CN107879338A - 一种工业级氧化石墨烯生产装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种工业级氧化石墨烯生产装置，包括依次连接的三个独立单元：反应系统、过滤分离系统及纯化系统；反应系统包括反应釜Ⅰ、氟塑料磁力泵及平板离心机，过滤分离系统包括分散机Ⅰ、洗涤过滤器、超声波机、反应釜Ⅱ、管式离心机及分散机Ⅱ，纯化系统，包括减压蒸馏釜和功能化反应釜。本发明所述的装置利用多个串联操作单元，通过合理的工艺参数调节，实现了反应‑分离‑纯化的一体化、自动化生产，满足了氧化石墨烯的工业生产需求。
Description
技术领域
本发明属于石墨烯生产设备技术领域，尤其是涉及一种工业级氧化石墨烯生产装置。
背景技术
现有的石墨烯生产设备及生产流水线设置还不尽合理，无法实现石墨烯工业生产的一体化及自动化需求，需要进一步改进和完善。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种工业级氧化石墨烯生产装置，以实现工业级氧化石墨烯的一体化及自动化生产。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种工业级氧化石墨烯生产装置，包括依次连接的三个独立单元：反应系统、过滤分离系统及纯化系统；
反应系统，包括反应釜Ⅰ、氟塑料磁力泵及平板离心机，氟塑料磁力泵通过管道将反应料液自反应釜Ⅰ转移至平板离心机；
过滤分离系统，包括分散机Ⅰ、洗涤过滤器、超声波机、反应釜Ⅱ、管式离心机及分散机Ⅱ，不锈钢磁力泵通过管道依次将分散机Ⅰ、洗涤过滤器、超声波机、反应釜Ⅱ、管式离心机及分散机Ⅱ连接，分散机Ⅱ的出口还分别通过不锈钢磁力泵与反应釜减压蒸馏釜连接；
纯化系统，包括减压蒸馏釜和功能化反应釜，过滤分离系统的分散机Ⅱ的出口通过不锈钢磁力泵与减压蒸馏釜连接，减压蒸馏釜出口与功能化反应釜连接。
进一步的，所述反应釜Ⅰ、反应釜Ⅱ为不锈钢釜体，反应釜Ⅰ、反应釜Ⅱ内各设有温度模块及压力控制模块，反应釜Ⅰ、反应釜Ⅱ顶部各设有温度计及压力计。
相对于现有技术，本发明所述的工业级氧化石墨烯生产装置具有以下优势：本装置利用多个串联操作单元，通过合理的工艺参数调节，实现了反应-分离-纯化的一体化、自动化生产，满足了氧化石墨烯的工业生产需求。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的工业级氧化石墨烯生产装置的流程示意图。
附图标记说明：
10-反应系统；11-反应釜Ⅰ；12-氟塑料磁力泵；13-平板离心机；20-过滤分离系统；22-分散机Ⅰ；23-不锈钢磁力泵；24-洗涤过滤器；25-超声波机；26-反应釜Ⅱ；27-管式离心机；28-分散机Ⅱ；30-纯化系统；31-功能化反应釜；32-减压蒸馏釜。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
本技术方案所要解决的技术问题是：现有的石墨烯生产设备及生产流水线设置还不尽合理，无法实现石墨烯工业生产的一体化及自动化需求，需要进一步改进和完善。
为了解决上述技术问题，如图1所示，本实施例提供了一种工业级氧化石墨烯生产装置，包括依次连接的三个独立单元：反应系统10、过滤分离系统20及纯化系统30；反应系统10，包括反应釜Ⅰ11、氟塑料磁力泵12及平板离心机13，氟塑料磁力泵12通过管道将反应料液自反应釜Ⅰ11转移至平板离心机13；过滤分离系统20，包括分散机Ⅰ22、洗涤过滤器24、超声波机25、反应釜Ⅱ26、管式离心机27及分散机Ⅱ28，不锈钢磁力泵23通过管道依次将分散机Ⅰ22、洗涤过滤器24、超声波机25、反应釜Ⅱ26、管式离心机27及分散机Ⅱ28连接，分散机Ⅱ28的出口还分别通过不锈钢磁力泵23与反应釜减压蒸馏釜32连接；纯化系统30，包括减压蒸馏釜32和功能化反应釜31，过滤分离系统20的分散机Ⅱ28的出口通过不锈钢磁力泵23与减压蒸馏釜32连接，减压蒸馏釜32出口与功能化反应釜31连接，所述反应釜Ⅰ11、反应釜Ⅱ26为不锈钢釜体，反应釜Ⅰ11、反应釜Ⅱ26内各设有温度模块及压力控制模块，反应釜Ⅰ11、反应釜Ⅱ26顶部各设有温度计及压力计。
本实施例的工业级氧化石墨烯生产装置在运行过程中，反应原料经过进料口加入至反应釜Ⅰ11中，在其氧化反应过程中依据生产工艺需要，调节釜内温度、压力，确保石墨氧化过程顺利进行；反应完成后，料液经过氟塑料磁力泵12进入平板离心机13，离心操作一定时间后料液形成分层，人工去除经分离的料液并将其置于分散机Ⅰ22内，加入去离子水进行分散；将分散后料液通过磁力泵转移至洗涤过滤器24中进行洗涤过滤，之后经进料口进入超声波机25内进行进一步的超声分散；再将高度分散后的料液转入管式离心机27内进行第二次离心分离，然后将其输入至分散机Ⅱ28，加入分散溶剂使反应料液进一步分散、分离；料液经分散、分离后，达到纯度要求的氧化石墨烯转移至减压蒸馏釜32内进行蒸馏钝化，获得高浓度氧化石墨烯产品；同时，分离、分散出来未完全反应的料液则转入反应釜Ⅱ26中继续进行氧化反应，反应后的料液再次转入管式离心机27内进行分离钝化；最后，达到生产要求的氧化石墨烯产品即可转入相应功能化反应釜31内进行后续功能化反应。
该实施例所提供的技术方案的技术效果是：本装置利用多个串联操作单元，通过合理的工艺参数调节，实现了反应-分离-纯化的一体化、自动化生产，满足了氧化石墨烯的工业生产需求。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种工业级氧化石墨烯生产装置，其特征在于：包括依次连接的三个独立单元：反应系统、过滤分离系统及纯化系统；
反应系统，包括反应釜Ⅰ、氟塑料磁力泵及平板离心机，氟塑料磁力泵通过管道将反应料液自反应釜Ⅰ转移至平板离心机；
过滤分离系统，包括分散机Ⅰ、洗涤过滤器、超声波机、反应釜Ⅱ、管式离心机及分散机Ⅱ，不锈钢磁力泵通过管道依次将分散机Ⅰ、洗涤过滤器、超声波机、反应釜Ⅱ、管式离心机及分散机Ⅱ连接，分散机Ⅱ的出口还分别通过不锈钢磁力泵与反应釜减压蒸馏釜连接；
纯化系统，包括减压蒸馏釜和功能化反应釜，过滤分离系统的分散机Ⅱ的出口通过不锈钢磁力泵与减压蒸馏釜连接，减压蒸馏釜出口与功能化反应釜连接。
2.根据权利要求1所述的一种工业级氧化石墨烯生产装置，其特征在于：反应釜Ⅰ、反应釜Ⅱ为不锈钢釜体，反应釜Ⅰ、反应釜Ⅱ内各设有温度模块及压力控制模块，反应釜Ⅰ、反应釜Ⅱ顶部各设有温度计及压力计。
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