[实用新型]一种沥青碳纤维连续不熔化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种碳纤维的生产装置，具体地说是一种沥青碳纤维连续不熔化装置。 

背景技术

沥青基碳纤维60年代初由日本群马大学研制成功，60年代末在日本吴羽化学公司实现工业化生产。 

我国沥青碳纤维的研究和开发较早，但在开发、生产及应用方面与国外相比有较大的差距。20世纪70年代末期，中国科学院山西煤炭化学研究所开始研究沥青碳纤维，并于1985年通过小试，此后又经过了一系列的研究，都取得了满意的结果。但用于沥青碳纤维的专用工业化装置一直没有开发。 

沥青碳纤维在碳化之前需先进行不熔化交联处理，不熔化目的是利用氧化的交联作用，使沥青分子相互交联，形成不熔不融的大分子，使其在碳化高温下不熔不融、保持纤维状态。不熔化设备是沥青纤维在介质为空气的炉中经高温氧化后制造不熔化纤维的一种生产设备。 

沥青原丝在不熔化过程中经历了复杂的化学反应。不熔化反应主要是氧化脱氢及芳族平面间通过氧桥交联，形成不熔性的空间网状高聚物，最终形成热稳定性高的氧桥结构，过程中伴随着化学反应的进行，纤维释放出大量的反应热，纤维也产生一定的收缩。 

专利申请号200720156914.2垂直风路式碳纤维氧化炉中，提供一种碳纤维丝的上、下两面设有密集且垂直的热风吹气孔及排气孔的与氧化炉，此设备仅局限于连续长丝，对于脆性较大的沥青长丝、短切/定长丝、毡等制品不适用，容易造成断丝，同时此设备的长度受一定的限制。 

专利申请号200820019245.9预氧化炉，专利申请号95226608.3外热式预氧化炉，专利申请号201020672103.X一种生产碳纤维的预氧化炉，上述三种预氧化炉均为聚丙烯腈长丝所适用的，对于沥青碳纤维生产中丝的不熔化并不适用。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种沥青碳纤维连续不熔化装置。它能满足沥青纤维短切丝、定长丝、毡等各种形态的不熔化要求。 

本实用新型炉体为多温区、多层式炉体结构，每层有传送带，传送带为网带结构，网带下方设有除焦油、毛丝设备，层与层之间设有翻转衔接设备，翻转衔接设备的承载板角度以及承载板与网带之间的距离均可调节，从而保证纤维毡（或丝）可顺利的进入到下一层而不被拉碎或拉断，层与层之间相互隔开， 每一层均在炉体两侧设有气流分布装置，气流分布装置设有独立的热风循环装置和热风加热装置以及温度控制点和温度监测点，温度监测点在炉体侧面，温度控制点设置在热风加热装置的后面，便于加热功率的及时调节，防止功率调节滞后引起超温，采用侧吹风或上下吹风或平行吹风方式进行热风循环加热，气流分布装置的总管路上设有补充新鲜风的空气进口，补充一定量的新鲜风，并设有排除的废气的排气口，并排除相应量的废气，炉内保持微正压，排气口前设有过滤掉废气中毛丝的过滤装置，管路上设有氮气进口。 

炉体层数可以为3-9层，每层长度为10-100米。 

炉体侧面设有的温度监测点，监测点间距0.5-5m，每一个监测点兼具系统测温和过热或燃烧报警功能。 

设有氮气灭火装置，灭火装置是针对沥青纤维原丝不熔化过程中放出的大量热，在不正常操作时在局部生产热积累导致着火而设立的；灭火系统的温度检测是通过炉体侧面的温度监测点，温度监测点兼具超温报警功能，超温报警时系统自动通入氮气进行冷却。 

不熔化炉体层与层之间进行保温，温度由低温到高温进行设置，不熔化终温温度为325-350℃，高温段到低温脱水段有：将高温段排出的废气配比一定量的新鲜风，使温度达到低温脱水段温度的气体引入到低温脱水段的管道装置，实现热量的充分利用。 

装置的运行过程如下： 

沥青纤维毡/短切丝/定长丝通过网带输送进入不熔化炉腔，首先经过低温脱水段，脱除纤维上吸附的水，然后进入不熔化反应段。 

本实用新型与现有技术相比较有如下优点： 

本实用新型主要针对沥青纤维极脆的特性，同时满足沥青纤维短切丝、定长丝、毡等各种形态的不熔化要求，通过不同的热风吹风方式实现炉腔内部温度均匀，沥青纤维受热均匀，不熔化反应均匀，而且可以及时带走不熔化反应所放出的废气及热量。具有被氧化的沥青纤维受热均匀、连续操作性强、高效节能的优点。 

附图说明

图1是本实用新型的示意图， 

图2是本实用新型的循环风布局图。