一种高效节能预氧化炉炉端设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种高效节能预氧化炉炉端设备，预氧化炉包括多个从下往上依次排列的回风腔体，上下相邻的两个回风腔体之间形成丝束通道，炉端设备包括设有补充新热风的补充腔体、设有抽排废气的抽排腔体；补充腔体位于预氧化炉的下部，抽排腔体位于预氧化炉的上部，补充腔体上设有吹风口，抽排腔体上设有抽风口，吹风口位于丝束通道内或者丝束通道外，抽风口位于丝束通道内或者丝束通道外，可以实现预氧化炉更长的有效加热长度，更稳定的温度场，更低的能耗，属于预氧化炉子系统的技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种高效节能预氧化炉炉端设备
本技术是属于预氧化炉子系统的
，该设备是各类基体的原丝做热稳定化处理的，尤其涉及一种高效节能预氧化炉炉端设备。
技术介绍
在碳纤维生产中，预氧化是至关重要的工序，其功能是将线性分子链结构的原丝转化成耐热的梯形分子结构，该工序不仅与碳纤维的性能密切相关，也与碳纤维的制造成本息息相关。尽管对原丝的预氧化有固体、液体及气流等方法，目前工业界主流的还是采用热风循环烘箱的方式，其中，水平吹风、垂直吹风、侧吹风、中央到两端吹风是目前工业流行的技术。对于任何吹风方式，都有一些共同的技术要求：如温度均匀、风速均匀、风场均匀、能耗低、排废量小、效率高、处理时间短、散热效率高等。烟囱效应是任何热风烘箱必须面对的自然规律。由于预氧化炉是处理连续纤维丝束面的，所以，炉子只能保持开放状态，以便于丝束面在其中的反复穿行。同时，从工业角度，纤维的预氧化反应会产生大量的HCN、NH3、CO、焦油等废气，这些废气必须要及时排出炉膛(预氧化炉)，否则，这些带着可燃成分的气体，一旦因为纤维起火被点燃，会加剧燃烧，甚至爆炸。开放的炉膛，需要及时排除废气，而这些又会导致严重的烟囱效应。由于烟囱效应，在预氧化炉端部的上方进行抽排，在炉端下部的两侧容易进入冷风(预氧化炉外的空气)，即在预氧化炉下部的两侧形成了冷区，这些冷风会通过丝束通道进入预氧化炉的内部，而烟囱效应会加长烘箱(预氧化炉)下半部分的冷区，降低烘箱真实的加热长度，大幅度增加了预氧化炉的能耗。冷区加长所带来的问题是：一、焦油冷凝容易滴落在纤维上污染纤维，造成纤维品质下降；二、纤维有效的热处理、化学反应的时间减少，造成品质不稳定。既然烟囱效应是不可避免的，如何去利用它，把它变成对预氧化有利的一个事物。这是很多预氧化炉设备制造企业在反复研究的课题。其中最广泛采用的技术是“阻挡”思维，利用各类的气密装置，试图封锁冷气的灌入。从工程实践看，这些措施对于“烟囱效应”的防范功能是微弱的，并未有显著的效益，氧化炉依然是一个“漏风”的炉子，能耗依然高。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本技术的目的是：提供一种高效节能预氧化炉炉端设备，可以实现预氧化炉更长的有效加热长度，更稳定的温度场，更低的能耗。为了达到上述目的，本技术采用如下技术方案：一种高效节能预氧化炉炉端设备，预氧化炉包括多个从下往上依次排列的回风腔体，上下相邻的两个回风腔体之间形成丝束通道，炉端设备包括设有补充新热风的补充腔体、设有抽排废气的抽排腔体；补充腔体位于预氧化炉的下部，抽排腔体位于预氧化炉的上部，补充腔体上设有吹风口，抽排腔体上设有抽风口，吹风口位于丝束通道内或者丝束通道外，抽风口位于丝束通道内或者丝束通道外。进一步的是：补充腔体有多个，多个补充腔体从下往上依次排列，补充腔体与预氧化炉下部的回风腔体集成为一个腔体，集成在一起的补充腔体和回风腔体之间设有隔离板，最上端的补充腔体的底部设有吹风口，最下端的补充腔体的顶部设有吹风口，其余的补充腔体的顶部和底部均设有吹风口。进一步的是：抽排腔体有多个，多个抽排腔体从下往上依次排列，抽排腔体与预氧化炉上部的回风腔体集成为一个腔体，集成在一起的抽排腔体和回风腔体之间设有隔离板，最上端的抽排腔体的底部设有抽风口，最下端的抽排腔体的顶部设有抽风口，其余的抽排腔体的顶部和底部均设有抽风口。进一步的是：吹风口位于丝束通道内，抽风口位于丝束通道内。进一步的是：丝束通道出口处的上方和下方均设有滑动式安装的节流板。进一步的是：炉端设备还包括回风循环系统、新热风补充系统、废气抽排系统；新热风补充系统的出风口与补充腔体相通，废气抽排系统的入风口与抽排腔体相通，回风循环系统的入风口与回风腔体的出风口相通，丝束通道流出的新热风流向回风循环系统。进一步的是：抽风口的吸风方向与丝束面的夹角≤90°，吹风口的吹风方向与丝束面的夹角≤90°，与抽排腔体集成在一起的回风腔体数量为全部回风腔体数量的50％～60％。进一步的是：抽风口为一条以上的狭缝或者一排以上的通孔，吹风口为一条以上的狭缝或者一排以上的通孔。进一步的是：回风循环系统设有回风总管道，所有的回风腔体均与回风总管道相通，废气抽排系统设有抽排总管道，所有的抽排腔体均与抽排总管道相通。进一步的是：丝束通道出口处的两块节流板之间的宽度范围为5～20mm。总的说来，本技术具有如下优点：基于深刻理解烟囱效应的工作机理，从排废及冷气灌入两个方面做出全新的设计，本炉端设备的思想，并非“阻挡”烟囱效应，而是合理地疏导与利用这个效应为工艺及预氧化炉服务。废气抽排系统抽排丝束通道中的废气，输送到生产线的废气焚烧系统。新热风补充系统可以对丝束通道补充新的热风，新热风补充系统的热风来源广泛。抽排腔体与回风腔体集成到一起、补充腔体与回风腔体集成到一起，节约设备空间，降低设备成本。节流板既能保持丝束无接触地在炉内通行，又尽可能地减少炉膛与外界的通道，这更加便于废气抽排与新热风补充的效率，最终实现降低氧化炉能耗的目的。附图说明图1是预氧化炉和炉端设备结合主视方向的结构示意图。图2是炉端设备的左视方向的结构示意图。图3是补充腔体与回风腔体集成俯视方向的结构示意图。图4是抽排腔体与回风腔体集成俯视方向的结构示意图。图5是上下两个相邻补充腔体与回风腔体集成主视方向的结构示意图。图6是预氧化炉的立体图。图7是预氧化炉俯视方向风的流向示意图。图8是预氧化炉内吹风机构和回风机构的结构示意图。图9是吹风机构的结构示意图。具体实施方式下面将结合附图和具体实施方式来对本技术做进一步详细的说明。为了便于统一查看说明书附图里面的各个附图标记，现对说明书附图里出现的附图标记统一说明如下：101为保温框架，201为原丝，301为进风管道，302为进风腔体，303为回风腔体，304为回风管道，305为循环风机，306为加热器，307为过滤器，308为吹风喷嘴的孔板，309为吹风喷嘴的蜂窝板，310为抽风喷嘴，311为导风斜板，401为预氧化腔，501为预氧化炉，502为门廊，503为辊架系统，504为新热风补充系统，505为废气抽排系统，601为补充腔体，602为节流板，603为回风循环系统，604为吹风口，701为抽排腔体，704为抽风口。预氧化炉是对碳纤维(原丝或称为丝束)进行预氧化的，由于丝束在预氧化的过程中，需要穿过整个预氧化炉，因此预氧化炉不可能是全封闭的，预氧化炉是现有技术中的一种设备，预氧化炉一般都包括多个从下往上依次排列的回风腔体，上下相邻的两个回风腔体之间形成丝束通道，即预氧化炉有多个回风腔体，且多个回风腔体从下往上依次排列，上下相邻的两个回风腔体之间存在间隙，该间隙即是用于丝束穿过的丝束通道，丝束是通过预氧化炉外的辊架系统反复穿过预氧化炉的。下文详细描述了预氧化炉的其中一种结构，本申请的炉端设备是应用在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效节能预氧化炉炉端设备，预氧化炉包括多个从下往上依次排列的回风腔体，上下相邻的两个回风腔体之间形成丝束通道，其特征在于：炉端设备包括设有补充新热风的补充腔体、设有抽排废气的抽排腔体；补充腔体位于预氧化炉的下部，抽排腔体位于预氧化炉的上部，补充腔体上设有吹风口，抽排腔体上设有抽风口，吹风口位于丝束通道内或者丝束通道外，抽风口位于丝束通道内或者丝束通道外。/n

【技术特征摘要】
1.一种高效节能预氧化炉炉端设备，预氧化炉包括多个从下往上依次排列的回风腔体，上下相邻的两个回风腔体之间形成丝束通道，其特征在于：炉端设备包括设有补充新热风的补充腔体、设有抽排废气的抽排腔体；补充腔体位于预氧化炉的下部，抽排腔体位于预氧化炉的上部，补充腔体上设有吹风口，抽排腔体上设有抽风口，吹风口位于丝束通道内或者丝束通道外，抽风口位于丝束通道内或者丝束通道外。


2.按照权利要求1所述的一种高效节能预氧化炉炉端设备，其特征在于：补充腔体有多个，多个补充腔体从下往上依次排列，补充腔体与预氧化炉下部的回风腔体集成为一个腔体，集成在一起的补充腔体和回风腔体之间设有隔离板，最上端的补充腔体的底部设有吹风口，最下端的补充腔体的顶部设有吹风口，其余的补充腔体的顶部和底部均设有吹风口。


3.按照权利要求1所述的一种高效节能预氧化炉炉端设备，其特征在于：抽排腔体有多个，多个抽排腔体从下往上依次排列，抽排腔体与预氧化炉上部的回风腔体集成为一个腔体，集成在一起的抽排腔体和回风腔体之间设有隔离板，最上端的抽排腔体的底部设有抽风口，最下端的抽排腔体的顶部设有抽风口，其余的抽排腔体的顶部和底部均设有抽风口。


4.按照权利要求1所述的一种高效节能预氧化炉炉端设备，其特征在于：吹风口位于丝束通道内，抽风口位于丝束通道内。


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【专利技术属性】
技术研发人员：林刚，张永福，乔荫春，冯军，
申请(专利权)人：广州赛奥碳纤维技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44