申請號: 201520022981.X

       申請人: 南京圣卡孚科技有限公司

       發明人: 陸劍鳴; 程新華; 陳忠

       摘要： 本實用新型公開了一種納米金剛石制備過程中的洗滌純化裝置，包括純水管道(Ⅱ)、原料循環槽(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)、原料進液管(Ⅰ)及相應的流量調節閥；所述原料循環槽(2)頂部接有原料進液管(Ⅰ)和純水管道(Ⅱ)，底部出口通過供料泵(3)管道連接至膜組件(4)的底部進口，且原料循環槽(2)的出口管道處設置有流量調節閥。本實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荷。

背景技術：

       納米金剛石因具有金剛石的優異特性和納米材料的眾多特性而成為21世紀最有前景的 功能材料之一，目前相對較為成熟的生產方法為爆轟法，形成的爆轟灰混合物含有金屬氧化 物、石墨等多種雜質通過酸洗氧化液相提純，后續的洗滌純化常采用傳統的“加水洗滌-固液 分離”反復循環間歇操作模式，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。

發明內容：

       為了克服現有技術的不足，本實用新型提供了一種納米金剛石制備過程中的洗滌純化裝 置，目的在于可以提高洗滌效率，節約用水量，減少成品的損失量，同時提高后續的干燥負荷。

       本實用新型是采用以下技術方案來實現：一種納米金剛石制備過程中的洗滌純化裝置， 包括純水管道、原料循環槽、供料泵、膜組件、清液罐、壓濾罐、壓縮空氣裝置、回流液管 道、原料進液管及相應的流量調節閥；

       所述原料循環槽頂部接有原料進液管和純水管道，底部出口通過供料泵管道連接至膜組 件的底部進口，且原料循環槽的出口管道處設置有流量調節閥，膜組件的進口管道處設置有 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槽，且連接管道上 設置有出液調節閥和第二壓力表；膜組件的滲透液出口管道連接至清液罐，且連接管道上安 裝流量調節閥，流量調節閥后豎直安裝液體流量計；

       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；

       所述原料循環槽底部出口管道連接至壓濾罐進液口，且連接管道上設置有流量調節閥， 所述壓濾罐配備壓縮空氣裝置和第三壓力表，壓濾罐內部設置過濾層，壓濾罐底部配有排水 管道。

       進一步的，包括清洗罐，所述清洗罐頂部與膜組件的濃縮液出口通過管道連接并在管道 上安裝流量調節閥，清洗罐頂部與純水管道通過管道連接并在管道上安裝流量調節閥，所述 清洗罐底部與供料泵進口管道連接并在管道上安裝流量調節閥，使得供料泵、清洗罐利用管 道連成回路。

       進一步的，所述膜組件為7～37通道，通道孔徑為20nm～500nm，膜管長度為1.0～2.0m。

       進一步的，所述壓濾罐內部過濾層由過濾材料層和支撐層構成，過濾材料層為有機板式 超濾膜或無機板式超濾膜，過濾精度為20nm～500nm，支撐層為不銹鋼孔板。

       進一步的，所述壓縮空氣裝置提供0.05MPa～5.0MPa的壓力。

       進一步的，所述裝置為陶瓷膜洗滌純化濃縮裝置與壓濾罐過濾裝置耦合裝置。

       進一步的，所述原料循環槽配備液位計。方便觀察槽內液位。

       進一步的，所述膜組件的進口管道處設置有取樣閥。通過壓力表和取樣閥，以觀察膜組 件進口壓力和取樣檢測。

       與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：本實用新型作為一個完整的工程化連續運 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原料液進行洗滌、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，同時降低洗滌過程中納米金剛 石的損失量，在壓濾罐過濾裝置單元利用過濾層的精度實現固液的深度分離，與傳統的離心 過濾或沉淀過濾相比，大大提高固液分離效率和分離深度，分離出來的固體含有更低水分， 降低后續干燥負荷，本實用新型提出的陶瓷膜洗滌純化濃縮裝置與壓濾罐過濾裝置耦合裝置 可以有效提高納米金剛石提純效率和降低提純成本。

附圖說明：

       圖1為本實用新型納米金剛石制備過程中的洗滌純化裝置的結構示意圖。

       附圖中的標記為：1-液位計，2-原料循環槽，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-過濾材料層，10-流量調節閥，11-第一壓力表，12-取樣閥，13- 第二壓力表，14-出液調節閥，15-液體流量計，16-第三壓力表，Ⅰ-原料進液管，Ⅱ-純水管 道，Ⅲ-回流液管道，Ⅳ-壓縮空氣裝置。

具體實施方式：

       為了體現本實用新型的技術手段和效果特征，下面結合附圖和實施例對本實用新型作進 一步的說明，但并不作為對本實用新型限制的依據。

       如圖1所示，一種納米金剛石制備過程中的洗滌純化裝置，包括純水管道Ⅱ、原料循環 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、 原料進液管Ⅰ及相應的流量調節閥。

       所述原料循環槽2配備液位計1，頂部接有原料進液管Ⅰ和純水管道Ⅱ，底部出口通過 供料泵3管道連接至膜組件4的底部進口，且原料循環槽2的出口管道處設置有流量調節閥， 膜組件4的進口管道處設置有第一壓力表11和取樣閥12。通過壓力表和取樣閥，以觀察膜 組件進口壓力和取樣檢測。

       所述膜組件4為管式陶瓷膜，7～37通道，通道孔徑為20nm～500nm，膜管長度為1.0～2.0m。 膜組件的濃縮液出口管道連接至原料循環槽，且連接管道上設置有出液調節閥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節閥，流量調節 閥后豎直安裝液體流量計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。

       所述原料循環槽2底部出口管道連接至壓濾罐7進液口，且連接管道上設置有流量調節 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內部設置過濾層，過濾層由過濾材料層9和支撐層8構成，過濾材料層9為有機板式 超濾膜或無機板式超濾膜，過濾精度為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管道連接并在管道上安裝流量調節閥，清 洗罐5頂部與純水管道Ⅱ通過管道連接并在管道上安裝流量調節閥，所述清洗罐底部與供料 泵3進口管道連接并在管道上安裝流量調節閥，使得供料泵、清洗罐利用管道連成回路。

       工作時，納米金剛石料液進入原料循環槽2，通過供料泵3進入膜組件4進行過濾濃縮， 經膜組件4過濾后的濃縮液循環至原料循環槽2，滲透液進入清液罐6，將料液濃縮20倍后， 通過純水管道Ⅱ向原料循環槽2進行濃縮液的洗滌純化，洗滌純化后濃縮液從原料循環槽2 排放至壓濾罐7，通過清洗罐5對膜組件4進行清洗，通過壓縮空氣裝置Ⅳ將壓濾罐7加壓， 通過過濾層進行固液分離，過濾層上得到納米金剛石濾餅，水從壓濾罐7底部排出。

       上述實施例僅僅是對本實用新型的舉例說明，但本實用新型的技術特征并不限于此，任 何本領域的技術人員在本實用新型的領域內做出的任何改動和修飾皆涵蓋在本實用新型的專 利保護范圍之內。