[发明专利]燃气加热沉积炉及系统

说明书

本发明公开了燃气加热沉积炉及系统，包括炉体以及用于给炉体内的待增密物件进行加热的加热装置，所述炉体上部设置有贯穿至炉体内腔的出气口，所述加热装置包括伸入炉体内部用于散热的至少一个辐射管以及通过燃烧出气管中的尾气给所述辐射管加热的燃烧器。将沉积炉的加热方式改为燃气辐射管形式，燃料以沉积炉尾气为主，天燃气为辅，这样既节省了大量电能，又将沉积炉尾气作为热源对沉积炉进行加热，同时燃气辐射管出来的燃烧烟气对碳源气进行预热，真正做到沉积炉系统的节能环保。

技术领域

本发明涉及化学气相沉积制备领域，具体涉及燃气加热沉积炉及系统。

背景技术

随着电子、半导体、太阳能及航天技术迅猛发展、对耐高温、耐热冲击性非常好的C/C复核材料需求量也迅猛增加。C/C复合材料是在碳纤维基础上进行了石墨化增强处理后的产品，而燃气加热沉积炉(cvi)是制造高性能碳碳复合材料的核心设备，而目前市面上已有的沉积炉都不是非常完美，主要表现在：炉内温度分布不均导致沉积速度低并且不均匀，碳源气经过沉积炉后的废气热值很高、因为环保原因必须进行废气焚烧处理，废气焚烧形成的热量回收效率低，而沉积炉的热源仍然采用电加热，需要消耗大量的电能，这不仅增加了设备成本(采用电加热需要采用大型变压器)，而且增加了系统生产的碳排放。

发明内容

本发明的目的在于提供燃气加热沉积炉及系统，将沉积炉的加热方式改为燃气辐射管形式，燃料以沉积炉尾气为主，天燃气为辅，这样既节省了大量电能，又将沉积炉尾气作为热源对沉积炉进行加热，同时燃气辐射管出来的燃烧烟气对碳源气进行预热，真正做到沉积炉系统的节能环保。

燃气加热沉积炉，包括炉体以及用于给炉体内的待增密物件进行加热的加热装置，所述加热装置包括伸入炉体内部用于散热的至少一个辐射管以及通过燃烧出气管中的尾气给所述辐射管加热的燃烧器。

进一步地，所述辐射管一端为置于炉体内腔的封闭末端，另一端为穿透炉体的开口端；所述燃烧器为连接在所述开口端的烧嘴，烧嘴通过开口端伸入辐射管中。

进一步地，所述烧嘴包括燃气内管、套设在所述燃气内管外的空气外管以及烧嘴通道，所述燃气内管用于与出气管连通，所述烧嘴通道分别与空气外管出风口、燃气内管连通并延伸至辐射管内。

进一步地，所述烧嘴通道包括柱状部，所述柱状部的一端与空气外管连接，另一端呈锥形凸起形成有用于混合燃气与空气的锥形部。

进一步地，所述空气外管与开口端之间还安装有烟气管，所述烟气管上设置有烟气出口，所述空气外管与烟气管的顶部、烟气管的底部与开口端之间分别通过法兰连接。

进一步地，所述辐射管内设置有套管，所述套管内形成有贯穿的燃烧通道，所述燃烧通道与烧嘴通道相连通。

进一步地，所述烟气管与柱状部之间形成有第一环形间隙，所述辐射管与套管之间形成有第二环形间隙，所述第一环形间隙与第二环形间隙连通。。

一种燃气加热沉积炉系统，包括燃气加热沉积炉，还包括尾气循环管以及设置在尾气循环管上的尾气净化装置，所述尾气循环管一端连接于所述炉体的出气口，另一端连接于所述燃气内管的进气口，用于循环利用炉体内化学气相沉积反应后的尾气，所述尾气净化装置包括一级尾气净化设备，用于去除尾气中的腐蚀性气体与降温；二级尾气净化设备，用于去除尾气中的粉尘和油雾。

进一步地，还包括烟气预热管以及设置在烟气预热管上的预热装置，用于对将要进入炉体内的化学气体进行预热，所述预热装置一端连接所述烟气管的烟气出口，另一端用于烟气排放。

进一步地，所述尾气循环管上还连通有燃气供给管，所述尾气循环管上设置有尾气切断阀，用于控制化学气相沉积反应后经尾气净化装置净化后的尾气的通断，所述燃气供给管上设置有燃气切断阀，用于控制燃气的通断。

本发明具有的有益效果：