[实用新型]一种利用煤气化渣制备玄武岩纤维的系统

说明书

本实用新型公开了一种利用煤气化渣制备玄武岩纤维的系统。该系统包括依次连接的熔融模块、调整模块和拉丝成纤模块。该系统既能充分利用气化渣的残存热值，极大降低生产过程中的能耗水平，同时消耗了产量日益增多的煤气化渣，解决了煤化工企业的环保难题，又不用开采玄武岩矿石，保护生态环境；用气化渣制备玄武岩纤维，能够克服因玄武岩矿石品质变化大，导致玄武岩纤维品质不稳定的问题，还能够实现玄武岩纤维的大规模生产，突破了玄武岩纤维难以采用池窑法大规模生产的技术难题。

技术领域

本实用新型涉及纤维材料的制备系统技术领域，特别是涉及一种利用煤气化渣制备玄武岩纤维的系统。

背景技术

玄武岩纤维是国际材料领域的新型绿色环保材料，是继碳纤维﹑芳纶纤维和超高分子量聚乙烯纤维的第四大高技术纤维支柱，在许多条件下可替代碳纤维﹑芳纶纤维，在某些场合甚至比碳纤维和芳纶纤维的性能还好，因此玄武岩纤维制品广泛应用于消防、航空航天、汽车船舶制造、军工、环保、建筑及工程塑料等领域，在世界高技术纤维行业中市场前景广阔。

传统的玄武岩纤维制备系统是以玄武岩矿石为原料，根据工序的先后顺序，包括依次连接的破碎清洗装置、喂料装置、单元熔窑、拉丝前炉和拉丝成纤系统；拉丝成纤系统包括依次连接的铂铑合金漏板、浸润剂施加装置、集束器、纤维张紧器和自动绕丝机。该系统制备玄武岩纤维的具体过程为：选用合适的玄武岩矿石作为原料，先经破碎清洗装置的破碎和清洗后，由喂料装置直接喂入单元熔窑内；玄武岩矿石在单元熔窑内被加热(加热方式为辐射加热和/或传导加热)到1500℃左右的高温，发生熔融形成纤维熔融体(通常不进行调质，单元熔窑的加热方式下进行调质会导致各组分熔融后分布不均匀，无法保证质量稳定)；然后纤维熔融体流入拉丝前炉，先经拉丝前炉的初始温控带“粗”调温度，再在拉丝前炉的成型区温控带“精”调温度，直至将纤维熔融体的温度调至约1350℃左右的拉丝成型温度后，进入拉丝成纤系统。达到拉丝成型温度的纤维熔融体先经拉丝成纤系统中的铂铑合金漏板拉制成纤维，然后在拉制成的纤维中加入浸润剂，最后经集束器和纤维张紧器输送至自动绕丝机，形成玄武岩纤维产品。

由此可见，传统的制备玄武岩纤维的系统，需要开采玄武岩矿石，破坏环境；熔融玄武岩矿石过程中使用天然气等资源作燃料，能耗高；此外，由于不同地区或不同开采批次开采的玄武岩矿石组分不稳定、变化大，从而影响玄武岩纤维的质量，无法保证玄武岩纤维的质量稳定性。不仅如此，玄武岩矿石作原料形成的纤维熔融体中，铁氧化物含量高，在单元熔窑进行辐射加热时对辐射能量吸收大，导致纤维熔融体的温度分布不均匀，且纤维熔融体的体积越大，温度分布越不均匀；因此只能用单元熔窑来熔融玄武岩矿石，且单元熔窑的容积限制了玄武岩纤维的生产规模。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，提供一种制备玄武岩纤维的系统，该系统以煤气化渣作为原料，利用池窑实现大规模制备玄武岩纤维。

该系统，包括用来拉丝形成纤维的拉丝成纤模块；还包括：

用来熔融原料和调质的熔融模块；以及

用来积存、澄清、均化和调温的调整模块；

熔融模块、调整模块和拉丝成纤模块依次连接；

所述熔融模块包括等离子体高温熔融炉，包括炉体，炉体顶部设有由多支直流转移弧或非转移弧等离子体枪组成的等离子体枪系统，炉体中部设有用来同时通入煤气化渣和调质剂的粉体输入喷嘴和用来通入富氧空气的富氧气输入喷嘴；

所述调整模块包括用于调温的料道，还包括对来自等离子体高温熔融炉的纤维熔融体进行积存、澄清、均化的池窑，池窑包括池体和窑体，池体与等离子体高温熔融炉的纤维熔融体排出口连通，池体通过流液洞与料道连接。

所述熔融模块还包括一调质剂输入装置，调质剂输入装置内盛装有调质剂，调质剂输入装置的调质剂出口与设于等离子体高温熔融炉炉体上的粉体输入喷嘴连接。