CN106622081A - 一种可膨石墨生产装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新材料制造装备领域，所述的一种可膨石墨生产装置，包括反应釜、设置在所述反应釜内部的搅拌组件和温度监测组件，以及用于对所述反应釜内反应物料加热的加热组件；所述反应釜进一步包括设置在釜体上部的进料组件和设置在釜体下部的出料组件。所述的可膨石墨生产装置能够实现连续生产，运行成本和设备费用低、生产效率高。

Description

一种可膨石墨生产装置
技术领域
本发明涉及新材料制造装备领域，具体涉及一种可膨石墨的生产装置。
背景技术
可膨石墨是由天然鳞片石墨经氧化插层而得到的石墨层间化合物，它既保留了石墨的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、摩擦系数低、自润滑性好、导热导电、并呈各向异性等性能；又有天然石墨所没有的可膨胀性特点，可在一定的高温处理之后体积增大。
现有技术中，可膨石墨的制备方法主要有电化学法和化学氧化插层法两种，其中，化学氧化插层法是工业上应用比较广泛和比较成熟的方法。传统的化学氧化插层法制备可膨石墨的方法，一般是插层剂和氧化剂的反应体系。采用此法生产成本低、对环境污染小、工艺条件最成熟。
但采用此方法生产的可膨石墨的生产装置基本都存在如下缺陷：1、脱酸、洗涤时温度不好控制，产品质量不稳定；2、采用高速流水冲洗得到废酸浓度偏低，无回收利用价值，对环境造成污染；3、洗涤过程中使用水量大，环保压力较大；4、设备复杂、体积大。因为上述缺陷，现有生产装置运行成本高、工艺复杂、生产效率低下。
发明内容
为此，本发明所要解决的是现有可膨石墨生产装置运行成本较高、工艺复杂、生产效率低的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
本发明所述的一种可膨石墨生产装置，包括反应釜、设置在所述反应釜内部的搅拌组件和温度监测组件，以及用于对所述反应釜内反应物料加热的加热组件；所述反应釜进一步包括设置在釜体上部的进料组件和设置在釜体下部的出料组件。
可选地，所述反应釜为双层容器。
可选地，所述加热组件包括设置在所述双层容器夹层中的循环液体，以及循环液体储热槽；
所述反应釜釜体外壁设置有循环液体进口、循环液体出口；
所述储热槽通过管路分别与所述循环液体进口、所述循环液体出口连接，形成循环通路。
可选地，所述进料组件包括用于投入固体物料的第一进料口和用于投入液体物料的第二进料口。
可选地，所述搅拌组件包括伸入所述反应釜内部的可伸缩搅拌主轴、连接所述主轴并设置在所述反应釜外部的电机，以及设置在所述主轴外壁的叶轮；所述叶轮的长度可调、方向可调。
可选地，所述的可膨石墨生产装置还包括用于控制所述搅拌组件搅拌速度、搅拌主轴长度的控制组件；所述控制组件与所述温度监测组件相连，用于显示所述反应釜内部温度。
可选地，所述出料组件包括设置有耐酸过滤装置的出料口。
可选地，所述的可膨石墨生产装置还包括气体回收装置，所述气体回收装置通过管路与所述反应釜导通连接。
可选地，所述的可膨石墨生产装置还包括设置在所述反应釜底部，用于支撑稳固所述反应釜的支架。
所述温度监测组件远离所述反应釜内壁设置。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
1、本发明实施例所述的一种可膨石墨生产装置，包括反应釜、设置在所述反应釜内部的搅拌组件和温度监测组件，以及用于对所述反应釜内反应物料加热的加热组件；所述反应釜进一步包括设置在釜体上部的进料组件和设置在釜体下部的出料组件。所述的可膨石墨生产装置能够实现连续生产，运行成本和设备费用低、生产效率高。
2、本发明实施例所述的一种可膨石墨生产装置，所述反应釜为双层容器，通过设置在所述双层容器夹层中的循环液体对所述反应釜进行加热，加热均匀、热能利用率高，有效降低了设备的使用成本。
3、本发明实施例所述的一种可膨石墨生产装置，所述搅拌主轴长度可调、所述叶轮的长度可调、方向可调，能够根据反应进程实时调控搅拌类型，适用范围广，使用成本低。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明实施例所述的可膨石墨生产装置的结构示意图；
图中附图标记表示为：1-控制组件、2-温度监测组件、3-搅拌组件、4-反应釜、5-支架、6-出料组件、7-储热槽、8-循环液体进口、9-循环液体出口、10-第一进料口、11-第二进料口、12-电机、13-气体回收装置。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。
实施例
本实施例提供一种可膨石墨生产装置，如图1所示，包括反应釜4、设置在反应釜4内部的搅拌组件3、气体回收装置13和温度监测组件2，以及用于对反应釜4内反应物料加热的加热组件；反应釜4进一步包括设置在釜体上部的进料组件和设置在釜体下部的出料组件6。
反应釜4为双层容器，作为本发明一个实施例，本实施例中，更优选为双层透明无色玻璃容器，玻璃材质是高硼硅，可膨石墨生产原料包括强酸、强氧化剂等物料，高硼硅玻璃能够耐酸防腐蚀，而且，透明、无色能够有效监控反应进程。
作为本发明一个实施例，本实施例中，温度监测组件2为1个置于反应釜4内部的热电偶，有效保证了监测温度的准确性，提高了反应产率。作为本发明的可变换实施例，温度监测组件2还可以为其他测温设备，均可以实现本发明的目的，属于本发明的保护范围。
作为本发明一个实施例，本实施例中，加热组件包括设置在双层容器夹层中的循环液体，以及循环液体储热槽7；反应釜4釜体外壁设置有联通夹层的循环液体进口8、循环液体出口9；储热槽7通过管路分别与循环液体进口8、循环液体出口9连接，使得循环液体在夹层与储热槽7中来回循环。
作为本发明一个实施例，本实施例中，进料组件包括用于投入固体物料的第一进料口10和用于投入液体物料的第二进料口11，其中，液体物料需通过压力输送设备输入。
作为本发明一个实施例，本实施例中，搅拌组件3包括伸入反应釜4内部的可伸缩搅拌主轴、连接主轴并设置在反应釜4外部的电机12，以及设置在主轴外壁的叶轮。其中，主轴长度以及叶轮的长度、方向可以根据物料的状态(固态和/或液体)以及体积进行调节。
作为本发明一个实施例，本实施例中，可膨石墨生产装置还包括用于控制搅拌组件3搅拌速度1；控制组件1与温度监测组件2相连，用于显示反应釜4内部温度。更优选的，控制组件1与储热槽7相连，控制循环液体加热温度。
作为本发明一个实施例，本实施例中，出料组件6包括设置有耐酸过滤装置的出料口。更优选的，出料口下部还连接有酸液回收装置。
作为本发明一个实施例，本实施例中，可膨石墨生产装置还包括气体回收装置13，气体回收装置通过管路与反应釜4导通连接，用于挥发物质的回收。
作为本发明一个实施例，本实施例中，可膨石墨生产装置还包括设置在反应釜4底部，用于支撑稳固反应釜4的支架5。
作为本发明一个实施例，本实施例中，温度监测组件2远离反应釜4内壁设置，有效提高了监测温度的准确性。
可膨石墨生产装置的使用方法，包括如下步骤：
S1、在储热槽7中注入循环液体，对循环液体进行加热，并通入双层容器的夹层对反应釜4进行加热；
通过第一进料口10、第二进料口11将原料注入反应釜4内部。
S2、根据反应进程调节加热温度、搅拌组件3的主轴长度、叶轮的长度、叶轮的方向以及搅拌速度。
S3、反应结束后，通过出料组件6滤出反应液中的液体。此时，液体中含有大量的酸液，通过酸液回收装置能够有效回收未参加反应的酸液，降低了生产成本。
S4、关闭出料组件6，往反应釜4中通入洗液，开启搅拌装置，再通过出料组件6滤出洗液，如此多次，对产物进行洗涤。不但有效节省了洗液，而且产物无需更换装置，在反应釜4中即可实现清洗步骤，有效降低了设备的使用成本。
S5、待洗液为中性后，关闭出料组件6，开启加热组件，对产物进行干燥。由此可见，本实施例中，可膨石墨生产装置能够有效实现连续生产、提高了生产的自动化水平和生产效率；同时，避免不同生产步骤之间因物料的转移造成的产率下降，有效提高了产率。
S6、开启出料组件6导出产物。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种可膨石墨生产装置，其特征在于，包括反应釜(4)、设置在所述反应釜(4)内部的搅拌组件(3)和温度监测组件(2)，以及用于对所述反应釜(4)内反应物料加热的加热组件；所述反应釜(4)进一步包括设置在釜体上部的进料组件和设置在釜体下部的出料组件(6)。
2.根据权利要求1所述的可膨石墨生产装置，其特征在于，所述反应釜(4)为双层容器。
3.根据权利要求2所述的可膨石墨生产装置，其特征在于，所述加热组件包括设置在所述双层容器夹层中的循环液体，以及循环液体储热槽(7)；
所述反应釜(4)釜体外壁设置有循环液体进口(8)、循环液体出口(9)；
所述储热槽(7)通过管路分别与所述循环液体进口(8)、所述循环液体出口(9)连接。
4.根据权利要求1-3任一项所述的可膨石墨生产装置，其特征在于，所述进料组件包括用于投入固体物料的第一进料口(10)和用于投入液体物料的第二进料口(11)。
5.根据权利要求1-4任一项所述的可膨石墨生产装置，其特征在于，所述搅拌组件(3)包括伸入所述反应釜(4)内部的可伸缩搅拌主轴、连接所述主轴并设置在所述反应釜(4)外部的电机(12)，以及设置在所述主轴外壁的叶轮；所述叶轮的长度可调、方向可调。
6.根据权利要求1-5任一项所述的可膨石墨生产装置，其特征在于，还包括用于控制所述搅拌组件(3)搅拌速度、搅拌主轴长度的控制组件(1)；所述控制组件(1)与所述温度监测组件(2)相连，用于显示所述反应釜(4)内部温度。
7.根据权利要求1-6任一项所述的可膨石墨生产装置，其特征在于，所述出料组件(6)为设置有耐酸过滤装置的出料口。
8.根据权利要求1-7任一项所述的可膨石墨生产装置，其特征在于，还包括气体回收装置(13)，所述气体回收装置通过管路与所述反应釜(4)导通连接。
9.根据权利要求1-8任一项所述的可膨石墨生产装置，其特征在于，还包括设置在所述反应釜(4)底部，用于支撑稳固所述反应釜(4)的支架(5)。
10.根据权利要求1-9任一项所述的可膨石墨生产装置，其特征在于，所述温度监测组件(2)远离所述反应釜(4)内壁设置。
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