[实用新型]一种生产碳纤维的预氧化炉

说明书

技术领域

本实用新型属于一种生产碳纤维的预氧化炉。

背景技术

碳纤维是由原料纤维经预氧化、炭化后获得的。碳纤维的生产，特别是高性能碳纤维的制备，预氧化在整个生产环节中占有重要位置。氧化过程需要保证整个氧化炉腔温度场的均匀性，这样才能保证碳纤维质量的均匀性和稳定性。现有的预氧化炉多采用外热式的电阻丝加热装置，加热电阻丝设置在氧化炉各炉膛的上下层之间，由于电阻丝排布及分布在空间上的局限性，以及上下炉膛相互之间的热传导，造成其缺点耗能高，热辐射不均匀，致使炉腔内温度场的不均衡。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能耗低，炉腔内温度场均匀的生产碳纤维的预氧化炉。

本实用新型的目的是这样实现的，它是由炉体和纤维通道组成，其特征在于炉体的两水平端有纤维通道，炉体内有入口气封腔、出口气封腔和反应腔，反应腔位于入口气封腔和出口气封腔之间，反应腔上方有送风缓冲腔，反应腔与送风缓冲腔之间有多孔板，送风缓冲腔之上有送风腔，送风缓冲腔与送风腔之间有多孔板，反应腔下方有排风缓冲腔，反应腔与排风缓冲腔之间有多孔板，排风缓冲腔之下有排风腔，排风缓冲腔与排风腔之间有多孔板，在炉体顶部有送风主管道和送风支管，送风主管道与送风支管连接，送风支管与送风腔，入口气封腔和出口气封腔分别连接，在炉体底部有排风主管道和排风支管，排风主管道与排风支管连接，排风支管分别与排风腔，入口气封腔和出口气封腔连接。

如上所述的多孔板有通风孔，通风孔的开孔率为20-40％，直径3-5mm。

如上所述的送风主管道的循环热风大部分的风进行送风腔，少部分进行入口气封腔和出口气封腔。

本实用新型采用热风循环加热，热风在反应腔体内任何部位保持流速 1.5-2.0m/s。

原料纤维经过纤维通道进出反应腔并在其中往复运行，进行预氧化反应。加热到纤维反应温度的循环热风经过送风主管道和送风支管分别进入入口气封腔、送风腔和出口气封腔，大部分热风进入送风腔后被一次缓冲，再经多孔板均匀分配进入送风缓冲腔，二次缓冲后又经多孔板均匀分配进入反应腔，给原料纤维加热反应后携带反应废气又经多孔板分配，向下进入排风缓冲腔一次缓冲，之后经多孔板第四次分配进入排风腔二次缓冲，最后由排风支管和排风主管道排放。适量的热风进入入口气封腔和出口气封腔以1.5-2.0m/s的流速向下经排放支管进入排风主管道(12)排放，起到隔阻炉腔与外界环境的作用。由排风主管道排放的废气在外部系统中排掉一定比例的废气，同时补充相应比例的新风，加热后重新参加循环。

在炉口设置入口气封腔和出口气封腔，避免炉内温度向外扩散和外界环境温度变化对炉内温度的影响，保证了腔体内的温度均匀、一致。热风循环过程中排放一定比例的反应废气，同时补充相应比例的新风，以保证反应所需的氧气。

本实用新型的有益效果是，通过设置送气腔、送气缓冲腔、排气缓冲腔、排气腔和多孔板分割，保证进入和排出炉腔的气体在各个部位的压力一致，从而保证反应腔进出气体的流速稳定，使得其温度均衡。

附图说明

图1是本实用新型生产碳纤维的预氧化炉示意图。

图2是本实用新型预氧化炉中多孔板示意图。

如图所示，1是入口气封腔，2是送风主管道，3是送风支管，4是送风腔，5是送风缓冲腔，6是反应腔，7是出口气封腔，8是纤维通道，9是排风缓冲腔，10是排风腔，11是排风支管，12是排风主管道，13是多孔板，14是炉体，15是通风孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

实施例1：

炉体14的两水平端有纤维通道8，炉体14内有入口气封腔1、出口气封腔7和反应腔6，反应腔6位于入口气封腔1和出口气封腔7之间，反应腔6上方有送风缓冲腔5，反应腔6与送风缓冲腔5之间有多孔板13，送风缓冲腔5之上有送风腔4，送风缓冲腔5与送风腔4之间有多孔板13，反应腔下方有排风缓冲腔9，反应腔6与排风缓冲腔9之间有多孔板13，排风缓冲腔9之下有排风腔10，排风缓冲腔9与排风腔10之间有多孔板13，在炉体14顶部有送风主管道2和送风支管3，送风主管道2与送风支管3连接，送风支管3与送风腔4，入口气封腔1和出口气封7腔分别连接，在炉体14底部有排风主管道12和排风支管11，排风主管道12与排风支管11连接，排风支管11分别与排风腔10，入口气封腔1和出口气封腔7连接。多孔板13有通风孔15。

原料纤维经过纤维通道(8)进出反应腔(6)并在其中往复运行，进行预氧化反应。加热到纤维反应温度的循环热风经过送风主管道(2)和送风支管(3)分别进入入口气封腔(1)、送风腔(4)和出口气封腔(7)，大部分热风进入送风腔(4)后被一次缓冲，再经多孔板(13)均匀分配进入送风缓冲腔(5)，二次缓冲后又经多孔板均匀分配进入反应腔(6)，给原料纤维加热反应后携带反应废气又经多孔板分配，向下进入排风缓冲腔(9)一次缓冲，之后经多孔板第四次分配进入排风腔(10)二次缓冲，最后由排风支管(11)和排风主管道(12)排放。少量的热风进入入口气封腔(1)和出口气封腔(7)以1.5-2.0m/s的流速向下经排放支管进入排风主管道(12)排放，起到隔阻炉腔与外界环境的作用。由排风主管道(12)排放的废气在外部系统中排掉一定比例的废气，同时补充相应比例的新风，加热后重新参加循环。热风在反应腔体内任何部位保持流速1.5-2.0m/s。