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       申请号: 201520022981.X

       申请人: 南京圣卡孚科技有限公司

       发明人: 陆剑鸣; 程新华; 陈忠

       摘要： 本实用新型公开了一种纳米金刚石制备过程中的洗涤纯化装置，包括纯水管道(Ⅱ)、原料循环槽(2)、供料泵(3)、膜组件(4)、清液罐(6)、压滤罐(7)、压缩空气装置(Ⅳ)、回流液管道(Ⅲ)、原料进液管(Ⅰ)及相应的流量调节阀；所述原料循环槽(2)顶部接有原料进液管(Ⅰ)和纯水管道(Ⅱ)，底部出口通过供料泵(3)管道连接至膜组件(4)的底部进口，且原料循环槽(2)的出口管道处设置有流量调节阀。本实用新型提高纳米金刚石的回收率，降低洗涤用水，也显著降低后道工序的热负荷。

背景技术：

       纳米金刚石因具有金刚石的优异特性和纳米材料的众多特性而成为21世纪最有前景的 功能材料之一，目前相对较为成熟的生产方法为爆轰法，形成的爆轰灰混合物含有金属氧化 物、石墨等多种杂质通过酸洗氧化液相提纯，后续的洗涤纯化常采用传统的“加水洗涤-固液 分离”反复循环间歇操作模式，洗涤效率低，用水量大，而且成品损失量较大，大大增加了 纳米金刚石的制备成本。

发明内容：

       为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种纳米金刚石制备过程中的洗涤纯化装 置，目的在于可以提高洗涤效率，节约用水量，减少成品的损失量，同时提高后续的干燥负荷。

       本实用新型是采用以下技术方案来实现：一种纳米金刚石制备过程中的洗涤纯化装置， 包括纯水管道、原料循环槽、供料泵、膜组件、清液罐、压滤罐、压缩空气装置、回流液管 道、原料进液管及相应的流量调节阀；

       所述原料循环槽顶部接有原料进液管和纯水管道，底部出口通过供料泵管道连接至膜组 件的底部进口，且原料循环槽的出口管道处设置有流量调节阀，膜组件的进口管道处设置有 第一压力表；

       所述膜组件为管式陶瓷膜，膜组件的浓缩液出口管道连接至原料循环槽，且连接管道上 设置有出液调节阀和第二压力表；膜组件的渗透液出口管道连接至清液罐，且连接管道上安 装流量调节阀，流量调节阀后竖直安装液体流量计；

       所述清液罐底部出液口连接回流液管道，所述回流液管道连接至纯水管道；

       所述原料循环槽底部出口管道连接至压滤罐进液口，且连接管道上设置有流量调节阀， 所述压滤罐配备压缩空气装置和第三压力表，压滤罐内部设置过滤层，压滤罐底部配有排水 管道。

       进一步的，包括清洗罐，所述清洗罐顶部与膜组件的浓缩液出口通过管道连接并在管道 上安装流量调节阀，清洗罐顶部与纯水管道通过管道连接并在管道上安装流量调节阀，所述 清洗罐底部与供料泵进口管道连接并在管道上安装流量调节阀，使得供料泵、清洗罐利用管 道连成回路。

       进一步的，所述膜组件为7～37通道，通道孔径为20nm～500nm，膜管长度为1.0～2.0m。

       进一步的，所述压滤罐内部过滤层由过滤材料层和支撑层构成，过滤材料层为有机板式 超滤膜或无机板式超滤膜，过滤精度为20nm～500nm，支撑层为不锈钢孔板。

       进一步的，所述压缩空气装置提供0.05MPa～5.0MPa的压力。

       进一步的，所述装置为陶瓷膜洗涤纯化浓缩装置与压滤罐过滤装置耦合装置。

       进一步的，所述原料循环槽配备液位计。方便观察槽内液位。

       进一步的，所述膜组件的进口管道处设置有取样阀。通过压力表和取样阀，以观察膜组 件进口压力和取样检测。

       与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型作为一个完整的工程化连续运 行单元，可在陶瓷膜洗涤纯化浓缩装置单元利用膜的筛分原理对原料液进行洗涤、浓缩得到 纯净的高浓度纳米金刚石，提高洗涤效率，降低洗涤用水量，同时降低洗涤过程中纳米金刚 石的损失量，在压滤罐过滤装置单元利用过滤层的精度实现固液的深度分离，与传统的离心 过滤或沉淀过滤相比，大大提高固液分离效率和分离深度，分离出来的固体含有更低水分， 降低后续干燥负荷，本实用新型提出的陶瓷膜洗涤纯化浓缩装置与压滤罐过滤装置耦合装置 可以有效提高纳米金刚石提纯效率和降低提纯成本。

附图说明：

       图1为本实用新型纳米金刚石制备过程中的洗涤纯化装置的结构示意图。

       附图中的标记为：1-液位计，2-原料循环槽，3-供料泵，4-膜组件，5-清洗罐，6-清液 罐，7-压滤罐，8-支撑层，9-过滤材料层，10-流量调节阀，11-第一压力表，12-取样阀，13- 第二压力表，14-出液调节阀，15-液体流量计，16-第三压力表，Ⅰ-原料进液管，Ⅱ-纯水管 道，Ⅲ-回流液管道，Ⅳ-压缩空气装置。

具体实施方式：

       为了体现本实用新型的技术手段和效果特征，下面结合附图和实施例对本实用新型作进 一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

       如图1所示，一种纳米金刚石制备过程中的洗涤纯化装置，包括纯水管道Ⅱ、原料循环 槽2、供料泵3、膜组件4、清洗罐5、清液罐6、压滤罐7、压缩空气装置Ⅳ、回流液管道Ⅲ、 原料进液管Ⅰ及相应的流量调节阀。

       所述原料循环槽2配备液位计1，顶部接有原料进液管Ⅰ和纯水管道Ⅱ，底部出口通过 供料泵3管道连接至膜组件4的底部进口，且原料循环槽2的出口管道处设置有流量调节阀， 膜组件4的进口管道处设置有第一压力表11和取样阀12。通过压力表和取样阀，以观察膜 组件进口压力和取样检测。

       所述膜组件4为管式陶瓷膜，7～37通道，通道孔径为20nm～500nm，膜管长度为1.0～2.0m。 膜组件的浓缩液出口管道连接至原料循环槽，且连接管道上设置有出液调节阀14和第二压力 表13；膜组件的渗透液出口管道连接至清液罐6，且连接管道上安装流量调节阀，流量调节 阀后竖直安装液体流量计15。

       所述清液罐6底部出液口连接回流液管道Ⅲ，所述回流液管道Ⅲ连接至纯水管道Ⅱ。

       所述原料循环槽2底部出口管道连接至压滤罐7进液口，且连接管道上设置有流量调节 阀，所述压滤罐7配备提供0.05MPa～5.0MPa的压力的压缩空气装置Ⅳ和第三压力表16，压 滤罐7内部设置过滤层，过滤层由过滤材料层9和支撑层8构成，过滤材料层9为有机板式 超滤膜或无机板式超滤膜，过滤精度为20nm～500nm，支撑层8为不锈钢孔板。压滤罐底部配 有排水管道。

       所述清洗罐5顶部与膜组件的浓缩液出口通过管道连接并在管道上安装流量调节阀，清 洗罐5顶部与纯水管道Ⅱ通过管道连接并在管道上安装流量调节阀，所述清洗罐底部与供料 泵3进口管道连接并在管道上安装流量调节阀，使得供料泵、清洗罐利用管道连成回路。

       工作时，纳米金刚石料液进入原料循环槽2，通过供料泵3进入膜组件4进行过滤浓缩， 经膜组件4过滤后的浓缩液循环至原料循环槽2，渗透液进入清液罐6，将料液浓缩20倍后， 通过纯水管道Ⅱ向原料循环槽2进行浓缩液的洗涤纯化，洗涤纯化后浓缩液从原料循环槽2 排放至压滤罐7，通过清洗罐5对膜组件4进行清洗，通过压缩空气装置Ⅳ将压滤罐7加压， 通过过滤层进行固液分离，过滤层上得到纳米金刚石滤饼，水从压滤罐7底部排出。

       上述实施例仅仅是对本实用新型的举例说明，但本实用新型的技术特征并不限于此，任 何本领域的技术人员在本实用新型的领域内做出的任何改动和修饰皆涵盖在本实用新型的专 利保护范围之内。