碳化炉废气排放系统及碳纤维生产线的制作方法

专利2026-06-16  13


本申请涉及碳纤维生产设备领域,尤其是涉及一种碳化炉废气排放系统及碳纤维生产线。


背景技术:

1、氧化和高低温碳化是碳纤维生产流程的关键工序。预氧化的目的是将pan原丝的线型分子链转化为耐热梯形结构的预氧丝,随后进入以高纯惰性气体(通常为氮气)保护的低温碳化炉和高温碳化炉中进行碳化处理,目的是将梯形结构的预氧丝转化为乱层石墨结构的碳纤维。

2、预氧丝在低温碳化过程中,发生热解和缩聚反应,会产生大量的副产物废气和焦油,需瞬时排出炉外,否则会污染纤维。低温碳化炉的排废口设置一般选择在热分解产物较多的位置,且根据预氧丝热失重曲线来确定,以保证热分解产物瞬时排出。

3、现有技术中,大多数低温碳化炉排废口设置在二区和三区的两侧,且每侧各2个排废口,共计4个排废口。当生产线要对不同规格品级碳纤维产品的生产时,由于各规格品级产品的预氧丝的热失重曲线是有差异的,低温碳化炉的二区和三区排废口就不能保证对废气有效排出,对生产高性能、高品质的碳纤维产品会有一定的制约。同时考虑到降本增效,随着生产提速废气量增加以及需确保生产长周期稳定运行,低温碳化炉的4个排废口无法满足长周期运行,基本每隔15-30天需停车降温,对废气管线进行彻底清理。


技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种碳化炉废气排放系统及碳纤维生产线,能够实现对管路的在线清理,从而确保设备长周期稳定运行。

2、本申请提供了一种碳化炉废气排放系统,包括低温碳化炉、第一排放管道、第二排放管道和焚烧炉;

3、所述第一排放管道的进气口与所述低温碳化炉的一区和三区可通断连通,所述第一排放管道的出气口与所述焚烧炉可通断连通;

4、所述第二排放管道的进气口与所述低温碳化炉的二区和四区可通断连通,所述第二排放管道的出气口与所述焚烧炉可通断连通。

5、在上述技术方案中,进一步地,所述第一排放管道包括第一主管道、第一连通管道和两个第一分支管道;

6、所述一区和所述三区的两侧均设置有废气口,所述一区的两个所述废气口与其中一个所述第一分支管道连接,所述三区的两个所述废气口与另一个所述第一分支管道连接;

7、所述第一连通管道用于连通两个所述第一分支管道;

8、所述第一主管道与所述第一连通管道或任一所述第一分支管道连通。

9、在上述技术方案中,进一步地,所述第一分支管道包括第一连接管和两个第一进气管;

10、两个所述第一进气管的进气口分别与所述一区的两个所述废气口或所述三区的两个所述废气口连接,且所述废气口设置有过滤器;

11、两个所述第一进气管均设置有阀门;

12、所述第一连接管用于连通两个所述第一进气管的出气口。

13、在上述技术方案中,进一步地,所述第二排放管道包括第二主管道、第二连通管道和两个第二分支管道;

14、所述二区和所述四区的两侧均设置有废气口,所述二区的两个所述废气口与其中一个所述第二分支管道连接,所述四区的两个所述废气口与另一个所述第二分支管道连接;

15、所述第二连通管道用于连通两个所述第二分支管道;

16、所述第二主管道与所述第二连通管道或任一所述第二分支管道连通。

17、在上述技术方案中,进一步地,所述第二分支管道包括第二连接管和两个第二进气管;

18、两个所述第二进气管的进气口分别与所述二区的两个所述废气口或所述四区的两个所述废气口连接,且所述废气口设置有过滤器;

19、两个所述第二进气管均设置有阀门;

20、所述第二连接管用于连通两个所述第二进气管的出气口。

21、在上述技术方案中,进一步地,所述第一排放管道和所述第二排放管道均由多个横向管和多个竖向管连接形成,且所述横向管和所述竖向管的连接处设置有连接法兰。

22、在上述技术方案中,进一步地,还包括汇流管道;

23、所述第一排放管道的出气口和所述第二排放管道的出气口均与所述汇流管道连接,且所述第一排放管道的出气口处和所述第二排放管道的出气口处均设置有隔离阀;

24、所述汇流管道与所述焚烧炉连接,且所述汇流管道设置有阀门。

25、在上述技术方案中,进一步地,所述第一排放管道、所述第二排放管道和所述汇流管道均设置有管道保温装置。

26、在上述技术方案中,进一步地,还包括高温碳化炉、第一排气管和第二排气管;

27、所述高温碳化炉包括炉体和进口密封箱,所述第一排气管的进气口与所述进口密封箱可通断连通,所述第二排气管的进气口与所述炉体可通断连通。

28、本申请还提供了一种碳纤维生产线,包括上述方案所述的碳化炉废气排放系统。

29、与现有技术相比,本申请的有益效果为:

30、本申请提供的碳化炉废气排放系统包括低温碳化炉、第一排放管道、第二排放管道和焚烧炉。第一排放管道的进气口与低温碳化炉的一区和三区可通断连通,第一排放管道的出气口与焚烧炉可通断连通。第二排放管道的进气口与低温碳化炉的二区和四区可通断连通,第二排放管道的出气口与焚烧炉可通断连通。

31、具体来说,低温碳化炉包括一区、二区、三区、四区等多个温区。本申请提供的碳化炉废气排放系统,在低温碳化炉的一区、二区、三区和四区均设置有废气口,二区和三区为低温碳化炉热分解产物相对多的位置,设置第一排放管道与一区和三区可通断连通,设置第二排放管道与另两区可通断连通,即使热分解产物分布较多的两区分别与第一排放管道、第二排放管道连通,第一排放管道或第二排放管道运行时,二者废气排放量不会出现一个多一个少的问题。

32、在具体应用中,第一排放管道和第二排放管道一用一备,可将废气排至焚烧炉进行焚烧。例如,当第一排放管道与低温碳化炉连通时,第二排放管道与低温碳化炉之间是关断状态,此时,废气经由第一排放管道排放至焚烧炉进行处理。在第一排放管道堵塞时,可将第一排放管道与低温碳化炉之间关断,以使作业人员能够对第一排放管道清理。将第二排放管道与低温碳化炉连通,此时,废气经由第二排放管道排放至焚烧炉进行处理,不影响系统运行。也就是说,本申请提供的碳化炉废气排放系统,能够实现对管路的在线清理,从而确保设备长周期稳定运行。

33、本申请还提供了碳纤维生产线,包括上述方案所述的碳化炉废气排放系统。基于上述分析可知,碳纤维生产线同样具有上述有益效果,在此不再赘述。



技术特征:

1.一种碳化炉废气排放系统,其特征在于,包括低温碳化炉、第一排放管道、第二排放管道和焚烧炉;

2.根据权利要求1所述的碳化炉废气排放系统,其特征在于,所述第一排放管道包括第一主管道、第一连通管道和两个第一分支管道;

3.根据权利要求2所述的碳化炉废气排放系统,其特征在于,所述第一分支管道包括第一连接管和两个第一进气管;

4.根据权利要求1所述的碳化炉废气排放系统,其特征在于,所述第二排放管道包括第二主管道、第二连通管道和两个第二分支管道;

5.根据权利要求4所述的碳化炉废气排放系统,其特征在于,所述第二分支管道包括第二连接管和两个第二进气管;

6.根据权利要求1所述的碳化炉废气排放系统,其特征在于,所述第一排放管道和所述第二排放管道均由多个横向管和多个竖向管连接形成,且所述横向管和所述竖向管的连接处设置有连接法兰。

7.根据权利要求1所述的碳化炉废气排放系统,其特征在于,还包括汇流管道;

8.根据权利要求7所述的碳化炉废气排放系统,其特征在于,所述第一排放管道、所述第二排放管道和所述汇流管道均设置有管道保温装置。

9.根据权利要求1所述的碳化炉废气排放系统,其特征在于,还包括高温碳化炉、第一排气管和第二排气管;

10.一种碳纤维生产线,其特征在于,包括如权利要求1至9中任一项所述的碳化炉废气排放系统。


技术总结
本申请涉及碳纤维生产设备领域,尤其是涉及一种碳化炉废气排放系统及碳纤维生产线。碳化炉废气排放系统包括低温碳化炉、第一排放管道、第二排放管道和焚烧炉;所述第一排放管道的进气口与所述低温碳化炉的一区和三区可通断连通,所述第一排放管道的出气口与所述焚烧炉可通断连通;所述第二排放管道的进气口与所述低温碳化炉的二区和四区可通断连通,所述第二排放管道的出气口与所述焚烧炉可通断连通。本申请提供的碳化炉废气排放系统,能够实现对管路的在线清理,从而确保设备长周期稳定运行。

技术研发人员:周游,衡谦,陈成荣,刘韬,高飞,陈成冬
受保护的技术使用者:新疆隆炬新材料有限公司
技术研发日:20231101
技术公布日:2024/7/25
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