經典案例
SuoFu Machinery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