石墨烯新型生產(chǎn)工藝年產(chǎn)2000噸生物質(zhì)石墨烯的生產(chǎn)線成功應(yīng)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(chǎn)工藝，但主裝置在工業(yè)化發(fā)大過程中，始終達(dá)不到要求，反應(yīng)干燥過程產(chǎn)品穩(wěn)定性差，報(bào)廢率高，無法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化放大，后由杭州索孚機(jī)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(jī)，成功的實(shí)現(xiàn)了石墨烯工業(yè)化批量生產(chǎn)，所生產(chǎn)的石墨烯母粒可紡性好，目前已經(jīng)達(dá)到年產(chǎn)2000噸石墨烯功能聚合物母粒，生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場情況如下：

7套主裝置現(xiàn)場情況1	7套主裝置現(xiàn)場情況2

此項(xiàng)目未采用索孚設(shè)備前的情況如下：

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

2、干燥設(shè)備生產(chǎn)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(xiàn)象嚴(yán)重，嚴(yán)重影響物料的傳質(zhì)和傳溫；

4、生產(chǎn)時(shí)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(tuán)抱軸嚴(yán)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(jī)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(yīng)完全，產(chǎn)品合格高，無需篩選工作，實(shí)現(xiàn)了大型工業(yè)化高質(zhì)量的產(chǎn)品；

2、干燥設(shè)備生產(chǎn)過程從液相反應(yīng)干燥直接變固相物料；

3、干燥過程中，設(shè)備具有自清潔功能，物料無抱軸，粘壁現(xiàn)象，筒體內(nèi)部物料的傳質(zhì)和傳溫良好，溫度控制均勻，溫度控制細(xì)膩，操作方便；

4、單釜生產(chǎn)時(shí)間較短，效率高，能耗低；

5、組合式螺旋槳葉設(shè)計(jì)輕松出料，釜體殘留量少；

現(xiàn)場設(shè)備實(shí)物	物料處理情況記錄

WZS-1000臥式雙軸自清潔干燥機(jī)單臺(tái)設(shè)備處理物料及其相關(guān)工況參數(shù)：

序號(hào)	分項(xiàng)名稱	實(shí)際工況	備注
1	物料	生物質(zhì)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(tǒng)	風(fēng)機(jī)、管路

索孚公司參與石墨烯項(xiàng)目整個(gè)過程情況

第一階段：該公司2014年引進(jìn)索孚WSZ-20實(shí)驗(yàn)機(jī)，首出小試成品；

WSZ-20實(shí)驗(yàn)機(jī)實(shí)物	WSZ-20單批次實(shí)驗(yàn)出料結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

1、順利的做出合格產(chǎn)品

2、效率比原有的裝置要快；

3、但實(shí)驗(yàn)機(jī)由于不是專門為石墨烯生產(chǎn)設(shè)計(jì)的，顆粒大小和均勻度稍有不足，但相比原有裝置已經(jīng)有了大大提提高；

第二階段：2015年上半年引進(jìn)WSZ-50中試裝置實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品穩(wěn)定，進(jìn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果：

1、順利實(shí)現(xiàn)石墨烯母粒生產(chǎn)中試裝置做出合格產(chǎn)品

2、調(diào)整槳葉之間捏合間隙，實(shí)現(xiàn)較好的顆粒大小和均勻度，產(chǎn)品穩(wěn)定性進(jìn)一步提高；

3、反復(fù)實(shí)驗(yàn)確定生產(chǎn)過程中釜體壓力、溫度最佳工藝技術(shù)參數(shù)；

4、確定了干燥設(shè)備功率準(zhǔn)數(shù)；為進(jìn)一步工業(yè)化大打好基礎(chǔ)；

5、確定材質(zhì)等等一系列相關(guān)要求；

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

成功完全石墨烯工業(yè)化放大；

現(xiàn)場設(shè)備1	現(xiàn)場設(shè)備2

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

1、順利實(shí)現(xiàn)石墨烯母粒工業(yè)化放大；

2、確定了筒體結(jié)構(gòu)形式，相關(guān)細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)等；

3、摸索總結(jié)了放大后的操作工藝參數(shù)如壓力、溫度控制、設(shè)備轉(zhuǎn)速、反應(yīng)時(shí)間等等；

4、調(diào)整修正了干燥設(shè)備功率準(zhǔn)數(shù)；為進(jìn)一步批量工業(yè)化大打好基礎(chǔ)；

5、嘗試連續(xù)化生產(chǎn)工藝操作方法，及相關(guān)數(shù)據(jù)；

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

工業(yè)化石墨烯生產(chǎn)線現(xiàn)場1