一种高抗拉性能的碳纤维复合材料的制作方法

本发明涉及一种复合材料，特别涉及一种高抗拉性能的碳纤维复合材料。

背景技术：

碳纤维，是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料，具有质量轻强度高的特点，被广泛应用于国防和民用重要领域；碳纤维不仅具有本征特性，还兼备纺织纤维的柔软可加工性，并且其轴向强度和模量高、密度低、比性能高。碳纤维按性能的不同分类可以将碳纤维主要分为：高强度、高模量碳纤维、离子交换碳纤维和活性碳纤维；按照原料的不同可以将碳纤维分为沥青基、黏胶基、聚丙烯腈基及木质素基碳纤维四大类。

由碳纤维制备得到的碳纤维布具有很好物理力学性，常用来钢筋混凝土结构的加固修补，它具有施工便捷，没有湿作业，不需大型施工机具，无需现场固定设施，施工工期短，它具有良好的耐久性和耐腐蚀性，可广泛用于各种类型和形状的混凝土结构的加固修补，且不改变结构形状以及不影响结构外观。然而目前常用的碳纤维布均采用经、纬纺织工艺，再进行涂胶，工艺繁杂，成本高，更值得重视的是碳纤维丝由于线径极短，在纺织过程中经、纬碳纤维走向弯曲、折编，严重影响了碳纤维丝的抗拉强度，阻碍碳纤维布的应用前景。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提出了一种高抗拉性能的碳纤维复合材料，具有优异的物理力学性能，抗拉强度高于普通钢10-15倍。

具体的技术方案如下：

一种高抗拉性能的碳纤维复合材料，由至少两层碳纤维布压制而成，碳纤维布的制备方法为：

（1）制备碳纤维丝

①按质量百分比计将12-18%的聚丙烯腈、3-6%聚氧化乙烯、1-3%乙醇、0.05-0.8%丙三醇和余量的水混合均匀后得到纺丝溶液；

②将纺丝溶液注入静电纺丝机中纺丝得到聚丙烯腈原丝；

③将聚丙烯腈原丝送入预氧化炉制得预氧化纤维；

④将预氧化纤维送入炭化炉中，经过高温炭化处理后制得碳纤维丝，炭化温度为1000-1200℃；

⑤将碳纤维丝绞织成碳纤维丝束初坯；

（2）碳纤维丝束的表面处理

①将碳纤维丝束初坯浸润在上浆剂中，上浆剂的温度为25-35℃；

②通过干燥设备对上浆后的碳纤维丝束初坯进行干燥，收卷后得到碳纤维丝束成品；

（3）将碳纤维丝束成品经纬交织的即可得到碳纤维布。

进一步的，相邻的两层碳纤维布之间涂覆一层厚度为0.02-0.5mm的粘接剂，粘接剂按质量份数计由：45-56份水性环氧树脂、5-16份苯氧树脂、2-5份抗氧剂1010、6-12份二氧化钛、4-10份氧化钙、12-18份丙酮和3-9份硅酸钠混合制备而成。

进一步的，上浆剂按质量份数计由氧化石墨烯2-8份、丙三醇10-16份、水性聚氨酯树脂60-80份、n，n二甲基甲酰胺22-28份、op-10乳化剂3-10份和对苯二胺5-8份混合制备而成。

进一步的，步骤（2）中的碳纤维丝束通过表面处理设备进行上浆和干燥处理；

表面处理设置包括送料辊、收料辊、上浆设备和干燥设备，上浆设备和干燥设置设置在送料辊和收料辊之间；

上浆设备包括上浆槽，上浆槽中可转动的设有上浆压辊，上浆槽中设有上浆剂；

绕设在送料辊上的碳纤维丝束自下方绕过上浆压辊，使碳纤维丝束浸润在上浆剂中，再经过干燥设备的干燥后由收料辊进行收卷；

干燥设备包括干燥设备壳体，干燥设备壳体中设有干燥腔，干燥腔中可转动的设有第一换向辊、第二换向辊、第三换向辊、第四换向辊、第五换向辊、第六换向辊、第一干燥组件、第二干燥组件、第三干燥组件和第四干燥组件；

第二换向辊在竖直方向设置在第一换向辊的正下方，第三换向辊在竖直方向设置在第二换向辊的下方、且在水平方向位于第二换向辊的左侧，第四换向辊在竖直方向设置在第三换向辊的正下方，第五换向辊在水平方向位于第二换向辊的右侧、且在竖直方向与第四换向辊位于同一水平面上，第六换向辊在水平方向设置在第五换向辊的右侧、且在竖直方向位于第二换向辊和第五换向辊之间；

第三干燥组件和第四干燥组件在水平方向设置在第五换向辊和第六换向辊之间，第三干燥组件在竖直方向上位于第四干燥组件的上方；

第一干燥组件在水平方向上设置在第一换向辊和第二换向辊的左侧，第二干燥组件在水平方向上设置在第三换向辊和第四换向辊的右侧、且位于第五换向辊的左侧；

上浆后的碳纤维丝束经过干燥设备壳体的进口进入干燥腔中，上浆后的碳纤维丝束的绕设方法为：①自左侧绕过第一换向辊、垂直向下延伸的经过第二换向辊；②向左侧延伸的绕过第三换向辊，再垂直向下的延伸经过第四换向辊；③向右侧延伸的绕过第五换向辊后，向上延伸的绕过第三干燥组件，再向下延伸的绕过第四干燥组件；④向上延伸的绕过第六换向辊后，向右侧延伸的经过干燥设备壳体的出口离开干燥腔；

第一干燥组件和第二干燥组件分别设置在两端碳纤维丝束之间。

进一步的，第一干燥组件和第二干燥组件均包括第一内辊体，第一内辊体中设有第一空腔，第一内辊体的外壁上焊接固定一圈第一外辊体，第一外辊体和第一内辊体之间形成隔热腔；

第一内辊体和第一外辊体之间贯穿的设有多组呈圆环状布设在第一外辊体的外壁上的通气组件；

每组通气组件均包括多个沿第一外辊体轴线方向布设的通气管，通气管的一端设有外螺纹，通气管的外螺纹端自外向内穿过第一内辊体和第一外辊体、通过螺纹配合的固定在内螺纹套中，通气管的外螺纹端与第一空腔相连通，内螺纹套固定在第一内辊体上；

通气管位于第一外辊体外部的管端上设有管帽，管帽中设有缓冲腔，缓冲腔的顶部为向外凸出的球冠形结构、其上设有多个第一通气孔；

通气管焊接固定在管帽上、且与缓冲腔相连通；

第一内辊体的两端分别设有第一支承轴和第二支承轴，第一支承轴穿过干燥设备壳体与第一齿轮固定连接，第一干燥组件和第二干燥组件的第一齿轮之间通过第一链条相连接，第二干燥组件的第一齿轮上同轴的固定一个第二齿轮，第二齿轮通过第二链条与固定在第一电机上的第三齿轮相连接，第一电机转动带动第一干燥组件和第二干燥组件同时进行顺时针转动；

第二支承轴穿过干燥设备壳体、并插入式的设有一个第一导入管，第一导入管与第一空腔相连接，第一导入管上可转动的设有第一管盖；

第一干燥组件和第二干燥组件的管盖分别通过第一管道与热气泵相连接，通过热气泵向第一空腔中通入温度为110-130℃的热风。

进一步的，第三干燥组件和第四干燥组件均包括第三辊体，第三辊体中设有第二空腔，第三辊体的两端分别设有第三支承轴和第四支承轴，第三支承轴穿过干燥设备壳体与第四齿轮固定连接，第四齿轮通过第三链条与固定在第二电机上的第五齿轮相连接，两个第二电机转动分别带动第三干燥组件和第四干燥组件同时进行顺时针转动；

第四支承轴穿过干燥设备壳体，第三支承轴和第四支承轴插入式的设有一个第二导入管，第二导入管与第二空腔相连接，第二导入管上可转动的设有第二管盖；

第三干燥组件和第四干燥组件的两个管盖分别通过第二管道与热水箱相连接，第二管道上还连接有水泵，通过水泵将热水箱中温度为80-100℃的热水循环的注入第二空腔中。

进一步的，管帽的缓冲腔中设有缓冲板，缓冲板上设有多个第二通气孔，第二通气孔包括第二外通气孔和第二内通气孔，第二外通气孔为外大内小的圆台形结构，第二内通气孔为圆柱体结构，第二内通气孔的孔径与第二外通气孔的最小孔径相同。

进一步的，缓冲板固定在缓冲结构上，缓冲结构包括上压环、下压环和导向杆，上压环和下压环均固定在缓冲腔的内壁上，上压环设置在下压环的下方，上压环和下压环之间设有多个导向杆，缓冲板设置在上压环和下压环之间，导向杆穿过缓冲板，每个导向杆上均分别套设第一弹簧和第二弹簧，第一弹簧压设在上压环和缓冲板之间，第二弹簧压设在缓冲板和下压环之间。

进一步的，通气管的外壁上套设密封环。

进一步的，干燥设备壳体的底部设有第一出口，干燥设备壳体的顶部设有第一进口，第一出口和第一进口之间通过第三管道相连接，第三管道上设有气泵和过滤机构；

过滤机构包括过滤机构壳体，过滤机构壳体中填充活性炭粉末和纳米纤维的混合物，活性炭粉末和纳米纤维的重量份数比为5:2；

气泵将干燥腔中的潮湿的空气抽出，经过过滤机构过滤和干燥后，重新注入干燥腔中。

干燥设备的控制方法为：

（1）上浆后的碳纤维丝束经过进口进入干燥腔中，先通过旋转中的第一干燥组件和第二干燥组件吹出的热气对其内外两面进行初步干燥；

（2）初步干燥后的碳纤维丝束，再经过第三干燥组件和第四干燥组件的贴合干燥后，自出口移出干燥腔即可。

本发明的有益效果为：

（1）本发明制备得到的碳纤维复合材料具有优异的物理力学性能，抗拉强度高于普通钢10-15倍

（2）本发明的干燥设备用于对上浆后的碳纤维丝束进行干燥，提高了干燥效率，能够有效防止碳纤维丝束在干燥过程中受到损伤。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

图2为表面处理设备结构图。

图3为干燥设备剖视图。

图4为第一干燥组件和第二干燥组件部分剖视图。

图5为第三干燥组件/第四干燥组件剖视图。

图6为通气管俯视图。

图7为缓冲板剖视图。

图8为废气处理设备俯视图。

图9为混合设备剖视图。

图10为混合设备侧视图。

图11为燃烧设备剖视图。

图12为冷却设备剖视图。

附图标记

干燥设备壳体1、干燥腔2、第一换向辊3、第二换向辊4、第三换向辊5、第四换向辊6、第五换向辊7、第六换向辊8、第一干燥组件9、第二干燥组件10、第三干燥组件11、第四干燥组件12、上浆后的碳纤维丝束13、第一内辊体14、第一空腔15、第一外辊体16、隔热腔17、通气管18、内螺纹套19、管帽20、缓冲腔21、第一通气孔22、第一支承轴23、第二支承轴24、第一齿轮25、第一链条26、第二齿轮27、第一电机28、第三齿轮29、第一导入管30、第一管盖31、第一管道32、热气泵33、第三辊体34、第二空腔35、第三支承轴36、第四支承轴37、第四齿轮38、第二电机39、第五齿轮40、第二导入管41、第二管盖42、第二管道43、热水箱44、水泵45、缓冲板46、第二通气孔47、第二外通气孔48、第二内通气孔49、缓冲结构50、上压环51、下压环52、导向杆53、第一弹簧54、第二弹簧55、密封环56、第一出口57、第一进口58、第三管道59、气泵60、过滤机构61、送料辊62、收料辊63、上浆设备64、干燥设备65、上浆槽66、上浆压辊67；

混合设备71、燃烧设备72、冷却设备73、除尘设备74、混合腔75、第一进气口76、第一出气口77、第一混合辊78、第二混合辊79、第三混合辊710、螺旋叶片711、第一齿轮712、第四链条713、第二齿轮714、第五链条715、第一电机716、第三齿轮717、燃烧腔718、第二进气口719、第二出气口720、燃烧器721、空气补充管722、第一挡板723、第二挡板724、第四齿轮725、第二电机726、第五齿轮727、第六齿轮728、第三电机729、第七齿轮730、冷却腔731、第三进气口732、第三出气口733、第一分隔板734、第二分隔板735、冷却通道736、第四管道737、第五管道738、第六管道739、风机740、电磁阀741、转动组件742、转辊743、转板744、门板745。

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。

实施例一

一种高抗拉性能的碳纤维复合材料，由至少两层碳纤维布压制而成，碳纤维布的制备方法为：

（1）制备碳纤维丝

①按质量百分比计将15%的聚丙烯腈、4%聚氧化乙烯、2%乙醇、0.5%丙三醇和余量的水混合均匀后得到纺丝溶液；

②将纺丝溶液注入静电纺丝机中纺丝得到聚丙烯腈原丝；

③将聚丙烯腈原丝送入预氧化炉制得预氧化纤维；

④将预氧化纤维送入炭化炉中，经过高温炭化处理后制得碳纤维丝，炭化温度为1100℃；

⑤将碳纤维丝绞织成碳纤维丝束初坯；

（2）碳纤维丝束的表面处理

①将碳纤维丝束初坯浸润在上浆剂中，上浆剂的温度为30℃；

②通过干燥设备对上浆后的碳纤维丝束初坯进行干燥，收卷后得到碳纤维丝束成品；

（3）将碳纤维丝束成品经纬交织的即可得到碳纤维布。

进一步的，相邻的两层碳纤维布之间涂覆一层厚度为0.2mm的粘接剂，粘接剂按质量份数计由：50份水性环氧树脂、12份苯氧树脂、3份抗氧剂1010、8份二氧化钛、7份氧化钙、15份丙酮和6份硅酸钠混合制备而成。

进一步的，上浆剂按质量份数计由氧化石墨烯5份、丙三醇13份、水性聚氨酯树脂70份、n，n二甲基甲酰胺25份、op-10乳化剂7份和对苯二胺6份混合制备而成。

进一步的，步骤（2）中的碳纤维丝束通过表面处理设备进行上浆和干燥处理；

表面处理设置包括送料辊62、收料辊63、上浆设备64和干燥设备65，上浆设备和干燥设置设置在送料辊和收料辊之间；

上浆设备包括上浆槽66，上浆槽中可转动的设有上浆压辊67，上浆槽中设有上浆剂；

绕设在送料辊上的碳纤维丝束自下方绕过上浆压辊，使碳纤维丝束浸润在上浆剂中，再经过干燥设备的干燥后由收料辊进行收卷；

干燥设备包括干燥设备壳体1，干燥设备壳体中设有干燥腔2，干燥腔中可转动的设有第一换向辊3、第二换向辊4、第三换向辊5、第四换向辊6、第五换向辊7、第六换向辊8、第一干燥组件9、第二干燥组件10、第三干燥组件11和第四干燥组件12；

第二换向辊在竖直方向设置在第一换向辊的正下方，第三换向辊在竖直方向设置在第二换向辊的下方、且在水平方向位于第二换向辊的左侧，第四换向辊在竖直方向设置在第三换向辊的正下方，第五换向辊在水平方向位于第二换向辊的右侧、且在竖直方向与第四换向辊位于同一水平面上，第六换向辊在水平方向设置在第五换向辊的右侧、且在竖直方向位于第二换向辊和第五换向辊之间；

第三干燥组件和第四干燥组件在水平方向设置在第五换向辊和第六换向辊之间，第三干燥组件在竖直方向上位于第四干燥组件的上方；

第一干燥组件在水平方向上设置在第一换向辊和第二换向辊的左侧，第二干燥组件在水平方向上设置在第三换向辊和第四换向辊的右侧、且位于第五换向辊的左侧；

上浆后的碳纤维丝束13经过干燥设备壳体的进口进入干燥腔中，上浆后的碳纤维丝束的绕设方法为：①自左侧绕过第一换向辊、垂直向下延伸的经过第二换向辊；②向左侧延伸的绕过第三换向辊，再垂直向下的延伸经过第四换向辊；③向右侧延伸的绕过第五换向辊后，向上延伸的绕过第三干燥组件，再向下延伸的绕过第四干燥组件；④向上延伸的绕过第六换向辊后，向右侧延伸的经过干燥设备壳体的出口离开干燥腔；

第一干燥组件和第二干燥组件分别设置在两端碳纤维丝束之间。

进一步的，第一干燥组件和第二干燥组件均包括第一内辊体14，第一内辊体中设有第一空腔15，第一内辊体的外壁上焊接固定一圈第一外辊体16，第一外辊体和第一内辊体之间形成隔热腔17；

第一内辊体和第一外辊体之间贯穿的设有多组呈圆环状布设在第一外辊体的外壁上的通气组件；

每组通气组件均包括多个沿第一外辊体轴线方向布设的通气管18，通气管的一端设有外螺纹，通气管的外螺纹端自外向内穿过第一内辊体和第一外辊体、通过螺纹配合的固定在内螺纹套19中，通气管的外螺纹端与第一空腔相连通，内螺纹套固定在第一内辊体上；

通气管位于第一外辊体外部的管端上设有管帽20，管帽中设有缓冲腔21，缓冲腔的顶部为向外凸出的球冠形结构、其上设有多个第一通气孔22；

通气管焊接固定在管帽上、且与缓冲腔相连通；

第一内辊体的两端分别设有第一支承轴23和第二支承轴24，第一支承轴穿过干燥设备壳体与第一齿轮25固定连接，第一干燥组件和第二干燥组件的第一齿轮之间通过第一链条26相连接，第二干燥组件的第一齿轮上同轴的固定一个第二齿轮27，第二齿轮通过第二链条与固定在第一电机28上的第三齿轮29相连接，第一电机转动带动第一干燥组件和第二干燥组件同时进行顺时针转动；

第二支承轴穿过干燥设备壳体、并插入式的设有一个第一导入管30，第一导入管与第一空腔相连接，第一导入管上可转动的设有第一管盖31；

第一干燥组件和第二干燥组件的管盖分别通过第一管道32与热气泵33相连接，通过热气泵向第一空腔中通入温度为110-130℃的热风。

进一步的，第三干燥组件和第四干燥组件均包括第三辊体34，第三辊体中设有第二空腔35，第三辊体的两端分别设有第三支承轴36和第四支承轴37，第三支承轴穿过干燥设备壳体与第四齿轮38固定连接，第四齿轮通过第三链条与固定在第二电机39上的第五齿轮40相连接，两个第二电机转动分别带动第三干燥组件和第四干燥组件同时进行顺时针转动；

第四支承轴穿过干燥设备壳体，第三支承轴和第四支承轴中插入式的设有一个第二导入管41，第二导入管与第二空腔相连接，第二导入管上可转动的设有第二管盖42；

第三干燥组件和第四干燥组件的两个管盖分别通过第二管道43与热水箱44相连接，第二管道上还连接有水泵45，通过水泵将热水箱中温度为80-100℃的热水循环的注入第二空腔中。

进一步的，管帽的缓冲腔中设有缓冲板46，缓冲板上设有多个第二通气孔47，第二通气孔包括第二外通气孔48和第二内通气孔49，第二外通气孔为外大内小的圆台形结构，第二内通气孔为圆柱体结构，第二内通气孔的孔径与第二外通气孔的最小孔径相同。

进一步的，缓冲板固定在缓冲结构50上，缓冲结构包括上压环51、下压环52和导向杆53，上压环和下压环均固定在缓冲腔的内壁上，上压环设置在下压环的下方，上压环和下压环之间设有多个导向杆，缓冲板设置在上压环和下压环之间，导向杆穿过缓冲板，每个导向杆上均分别套设第一弹簧54和第二弹簧55，第一弹簧压设在上压环和缓冲板之间，第二弹簧压设在缓冲板和下压环之间。

进一步的，通气管的外壁上套设密封环56。

进一步的，干燥设备壳体的底部设有第一出口57，干燥设备壳体的顶部设有第一进口58，第一出口和第一进口之间通过第三管道59相连接，第三管道上设有气泵60和过滤机构61；

过滤机构包括过滤机构壳体，过滤机构壳体中填充活性炭粉末和纳米纤维的混合物，活性炭粉末和纳米纤维的重量份数比为5:2；

气泵将干燥腔中的潮湿的空气抽出，经过过滤机构过滤和干燥后，重新注入干燥腔中。

本发明的控制方法为：

（1）上浆后的碳纤维丝束经过进口进入干燥腔中，先通过旋转中的第一干燥组件和第二干燥组件吹出的热气对其内外两面进行初步干燥；

（2）初步干燥后的碳纤维丝束，再经过第三干燥组件和第四干燥组件的贴合干燥后，自出口移出干燥腔即可。

实施例二

一种高抗拉性能的碳纤维复合材料，由至少两层碳纤维布压制而成，碳纤维布的制备方法为：

（1）制备碳纤维丝

①按质量百分比计将12%的聚丙烯腈、6%聚氧化乙烯、1%乙醇、0.3%丙三醇和余量的水混合均匀后得到纺丝溶液；

②将纺丝溶液注入静电纺丝机中纺丝得到聚丙烯腈原丝；

③将聚丙烯腈原丝送入预氧化炉制得预氧化纤维；

④将预氧化纤维送入炭化炉中，经过高温炭化处理后制得碳纤维丝，炭化温度为1100℃；

⑤将碳纤维丝绞织成碳纤维丝束初坯；

（2）碳纤维丝束的表面处理

①将碳纤维丝束初坯浸润在上浆剂中，上浆剂的温度为30℃；

②通过干燥设备对上浆后的碳纤维丝束初坯进行干燥，收卷后得到碳纤维丝束成品；

（3）将碳纤维丝束成品经纬交织的即可得到碳纤维布。

进一步的，相邻的两层碳纤维布之间涂覆一层厚度为0.3mm的粘接剂，粘接剂按质量份数计由：45份水性环氧树脂、5份苯氧树脂、2份抗氧剂1010、6份二氧化钛、4份氧化钙、12份丙酮和3份硅酸钠混合制备而成。

进一步的，上浆剂按质量份数计由氧化石墨烯2份、丙三醇10份、水性聚氨酯树脂60份、n，n二甲基甲酰胺22份、op-10乳化剂3份和对苯二胺5份混合制备而成。

实施例三

一种高抗拉性能的碳纤维复合材料，由至少两层碳纤维布压制而成，碳纤维布的制备方法为：

（1）制备碳纤维丝

①按质量百分比计将18%的聚丙烯腈、3%聚氧化乙烯、3%乙醇、0.8%丙三醇和余量的水混合均匀后得到纺丝溶液；

②将纺丝溶液注入静电纺丝机中纺丝得到聚丙烯腈原丝；

③将聚丙烯腈原丝送入预氧化炉制得预氧化纤维；

④将预氧化纤维送入炭化炉中，经过高温炭化处理后制得碳纤维丝，炭化温度为1200℃；

⑤将碳纤维丝绞织成碳纤维丝束初坯；

（2）碳纤维丝束的表面处理

①将碳纤维丝束初坯浸润在上浆剂中，上浆剂的温度为35℃；

②通过干燥设备对上浆后的碳纤维丝束初坯进行干燥，收卷后得到碳纤维丝束成品；

（3）将碳纤维丝束成品经纬交织的即可得到碳纤维布。

进一步的，相邻的两层碳纤维布之间涂覆一层厚度为0.5mm的粘接剂，粘接剂按质量份数计由：56份水性环氧树脂、16份苯氧树脂、5份抗氧剂1010、12份二氧化钛、10份氧化钙、18份丙酮和9份硅酸钠混合制备而成。

进一步的，上浆剂按质量份数计由氧化石墨烯8份、丙三醇16份、水性聚氨酯树脂80份、n，n二甲基甲酰胺28份、op-10乳化剂10份和对苯二胺8份混合制备而成。

在本发明的实施例一、实施例二、实施例三中，制备碳纤维丝的预氧化炉和炭化炉的生产过程中均会产生废气，废气通过废气处理设备加以处理；

废气处理设备包括包括混合设备71、燃烧设备72、冷却设备73和除尘设备74；

混合设备包括混合腔75，混合腔的两个相对的侧壁上分别设有一个第一进气口76，混合腔的另外一个侧壁上设有一个第一出气口77，第一出气口位于混合腔的顶部；

混合腔中自上而下依次设有第一混合辊78、第二混合辊79和第三混合辊710，第一混合辊、第二混合辊和第三混合辊上均设有螺旋叶片711，第一混合辊和第三混合辊的螺旋叶片的螺旋方向相同，第一混合辊和第二混合辊的螺旋叶片的螺旋方向相反；

第一混合辊、第二混合辊和第三混合辊分别通过两个支撑轴可转动的固定在混合腔中，第一混合辊、第二混合辊和第三混合辊位于同一侧的支撑轴穿过混合腔固定一个第一齿轮712，三个第一齿轮之间通过第四链条713加以连接，第三混合辊的支撑轴上还固定一个第二齿轮714，第二齿轮通过第五链条715与固定在第一电机716上的第三齿轮717相啮合，第一电机转动带动第一混合辊、第二混合辊和第三混合辊同时在混合腔中进行转动；

燃烧设备包括燃烧腔718，燃烧腔的两个相对的侧壁上分别设有第二进气口719和第二出气口720，燃烧腔的顶部设有燃烧器721和空气补充管722，燃烧器接近第二进气口设置；

燃烧腔中还设有第一挡板723和第二挡板724；

第一挡板通过第一转轴可转动的固定在燃烧腔中，第一转轴的一端穿过燃烧腔固定一个第四齿轮725，第四齿轮与固定在第二电机726上的第五齿轮727相啮合，第二电机带动第一挡板旋转，当第一挡板处于水平状态时，第一挡板与燃烧腔过渡配合；

第二挡板通过第二转轴可转动的固定在燃烧腔中，第二转轴的一端穿过燃烧腔固定一个第六齿轮728，第六齿轮与固定在第三电机729上的第七齿轮730相啮合，第三电机带动第二挡板旋转，当第二挡板处于水平状态时，第二挡板与燃烧腔过渡配合；

冷却设备包括冷却腔731，冷却腔的两个相对的侧壁上分别设有第三进气口732和第三出气口733，第三进气口位于冷却腔的顶部，第三出气口位于冷却腔的底部，冷却腔中交替的设有第一分隔板734和第二分隔板735，第一分隔板和第二分隔板的宽度均小于冷却腔的宽度，第一分隔板和第二分隔板水平设置，第一分隔板固定在设有第三进气口的内侧壁上，第二分隔板固定在设有第三出气口的内侧壁上；

第一分隔板和第二分隔板将冷却腔中分隔成s形的冷却通道736，第三进气口与冷却通道的进气端相连通，第三出气口与冷却通道的出气端相连通；

除尘设备为布袋除尘器；

混合设备的两个第一进气口分别与预氧化炉和炭化炉相连接，混合设备的第一出气口通过第四管道737与燃烧设备的第二进气口相连通，燃烧设备的第二出气口通过第五管道738与冷却设备的第三进气口相连通，冷却设备的第三出气口通过第六管道739与除尘设备相连接。

进一步的，第五管道上设有风机740。

进一步的，第四管道、第五管道和第六管道上分别设有电磁阀741。

进一步的，冷却设备的冷却通道中，冷却通道的每个拐角处均设有一个转动组件742，转动组件包括转辊743，转辊上均匀设有多个转板744，转板为不锈钢网板，转轴通过第四电机控制转动。

进一步的，燃烧腔的侧壁上设有门板745，门板位于第二挡板的下方。

废气处理设备的控制方法为：

（1）预氧化炉和炭化炉生产过程中产生的废气分别通过两个第一进气口进入混合设备中，在混合腔中，经过第一混合辊、第二混合辊和第三混合辊的充分混合后，通过第四管道进入燃烧设备中；

（2）进入燃烧设备中的废气经过燃烧后，通过第五管道进入冷却设备中；燃烧过程中产生的沉积物先积攒在第一挡板上，每间隔1h旋转一次第一挡板，将第一挡板上的沉积物转移至第二挡板上，每隔3h旋转一次第二挡板，将积累在第二挡板上的沉积物转移至燃烧腔的底部，最后可通过打开门板取出沉积物；当第一挡板和第二挡板的旋转时间点重合时，第二挡板此次不旋转；

（3）燃烧后的高温气体自第三进气口进入冷却腔中，经过冷却通道的自然冷却后，再通过第三出气口进入布袋除尘器中进行除尘操作后，即可排出。