石墨烯新型生產工藝年產2000噸生物質石墨烯的生產線成功應用

背景 山東xxx公司開發(fā)了利用玉米芯纖維素為原料制備石墨烯材料的創(chuàng)新型生產工藝，但主裝置在工業(yè)化發(fā)大過程中，始終達不到要求，反應干燥過程產品穩(wěn)定性差，報廢率高，無法實現工業(yè)化放大，后由杭州索孚機械公司參與共同研發(fā)工業(yè)化大裝置-U型臥式雙軸自清潔干燥機，成功的實現了石墨烯工業(yè)化批量生產，所生產的石墨烯母?？杉徯院?，目前已經達到年產2000噸石墨烯功能聚合物母粒，生產設備現場情況如下：

7套主裝置現場情況1	7套主裝置現場情況2

此項目未采用索孚設備前的情況如下：

1、物料顆粒不均勻，反應不完全，塊狀較多，一般大于6mm的情況就是廢品，產品合格率底，篩選工作繁瑣，無法做高質量的產品；

2、干燥設備生產過程需要人工輔助攪拌，操作麻煩；

3、干燥過程中，物料抱軸，粘壁現象嚴重，嚴重影響物料的傳質和傳溫；

4、生產時間較長，效率低，能耗大；

5、無法出料，殘留量過多等等問題

舊裝置物料聚團抱軸嚴重混合傳熱死角較多	舊裝置物料抱軸情況

采用杭州索孚公司臥式雙軸自清潔混合機以后的情況如下：

1、石墨烯母粒顆粒均勻，粒徑98%小于1mm,2%小于3mm，整體反應完全，產品合格高，無需篩選工作，實現了大型工業(yè)化高質量的產品；

2、干燥設備生產過程從液相反應干燥直接變固相物料；

3、干燥過程中，設備具有自清潔功能，物料無抱軸，粘壁現象，筒體內部物料的傳質和傳溫良好，溫度控制均勻，溫度控制細膩，操作方便；

4、單釜生產時間較短，效率高，能耗低；

5、組合式螺旋槳葉設計輕松出料，釜體殘留量少；

現場設備實物	物料處理情況記錄

WZS-1000臥式雙軸自清潔干燥機單臺設備處理物料及其相關工況參數：

序號	分項名稱	實際工況	備注
1	物料	生物質碳材料
2	濕出料量	900-1100 kg/d
3	入料水份	80%(濕基)
4	出料水份	8%(濕基)
5	干品堆比重	-1.2 g/cm3
6	熱源	0.3MPa飽和蒸汽、溫度：140°C
7	環(huán)境	-15°C-45°C、760mmHg、φ=80%
8	電源	380V  50HZ
9	排濕系統	風機、管路

索孚公司參與石墨烯項目整個過程情況

第一階段：該公司2014年引進索孚WSZ-20實驗機，首出小試成品；

WSZ-20實驗機實物	WSZ-20單批次實驗出料結果

實驗結果：

1、順利的做出合格產品

2、效率比原有的裝置要快；

3、但實驗機由于不是專門為石墨烯生產設計的，顆粒大小和均勻度稍有不足，但相比原有裝置已經有了大大提提高；

第二階段：2015年上半年引進WSZ-50中試裝置實驗產品穩(wěn)定，進一步開始工業(yè)化放大；

WSZ-50中試裝置	WSZ-50中試裝置物料情況

實驗結果：

1、順利實現石墨烯母粒生產中試裝置做出合格產品

2、調整槳葉之間捏合間隙，實現較好的顆粒大小和均勻度，產品穩(wěn)定性進一步提高；

3、反復實驗確定生產過程中釜體壓力、溫度最佳工藝技術參數；

4、確定了干燥設備功率準數；為進一步工業(yè)化大打好基礎；

5、確定材質等等一系列相關要求；

第三階段2016年引進工業(yè)裝置U型臥式雙軸自清潔干燥機WSZ-1000 1臺

成功完全石墨烯工業(yè)化放大；

現場設備1	現場設備2

實驗結果：

1、順利實現石墨烯母粒工業(yè)化放大；

2、確定了筒體結構形式，相關細節(jié)結構等；

3、摸索總結了放大后的操作工藝參數如壓力、溫度控制、設備轉速、反應時間等等；

4、調整修正了干燥設備功率準數；為進一步批量工業(yè)化大打好基礎；

5、嘗試連續(xù)化生產工藝操作方法，及相關數據；

第四階段：2017年引進批量工業(yè)裝置WSZ-1500 7臺 成套流水線生產全部投產年產量達到2000萬噸/年，該項目由中國工程院院士鑒定：此石墨烯項目已達到國際先進水平

工業(yè)化石墨烯生產線現場1