一种碳纤维生产用氧化炉空气净化系统的制作方法

1.本实用新型涉及净化系统领域，更具体地说，涉及一种碳纤维生产用氧化炉空气净化系统。


背景技术：

2.预氧化炉中进行的预氧化过程在碳纤维生产中起着连接原丝和碳纤维之间转变的“桥梁”作用，对碳纤维结构及性能有重要影响。预氧化是一个热引发和热加速的过程，油剂可以起到保护原丝，防止出现融并丝和毛断丝等作用。目前有机硅及其改性油剂因良好的隔热性、分纤性和低残留等性能而得以广泛应用。
3.以高性能碳纤维规模化和低成本化趋势为导向，碳纤维生产效率逐步提升，而有机硅油剂的pan原丝在预氧化炉中产生的硅粉积聚导致生产线被动停车清理周期缩短问题也日益突显。目前，一方面可以开发高醇化合物等不含硅油的新型油剂来规避该问题，另一方面也需要针对性解决硅系油剂带来的预氧化炉粉尘污染问题。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种碳纤维生产用氧化炉空气净化系统，本实用新型可以实现对氧化炉内的微米级过滤，尤其适用于硅系油剂的pan原丝在预氧化炉中的空气净化。本实用新型具有节能、高效和大幅延长氧化炉清理周期等优点。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种碳纤维生产用氧化炉空气净化系统，包括热交换管道，所述的热交换管道包括由内到外依次为高热排风管道、预热管道、保温层，高热排风管道两端分别设置吸风管、送风管、水冷单元、净化风机和加热器，其中，吸风管、送风管、加热器均设置在热交换管道的一端，水冷单元、净化风机设置在热交换管道的另一端，气体在氧化炉空气净化系统的流通方向为：经吸风管、排风管道、水冷单元、净化风机、预热管道、加热器和送风管后回流到氧化炉。
7.优选地，吸风管和送风管材质均为不锈钢，长度与氧化炉有效加热长度相同或略短约10％，管道内最大风速≤10m/s。
8.优选地，采用热交换管道为三层式结构，里层为高热排风管道，中间层为净化后预热管道，外层为保温层；里层和中间层管道材质均为不锈钢。
9.优选地，高热排风出口段为“t”型结构，下口为清理口，便于日常清理；上部管道呈5～15
°
夹角，可避免粉尘及焦油在顶部水平管道内积聚。
10.优选地，净化风机包含为初效、中效和高效三层过滤，1μm过滤效率最高可达99.9％。
11.优选地，水冷单元出口气体温度不高于50℃。
12.优选地，净化空气经过预热单元后，出口气体温度与预氧化炉工艺温度的温度差不超过5℃，氧化炉内有效加热区域温度差控制在
±
2℃以内。
13.本实用新型与现有技术相比，具有以下显著优点：
14.1、节能环保。本实用新型所述的净化系统采用热能收集再利用设计，热能节约30％以上；所述净化系统为全封闭设计，无外排废气，更环保。
15.2、高效。本实用新型所述的净化系统采用高效过滤单元，可实现氧化炉内微米级空气净化。
16.3、大幅延长氧化炉清理周期。本实用新型所述净化系统可对预氧化生产过程中的绝大部分粉尘进行炉外过滤清理，降低了炉内粉尘的积聚，从而大幅延长了氧化炉运行周期。
附图说明
17.图1为本实用新型的氧化炉内侧视示意图。
18.图2为本实用新型的氧化炉内a
‑
a俯视示意图。
19.图3为本实用新型的氧化炉外净化系统侧视示意图。
20.其中，吸风管为(10)、送风管为(60)、热交换管道为(21/22/23)、水冷单元为(30)、净化风机为(40)和加热器为(50)组成；风管道为(21)、预热管道为(22)、保温层为(23)。
具体实施方式
21.为了使本领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。
22.实施例
23.如图1所示，在氧化炉的附属设施一侧距地30cm和80cm各开设一个30cm*30cm尺寸的风口，底口为吸风口，顶口为送风口，其中顶口高度比炉内中间挡风板高度高约30cm。生产过程中，加热区空气经吸风管10、排风管道21、水冷单元30、净化风机40、预热管道22、加热器50和送风管60后回流到氧化炉中。其中，吸风管和送风管长度均为10m，管径34cm，管内最大风速8m/s；排风管道直径为40cm，预热管道直径为50cm，保温层23为石棉，保温层23厚度4cm；净化系统顶部管道与水平夹角为10
°
，以减少顶部管道内粉尘和焦油等副产物在顶部管道的积聚；净化风机风量为3000m3/h，最高过滤等级为h10。
24.通过在原有箱式氧化炉上增设上述空气净化系统，其氧化炉清理周期由原来的三个月延长至五～六个月。
25.上述具体实施例对本实用新型做了具体的描述，但是必须指出的是，本实用新型所包含的内容并不局限于此，在不脱离本实用新型实质范围的前提下，可以对本实用新型作出各种修改、替换和变化，这些等同形式同样属于本权利要求书的限定范围。


技术特征：
1.一种碳纤维生产用氧化炉空气净化系统，其特征在于，包括热交换管道，所述的热交换管道包括由内到外依次为高热排风管道(21)、预热管道(22)、保温层(23)，高热排风管道(21)两端分别设置吸风管(10)、送风管(60)、水冷单元(30)、净化风机(40)和加热器(50)，其中，吸风管(10)、送风管(60)、加热器(50)均设置在热交换管道的一端，水冷单元(30)、净化风机(40)设置在热交换管道的另一端，气体在氧化炉空气净化系统的流通方向为：经吸风管(10)、排风管道(21)、水冷单元(30)、净化风机(40)、预热管道(22)、加热器(50)和送风管(60)后回流到氧化炉。2.根据权利要求1所述的碳纤维生产用氧化炉空气净化系统，其特征在于，吸风管(10)和送风管(60)均为不锈钢材质，吸风管(10)长度与氧化炉有效加热长度相同，管径根据吸风量而定，管道内最大风速≤10m/s。3.根据权利要求1所述的碳纤维生产用氧化炉空气净化系统，其特征在于，热交换管道的三层式结构，里层为高热排风管道，中间层为净化后预热管道，外层为保温层；里层和中间层管道材质均为不锈钢。4.根据权利要求1所述的碳纤维生产用氧化炉空气净化系统，其特征在于：高热排风出口段为“t”型结构，下口为清理口，便于日常清理；上部管道呈5～15
°
夹角，可避免粉尘及焦油在顶部水平管道内积聚。5.根据权利要求1所述的碳纤维生产用氧化炉空气净化系统，其特征在于：净化风机具有初效、中效和高效三层过滤。6.根据权利要求1所述的碳纤维生产用氧化炉空气净化系统，其特征在于：水冷单元出口气体温度不高于50℃。7.根据权利要求1所述的碳纤维生产用氧化炉空气净化系统，其特征在于：预热管道(22)预热后的净化新鲜风，气体温度不低于预氧化炉工艺温度5℃，保证氧化炉内丝道区域温度差控制在
±
2℃以内。

技术总结
本实用新型公开一种碳纤维生产用氧化炉空气净化系统，该系统由吸风管、送风管、热交换管道、水冷单元、净化风机和加热器组成。氧化炉内空气依次经过吸风管、排风管道、水冷单元、净化风机、预热管道、加热器、送风管道、保温层。本实用新型可以实现对氧化炉内的微米级过滤，尤其适用于硅系油剂的PAN原丝在预氧化炉中的空气净化。本实用新型具有节能、高效和大幅延长氧化炉清理周期等优点。氧化炉清理周期等优点。氧化炉清理周期等优点。


技术研发人员：张国良 刘高君 郭鹏宗 孙兆鹏 裴怀周 郝小云
受保护的技术使用者：中复神鹰碳纤维股份有限公司
技术研发日：2020.11.13
技术公布日：2021/12/23