申請(qǐng)?zhí)? 201520022981.X

       申請(qǐng)人: 南京圣卡孚科技有限公司

       發(fā)明人: 陸劍鳴; 程新華; 陳忠

       摘要： 本實(shí)用新型公開(kāi)了一種納米金剛石制備過(guò)程中的洗滌純化裝置，包括純水管道(Ⅱ)、原料循環(huán)槽(2)、供料泵(3)、膜組件(4)、清液罐(6)、壓濾罐(7)、壓縮空氣裝置(Ⅳ)、回流液管道(Ⅲ)、原料進(jìn)液管(Ⅰ)及相應(yīng)的流量調(diào)節(jié)閥；所述原料循環(huán)槽(2)頂部接有原料進(jìn)液管(Ⅰ)和純水管道(Ⅱ)，底部出口通過(guò)供料泵(3)管道連接至膜組件(4)的底部進(jìn)口，且原料循環(huán)槽(2)的出口管道處設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥。本實(shí)用新型提高納米金剛石的回收率，降低洗滌用水，也顯著降低后道工序的熱負(fù)荷。

背景技術(shù)：

       納米金剛石因具有金剛石的優(yōu)異特性和納米材料的眾多特性而成為21世紀(jì)最有前景的 功能材料之一，目前相對(duì)較為成熟的生產(chǎn)方法為爆轟法，形成的爆轟灰混合物含有金屬氧化 物、石墨等多種雜質(zhì)通過(guò)酸洗氧化液相提純，后續(xù)的洗滌純化常采用傳統(tǒng)的“加水洗滌-固液 分離”反復(fù)循環(huán)間歇操作模式，洗滌效率低，用水量大，而且成品損失量較大，大大增加了 納米金剛石的制備成本。

發(fā)明內(nèi)容：

       為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種納米金剛石制備過(guò)程中的洗滌純化裝 置，目的在于可以提高洗滌效率，節(jié)約用水量，減少成品的損失量，同時(shí)提高后續(xù)的干燥負(fù)荷。

       本實(shí)用新型是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種納米金剛石制備過(guò)程中的洗滌純化裝置， 包括純水管道、原料循環(huán)槽、供料泵、膜組件、清液罐、壓濾罐、壓縮空氣裝置、回流液管 道、原料進(jìn)液管及相應(yīng)的流量調(diào)節(jié)閥；

       所述原料循環(huán)槽頂部接有原料進(jìn)液管和純水管道，底部出口通過(guò)供料泵管道連接至膜組 件的底部進(jìn)口，且原料循環(huán)槽的出口管道處設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥，膜組件的進(jìn)口管道處設(shè)置有 第一壓力表；

       所述膜組件為管式陶瓷膜，膜組件的濃縮液出口管道連接至原料循環(huán)槽，且連接管道上 設(shè)置有出液調(diào)節(jié)閥和第二壓力表；膜組件的滲透液出口管道連接至清液罐，且連接管道上安 裝流量調(diào)節(jié)閥，流量調(diào)節(jié)閥后豎直安裝液體流量計(jì)；

       所述清液罐底部出液口連接回流液管道，所述回流液管道連接至純水管道；

       所述原料循環(huán)槽底部出口管道連接至壓濾罐進(jìn)液口，且連接管道上設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥， 所述壓濾罐配備壓縮空氣裝置和第三壓力表，壓濾罐內(nèi)部設(shè)置過(guò)濾層，壓濾罐底部配有排水 管道。

       進(jìn)一步的，包括清洗罐，所述清洗罐頂部與膜組件的濃縮液出口通過(guò)管道連接并在管道 上安裝流量調(diào)節(jié)閥，清洗罐頂部與純水管道通過(guò)管道連接并在管道上安裝流量調(diào)節(jié)閥，所述 清洗罐底部與供料泵進(jìn)口管道連接并在管道上安裝流量調(diào)節(jié)閥，使得供料泵、清洗罐利用管 道連成回路。

       進(jìn)一步的，所述膜組件為7～37通道，通道孔徑為20nm～500nm，膜管長(zhǎng)度為1.0～2.0m。

       進(jìn)一步的，所述壓濾罐內(nèi)部過(guò)濾層由過(guò)濾材料層和支撐層構(gòu)成，過(guò)濾材料層為有機(jī)板式 超濾膜或無(wú)機(jī)板式超濾膜，過(guò)濾精度為20nm～500nm，支撐層為不銹鋼孔板。

       進(jìn)一步的，所述壓縮空氣裝置提供0.05MPa～5.0MPa的壓力。

       進(jìn)一步的，所述裝置為陶瓷膜洗滌純化濃縮裝置與壓濾罐過(guò)濾裝置耦合裝置。

       進(jìn)一步的，所述原料循環(huán)槽配備液位計(jì)。方便觀察槽內(nèi)液位。

       進(jìn)一步的，所述膜組件的進(jìn)口管道處設(shè)置有取樣閥。通過(guò)壓力表和取樣閥，以觀察膜組 件進(jìn)口壓力和取樣檢測(cè)。

       與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型作為一個(gè)完整的工程化連續(xù)運(yùn) 行單元，可在陶瓷膜洗滌純化濃縮裝置單元利用膜的篩分原理對(duì)原料液進(jìn)行洗滌、濃縮得到 純凈的高濃度納米金剛石，提高洗滌效率，降低洗滌用水量，同時(shí)降低洗滌過(guò)程中納米金剛 石的損失量，在壓濾罐過(guò)濾裝置單元利用過(guò)濾層的精度實(shí)現(xiàn)固液的深度分離，與傳統(tǒng)的離心 過(guò)濾或沉淀過(guò)濾相比，大大提高固液分離效率和分離深度，分離出來(lái)的固體含有更低水分， 降低后續(xù)干燥負(fù)荷，本實(shí)用新型提出的陶瓷膜洗滌純化濃縮裝置與壓濾罐過(guò)濾裝置耦合裝置 可以有效提高納米金剛石提純效率和降低提純成本。

附圖說(shuō)明：

       圖1為本實(shí)用新型納米金剛石制備過(guò)程中的洗滌純化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

       附圖中的標(biāo)記為：1-液位計(jì)，2-原料循環(huán)槽，3-供料泵，4-膜組件，5-清洗罐，6-清液 罐，7-壓濾罐，8-支撐層，9-過(guò)濾材料層，10-流量調(diào)節(jié)閥，11-第一壓力表，12-取樣閥，13- 第二壓力表，14-出液調(diào)節(jié)閥，15-液體流量計(jì)，16-第三壓力表，Ⅰ-原料進(jìn)液管，Ⅱ-純水管 道，Ⅲ-回流液管道，Ⅳ-壓縮空氣裝置。

具體實(shí)施方式：

       為了體現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)手段和效果特征，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn) 一步的說(shuō)明，但并不作為對(duì)本實(shí)用新型限制的依據(jù)。

       如圖1所示，一種納米金剛石制備過(guò)程中的洗滌純化裝置，包括純水管道Ⅱ、原料循環(huán) 槽2、供料泵3、膜組件4、清洗罐5、清液罐6、壓濾罐7、壓縮空氣裝置Ⅳ、回流液管道Ⅲ、 原料進(jìn)液管Ⅰ及相應(yīng)的流量調(diào)節(jié)閥。

       所述原料循環(huán)槽2配備液位計(jì)1，頂部接有原料進(jìn)液管Ⅰ和純水管道Ⅱ，底部出口通過(guò) 供料泵3管道連接至膜組件4的底部進(jìn)口，且原料循環(huán)槽2的出口管道處設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥， 膜組件4的進(jìn)口管道處設(shè)置有第一壓力表11和取樣閥12。通過(guò)壓力表和取樣閥，以觀察膜 組件進(jìn)口壓力和取樣檢測(cè)。

       所述膜組件4為管式陶瓷膜，7～37通道，通道孔徑為20nm～500nm，膜管長(zhǎng)度為1.0～2.0m。 膜組件的濃縮液出口管道連接至原料循環(huán)槽，且連接管道上設(shè)置有出液調(diào)節(jié)閥14和第二壓力 表13；膜組件的滲透液出口管道連接至清液罐6，且連接管道上安裝流量調(diào)節(jié)閥，流量調(diào)節(jié) 閥后豎直安裝液體流量計(jì)15。

       所述清液罐6底部出液口連接回流液管道Ⅲ，所述回流液管道Ⅲ連接至純水管道Ⅱ。

       所述原料循環(huán)槽2底部出口管道連接至壓濾罐7進(jìn)液口，且連接管道上設(shè)置有流量調(diào)節(jié) 閥，所述壓濾罐7配備提供0.05MPa～5.0MPa的壓力的壓縮空氣裝置Ⅳ和第三壓力表16，壓 濾罐7內(nèi)部設(shè)置過(guò)濾層，過(guò)濾層由過(guò)濾材料層9和支撐層8構(gòu)成，過(guò)濾材料層9為有機(jī)板式 超濾膜或無(wú)機(jī)板式超濾膜，過(guò)濾精度為20nm～500nm，支撐層8為不銹鋼孔板。壓濾罐底部配 有排水管道。

       所述清洗罐5頂部與膜組件的濃縮液出口通過(guò)管道連接并在管道上安裝流量調(diào)節(jié)閥，清 洗罐5頂部與純水管道Ⅱ通過(guò)管道連接并在管道上安裝流量調(diào)節(jié)閥，所述清洗罐底部與供料 泵3進(jìn)口管道連接并在管道上安裝流量調(diào)節(jié)閥，使得供料泵、清洗罐利用管道連成回路。

       工作時(shí)，納米金剛石料液進(jìn)入原料循環(huán)槽2，通過(guò)供料泵3進(jìn)入膜組件4進(jìn)行過(guò)濾濃縮， 經(jīng)膜組件4過(guò)濾后的濃縮液循環(huán)至原料循環(huán)槽2，滲透液進(jìn)入清液罐6，將料液濃縮20倍后， 通過(guò)純水管道Ⅱ向原料循環(huán)槽2進(jìn)行濃縮液的洗滌純化，洗滌純化后濃縮液從原料循環(huán)槽2 排放至壓濾罐7，通過(guò)清洗罐5對(duì)膜組件4進(jìn)行清洗，通過(guò)壓縮空氣裝置Ⅳ將壓濾罐7加壓， 通過(guò)過(guò)濾層進(jìn)行固液分離，過(guò)濾層上得到納米金剛石濾餅，水從壓濾罐7底部排出。

       上述實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的舉例說(shuō)明，但本實(shí)用新型的技術(shù)特征并不限于此，任 何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的領(lǐng)域內(nèi)做出的任何改動(dòng)和修飾皆涵蓋在本實(shí)用新型的專 利保護(hù)范圍之內(nèi)。