一种石墨烯的生产工艺流程制造技术

本发明专利技术公开一种石墨烯的生产工艺流程。用研摩机把不含碳酸钙的动力煤磨成煤炭粉末，用水把煤炭粉末调和成水煤浆，然后用泥浆泵将水煤浆抽入电动不锈钢离心筛中、将小颗粒煤炭粉末的水煤浆甩出去，一部分的煤矸石颗粒和煤炭颗粒保留在电动不锈钢筛中，最后打开电动不锈钢筛底部，将颗粒较大的煤矸石和煤炭卸载。用洗煤机将精煤洗出，将精煤浆送入电动离心脱水机中，把精煤浆甩干，打开电动离心脱水机底部把含有杂质和50％水分的精煤粉末卸到装有耐高温静压密封圈的螺旋挤压连续蒸汽爆碎机中，经过燃油加热炉加热到500℃和氮气加压6Mpa高压处理喷放入电动搅拌罐与水混合，送入反渗透膜芯经过处理得到石墨烯溶液，经过蒸发和烘干得到石墨烯粉末。得到石墨烯粉末。得到石墨烯粉末。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯的生产工艺流程

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[0001]本专利技术涉及一种石墨烯的生产工艺流程。

技术介绍
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[0002]石墨烯的制备方法有气相沉积法、氧化还原法、机械分离法和生长法。有气相沉积法：把甲烷放在容器里，在高温下抽真空使碳与氢分离，碳沉积下来成为石墨烯；这种方法生产齿轮的石墨烯品质好，可用于未来的石墨烯芯片，但成本太高。
[0003]最早的石墨烯制作方法是氧化还原法，氧化还原法：用硫酸、硝酸或高锰酸钾与石墨发生化学反应使石墨鳞片层表面氧化，使石墨鳞片层之间松弛，然后用机械方法使石墨层间分离，再用氢气把表面氧化石墨烯还原成石墨烯。
[0004]石墨烯其实是纳米碳分子，这个纳米碳分子可以是几个碳原子至十几个碳原子组成；由于最早的石墨烯是石墨氧化还原而得来，因此取名：石墨烯。
[0005]碳的分子结构不同分为金刚石、石墨、碳素纤维、煤炭、木炭、碳黑和石墨烯。金刚石、石墨、碳素纤维的原子之间通过化合建连接，因此分子结构十分稳定。煤炭、木炭、碳黑的碳原子之间没有化合建，因此分子结构不稳定，很容易与空气中的氧发生化学反应，碳原子之间的空隙也非常大，碳原子之间引力小。
[0006]陈洪章和刘丽英编著的《蒸汽爆碎技术原理及应用》第二章【蒸汽爆碎技术工艺及其技术集成】第三节【Stake工艺】第54页连续蒸汽爆碎法工艺包括：生物质贮存和处理装置、 StakeTech系统、水提设备、碱提设备、废物处理设备五部分。
[0007]生物质贮存和处理装置：木材碎片或切碎的秸秆堆放好，由气流输送到贮存罐顶部的旋流器，旋流器将物料从传送气流中分离出来。物料从旋流器中直接落入贮存罐，再由螺旋输送机输送到带有盖板的带秤上，带秤用来衡量物料流量。然后，在物料中添加水，使其中水分达到50％，再通过螺旋输送机输送到斜板送料槽，将物料倒入StakeTech系统。
[0008]StakeTech系统：由共轴喂料器(Co
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Ax喂料器)和消化器构成。喂料器有个大料斗，它位于斜板送料槽的底部。从斜板送料槽滑落下来的生物质，由一个可逆双向螺旋输送机输送到Co
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Ax喂料器的大料斗中。物料在Co
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Ax喂料器中被压缩成塞状硬块，从而将高压消化器密封。
[0009]压缩物料进入消化器后就会被可调气门打碎，迅速暴露在消化器的操作温度和压力之下。在消化器的垂直部分有一个变速螺旋输送机将物料输送到消化器的出口。物料在反应器中的处理时间可通过调节该螺旋输送机是输送速度来调节。
[0010]饱和蒸汽由位于消化器垂直部分末端、入口附近的进气管输入。操作温度和压力一般为 200℃/1.55MPa～238℃/3.2MPa，维持时间为1～5min。
[0011]消化器末端为出料口，物料通过左右螺纹输送挤压到球阀前，球阀可以定时喷放爆碎，将物料由罐内的高压迅速转换为外界常压。通常，球阀设定为每隔5～10s开放一次，持续时间为0.5～1s。
[0012]第三章【蒸气爆碎技术相关设备】的第三节【汽爆设备】的第112页第3.3.2.2小节
【连续式汽爆反应器】：由于汽爆反应器是一个以蒸汽为反应介质的高压容器，连续式操作不易实现。目前只有Stake Technology公司拥有连续式汽爆反应器。该公司长期以来对蒸汽爆碎技术相关的主要设备进行了深入研究和开发，并拥有多项专利。连续式汽爆反应器包括喂料系统、防反喷装置、横管连续蒸煮器和卸料系统。

技术实现思路
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[0013]一种石墨烯的生产工艺流程。用研摩机把不含碳酸钙的动力煤磨成煤炭粉末(焦煤在400℃时焦煤中的碳酸钙与二氧化硅发生化学反应，伸出硅酸钙玻璃杂质而结焦。)，用水把煤炭粉末调和成水煤浆，然后用泥浆泵将水煤浆抽入电动不锈钢离心筛中、将小颗粒煤炭粉末的水煤浆甩出去，由于煤炭中的煤矸石坚硬磨成粉末时的颗粒较大，一部分的煤矸石颗粒和煤炭颗粒保留在电动不锈钢筛中，最后打开电动不锈钢筛底部，将颗粒较大的煤矸石和煤炭卸载。由于煤炭的比重比杂质的比重小，用洗煤机将精煤洗出，将精煤浆送入电动离心脱水机中，把精煤浆甩干，打开电动离心脱水机底部把含有分之五十水分的精煤、活性炭或碳黑(炼油产物)粉末卸到装有耐高温静压密封圈的螺旋挤压连续蒸汽爆碎机的电动螺旋输送机的原料漏斗中。装有耐高温静压密封圈的螺旋挤压连续蒸汽爆碎机主要包括：电动螺旋输送机、安全罐、喂料装置、防反喷装置、消化器、燃油燃烧加热炉、供气装置和液压装置。喂料装置结构如下：喂料装置上方是个菱形大料斗，电动螺旋输送机的输入口对接原料漏斗的漏管，电动螺旋输送机的输出口在菱形大料斗左上侧，电动螺旋挤料机的螺旋叶片在菱形大料斗内，电动螺旋挤料机的电机装在菱形大料斗顶部，菱形大料斗右上侧接出的管道接到安全罐。菱形大漏斗内壁装有大漏斗料位传感器探头，菱形大漏斗的出口与横管入口对接。喂料装置的可逆双向螺旋输送机的结构如下：可逆双向螺旋输送机的叶轮伸入横管中，可逆双向螺旋输送机的端盖固定在横管左端，螺旋给进电机的输出齿轮与四个螺旋给进从动齿轮啮合，可逆双向螺旋输送机的齿轮减速电机固定在电动机板上，可逆双向螺旋输送机的齿轮减速电机的输出轴穿过电动机板的中央孔与可逆双向螺旋输送机的转轴右端连接。可逆双向螺旋输送机的端盖、电动机板、螺旋给进电机的机座都为大小相同的正方形板，电动机板的四个顶点的位置各中央有一个螺母，四根螺杆穿过电动机板上的四个螺母，可逆双向螺旋输送机的端盖的四个顶点的位置各有一个轴承孔，螺旋给进机座的四个顶点的位置各有一个轴承孔，四根螺杆向右穿过可逆双向螺旋输送机的端盖的四个顶点的位置的轴承孔，四根螺杆向左穿过螺旋给进电机的机座的四个顶点的位置的轴承孔，然后装上四个螺旋给进从动齿轮。供气装置结构如下：从空气压缩机接出的气管经过压缩空气单向气阀接到压缩空气储气罐顶部，压缩空气储气罐顶部装有压缩空气压力继电器。喂料装置的横管末端为圆缩口，喂料装置的横管末端圆缩口与消化器的长方形竖直管1上段左侧连通。消化器的长方形竖直管的上端封闭，消化器的长方形竖直管内装有消化器料位传感器探头，消化器的长方形竖直管内装有消化器有压力传感器探头，消化器的长方形竖直管下侧装有消化器高压氮气进气管，消化器的长方形竖直管下端与消化器的变速螺旋输送机的左上端入口连接，变速螺旋输送机内装有温度传感器探头。防反喷装置经过如下：在消化器的长方形竖直管上段内，可调气锤的锤头将喂料装置的横管末端圆缩口封堵，可调气锤的锤头呈半球形，可调气锤的锤杆向右穿过在消化器的长方形竖直管上段的滑动轴承，然后穿过可调气锤复位弹簧和挡板和挡板后再与可调气锤活塞连接，可调气锤的锤
杆上的挡板能够与可调气锤两位四通机械循环换向气阀的操纵杆接触，可调气锤电磁铁衔铁推杆穿过电磁铁外壳上的孔，再穿过拉力弹簧后，可调气锤两位四通机械循环换向气阀固定在电磁铁衔铁推杆末端。从压缩空气储气罐接出的一条气管接到可调气锤两位四通机械循环换向气阀常开阀门入口，从可调气锤两位四通机械循环换向气阀常开阀门出气口接出的气管与从可调气锤两位四通机械循环换向气阀常闭阀门出气口并在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯的生产工艺流程，其特征在于：用研摩机把不含碳酸钙的动力煤磨成煤炭粉末，用水把煤炭粉末调和成水煤浆，然后用泥浆泵将水煤浆抽入电动不锈钢离心筛中、将小颗粒煤炭粉末的水煤浆甩出去，由于煤炭中的煤矸石坚硬磨成粉末时的颗粒较大，一部分的煤矸石颗粒和煤炭颗粒保留在电动不锈钢筛中，最后打开电动不锈钢筛底部，将颗粒较大的煤矸石和煤炭卸载；由于煤炭的比重比杂质的比重小，用洗煤机将精煤洗出，将精煤浆送入电动离心脱水机中，把精煤浆甩干，打开电动离心脱水机底部把含有50％水分的精煤、活性炭或碳黑(炼油产物)粉末卸到装有耐高温静压密封圈的螺旋挤压连续蒸汽爆碎机的电动螺旋输送机(1)的原料漏斗中；电脑控制仪启动电动螺旋输送机(1)，电动螺旋输送机(1)把含有50％水分的靖煤、活性炭或碳黑粉末输送到菱形大料斗(2)里。；菱形大料斗(2)内壁装有的菱形大料斗料位传感器探头检测到菱形大料斗(2)内的含有50％水分的靖煤、活性炭或碳黑(炼油产物)粉末料位达到设定高位置，电脑控制仪停止给电动螺旋输送机(1)供电，菱形大料斗(2)内壁装有的菱形大料斗料位传感器探头检测到菱形大料斗(2)内含有50％水分的靖煤、活性炭或碳黑粉末料位降低到设定低位置，电脑控制仪重新启动电动螺旋输送机(1)；电脑控制仪启动空气压缩机(23)，从空气压缩机(23)出来的压缩空气经过压缩空气单向阀(24)进入压缩空气储气罐(25)，压缩空气储气罐(25)顶部装有的压缩空气压力继电器检测到压缩空气储气罐(25)内的压缩空气的压力高于设定高压强，电脑控制仪停止给空气压缩机(23)供电，空气压缩机(23)停止工作后压缩空气单向阀(24)能够阻止压缩空气储气罐(25)内的压缩空气从空气压缩机(23)泄漏出去，当压缩空气储气罐(25)内的压缩空气的压力降低到设定低压强，电脑控制仪重新启动空气压缩机(23)；喂料时电脑控制仪启动电动螺旋挤料机(3)，电动螺旋挤料机(3)把菱形大料斗(2)内含有50％水分的靖煤、活性炭或碳黑粉末送到横管(5)入口；电脑控制仪启动可逆双向螺旋输送机齿轮减速电机(8)，横管(5)里的含有50％水分的靖煤、活性炭或碳黑粉末被可逆双向螺旋输送机输送到横管(5)末端。防反喷装置的可调气锤的推力电磁铁处于失电状态，可调气锤两位四通机械循环换向阀的常开阀门保持常开状态；从压缩空气储气罐(25)出来的部分压缩空气经过可调气锤两位四通机械循环换向阀(33)的常开阀门进入可调气锤的气缸(11)，防反喷装置的可调气锤的活塞在很强的气压推动下使可调气锤的锤头(10)将喂料装置的横管(5)缩口密封，防反喷装置的可调气锤这时起到防反喷阀门的作用；含有50％分的靖煤、活性炭或碳黑粉末在喂料装置的横管(5)中被压缩成塞状硬块，把喂料装置的横管(5)的出口堵死；如果出现反喷，消化器中高温压缩空气依次进入喂料装置的横管(5)，再进入菱形大料斗(2)，最后把菱形大料斗(2)中的含有50％水分的靖煤、活性炭或碳黑粉末喷入安全罐(4)中；喂料装置的横管(5)装满含有50％水分的靖煤、活性炭或碳黑粉末后，喂料装置的横管(5)开始出料，螺旋给进电机(9)反转，螺旋给进电机的输出齿轮带动四个螺旋给进从动齿轮正转，四根螺杆在电动机板上的四个螺母中正转，使电动机板向右移动；把可逆双向螺旋输送机齿轮减速电机(8)向右推，可逆双向螺旋输送机的叶轮(6)向右移动，把含有50％水分的精煤、活性炭或碳黑硬块从喂料装置的横管(5)的圆缩口推出；同时电脑控制仪给防反喷装置的可调气锤的推力电磁铁供电，推力电磁铁的衔铁把气锤两位四通机循环械换向阀(33)向前推，使气锤两位四通机循环械换向阀(33)的操纵杆与可调气锤的锤杆上的挡板接触，可调气锤两位四通机械循环换向气阀(33)常开阀门关闭、常闭阀门打开，可调气锤活塞在可调气锤复位弹簧的作
用下向右移动，把可调气锤的气缸(11)里的压缩空气从打开的可调气锤两位四通机械换向气阀(33)常闭阀门排出；可调气锤的锤杆向右移动，可调气锤的锤头(10)离开喂料装置的横管(5)末端圆缩口，含有50％水分的精煤、活性炭或碳黑硬块从喂料装置的横管(5)缩口出来；可调气锤的锤杆上的挡板向右移动，可调气锤的锤杆上的挡板与气锤两位四通机循环械换向阀的操纵杆分离，然后可调气锤两位四通机械循环换向气阀(33)常开阀门打开、常闭阀门关闭，从压缩空气储气罐(25)出来的一部分压缩空气经过打可调气锤两位四通机械循环换向气阀(33)常开阀门进入可调气锤的气缸(11)，可调气锤的锤杆向左移动，可调气锤的锤头(10)撞向喂料装置的横管(5)末端圆缩口，含有50％水分的精煤、活性炭或碳黑硬块从喂料装置的横管(5)缩口出来后被被防反喷装置的可调气锤打碎，然后落入消化器长方形竖直管(12)内，迅速暴露在消化器的操作温度和压力之下，如此往复；电动机板向右移动触碰右行程开关后，电脑控制仪停止给可调气锤两位四通机械换向气阀(33)的推力电磁铁供电，在推力电磁铁的衔铁上套有的拉力弹簧的拉力下，固定在推力电磁铁的衔铁推杆末端的可调气锤两位四通机械循环换向气阀(33)的操纵杆远离可调气锤的锤杆上的挡板；可调气锤两位四通机械循环换向气阀(33)的常开阀门保持常开状态，从压缩空气储气罐(25)出来的一部分压缩空气经过打开的可调气锤两位四通机械循环换向气阀(33)的常开阀门进入可调气锤的气缸(11)，防反喷装置的可调气锤的活塞在很强的气压推动下使可调气锤的锤头(10)将喂料装置的横管(5)缩口密封；防反喷装置的可调气锤这时起到防反喷阀门的作用，含有50％水分的精煤粉末在喂料装置的横管(5)中被压缩成塞状硬块，把喂料装置的横管(5)的出口堵死；，螺旋给进电机(9)停止反转，然后螺旋给进电机(9)开始正转，螺旋给进电机(9)的输出齿轮带动四个螺旋给进从动齿轮反转，四根螺杆在电动机板上的四个螺母中反转，使电动机板向左移动；喂料装置的可逆双向螺旋输送机的叶轮(6)继续转动把进入喂料装置的横管(5)的含有50％水分的精煤、活性炭或碳黑粉末向右转移，电动机板向左移动触碰左行程开关后，电脑控制仪停止给螺旋给进电机(9)供电，到达设定时间后电脑控制仪重新让螺旋给进电机(9)反转，螺旋给进电机的输出齿轮带动四个螺旋给进从动齿轮正转，四根螺杆在电动机板上的四个螺母中正转，使电动机板向右移动，把可逆双向螺旋输送机齿轮减速电机(8)向右推，可逆双向螺旋输送机的叶轮(6)向右移动，把含有50％水分的精煤硬块从喂料装置的横管(5)的圆缩口推出；同时电脑控制仪给防反喷装置的可调气锤的推力电磁铁供电，推力电磁铁的衔铁把气锤两位四通机循环械换向阀(33)向前推，使气锤两位四通机循环械换向阀(33)的操纵杆与可调气锤的锤杆上的挡板接触，可调气锤两位四通机械循环换向气阀(33)常开阀门关闭、常闭阀门打开，可调气锤活塞在可调气锤复位弹簧的作用下向右移动，把可调气锤的气缸(11)里的压缩空气从打开的可调气锤两位四通机械换向气阀(33)常闭阀门排出；可调气锤的锤杆向右移动，可调气锤的锤头(10)离开喂料装置的横管(5)末端圆缩口，含有50％水分的精煤、活性炭或碳黑硬块从喂料装置的横管(5)缩口出来；可调气锤的锤杆上的挡板向右移动，可调气锤的锤杆上的挡板与气锤两位四通机循环械换向阀的操纵杆分离，然后可调气锤两位四通机械循环换向气阀(33)常开阀门打开、常闭阀门关闭，从压缩空气储气罐(25)出来的一部分压缩空气经过打可调气锤两位四通机械循环换向气阀(33)常开阀门进入可调气锤的气缸(11)，可调气锤的锤杆向左移动，可调气锤的锤头(10)撞向喂料装置的横管(5)末端圆缩口，含有50％水分的精煤、活性炭或碳黑硬块从喂料装置的横管(5)缩口出来后被被防反喷装置的可调气锤
(10)打碎，然后落入消化器长方形竖直管(12)内，迅速暴露在消化器的操作温度和压力之下，如此往复；当消化器的长方形竖直管(12)上装有的消化器料位传感器探头检测到长方形竖直管(12)中含有50％水分的精煤、活性炭或碳黑粉末的料位达到设定高料位时，电脑控制仪停止给可逆双向螺旋输送机齿轮减速电机(8)供电，同时同时电脑控制仪停止给可调气锤两位四通机械循环换向气阀(33)的推力电磁铁供电，防反喷装置的可调气锤的活塞在很强的气压推动下使可调气锤的锤头(10)将喂料装置的横管(5)缩口密封；当消化器的长方形竖直管(12)上装有的消化器料位传感器探头检测到长方形竖直管(12)中含有50％水分的精煤、活性炭或碳黑粉末的料位降低到设定低料位时，电脑控制仪重新给可逆双向螺旋输送机供电，同时电脑控制仪给可调气锤两位四通机械换向气阀(33)的推力电磁铁供电，可调气锤重新开始工作，可调气锤锤头(10)把从喂料装置的横管(5)缩口出来的含有50％水分的精煤、活性炭或碳黑硬块击碎落入消化器长方形竖直管(12)中；电脑控制仪给制氮电磁进气阀(26)通电，从压缩空气储气罐(25)顶部出来的压缩空气经过制氮电磁进气阀(26)进入制氮分子筛罐(27)顶部，一部分氮气穿过氮分子筛后经过低压氮气单向阀进入氮气低压储气罐(29)，当制氮分子筛罐(27)顶部装有的制氮分子筛气压继电器检测到制氮分子筛罐(27)顶部的气压达到设定压强值时，电脑控制仪停止给制氮电磁进气阀(26)供电，电脑控制仪给电磁排气阀(28...

【专利技术属性】
技术研发人员：张英华，
申请(专利权)人：张英华，
类型：发明
国别省市：