[发明专利]一种碳纤维生产双废的处理装置及处理方法

说明书

本发明提供了一种碳纤维生产双废的处理装置及处理方法，涉及碳纤维生产环保技术领域。具体而言，所述处理装置主要包括依次连通的反应装置、碱液槽、排气装置、多效蒸发器和结晶器；所述反应装置用于承载所述碳纤维生产的废弃上浆液；所述排气装置用于排放所述碳纤维生产过程中所产生的废气。所述处理装置和所述处理方法在处理碳纤维生产过程中的废弃上浆剂和废气时，能够解决现有技术中无法兼顾绿色环保化和处理成本过高的技术问题；实现了废弃上浆剂的快速降解破乳，提高了废弃上浆液的处理效率，并将反应装置中的碱液用于吸收碳纤维生产中废气中的酸性气体，巧妙地实现了废弃物的综合利用。

技术领域

本发明涉及碳纤维生产环保技术领域，具体而言，涉及一种碳纤维生产双废的处理装置及处理方法。

背景技术

碳纤维的生产通过包括以下阶段：(1)纺丝：将高分子纺丝液在硫氰酸钠、硝酸或二甲基亚砜等溶剂环境下，通过湿法纺丝或者干法纺丝获得原丝，有时也包括退丝、集线的工序；(2)预氧化：将原丝在催化剂和特定温度条件下进行氧化反应，使原丝由线性分子链式结构转化为耐热的梯形结构，原丝颜色逐渐加深，且这一过程中热解和缩聚反应会产生焦油和部分废气；(3)碳化：将氧化后的原丝在保护气或真空条件下分别进行低温碳化(300℃～1000℃)、高温碳化(1000℃～1600℃)，使其转化为具有乱层结构的碳纤维，这一过程中会产生大量氮氢分解气体和碳化分解气体；(4)石墨化：将碳纤维在高温无氧环境下牵伸石墨化并得到碳纤维粗产品；现有的部分工艺也无需石墨化处理，而是在碳化时即可完成碳纤维的牵伸；(5)上浆：碳纤维粗产品经过无损伤检验后还要经过上浆浸润处理，使碳纤维具有良好的横向粘结性；碳纤维是脆性材料，在加工时容易出现起毛丝、不耐磨等缺陷，上浆处理能够使碳纤维的表面形成一层皮膜，增强碳纤维的集束性、耐磨性，减少起毛现象，抑制吸水性。而上浆后还需要干燥脱浆，并经过一系列后处理得到碳纤维成品；在这一过程中不可避免地会产生一部分上浆液废液，其成分主要包括上浆剂、溶剂和后处理阶段所用的有机助剂等。

目前，行业内常规的做法是将上浆废液集中收集，送至有资质的废物处理机构进行处理，但这大大增加了企业的运行成本；另一种方法是将其与煤炭混合燃烧，但由于有机物含量低，燃烧效果不理想，而且上浆废液与煤炭混合，部分有机物可能会渗透到土地中，对土壤和地下的水体造成污染。因此，亟需一种兼顾绿色环保化和处理成本的上浆废液的处理方法或装置。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种碳纤维生产双废的处理装置，所述的处理装置在处理碳纤维生产过程中的废弃上浆剂和废气时，能够解决现有技术中无法兼顾绿色环保化和处理成本过高的技术问题，同时实现了硝酸盐的回收和利用。

本发明的第二目的在于提供一种碳纤维生产双废的处理方法，该方法通过使用第一目的中所述的处理装置，既实现了处理废弃上浆液的目的，又为酸性废气的处理提供了资源，实现了废弃物的综合利用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种碳纤维生产双废的处理装置，主要包括依次连通的反应装置、碱液槽、排气装置、多效蒸发器和结晶器；

所述反应装置用于承载所述碳纤维生产的废弃上浆液；

所述排气装置用于排放所述碳纤维生产过程中所产生的废气。

优选地，所述反应装置和所述多效蒸发器外分别设置有第一夹套和第二夹套；所述第一夹套和第二夹套通过第一循环管路和第二循环管路相连接；所述第一循环管路和第二循环管路用于循环传热介质；

所述第一夹套和第二夹套、所述第一循环管路和第二循环管路共同形成一个封闭式流体通路；所述传热介质吸收所述反应装置的热量，并通过所述第一循环管路将热量输送至所述多效蒸发器中，将热量传递给所述多效蒸发器后，所述传热介质通过所述第二循环管路返回至所述反应装置外的所述第一夹套内；