专利名称：真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备，属于微晶石墨提纯生产设备技术领域。
背景技术：
目前我国提纯石墨所采用的是用周期式的炉子，用电阻加热通入氯气和二氟二氯甲烷(氟里昂)，生产一炉的周期至少要72小时以上，用这种方法生产，工人的劳动条件艰苦，有害气体对环境污染严重，能源消耗大(单位电耗7000～7500kWh/吨)，产量低、生产成本高。
发明内容
本实用新型的目的在于针对上述存在的缺陷，提出一种结构新颖、设计合理、性能稳定可靠，符合国情，具有推广实用价值的微晶石墨提纯生产设备。采用真空高温连续的方式提纯生产微晶石墨。本实用新型的技术解决方案其结构是加料系统与螺旋推进装置的一端相接，螺旋推进装置的另一端接在炉体的一端，在炉体内依次设低中温加热区、高温加热区、超高温加热区、自然冷却区、强制风冷区、强制水冷区，在低中温加热区、高温加热区、超高温加热区分别有二套，三套，三套共计八套中频加热电源。在每个加热区段都设有一套(二组)过滤系统。三个加热区共有三套(六组)过滤系统。成套设备用三个水冷隔板将加热区，自然冷却区，强制风冷区，强制水冷区四部分隔开。成套设备共用一套真空系统。强制水冷区接出料系统的进口端，出料系统有辅助真空系统排出收料罐内的空气，达到真空包装的目的。
本实用新型的优点根据石墨本身熔点高(3727℃)，易氧化(400℃在有氧的环境下燃烧)的特性，采用在真空状态下工作，炉料靠螺旋推进，充入惰性气体保护，中频感应超高温加热(3050℃)，远红外测温，温度自动控制，杂质在高温下挥发，通过过滤器冷凝回收。排完杂质后的高纯石墨粉，再通过内封闭的强制风冷(氮气)循环系统，和强制水冷系统进行冷却，当石墨粉达到出炉温度要求时(185℃)再出炉装罐，整个生产过程是在全封闭下进行，改善了工人的劳动条件，连续生产，产量高、生产成本低，排放物符合环保要求。该设备通过过滤器排出的物质是Al2O3、SiO2、Fe2O3、CaO、MgO及单质的Si、Al、Fe等物质。由于这些物质是在真空、高温下蒸发冷却凝固后收集起来的，是纳米级的物质，有进一步利用延伸的价值。该设备总功率为1290kW，生产量6.7吨/天，2000吨/年，循环水量50吨/小时，外形尺寸长34米，宽12.3米，地面上高5.7米，地下3.5米，最高加热温度3050℃，空炉极限真空度为5Pa。
附图
是本实用新型的结构示意图。
图中的1是螺旋推进装置、2是真空系统、3是加料系统、4是低中温加热区、5是低中温加热中频电源、5’是高温加热区中频电源、5”是超高温加热区中频电源、6是高温加热区、7是超高温加热区、8是自然冷却区、9是强制风冷区、10是高温风机及热交换器、11是强制水冷区、12是冷却水循环系统、13是出料系统、14、14’、14”是过滤系统、15是保护气体供应站、16是辅助真空系统。
具体实施方式
对照附图，加料系统3与螺旋推进装置1的一端相接，螺旋推进装置1的另一端接在炉体的一端，在炉体内依次设低中温加热区4、高温加热区6、超高温加热区7、自然冷却区8、强制风冷区9、强制水冷区11，在低中温加热区4、高温加热区6、超高温加热区7出口处和入口处分别对应设有过滤系统14、过滤系统14’、过滤系统14”和低中温加热中频电源5、高温加热中频电源5’、超高温加热中频电源5”，所述的低中温加热中频电源5是从常温加热至1500℃，高温加热中频电源5’是加热自1500℃至2200℃，超高温加热中频电源5”是加热自2200℃至3050℃。强制风冷区9的另一个进/出口与高温风机及热交换器10的出/进口相接，强制水冷区11出口端接出料系统13的进口端，出料装置13设辅助真空系统16，强制水冷区11的另一进/出口接冷却水循环装置12出/进口相接。
所述的螺旋推进装置1采用螺旋推进器，推进石墨粉的速度可调，实现连续生产。真空系统2由2X-70机械真空泵。ZJP-600罗茨真空泵和若干真空阀门组成，保证成套提纯设备在真空状态下运行。加料系统3由加料仓、储料仓、2X-30机械真空泵及阀门组成，实现真空连续加料又隔绝空气进入的目的。低中温加热区4由二套中频加热电源、石墨管、保温层和感应加热线圈组成。在每个石墨管上部都有若干个排气孔，保证石墨粉在低中温加热区内低熔点物质的排放。中频电源整套设备由捌套中频电源组成，每套中频电源与相应的测温装置和感应线圈组成闭路控制系统。实现每个加热区温度程序控制。高温加热区6由三套中频加热电源、石墨管、保温层和感应加热线圈组成。在每个石墨管上部都有若干个排气孔，保证石墨粉在高温加热区内高熔点物质的排放。超高温加热区7由三套中频加热电源、石墨管、保温层和感应加热线圈组成。在每个石墨管上部都有若干个排气孔，保证石墨粉在超高温加热区内超高熔点物质的排放。自然冷却区8由石墨管和两个水冷隔板组成，将加热区自然冷却区和强制风冷区隔开。强制风冷区9由六个风冷筒和外部开槽的石墨筒组成，当石墨管内部石墨粉通过时温度迅速下降。高温风机及热交换器10中的风冷系统由二台15KW高温风机、二台热交换器、风冷管道和阀门组成，为强制风冷区提供足够的循环冷却风。强制水冷区11由三段不锈钢双层水冷套组成，使石墨粉直接冷却。冷却水循环系统12由管道和若干阀门组成.保证设备获得足够的冷却循环用水。出料系统13由全封闭出料仓、成品料罐、2X-30机械真空泵和若干阀门组成，经提纯处理过的石墨粉连续不断产出。过滤系统14、14’、14”共三套，每套有二组，共六组，每组分别由若干过滤罐、若干阀门、水泵和水环真空泵组成，实现各加热区顺畅排出杂质，保证排放的气体达到环保要求。
生产过程依次分为A、起动设备前检查水冷系统、风冷系统、真空系统、保护气体装置、供电系统、中频加热系统等各部位应处在正常待机状态。
B、打开水冷系统向各需要冷却部位供水，起动真空系统2中的真空泵，对炉体抽真空，当炉内压强低于5Pa时关闭真空泵，向炉内充惰性气体至10000Pa。
C、起动中频电源5、5’、5”加热，按事先设定的温度，控制各区段的温度。
D、打开加料系统3中的加料仓，向加料仓加料，装料完成后关闭加料仓盖，抽真空，通入氩气至10000Pa。打开加料仓与储料仓之间的阀门，将加料仓的料导入储料仓内，完成后关闭两仓之间的阀门，加料仓可继续进行前面的装料工作。
E、起动螺旋推进装置3，储料仓内的炉料将不间断地被推进炉内石墨管中，并先后通过中低温加热区4、高温加热区6、超高温加热区7、自然冷却区8、强风冷区9、强制水冷区11，最后到达出料区装罐。
F、炉料通过加热区时，不同的物质将在不同的温区内挥发，如在800℃前水份全部挥发掉，1500～2200℃时，大量的SiO2、Al2O3排出，2200～3050℃单质的Si、Fe、Al等排出。
在不同的温度区段都有固定的烟道与过滤器相连，收集挥发出的物质。
权利要求1.真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备，其特征是加料系统(3)与螺旋推进装置(1)的一端相接，螺旋推进装置(1)的另一端接在炉体的一端，在炉体内依次设低中温加热区(4)、高温加热区(6)、超高温加热区(7)、自然冷却区(8)、强制风冷区(9)、强制水冷区(11)，在低中温加热区(4)、高温加热区(6)、超高温加热区(7)的出口处和入口处分别对应设有过滤系统(14)、过滤系统(14’)、过滤系统(14”)和低中温加热中频电源(5)、高温加热中频电源(5’)、超高温加热中频电源(5”)，在自然冷却区(8)设真空系统(2)，强制风冷区(9)的进气口接保护气体供应站(15)，强制风冷区(9)的另一个进/出口与高温风机及热交换器(10)的出/进口相接，强制水冷区(11)出口端接出料系统(13)的进口端，出料装置(13)设辅助真空系统(16)，强制水冷区(11)的另一进/出口接冷却水循环装置(12)的出/进口相接。
2.根据权利要求1所述的真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备，其特征是低中温加热中频电源(5)是加热自常温至1500℃，高温加热中频电源(5’)是加热自1500℃至2200℃，超高温加热中频电源(5”)是加热自2200℃至3050℃。
3.根据权利要求1所述的真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备，其特征是加料系统(3)分加料仓和储料仓，并且各设有阀门。
4.根据权利要求1所述的真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备，其特征是低中温加热区(4)、高温加热区(6)、超高温加热区(7)分别设石墨管保温层和感应加热线圈，并在每个石墨管上部都有若干个排气孔。
5.根据权利要求1所述的真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备，其特征是中频电源的整套设备有捌套中频电源，每套中频电源与相应的测温装置和感应线圈组成闭路控制系统。
6.根据权利要求1所述的真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备，其特征是自然冷却区(8)中设石墨管和两个水冷隔板。
7.根据权利要求1所述的真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备，其特征是强制风冷区(9)有由六个风冷筒和石墨筒。
8.根据权利要求1所述的真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备，其特征是风强制水冷区(11)是三段不锈钢双层水冷套。
9.根据权利要求1所述的真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备，其特征是出料系统(13)设全封闭出料仓、成品料罐和若干阀门。
10.根据权利要求1所述的真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备，其特征是过滤系统(14)、(14’)、(14”)各二组，共六组，每组设过滤罐.阀门、水泵和水环真空泵。
专利摘要本实用新型是真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备，其结构是加料系统与螺旋推进装置的一端相接，螺旋推进装置的另一端接在炉体的一端，在炉体内设三个加热区共有三套(六组)过滤系统。成套设备用三个水冷隔板将加热区，自然冷却区，强制风冷区，强制水冷区四部分隔开。成套设备共用一套真空系统。强制水冷区接出料系统的进口端，出料系统有辅助真空系统排出收料罐内的空气，达到真空包装的目的。优点整个生产过程是在全封闭、真空状态下进行，改善了工人的劳动条件，连续生产，产量高、生产成本低，排放物符合环保要求。由于通过过滤器排出的物质是在真空、高温下蒸发冷却凝固后收集起来的，是纳米级的物质，有进一步利用延伸的价值。
文档编号C01B31/04GK2690373SQ200420026558
公开日2005年4月6日 申请日期2004年4月26日 优先权日2004年4月26日
发明者马福伦, 朱兴发 申请人:朱兴发