一种石墨炭化系统技术方案

本发明专利技术公开了一种石墨炭化系统，包括炭化炉、推料机构、出料装置和供气装置；推料机构位于炭化炉的后端，出料装置位于位于炭化炉的前端；炭化炉用于将推入炉体中的石墨粉在保护气氛下进行加热，从而对石墨粉进行炭化提纯；推料机构用于将原料间歇性地推入到炭化炉中；推料机构包括柱塞(5)和用于驱动柱塞在进料管中往复运动的驱动机构；柱塞位于进料管中；进料管与石墨炭化系统中的炭化炉的入口相通，所述的进料管上方设有与进料管连通的料斗；出料装置用于将炭化后的成品和废气排出；供气装置用于向炭化炉的内腔充入保护气体。该石墨炭化系统结构紧凑，生产效率高，节约能耗，易于实施。

A graphite carbonization system

【技术实现步骤摘要】
一种石墨炭化系统
本专利技术涉及一种石墨炭化系统。
技术介绍
现有的石墨炭化系统，采用人工送料进入炭化炉实现石墨粉的炭化，具体的，先将石墨粉装入碳舟中，再由操作人员使用推杆将装有石墨粉的碳舟送入炉体的碳管中加热，过一段时间后，再送入下一个装有石墨粉的碳舟。详见公开号为CN201882914U的专利，其名称为：锂离子电池用石墨负极材料高温石墨化碳管炉；这种炭化方式的缺点有：(1)生产效率低，由于人工推进碳舟，效率低。(2)进料机构占用空间大，导致整个石墨炭化系统占地面积大，对厂房等环境因素要求高。(3)由于碳舟装载量有限，也导致生产效率低，产能低。(4)由于加热时碳舟和石墨粉一并加热，因此，碳舟也耗费大量的热量，导致能耗居高不下，生产成本高。而且由于碳舟的存在，碳舟内部和外部的温度环境存在差异，导致碳舟内不同位置的石墨粉加热的均一性较差，导致最终出品的石墨品质较差。而且碳舟占用较大的空间，导致每一次进料的量较少，因而产量受到限制。另外，现有技术采用高温离子置换工艺，在炉内冲入氯气(或氟利昂)，在高温环境下使得氯气与石墨中的金属杂质形成金属化合物(如氯化物或氟化物)，然后将金属化合物气化排出会随高温气体排出，实现石墨的纯化。工作温度为2000℃左右。这种工艺又称为：高温离子置换除杂。而且氯气或氟利昂对环境有害。现有技术产能低，现有产量是120-130kg/天；投资大，能耗高。因此，有必要设计一种新的石墨炭化系统。
技术实现思路
<br>本专利技术所要解决的技术问题是提供一种石墨炭化系统，该石墨炭化系统能基于柱塞连续进料，生产效率高。专利技术的技术解决方案如下：一种石墨炭化系统,包括炭化炉、推料机构、出料装置和供气装置；推料机构位于炭化炉的后端，出料装置位于位于炭化炉的前端；炭化炉用于将推入炉体中的石墨粉在保护气氛下进行加热，从而对石墨粉进行炭化提纯；推料机构用于将原料间歇性地推入到炭化炉中；推料机构包括柱塞(5)和用于驱动柱塞在进料管中往复运动的驱动机构；柱塞位于进料管中；进料管与石墨炭化系统中的炭化炉的入口相通，所述的进料管上方设有与进料管连通的料斗；出料装置用于将炭化后的成品和废气排出；供气装置用于向炭化炉的内腔充入保护气体。保护气体为惰性气体或氮气。所述的推料机构、炭化炉和出料装置依次水平布置。所述的驱动机构为液压驱动机构；液压驱动机构包括液压油缸(22)、液压站(23)以及用于控制液路通断的阀门；阀门受控于控制器；液压站通过液压油管与液压油缸相连；液压油缸的活塞通过推杆与柱塞相连。所述的驱动机构为基于电机及传动机构的驱动机构；驱动机构包括电机(25)和传动机构；电机通过传动机构驱动柱塞运动，所述的传动机构为丝杆传动机构或连杆往复式传动机构。柱塞为中空结构。柱塞上设有位移传感器，位移传感器与MCU相连。出料装置(3)包括主管(35)、出料管(31)和排杂管(32)；主管水平布置，主管的一端与炭化炉的出料口对接，主管的另一端设有端盖(34)；排杂管用于排出烟气。所述的排杂管和出料管分别设置在主管的上方和下方；排杂管和出料管与主管连通，排杂管的孔径小于出料管的孔径。优选的，端盖与主管的端部铰接，便于打开端盖以清理疏通管道。主管外套装有外管(36)，外管与内管之间形成密闭空腔；外管上设有进水管(37)和出水管(38)；进水管与出水管均与所述的密闭空腔连通；密闭空腔只有进水管和出水管处存在开口，其余地方密封。法兰盘的一部分作为密闭空间的部分内壁，此处的基于进水管、出水管和密闭空腔的冷却装置用于为法兰降温。进水管设在外管的下方，出水管设置在外管的上方；炭化炉工作时，从进水管输入冷却水以对出料装置进行水冷降温。优选地，出水管与进水管均沿外管的径向设置。炭化炉为碳管炉，碳管炉中的发热部件为碳管，碳管的内壁设有一个加固层。加固层可以是钨层，或其他材质，加固层的厚度为0.5-5mm，进一步，厚度为1.9-2.1mm，优选2mm。石墨粉送到碳管中被加热。推料机构受控于MCU；所述的MCU为PLC。供气装置的进气管设置在进料管上，进气管与进料管相连通；从进气管向炭化炉的炉体内充入保护气体；保护气体为惰性气体或氮气。惰性气体优选氦气或氩气。供气装置包括设置在炭进料管上的保护气进气管(24)，保护气进气管的一端与进料管连通，保护气进气管的另一端与气源相接；进料管与炭化炉后端的进料口对接。石墨炭化系统还包括冷却模块，冷却模块包括水管、阀门和接水箱；水管设置在炭化炉上方，水管喷出的水流经炭化炉的外壁流入到接水箱中手机；水管上设有电控的阀门，阀门的开度受控于MCU。MCU连接有触摸显示屏，或者MCU连接有显示屏和按键。MCU还连接有通信模块。可以是无线通信模块，用于远程监控。所述的MCU为PLC或DSP。炭化炉上设有温控模块，温控模块包括用于测量炭化炉炉内温度的红外测温单元；红外测温单元包括主测温碳管(15)和主红外测温仪(16)；主测温碳管穿过炭化炉的炉壁(14)沿炭化炉的径向插装在炭化炉上，炭化炉内设有轴向的碳管(11)；主测温碳管的前端与碳管抵接，主测温碳管的外端位于炉壁外，主红外测温仪设置在主测温碳管的外端处，主红外测温仪的数据输出端与MCU相连；整流器的交流侧接交流电源，整流器的交流侧接逆变器的直流侧，逆变器的交流侧为碳管供电；MCU的脉冲输出端接逆变器中的功率开关的控制端。推进器柱塞上设有位移传感器，位移传感器与MCU相连。推进器柱塞为中空结构。温控模块包括用于测量炭化炉炉内温度的红外测温单元；红外测温单元包括主测温碳管(15)和主红外测温仪(16)；主测温碳管穿过炭化炉的炉壁(14)沿炭化炉的径向插装在炭化炉上，炭化炉内设有轴向的碳管(11)；主测温碳管的前端与碳管抵接，主测温碳管的外端位于炉壁外，主红外测温仪设置在主测温碳管的外端处，主红外测温仪的数据输出端与MCU相连；整流器的交流侧接交流电源，整流器的交流侧接逆变器的直流侧，逆变器的交流侧为碳管供电；MCU的脉冲输出端接逆变器中的功率开关的控制端。所述的电机为步进电机。MCU连接有触摸显示屏，或者MCU连接有显示屏和按键。所述的MCU为PLC或DSP。推进器柱塞包括筒柱(41)、前端件(42)和连接块(43)；筒柱为圆筒形部件；筒柱的内部为空腔(48)；前端件固定在筒柱的前端，连接块固定在筒柱的后端，连接块用于与液压缸的活塞杆相连；前端件为圆柱形，前端件的外侧壁上设有至少一条周向的气环槽(44)；筒柱的后端的外侧壁上设有至少一条周向的气环槽(44)。气环槽内设置密封圈。进料管中设有行程开关，柱塞上设有位移传感器，位移传感器与MCU相连。连接块与筒柱通过螺纹连接，或连接块焊接在筒柱上。连接块为具有台阶的圆柱形部件，连接块的前端插装在筒柱的空腔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨炭化系统,其特征在于，包括炭化炉、推料机构、出料装置和供气装置；推料机构位于炭化炉的后端，出料装置位于位于炭化炉的前端；/n炭化炉用于将推入炉体中的石墨粉在保护气氛下进行加热，从而对石墨粉进行炭化提纯；/n推料机构用于将原料间歇性地推入到炭化炉中；推料机构包括柱塞(5)和用于驱动柱塞在进料管中往复运动的驱动机构；柱塞位于进料管中；进料管与石墨炭化系统中的炭化炉的入口相通，所述的进料管上方设有与进料管连通的料斗；/n出料装置用于将炭化后的成品和废气排出；/n供气装置用于向炭化炉的内腔充入保护气体。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨炭化系统,其特征在于，包括炭化炉、推料机构、出料装置和供气装置；推料机构位于炭化炉的后端，出料装置位于位于炭化炉的前端；
炭化炉用于将推入炉体中的石墨粉在保护气氛下进行加热，从而对石墨粉进行炭化提纯；
推料机构用于将原料间歇性地推入到炭化炉中；推料机构包括柱塞(5)和用于驱动柱塞在进料管中往复运动的驱动机构；柱塞位于进料管中；进料管与石墨炭化系统中的炭化炉的入口相通，所述的进料管上方设有与进料管连通的料斗；
出料装置用于将炭化后的成品和废气排出；
供气装置用于向炭化炉的内腔充入保护气体。


2.根据权利要求1所述的石墨炭化系统,其特征在于，所述的推料机构、炭化炉和出料装置依次水平布置。


3.根据权利要求2所述的石墨炭化系统,其特征在于，所述的驱动机构为液压驱动机构；液压驱动机构包括液压油缸(22)、液压站(23)以及用于控制液路通断的阀门；阀门受控于控制器；
液压站通过液压油管与液压油缸相连；液压油缸的活塞通过推杆与柱塞相连。


4.根据权利要求3所述的石墨炭化系统,其特征在于，所述的驱动机构为基于电机及传动机构的驱动机构；驱动机构包括电机(25)和传动机构；电机通过传动机构驱动柱塞运动，所述的传动机构为丝杆传动机构或连杆往复式传动机构。

【专利技术属性】
技术研发人员：胡顺虎，胡鹏程，
申请(专利权)人：石门楚晶新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43