[发明专利]一种介入高压射流超声的碳剥离设备与工艺

权利要求书

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。

2.根据权利要求1,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；

真空度0.01-0.001MPa

向液态亚临界溶剂暂贮罐(11)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(8),右固体粉状原料暂贮罐(9)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(5)与右固液混合罐(6)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；

固体粉状原料与液态亚临界溶剂的重量比1:2-10；

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(2)与右高压射流泵(3),因为在微界面強化反应总成罐体(1-4)内部,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)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(1-4)内减压气化,气态亚临界溶剂经隔离斜栅板(1-2),陶瓷膜过滤器(1-1)从罐体上顶出气管(1-5)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(1-6)排入成品暂贮罐(4)；

5.)从罐体上顶出气管(1-5)排出的气态亚临界溶剂经气液压缩泵(7)压缩成液态,再经液态亚临界溶剂热交换冷却总成(10)冷却后回到液态亚临界溶剂暂贮罐(11)暂贮；

6.)回到程序2进入下一个循环。