[发明专利]一种带有快速主动冷却系统的石墨化炉

说明书

本发明提供了一种带有快速主动冷却系统的石墨化炉，包括：炉体和主动冷却系统，所述主动冷却系统设有若干个介质回路单元以及用于控制所述介质回路单元的介质流速的控制单元，每个所述介质回路单元均在所述炉体的炉腔内预埋有若干取热管，所述取热管设有连通所述介质回路单元的介质流道。本发明中的带有快速主动冷却系统的石墨化炉可实现石墨化炉的快速主动冷却、周转时间短、能源利用效率高，并且适用性广，既适用于新石墨化炉建设，也适用于原有艾奇逊间歇式石墨化炉改造。

技术领域

本发明属于石墨化炉技术领域，具体涉及一种带有快速主动冷却系统的石墨化炉。

背景技术

石墨化炉是人造石墨成本最大、污染和能耗最大的环节，目前石墨行业多用艾奇逊间歇性石墨化炉进行石墨及炭素材料生产。艾奇逊石墨化炉在生产过程中炉内最高温度达2800℃，保温层温度在1000℃以上，加热结束后通常采用自然冷却后出料。冷却时间长达30-40天，能量利用率低。

在加快石墨化炉生产效率及能源利用方面主要有两种发展方向，一种是使用连续石墨化炉方案，一种则是加快间歇性石墨化炉冷却。前者产能较小，能耗大；后者目前主要在停炉后对炉壁耐火砖外侧进行主动冷却及炉顶移动式逐层冷却，操作复杂，见效低；均具有一定的局限性。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明提供了一种带有快速主动冷却系统的石墨化炉，通过直接对石墨化炉内部的料体进行冷却，实现一次性冷却，无需分层进行，较传统冷却方式而言，能够实现更快的冷却效率、换热效率。

根据本发明实施例的带有快速主动冷却系统的石墨化炉，包括：炉体和主动冷却系统，所述主动冷却系统设有若干个介质回路单元以及用于控制所述介质回路单元的介质流速的控制单元，每个所述介质回路单元均在所述炉体的炉腔内预埋有若干取热管，所述取热管设有连通所述介质回路单元的介质流道。

根据本发明实施例的带有快速主动冷却系统的石墨化炉，至少具有以下有益效果：

本发明中的带有快速主动冷却系统的石墨化炉，在炉体的高温堆料内预埋有取热管，同时设置有对取热管进行冷却介质供应、控制的控制单元，在石墨化炉处于加热及保温阶段的时候，可以控制冷却介质处于最小循环流速，仅用于防止取热管的管壁超温，而在冷却阶段则增大介质流速实现炉内取热、加速冷却的作用，加热后的冷却介质可以用作其他使用场景放热或者作为储备热源。因此，本发明中的带有快速主动冷却系统的石墨化炉可实现石墨化炉的快速主动冷却、周转时间短、能源利用效率高，并且适用性广，既适用于新石墨化炉建设，也适用于原有艾奇逊间歇式石墨化炉改造。

根据本发明的一些实施方式，所述介质回路单元设有介质输入管和介质输出管，所述介质流道的介质引入口连接所述介质输入管、介质引出口连接所述介质输出管，所述控制单元包括介质泵、用于控制所述介质输入管的输入控制组件和用于控制所述介质输出管的输出控制组件。

根据本发明的一些实施方式，所述输入控制组件和所述输出控制组件均设有流量调节阀、温度计、压力表和流量计。

根据本发明的一些实施方式，所述炉体为长方体厢式结构，所述炉体的两个窄端设有电极，所述炉体的炉腔内形成有炉芯和位于炉芯两侧的保温层，所述取热管竖直预埋在所述保温层。

根据本发明的一些实施方式，所述取热管采用外径为0.01m-0.5m、长度为0.2m-6m、耐受600℃以上温度的管道结构。

根据本发明的一些实施方式，所述取热管插入料体的深度为0.1m-5m。

根据本发明的一些实施方式，所述取热管到所述炉体炉墙的距离为0m-0.6m，相邻两根所述取热管之间间距为0.3m-10m。

根据本发明的一些实施方式，所述取热管安装于固定支架上，所述固定支架安装于所述炉体炉墙的预埋件上或者设于所述炉体外侧的钢架上。