[發明專利]一種微納米纖維素纖絲的分級分離裝置、系統及方法

在審

• 申請號: 202011506668.5
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112756117A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 曾勁松;胡復港;曾展霆
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B04C5/24
• 分類號: B04C5/24;B04C5/30
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 黃媛君

1.一種微納米纖維素纖絲的分級分離裝置，其特征在于，包括殼體、箱蓋、多個旋流管、環形塊、支撐板、拉桿以及固定板；所述殼體頂部固定有箱蓋，所述箱蓋的頂部設有殼體輕相出口；所述殼體的底部設有殼體重相出口，殼體側壁上設有殼體進料口；所述殼體進料口連接離心泵的出料口；

所述環形塊固定在殼體的內壁面上，所述支撐板固定在環形塊上，支撐板和固定板上都設有對應的多個放置孔；拉桿的一端與支撐板連接，另一端與固定板連接；

所述旋流管包括旋流管本體、旋流進料口、旋流輕相出口以及旋流重相出口，所述旋流進料口、旋流輕相出口以及旋流重相出口分別設置于旋流管本體的側壁、頂部以及底部；所述旋流管本體放置于放置孔內，旋流進料口位于支撐板與固定板之間，旋流輕相出口位于固定板上端；所述殼體進料口與支撐板與固定板之間的空間連通。

2.根據權利要求1所述的一種微納米纖維素纖絲的分級分離裝置，其特征在于，在支撐板與固定板之間設置有限位板，所述限位板上設有與旋流管數量相適應的限位孔。

3.根據權利要求1所述的一種微納米纖維素纖絲的分級分離裝置，其特征在于，所述旋流進料口的直徑范圍為20mm至35mm，旋流輕相出口的直徑范圍為10至25mm，旋流重相出口的直徑范圍為15mm至25mm，旋流管本體的最大直徑處的直徑范圍為50mm至100mm。

4.根據權利要求1所述的一種微納米纖維素纖絲的分級分離裝置，其特征在于，所示多個旋流管呈現同心圓的排列形式。

5.包含權利要求1至4任一項所述的微納米纖維素纖絲的分級分離裝置的系統，其特征在于，包括五個分級分離裝置以及五個離心泵，每個離心泵的輸出端與對應的分級分離裝置的殼體進料口連接；所述第一、二、三個分級分離裝置的殼體重相出口分別與第四個離心泵的進口連接；所述第四個分級分離裝置的殼體重相出口與第五個離心泵的進口連接；所述第四、五個分級分離裝置的殼體輕相出口與第三個離心泵的進口連接；所述第三個分級分離裝置的殼體輕相出口與第二個離心泵的進口連接；所述第二個分級分離裝置的殼體輕相出口與第一個離心泵的進口連接。

6.根據權利要求5所述的一種微納米纖維素纖絲的分級分離系統，其特征在于，所述離心泵的工作壓力范圍為40MPa至45MPa，或者33MPa至38MPa。

7.使用權利要求1至4任一項所述的微納米纖維素纖絲的分級分離裝置進行分級分離的方法，包括如下步驟：

將跨尺度纖維素纖絲樣品稀釋至低濃度的懸浮液；

通過攪拌獲得分散均一的懸浮液；

將懸浮液通入分級分離裝置，調整離心泵的壓力，實現大尺寸原纖維和微納米級纖絲的分級分離。

8.根據權利要求7所述的一種微納米纖維素纖絲的分級分離方法，其特征在于，所述懸浮液的濃度范圍為0.01％至1％。

9.根據權利要求7所述的一種微納米纖維素纖絲的分級分離方法，其特征在于，分散均一的懸浮液指跨尺度分布的纖維素纖絲樣品在經過稀釋之后必須要完全徹底的分散開，形成均一分散的纖維素懸浮液。

10.根據權利要求7所述的一種微納米纖維素纖絲的分級分離方法，其特征在于，經過一個分離分級裝置的重相和輕相分別再通入多個分級分離裝置，實現大尺寸原纖維和微納米級纖絲的進一步分級分離。