微界面強化反应总成连接,左固体粉状原料暂贮罐通过管道与左固液混合罐连接；液态亚临界溶剂暂贮罐右边通过右管道与右固液混合罐连接,右固液混合罐通过管道与右高压射流泵进口连接,右高压射流泵出口管伸入微界面強化反应总成的罐体内部与微界面強化反应总成连接,右固体粉状原料暂贮罐通过管道与右固液混合罐连接；微界面強化反应总成通过成品输出管与成品暂贮罐连接；微界面強化反应总成通过出气管与气液压缩泵连接,气液压缩泵通过管道与液态亚临界溶剂热交换冷却总成连接,液态亚临界溶剂热交换冷却总成通过管道与液态亚临界溶剂暂贮罐连接；微界面強化反应总成由罐体,成品输出管,隔离定量输出阀,隔离斜栅板,陶瓷膜过滤器,超声环,出气管构成；微界面強化反应总成罐体的主体是立式圆柱状,圆柱状底部接倒圆维状罐底,成品输出管一端接倒圆维状罐底,成品输出管另一端与成品暂贮罐连接；隔离定量输出阀装在成品输出管内部；罐体内部上半部,从下向上装有隔离斜栅板,陶瓷膜过滤器；隔离斜栅板,陶瓷膜过滤器己商品化,陶瓷膜过滤器成套配有高压气反洗系统；在罐体内部下半部装有超声环,超声环与从外部伸入的左高压射流泵出口管,右高压射流泵出口管水平同轴安装；罐体上顶接出气管一端,出气管另一端接气液压缩泵进气口；左高压射流泵,右高压射流泵,成品暂贮罐,左固液混合罐,右固液混合罐,气液压缩泵,液态亚临界溶剂热交换冷却总成,液态亚临界溶剂暂贮罐,左固体粉状原料暂贮罐,右固体粉状原料暂贮罐均为己商品化设备；利用介入高压射流超声的碳剥离设备进行碳剥离工艺如下述:1.设定初始条件,己对设备抽真空,达到工艺要求；向液态亚临界溶剂暂贮罐注入液态亚临界溶剂,亚临界溶剂选择亚临界萃取行业己商品化的四号溶剂、二甲醚、四氟乙烷(R134a)、液氨、六氟化硫、二氯二氟甲烷(氟利昂R12)、一氯二氟甲烷(氟利昂R22)中一种；向左固体粉状原料暂贮罐,右固体粉状原料暂贮罐分别装入固体粉状原料,固体粉状原料是鳞片状石墨,隐晶质石墨,生物质基多孔碳中一种；2.在计算机管理下,分别向左固液混合罐与右固液混合罐输入定量的液态亚临界溶剂与固体粉状原料均匀混合成符合工艺要求浓度的固液混合物备用；3.在计算机管理下,程序2的固液混合物定量地分别输入左高压射流泵与右高压射流泵,因为在微界面強化反应总成罐体内部,超声环与从外部伸入的左高压射流泵出口管,右高压射流泵出口管是水平同轴安装的；所以先两股高压固液混合物朿流高速沖撞,再激发超声环发出24KHz超声波再次分散固液混合物,形成微界面強化反应；4.液态亚临界溶剂在微界面強化反应总成罐体内减压气化,气态亚临界溶剂经隔离斜栅板,陶瓷膜过滤器从罐体上顶出气管排出；气固分离后完成插层剥离的成品碳材料从成品输出管排入成品暂贮罐；5.从罐体上顶出气管排出的气态亚临界溶剂经气液压缩泵压缩成液态,再经液态亚临界溶剂热交换冷却总成冷却后回到液态亚临界溶剂暂贮罐暂贮；6.回到程序2进入下一个循环.附图说明附图1是微界面強化反应总成结构示意图,包括微界面強化反应总成罐体内部,超声环与从外部伸入的左高压射流泵出口管,右高压射流泵出口管是水平同轴安装的示意图；附图2是介入高压射流超声的碳剥离设备各总成件连接示意图.具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步描述,但不是对本专利技术的一种限制；一种介入高压射流超声的碳剥离设备,由微界面強化反应总成(1),左高压射流泵(2),右高压射流泵(3),成品暂贮罐(4),左固液混合罐(5),右固液混合罐(6),气液压缩泵(7),液态亚临界溶剂热交换冷却总成(10),液态亚临界溶剂暂贮罐(11),左固体粉状原料暂贮罐(8),右固体粉状原料暂贮罐(9)构成,其特征是液态亚临界溶剂暂贮罐(11)左边通过左管道(11-1)与左固液混合罐(5)连接,左固液混合罐(5)通过管道与左高压射流泵(2)进口连接,左高压射流泵(2)出口管(2-1)伸入微界面強化反应总成(1)的罐体(1-4)内部与微界面強化反应总成(1)连接,左固体粉状原料暂贮罐(8)通过管道与左固液混合罐(5)连接；液态亚临界溶剂暂贮罐(11)右边通过右管道(11-2)与右固液混合罐(6)连接,右固液混合罐(6)通过管道与右高压射流泵(3)进口连接,右高压射流泵(3)出口管(3-1)伸入微界面強化反应总成(1)的罐体(1-4)内部与微界面強化反应总成(1)连接,右固体粉状原料暂贮罐(9)通过管道与右固液混合罐(6)连接；微界面強化反应总成(1)通过成品输出管(1-6)与成品暂贮罐(4)连接；微界面強化反应总成(1)通过出气管(1-5)与气液压缩泵(7)连接,气液压缩泵(7)通过管道与液态亚临界溶剂热交换冷却总成(10)连接,液态亚临界溶剂热交换冷却总成(10)通过管道与液态亚临界溶剂暂贮罐(11)连接；微界面強化反应总成(1)由罐体(1-4),成品输出管(1-6),隔离定量输出阀(1-7),隔离斜栅板(1-2),陶瓷膜过滤器(1-1),超声环(1-3),出气管(1-5)构成；微界面強化反应总成罐体(1-4)的主体是立式圆柱状,圆柱状底部接倒圆维状罐底,成品输出管(1-6)一端接倒圆维状罐底,成品输出管(1-6)另一端与成品暂贮罐(4)连接；隔离定量输出阀(1-7)装在成品输出管(1-6)内部；罐体(1-4)内部上半部,从下向上装有隔离斜栅板(1-2),陶瓷膜过滤器(1-1)；隔离斜栅板(1-2),陶瓷膜过滤器(1-1)己商品化,陶瓷膜过滤器(1-1)成套配有高压气反洗系统；在罐体(1-4)内部下半部装有超声环(1-3),超声环(1-3)与从外部伸入的左高压射流泵出口管(2-1),右高压射流泵出口管(3-1)水平同轴安装；罐体(4-1)上顶接出气管(1-5)一端,出气管(1-5)另一端接气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种介入高压射流超声的碳剥离设备,由微界面強化反应总成(1),左高压射流泵(2),右高压射流泵(3),成品暂贮罐(4),左固液混合罐(5),右固液混合罐(6),气液压缩泵(7),液态亚临界溶剂热交换冷却总成(10),液态亚临界溶剂暂贮罐(11),左固体粉状原料暂贮罐(8),右固体粉状原料暂贮罐(9)构成,其特征是液态亚临界溶剂暂贮罐(11)左边通过左管道(11‑1)与左固液混合罐(5)连接,左固液混合罐(5)通过管道与左高压射流泵(2)进口连接,左高压射流泵(2)出口管(2‑1)伸入微界面強化反应总成(1)的罐体(1‑4)内部与微界面強化反应总成(1)连接,左固体粉状原料暂贮罐(8)通过管道与左固液混合罐(5)连接；液态亚临界溶剂暂贮罐(11)右边通过右管道(11‑2)与右固液混合罐(6)连接,右固液混合罐(6)通过管道与右高压射流泵(3)进口连接,右高压射流泵(3)出口管(3‑1)伸入微界面強化反应总成(1)的罐体(1‑4)内部与微界面強化反应总成(1)连接,右固体粉状原料暂贮罐(9)通过管道与右固液混合罐(6)连接；微界面強化反应总成(1)通过成品输出管(1‑6)与成品暂贮罐(4)连接；微界面強化反应总成(1)通过出气管(1‑5)与气液压缩泵(7)连接,气液压缩泵(7)通过管道与液态亚临界溶剂热交换冷却总成(10)连接,液态亚临界溶剂热交换冷却总成(10)通过管道与液态亚临界溶剂暂贮罐(11)连接；微界面強化反应总成(1)由罐体(1‑4),成品输出管(1‑6),隔离定量输出阀(1‑7),隔离斜栅板(1‑2),陶瓷膜过滤器(1‑1),超声环(1‑3),出气管(1‑5)构成；微界面強化反应总成罐体(1‑4)的主体是立式圆柱状,圆柱状底部接倒圆维状罐底,成品输出管(1‑6)一端接倒圆维状罐底,成品输出管(1‑6)另一端与成品暂贮罐(4)连接；隔离定量输出阀(1‑7)装在成品输出管(1‑6)内部；罐体(1‑4)内部上半部,从下向上装有隔离斜栅板(1‑2),陶瓷膜过滤器(1‑1)；隔离斜栅板(1‑2),陶瓷膜过滤器(1‑1)己商品化,陶瓷膜过滤器(1‑1)成套配有高压气反洗系统；在罐体(1‑4)内部下半部装有超声环(1‑3),超声环(1‑3)与从外部伸入的左高压射流泵出口管(2‑1),右高压射流泵出口管(3‑1)水平同轴安装；罐体(4‑1)上顶接出气管(1‑5)一端,出气管(1‑5)另一端接气液压缩泵(7)进气口；左高压射流泵(2),右高压射流泵(3),成品暂贮罐(4),左固液混合罐(5),右固液混合罐(6),气液压缩泵(7),液态亚临界溶剂热交换冷却总成(10),液态亚临界溶剂暂贮罐(11),左固体粉状原料暂贮罐(8),右固体粉状原料暂贮罐(9)均为己商品化设备。...

【技术特征摘要】
1.一种介入高压射流超声的碳剥离设备,由微界面強化反应总成(1),左高压射流泵(2),右高压射流泵(3),成品暂贮罐(4),左固液混合罐(5),右固液混合罐(6),气液压缩泵(7),液态亚临界溶剂热交换冷却总成(10),液态亚临界溶剂暂贮罐(11),左固体粉状原料暂贮罐(8),右固体粉状原料暂贮罐(9)构成,其特征是液态亚临界溶剂暂贮罐(11)左边通过左管道(11-1)与左固液混合罐(5)连接,左固液混合罐(5)通过管道与左高压射流泵(2)进口连接,左高压射流泵(2)出口管(2-1)伸入微界面強化反应总成(1)的罐体(1-4)内部与微界面強化反应总成(1)连接,左固体粉状原料暂贮罐(8)通过管道与左固液混合罐(5)连接；液态亚临界溶剂暂贮罐(11)右边通过右管道(11-2)与右固液混合罐(6)连接,右固液混合罐(6)通过管道与右高压射流泵(3)进口连接,右高压射流泵(3)出口管(3-1)伸入微界面強化反应总成(1)的罐体(1-4)内部与微界面強化反应总成(1)连接,右固体粉状原料暂贮罐(9)通过管道与右固液混合罐(6)连接；微界面強化反应总成(1)通过成品输出管(1-6)与成品暂贮罐(4)连接；微界面強化反应总成(1)通过出气管(1-5)与气液压缩泵(7)连接,气液压缩泵(7)通过管道与液态亚临界溶剂热交换冷却总成(10)连接,液态亚临界溶剂热交换冷却总成(10)通过管道与液态亚临界溶剂暂贮罐(11)连接；微界面強化反应总成(1)由罐体(1-4),成品输出管(1-6),隔离定量输出阀(1-7),隔离斜栅板(1-2),陶瓷膜过滤器(1-1),超声环(1-3),出气管(1-5)构成；微界面強化反应总成罐体(1-4)的主体是立式圆柱状,圆柱状底部接倒圆维状罐底,成品输出管(1-6)一端接倒圆维状罐底,成品输出管(1-6)另一端与成品暂贮罐(4)连接；隔离定量输出阀(1-7)装在成品输出管(1-6)内部；罐体(1-4)内部上半部,从下向上装有隔离斜栅板(1-2),陶瓷膜过滤器(1-1)；隔离斜栅板(1-2),陶瓷膜过滤器(1-1)己商品化,陶瓷膜过滤器(1-1)成套配有高压气反洗系统；在罐体(1-4)内部下半部装有超声环(1-3),超声环(1-3)与从外部伸入的左高压射流泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯梦斌，
申请(专利权)人：侯梦斌，
类型：发明
国别省市：福建,35