石墨烯新型生产工艺年产2000吨生物质石墨烯的生产线成功应用

背景 山东xxx公司开发了利用玉米芯纤维素为原料制备石墨烯材料的创新型生产工艺，但主装置在工业化发大过程中，始终达不到要求，反应干燥过程产品稳定性差，报废率高，无法实现工业化放大，后由杭州索孚机械公司参与共同研发工业化大装置-U型卧式双轴自清洁干燥机，成功的实现了石墨烯工业化批量生产，所生产的石墨烯母粒可纺性好，目前已经达到年产2000吨石墨烯功能聚合物母粒，生产设备现场情况如下：

7套主装置现场情况1	7套主装置现场情况2

此项目未采用索孚设备前的情况如下：

1、物料颗粒不均匀，反应不完全，块状较多，一般大于6mm的情况就是废品，产品合格率底，筛选工作繁琐，无法做高质量的产品；

2、干燥设备生产过程需要人工辅助搅拌，操作麻烦；

3、干燥过程中，物料抱轴，粘壁现象严重，严重影响物料的传质和传温；

4、生产时间较长，效率低，能耗大；

5、无法出料，残留量过多等等问题

旧装置物料聚团抱轴严重混合传热死角较多	旧装置物料抱轴情况

采用杭州索孚公司卧式双轴自清洁混合机以后的情况如下：

1、石墨烯母粒颗粒均匀，粒径98%小于1mm,2%小于3mm，整体反应完全，产品合格高，无需筛选工作，实现了大型工业化高质量的产品；

2、干燥设备生产过程从液相反应干燥直接变固相物料；

3、干燥过程中，设备具有自清洁功能，物料无抱轴，粘壁现象，筒体内部物料的传质和传温良好，温度控制均匀，温度控制细腻，操作方便；

4、单釜生产时间较短，效率高，能耗低；

5、组合式螺旋桨叶设计轻松出料，釜体残留量少；

现场设备实物	物料处理情况记录

WZS-1000卧式双轴自清洁干燥机单台设备处理物料及其相关工况参数：

序号	分项名称	实际工况	备注
1	物料	生物质碳材料
2	湿出料量	900-1100 kg/d
3	入料水份	80%(湿基)
4	出料水份	8%(湿基)
5	干品堆比重	-1.2 g/cm3
6	热源	0.3MPa饱和蒸汽、温度：140°C
7	环境	-15°C-45°C、760mmHg、φ=80%
8	电源	380V  50HZ
9	排湿系统	风机、管路

索孚公司参与石墨烯项目整个过程情况

第一阶段：该公司2014年引进索孚WSZ-20实验机，首出小试成品；

WSZ-20实验机实物	WSZ-20单批次实验出料结果

实验结果：

1、顺利的做出合格产品

2、效率比原有的装置要快；

3、但实验机由于不是专门为石墨烯生产设计的，颗粒大小和均匀度稍有不足，但相比原有装置已经有了大大提提高；

第二阶段：2015年上半年引进WSZ-50中试装置实验产品稳定，进一步开始工业化放大；

WSZ-50中试装置	WSZ-50中试装置物料情况

实验结果：

1、顺利实现石墨烯母粒生产中试装置做出合格产品

2、调整桨叶之间捏合间隙，实现较好的颗粒大小和均匀度，产品稳定性进一步提高；

3、反复实验确定生产过程中釜体压力、温度最佳工艺技术参数；

4、确定了干燥设备功率准数；为进一步工业化大打好基础；

5、确定材质等等一系列相关要求；

第三阶段2016年引进工业装置U型卧式双轴自清洁干燥机WSZ-1000 1台

成功完全石墨烯工业化放大；

现场设备1	现场设备2

实验结果：

1、顺利实现石墨烯母粒工业化放大；

2、确定了筒体结构形式，相关细节结构等；

3、摸索总结了放大后的操作工艺参数如压力、温度控制、设备转速、反应时间等等；

4、调整修正了干燥设备功率准数；为进一步批量工业化大打好基础；

5、尝试连续化生产工艺操作方法，及相关数据；

第四阶段：2017年引进批量工业装置WSZ-1500 7台 成套流水线生产全部投产年产量达到2000万吨/年，该项目由中国工程院院士鉴定：此石墨烯项目已达到国际先进水平

工业化石墨烯生产线现场1