[发明专利]一种连续高温石墨化及提纯的方法

说明书

本发明涉及石墨制造技术领域，并公开了一种连续高温石墨化及提纯的方法，通过石墨化炉实现对石墨提纯，通过冷却石墨罐内的低温石墨对提纯后的高温石墨热量进行稀释，实现石墨温度降低到1000°以下，以达到进入到废热锅炉内的温度，再通过废热锅炉实现余热转化，转化的能量反馈到石墨生产过程，而经废热锅炉后的石墨一部分作为产品，去收集包装，另一部分进入到冷却石墨罐内，循环使用。本方法通过低温石墨对高温石墨热量稀释的方式快速降低石墨提纯后的温度，再经过缓冲罐和废热锅炉实现对余热温度转化利用，实现石墨提纯中快速降温和能量转化的一体化连续生产过程。

技术领域

本发明涉及石墨制造技术领域，尤其涉及一种连续高温石墨化及提纯的方法。

背景技术

炭-石墨材料具有优良的化学稳定性、力学性能和导电导热性能，在电工电子、机械、化工、冶金、核能、军工、航空航天等领域有着广泛的应用，在一些尖端领域占有重要的地位。炭－石墨材料在家用电器、医疗器材等领域也有广泛的应用。太阳能产业对特种石墨材料的需求颇为旺盛；核用石墨材料的研究开发与生产日益迫切；电动汽车的兴起也大大带动了锂离子电池等动力电池用炭材料及高性能添加剂的发展；高性能电极、电刷、高速铁路导电滑块、炭块等传统炭材料也随着人们对高性能产品的开发仍在继续研发和生产；不管是大规格的各向同性石墨，还是小规格的电刷、导电滑块，甚至是锂离子电池负极材料等一系列的炭-石墨制品，石墨化都是其工业生产过程的一个关键技术环节。

石墨化工艺按照加热方式可分为直接法和间接法，按照运行方式可分为间歇式和半连续式；间歇石墨化是指生产过程中不连续的石墨化工艺，其特点是石墨化过程中物料装炉后不移动，经过升温、石墨化、降温等过程后断电出炉，半连续式（内串式石墨化）工艺与艾奇逊石墨化工艺的主要区别是产品加热直接通过电极本身，而不需电阻材料发热；由于内串式石墨化工艺没有填充料，因而可以减少热量的带出。但上述两种方式均存在一系列问题，具体为：间歇式以间歇的方式生产石墨，耗电3000度/吨左右，严重浪费能源、设备效率极低、产品质量不稳定、劳动强度大、污染严重、工人普遍患有矽肺、投资大。半连续（内串炉）：以半连续的方式生产石墨，耗电较间歇略有减少，浪费能源、设备效率低、劳动强度中等、污染严重、工人普遍患有矽肺、自动化程度低、投资大，并且两者均存在高温的石墨无法快速降温，往往通过自然冷却会需要15-30天，设备使用率降低，延长生产时间；

综上所述，现有高温石墨提纯技术中的生产方式存在成本高、劳动强度大、（自动化程度低）、环保差的问题，为此现提出一种连续高温石墨化及提纯的方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有石墨化生产中存在的一系列问题，而提出的一种连续高温石墨化及提纯的方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种连续高温石墨化及提纯的方法，包括以下步骤：

S1、进料：将炭质原料按比例进行充分混合后加入到进料罐中；

S2、石墨化处理：位于进料罐内的炭质原料会从进料罐的下部进入到石墨化炉内，在石墨化炉的2200-3200℃的高温下，位于石墨化炉内的炭质原料会发生石墨化；

S3、稀释降温处理：将石墨化炉内的2200-3200℃石墨输送到混合器内，并与来自冷却石墨罐内的100℃以下石墨进行混合，通过来自冷却石墨罐内的100℃以下石墨对2200-3200℃石墨热量进行稀释，经过混合器混合后，位于混合器内的2200-3200℃石墨热量被稀释，温度降到1000℃以下，实现热量稀释后的石墨温度达到进入之后工序中废热锅炉内的条件；

S4、余热利用处理：将热量稀释后，将温度达到1000℃以下的石墨经缓冲罐进入到废热锅炉内，通过废热锅炉将石墨的热量转化成电能或机械能中的至少一种，实现石墨的热量转化后利用，利用的能量反馈到整个系统中，经过废热锅炉的能量转化可将1000℃以下的石墨温度降低到100℃以下；

S5、出料：废热锅炉出来的100℃以下石墨分成两部分，一部分输送到冷却石墨罐内用以对S3中2200-3200℃石墨热量进行稀释，另一部分直接输出，得到石墨产品。