[发明专利]一种空气氧化炉及其应用

说明书

本发明公开了一种空气氧化炉，包括炉体、炉膛、导辊、原料入口、原料出口以及热风循环装置。导辊轴向平行地设置在炉膛内的左右两侧，原料自原料入口进入，经导辊引导在炉膛内往复行走，自原料出口引出；炉体还设置炉门，打开炉门可进行原料处理和清理炉膛等操作；热风循环装置包括加热器与循环风机，加热器设置在炉膛外，空气经加热器加热后在循环风机作用下进行循环，大大提高了炉膛内温度的均匀性；并且，炉膛内热风的流动方向平行于导辊轴方向，因此不会受到原料的阻碍，进一步保证了炉膛内温度均匀稳定。该空气氧化炉可用于聚丙烯腈纤维毡的氧化处理，具有操作方便，生产效率高，氧化均匀等优点。

技术领域

本发明涉及热处理设备领域，具体涉及到一种空气氧化炉，可用于聚丙烯腈纤维毡的氧化处理。

背景技术

聚丙烯腈氧化纤维既是生产碳纤维的中间原料，也是一种高级阻燃材料，其具有优异的防火阻燃、隔热保温、耐高温、耐化学腐蚀、耐摩擦、电绝缘、纺织加工和服用性能。聚丙烯腈氧化纤维具有很高的极限氧指数，在空气中不燃烧、不熔融、在高温下不收缩、能保持纤维形态。其导热性很低，能减少织因物温度升高造成的烫伤。在火焰中或强辐射热下释放的有毒气体很少。聚丙烯腈氧化纤维耐酸碱腐蚀、几乎耐全部溶剂。因此，其在高温防护用品、消防设施、建筑墙体、交通运输工具等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景。

空气氧化法是目前生产聚丙烯腈氧化纤维的主流方法。其具有效率高、成本低、操作简单、氧化充分、产品阻燃性能优异等特点。氧化炉是生产聚丙烯腈氧化纤维不可或缺的关键设备。氧化炉的运行温度一般为200℃～300℃，通过热风循环的方式来保证炉内温度均匀稳定。按照吹风形式，氧化炉分为侧向吹风、垂直吹风和中间到两端吹风等不同类型，如中国专利CN200720156914.2和CN201120273295.1分别公开了一种垂直吹风式氧化炉，中国专利CN201210209257.9公开了一种中间到两端吹风式氧化炉。这些氧化炉主要用于处理小丝束聚丙烯腈原丝。为了便于操作，这些氧化炉都将导辊设置在炉体外面。如在发生断丝时，能够方便将丝重新引入炉内。

但是，这种导辊外置的氧化炉存在许多严重的问题：一是生产效率比较低，由于纤维不断在炉内外穿梭，忽冷忽热，严重影响了纤维的实际处理效果，降低了生产效率；二是能耗比较高，每个导辊都有对应的出口或者入口，炉内热风从中吹出，额外消耗了大量能源。三是安全环保问题突出，由于出口和入口较多，废气泄露量相应增加。废气中含有剧毒的氰化氢气体，会对环境和人员健康造成损害。为了降低能耗，中国专利CN201520896985.0公开了一种在炉体左右两侧的内壁上平行交错设有若干导向辊的氧化炉。但是，这种氧化炉给操作带来了不便，一旦出现断丝缠辊，很难处理。而且，该氧化炉将加热器设置在炉膛内，离加热器越近的地方温度越高，会导致炉膛内部温度不均匀。另外，该氧化炉采用自下而上的吹风形式，若用于处理聚丙烯腈纤维毡，则热风的流动会受到原料的阻碍而无法保持炉内温度均匀稳定，因此无法用于聚丙烯腈纤维毡的连续氧化处理。

发明内容

针对上述技术现状，本发明提供一种空气氧化炉，包括炉体、若干导辊、原料入口、原料出口以及热风循环装置；

炉体内部为炉膛；导辊轴向平行地设置在炉膛内的左右两侧；

炉体设置炉门，打开炉门可进行原料处理和清理炉膛等操作；

热风循环装置包括加热器与循环风机，加热器设置在炉膛外；

工作状态时，导辊绕轴向转动，原料自原料入口进入，经导辊引导在炉膛内往复行走，自原料出口引出；空气经加热器加热后输送至炉膛，沿水平方向在炉膛内流动(即，沿着平行于导辊轴向的方向流动)，然后在循环风机作用下进入加热器进行循环。