[发明专利]一种节能型石墨高温膨胀炉系统

说明书

本发明公开了一种节能型石墨高温膨胀炉系统，包括：给料系统、燃烧系统、石墨膨胀炉以及固气分离系统。石墨膨胀炉包括外炉体(11)、炉膛以及炉膛与外炉体(11)之间形成的隔热层(14)，炉膛包括从外炉体(11)底壁向上延伸的直立式炉膛(12)以及与直立式炉膛(12)连通螺旋式炉膛(13)，其中，直立式炉膛(12)包括与燃烧系统连通的下开口、与螺旋式炉膛(13)连通的上开口以及设置于直立式炉膛(12)底部与给料系统连通的进料口(125)，外炉体(11)底部设置有出料口(110)，螺旋式炉膛(13)通过出料口(110)与固气分离系统连通。该系统有利于节能、高效及提高膨胀石墨的产出率。

技术领域

本发明涉及石墨膨胀技术领域，尤其涉及一种石墨高温膨胀炉系统。

背景技术

膨胀石墨是在石墨层间插入外来物质后形成的一类新型原子、分子尺度上的复合材料，已成为石墨行业内新的发展方向。它既保留了石墨的优异理化特性，同时由于碳原子平面与插入物质的相互作用，产生了一系列新的理化特性，如高导电性、超导性、触媒特性、储氢特性等。经高温膨胀制得的膨胀石墨外观类似蠕虫，热力学性质稳定，具有非常大的比表面积和丰富的孔结构，可用作油等有机污染物的吸附材料。由膨胀石墨制成的石墨纸、板、带材和各种密封部件具有优良的可压缩性、回弹性和柔软性，广泛应用于石油、化工、冶金、宇航及核反应堆等科技领域。

现有的石墨膨胀的生产方法及其装置多为燃烧天然气、液化气或燃油作为加热源，也有少数采用电热丝或硅碳棒通以电流作为加热源。但后者由于结构、流程上的原因，存在启动加温时间长、炉温不能随时、便捷调整(致使产品质量差)、能耗大、电热丝和硅碳棒使用寿命短等缺点；前者虽然加热方式上较为先进，但由于炉子结构的原因，燃烧室和炉膛均是分开的且炉膛几乎都为直径较大的直管(而且很长)，因而，也存在诸如加热达温时间长(一般为1-3小时)、能耗大(就液化气为例一般160-180公斤/吨产品)、热利用率低、热损耗大、炉体大、投资大等缺点。

因此，提供一种炉温升温时间短、使用寿命长、调温敏捷、降低能耗、提高热利用率的石墨高温膨胀炉系统是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种节能型石墨高温膨胀炉系统，该系统炉温升温时间短、使用寿命长、调温敏捷、降低能耗、提高热利用率。

根据本发明的一个方面，提供一种节能型石墨高温膨胀炉系统，包括：给料系统、燃烧系统、分别与给料系统、燃烧系统相连的石墨膨胀炉、与石墨膨胀炉相连的固气分离系统。其中，石墨膨胀炉包括外炉体、设置于外炉体内的炉膛以及炉膛与外炉体之间形成的隔热层，炉膛包括从外炉体底壁向上延伸的直立式炉膛以及与直立式炉膛连通并环绕直立式炉膛外壁螺旋向下延伸的螺旋式炉膛，其中，直立式炉膛包括与燃烧系统连通的下开口、与螺旋式炉膛连通的上开口以及设置于直立式炉膛底部与给料系统连通的进料口，外炉体底部设置有出料口，螺旋式炉膛通过出料口与固气分离系统连通。燃烧系统通过直立式炉膛的下开口向直立式炉膛内喷入燃烧的燃气，给料系统通过进料口向直立式炉膛内部吹入石墨，石墨与燃气燃烧产生的高温烟气，与高温烟气共同流经直立式炉膛、螺旋式炉膛，石墨在高温烟气作用下生成膨胀石墨，膨胀石墨与烟气通过出料口进入固气分离系统，在固气分离系统内膨胀石墨在重力作用下与烟气分离，回收得到膨胀石墨。

可选择地，给料系统包括料仓、与料仓相连的螺旋送料机，螺旋送料机通过进料管与石墨膨胀炉的进料口连通，进料管上设置有送料风机。

可选择地，燃烧系统包括燃气供应装置以及通过燃气管与燃气供应装置连通的喷气点火装置，喷气点火装置设置于石墨膨胀炉的下开口处，燃气管上设置有第一阀门。

可选择地，固气分离系统包括一级固气分离器以及设置于一级固气分离器底部的密闭卸料器，一级固气分离器通过出料管与石墨膨胀炉的出料口连通。

可选择地，固气分离系统进一步包括与一级固气分离器通过出料支管相连的二级固气分离器，出料支管上设置有出料风机以及第二阀门。