CN110303004A - 一种清洗炭微球的设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种清洗炭微球的设备及方法，包括罐体及罐体内的滤芯，罐体上部设有气体入口，下部设有母液入口，底部设有成品出口；滤芯包括多层金属网的复合滤网和滤网中心的滤芯管道。通过下部的母液入口将母液注入罐体，通过上部的气体入口通入惰性气体或者水蒸气，此时炭微球附着在滤芯表面，20目—40目金属网将炭微球固体留在滤网表面，液体可以透过；100目—150目金属网将液体保留在滤芯内，气体透过后离开滤芯继续向下；本发明完全替代了离心机操作，炭微球收率提高20％，含湿率(溶剂含量)低于2％。设备全密闭操作，操作空间内甲苯蒸汽和洗油蒸汽含量为0，杜绝了火灾和人员健康的风险。
Description
技术领域
本发明涉及炼焦技术领域，特别涉及一种清洗炭微球的设备及方法。
背景技术
炭微球是一种由沥青聚合产生的具有层面堆积结构的碳素材料。由于其具有石墨化程度高、结构稳定、电化学性能优异的特点，目前作为负极材料广泛应用于动力电池行业。炭微球与传统的负极材料相比，在倍率性能上优势明显，2017年市场占有率提高至38％，是仅次于人造石墨的第二大负极材料。
炭微球在大规模工业化生产过程中，需要用溶剂将炭微球从沥青中清洗出来。目前生产企业主要通过离心机进行溶剂洗涤，但是该工艺在操作过程中只能单纯的通过增加溶剂量进行清洗。提高溶剂量会在洗涤过程中带走大量炭微球，降低产品收率。并且离心机在生产过程中无法密闭操作，残留大量易燃有毒的溶剂，对操作人员的身体健康危害较大。因此需要寻找更高效、更清洁的方法替代传统的清洗技术。
发明内容
为了解决背景技术中所述问题，本发明提供一种清洗炭微球的设备及方法，该方法可以显著提高产品收率、绿色环保、安全度较高，有利于工程推广。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种清洗炭微球的设备，包括罐体及罐体内的滤芯，所述的罐体上部设有气体入口，下部设有母液入口，底部设有成品出口；所述的滤芯包括多层金属网的复合滤网和滤网中心的滤芯管道。
所述的多层金属网的复合滤网包括20-40目的大孔径金属网和100-150目的小孔径金属网。
一种清洗炭微球的设备的清洗方法，包括如下步骤：
1)母液混配：在炭微球中加入溶剂洗油，炭微球和洗油的质量比为1:2.5～1:4，混合物加热到100-150℃，搅拌1-2h，使炭微球均匀分散在洗油中，形成母液；
2)母液过滤：通过下部的母液入口将母液注入罐体，通过上部的气体入口通入惰性气体或者水蒸气，气压0.2-0.5MPa，将母液压过滤芯，此时炭微球附着在滤芯表面，表层大孔径金属网将炭微球固体留在滤网表面，液体可以透过；底层小孔径金属网将液体保留在滤芯内，气体透过后离开滤芯继续向下；
滤液通过滤芯内滤芯管道返回母液罐，待下次过滤时使用；加压过滤的整体时间为1-4h；
3)洗油清洗炭微球：将110-130℃的洗油通过母液入口注入罐体，之后通过气体入口加入惰性气体，进行加压过滤；利用洗油将滤芯表面炭微球清洗2-4h后，洗油通过滤芯管道排出罐体；
4)甲苯清洗炭微球：将20-30℃的甲苯通过母液入口注入罐体，之后通过气体入口加入惰性气体加压过滤，将滤芯表面炭微球上附着的洗油清洗2-4h后，甲苯通过滤芯管道排出设备。
5)干燥：通过气体入口通入60-120℃的惰性气体或者水蒸气，将滤芯表面的炭微球干燥；炭微球表面的甲苯气化，随着惰性气体或者水蒸气共同由滤芯管道排出；操作完成后，罐体内残留固体炭微球，其余液体全部排出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明完全替代了离心机操作，炭微球收率提高20％，含湿率(溶剂含量)低于2％。设备全密闭操作，操作空间内甲苯蒸汽和洗油蒸汽含量为0，杜绝了火灾和人员健康的风险。
附图说明
图1为本发明的一种清洗炭微球的设备结构示意图；
图2为本发明的一种清洗炭微球的设备外部结构图；
图3为本发明的多层金属网的复合滤网图。
其中：1-罐体 2-滤芯 3-气体入口 4-母液入口 5-母液出口 6-滤网 7-滤芯管道8-100-150目金属网 9-20-40目金属网 10-支撑叶片。
具体实施方式
以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。
如图1-2所示，一种清洗炭微球的设备，包括罐体(1)及罐体(1)内的滤芯(2)，所述的罐体(1)上部设有气体入口(3)，下部设有母液入口(4)，底部设有成品出口(5)；所述的滤芯(2)包括多层金属网的复合滤网(6)和滤网中心的滤芯管道(7)。
如图3所示，所述的多层金属网的复合滤网(6)包括20-40目金属网(9)和100-150目金属网(8)。
一种清洗炭微球的设备的清洗方法，包括如下步骤：
1)母液混配：在炭微球中加入溶剂洗油，炭微球和洗油的质量比为1:2.5～1:4，混合物加热到100-150℃，搅拌1-2h，使炭微球均匀分散在洗油中，形成母液；
2)母液过滤：通过下部的母液入口(4)将母液注满罐体(1)，通过上部的气体入口(3)通入惰性气体或者水蒸气，气压0.2-0.5MPa，将母液压过滤芯(2)，此时炭微球附着在滤芯(2)表面，20目—40目金属网将炭微球固体留在滤网(6)表面，液体可以透过；100目—150目金属网将液体保留在滤芯(2)内，气体透过后离开滤芯(2)继续向下；
溶剂透过滤芯(2)进入滤芯管道(7)返回母液罐(1)，待下次过滤时使用；加压过滤的整体时间为1-4h；
3)洗油清洗炭微球：将110-130℃的洗油通过母液入口(4)注入罐体(1)，之后通过气体入口(2)加入惰性气体，进行加压过滤；利用洗油将滤芯(2)表面炭微球上附着的杂质清洗2-4h后，洗油通过滤芯管道(7)排出罐体(1)；
4)甲苯清洗炭微球：将20-30℃的甲苯通过母液入口(4)注入罐体(1)，之后通过气体入口(2)加入惰性气体加压过滤，将滤芯(2)表面炭微球上附着的洗油清洗2-4h后，甲苯通过滤芯管道(7)排出设备。
5)干燥：通过气体入口(2)通入60-120℃的惰性气体或者水蒸气，将滤芯(2)表面的炭微球干燥；炭微球表面的甲苯气化，随着惰性气体或者水蒸气共同由滤芯管道(7)排出；操作完成后，罐体(1)内残留固体炭微球，其余液体全部排出。
实施例1
将1吨炭微球和3吨洗油混合，加热到130℃，然后搅拌2h，形成母液。母液注满罐体(1)，通入低压蒸汽(0.3MPa)进行加压过滤，过滤2h然后排出液体。加入120℃的洗油，循环清洗2h，排出洗油。加入20℃的甲苯，循环清洗2h，之后排出甲苯。最后用120℃的氮气进行干燥。
实施例2
将1.2吨炭微球和4.5吨洗油混合，加热到120℃，然后搅拌2h，形成母液。母液注满脱罐体(1)，通入氮气(0.5MPa)进行加压过滤，过滤3h然后排出液体。加入130℃的洗油，循环清洗3h，排出洗油。加入30℃的甲苯，循环清洗3h，之后排出甲苯。最后用100℃的水蒸气进行干燥。
以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
Claims (3)
1.一种清洗炭微球的设备，其特征在于，包括罐体及罐体内的滤芯，所述罐体的上部设有气体入口，下部设有母液入口，底部设有成品出口；所述的滤芯包括多层金属网的复合滤网和滤网中心的滤芯管道。
2.根据权利要求1所述的一种清洗炭微球的设备，其特征在于，所述的多层金属网的复合滤网包括20-40目的大孔径金属网和100-150目的小孔径金属网。
3.权利要求1或2所述的一种清洗炭微球的设备的清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)母液混配：在炭微球中加入溶剂洗油，炭微球和洗油的质量比为1:2.5～1:4，混合物加热到100-150℃，搅拌1-2h，使炭微球均匀分散在洗油中，形成母液；
2)母液过滤：通过下部的母液入口将母液注满罐体，通过上部的气体入口通入惰性气体或者水蒸气，气压0.2-0.5MPa，将母液压过滤芯，此时炭微球附着在滤芯表面，表层大孔径金属网将炭微球固体留在滤网表面，液体可以透过；底层小孔径金属网将液体保留在滤芯内，气体透过后离开滤芯继续向下；
滤液通过滤芯内的滤芯管道返回母液罐，待下次过滤时使用；加压过滤的整体时间为1-4h；
3)洗油清洗炭微球：将110-130℃的洗油通过母液入口注入罐体，之后通过气体入口加入惰性气体，进行加压过滤；利用洗油将滤芯表面的炭微球清洗2-4h后，洗油通过滤芯管道排出罐体；
4)甲苯清洗炭微球：将20-30℃的甲苯通过母液入口注入罐体，之后通过气体入口加入惰性气体加压过滤，对滤芯表面炭微球上附着的洗油清洗2-4h后，甲苯通过滤芯管道排出设备；
5)干燥：通过气体入口通入60-120℃的惰性气体或者水蒸气，将滤芯表面的炭微球干燥；炭微球表面的甲苯气化，随着惰性气体或者水蒸气共同由滤芯管道排出；操作完成后，罐体内残留固体炭微球，其余液体全部排出。
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