[发明专利]一种组合式的热风循环炉

说明书

本发明公开了一种组合式的热风循环炉，加热工作温度为200‑800°C。包括保温层（1）、回风孔（2）、气体分配盘（3）、金属网带（4）、轨道（5）、组合式翅片加热盘（6）、补充新风管道（7）、过滤网（8）、回风风道（9）、循环风机（10）、网带通道（11）、送风风道（12）和排废管道（13）。本发明利用组合式翅片加热盘（6）同时实现循环风的分配和加热，在降低风道风阻的同时提高加热的均匀性和效率；通过可拆卸使的过滤网设计，结合补充新风管道捕获炉内焦油和粉尘，实现工艺下炉内气氛的自清洁。本发明还可以根据具体热工设备的使用需求，进行若干热风循环单元的组装，实现规模化的连续式热处理工艺。

技术领域

本发明属于炭纤维连续长丝高温热处理处理设备领域，具体涉及一种组合式的热风循环炉，用于中间相沥青基碳纤维制备中的预氧化和炭化等工序。

背景技术

中间相沥青基碳纤维由中间相沥青经过纺丝、预氧化、炭化和石墨化等工序制得。中间相沥青纺丝后得到中间相沥青纤维，由于中间相沥青纤维的强度很低，只有10-50MPa，无法通过牵伸进行规模化的预氧化。诸多实践表明，通过连续式的预氧化炉和炭化炉进行稳定化处理和炭化处理是一个具有前景的产业化生产途径。热风循环炉和电阻加热炉相比，一方面温度均匀性更好，提高了物料工艺温度的均匀性；另一方面，热风能够带走物料发生化学反应时产生的热量，避免了氧化时中间相沥青纤维局部熔并的产生。目前，适合中间相沥青纤维规模化生产的连续式热风循环炉鲜有报道，特别是实际生产过程中温度均匀性的控制、焦油废丝的脱除、持续升温工艺与设备的匹配和风道风阻的优化等诸多问题仍待解决。这些都严重制约了我国中间相沥青基炭纤维的国产化和应用推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种组合式的热风循环炉。该设备的特点是风道阻力更小，风速和温度的均匀性更好，可及时清除风道内部产生的毛丝和焦油，可根据具体热工设备的使用需求，进行若干热风循环单元的组装，实现规模化的连续式热处理工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种组合式的热风循环炉，包括保温层、回风孔、气体分配盘、金属网带、轨道、组合式翅片加热盘、补充新风管道、过滤网、回风风道、循环风机、网带通道、送风风道和排废管道。炉内分为左右两部分，右侧为上部的回风风道和下部的送风通道，右侧侧壁面安装有循环风机，提供循环风动力，左侧为多层结构，从上到下依次为回风孔、气体分配盘、金属网带和轨道、组合式翅片加热盘，炉内四周安装有保温层，气体分配盘由多孔金属板构成，位于回风孔下侧，气体分配盘上开孔的区域与回风孔的尺寸和形状相对应；金属网带和轨道位于组合式翅片加热盘上方，气体分配盘下方，金属网带上面是物料的网带通道，组合式翅片加热盘由金属加热管和金属翅片复合而成，金属翅片的方向平行于竖直平面，且由上下两层翅片加热盘构成，两层加热盘的金属加热管在空间上呈垂直排列；热风循环炉回风风道的上部设计有垂直过滤网，补新风管道上呈“┴”型，位于回风孔上侧，与外部供气系统相连，补充新风气管下端开有小圆孔，小圆孔朝向过滤网；送风风道下侧设计一个排废管道，排废管道的开度由阀门控制。

将热风循环炉作为一个单元，多个单元组合，组合数为3-100个；单元与单元之间通过金属网带、轨道和网带通道连接，网带通道的上下间距为5-20cm；每个单元可以单独控制循环风机转速和组合式翅片加热盘的加热功率。

组合式翅片加热盘加热温度控制在200-800ºC。

保温层中的保温材料是碳毡和陶瓷纤维保温棉。

组合式翅片加热盘由金属加热管和金属翅片复合而成，金属翅片的材质为铜，翅片之间的间距为10-30cm；金属翅片的方向平行于竖直平面，且由上下两层翅片加热盘构成，两层加热盘的金属加热管在空间上呈垂直排列，平面距离为5-15cm，实现循环风的分配和加热。

所述的过滤网的孔径为1-10mm；

所述的补新风管道的小圆孔直径为1-3mm，小圆孔之间的间距为1-3mm。