再生碳纤维的制造装置和再生碳纤维的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及造再生碳纤维的设备和制造再生碳纤维的方法，涉及一种再生碳纤维制造装置和再生碳纤维制造方法。该方法仅通过热解从碳纤维增强塑料中加热去除基质成分，在不降低力学特性的情况下，选择性地回收碳纤维。据此，连续式炉利用耐火性材料构筑了细长隧道形状的再生处理空间。在这个连续式炉中，配以网状带式输送机。本发明专利技术提供了仅通过热分解使热塑性环氧树脂等基质成分气化，从而能够以长纤维状态回收碳纤维(再生碳纤维)的一种精密主轴轴承预紧力在线测量试验装置。承预紧力在线测量试验装置。承预紧力在线测量试验装置。

【技术实现步骤摘要】
再生碳纤维的制造装置和再生碳纤维的制造方法


[0001]本专利技术涉及造再生碳纤维的设备和制造再生碳纤维的方法，涉及一种再生碳纤维制造装 置和再生碳纤维制造方法。

技术介绍

[0002]作为具有高强度和高模量等优异力学性能的材料，碳纤维广为人知。碳纤维作为填充物 成分，以环氧树脂和聚酯树脂等为基质成分，制造出碳纤维增强塑料(Carbon FiberReinforced Plastic，以下简称CFRP)。碳纤维重量轻，比重为铁的1/4，强度约为铁的10 倍，是一种耐磨性、耐热性、导电性和抗拉力优异的材料，因此广泛应用于航空航天工业等 各种工业领域。
[0003]碳纤维增强塑料主要是通过将基质成分的树脂渗透到碳纤维中生成预浸料，然后在高压 釜内加压同时烧制这种预浸料而制成的。在这种碳纤维增强塑料的生产过程中，除了产品外， 还产生了很多边角料。例如，在制造诸如飞机机体等的大尺寸产品时，会产生大量的上述边 角料。因此，边角料的处理有时会成为问题。如上所述，碳纤维增强塑料混合了不同性状的 填料成分和基质成分，将它们分别分离并循环重复使用在技术上难度很大。另外，从成本和 能源效率的角度来看，没有效果。因此，在许多情况下，制造过程中产生的边角料和未使用 的预浸料大多通过填埋和焚烧等方式处理。此外，在完成产品功能后回收的碳纤维增强塑料 也同样通过填埋等方式进行处理。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种碳纤维再生处理装置和再生处理方法，该方法仅通过热解从碳纤维增 强塑料中加热去除基质成分，在不降低力学特性的情况下，选择性地回收碳纤维。据此，连 续式炉利用耐火性材料构筑了细长隧道形状的再生处理空间。在这个连续式炉中，配以网状 带式输送机。通过利用相关的带式输送机向再生处理空间连续供应碳纤维增强塑料，并在再 生处理空间内的加热区域加热碳纤维增强塑料，仅通过热分解使热塑性环氧树脂等基质成分 气化，从而能够以长纤维状态回收碳纤维(再生碳纤维)。因此，大量碳纤维增强塑料可以被 有效热解，从而产生再生碳纤维。
[0005]鉴于上述实际情况，本专利技术旨在提供一种技术，通过在稳定的加热条件下加工碳纤维增 强塑料，有效地、低成本地制造再生碳纤维。即，本专利技术的方案是提供一种适用于非织造织 物等的加工的再生碳纤维以及用于制造再生碳纤维的装置和方法。制造再生碳纤维的装置是 以碳纤维及含有基质成分的碳纤维增强塑料为原料生产再生碳纤维的设备，该再生碳纤维生 产设备包括碳化干馏炉和连续式炉，碳化干馏炉为箱状主体部分；设置在主体部分内并且存 储碳纤维增强塑料的碳化干馏室，设置在碳化干馏室的下部并且具有燃烧器的燃烧室，以及 形成在主体部分和碳化干馏室之间的空间中的加热室。碳化干馏炉干馏碳纤维增强塑料，将 基质组分的一部分转换为固定碳，并将固定碳附着在碳纤维的表面上。连续式炉具有网状输 送部分和细长隧道形状的热处理空间，其中网状输送部分输送
附着有固定碳的碳纤维，连续 加热附着有固定碳的碳纤维以去除一部分固定碳。该再生碳纤维生产装置的特点是碳化干馏 炉设有蒸汽发生器，向碳化干馏室供应100℃以上700℃以下的水蒸气。
[0006]固定碳是指基质成分在加热过程中一部分碳化，以粉末等形式残存下来的碳成分。这种 固定碳附着在碳纤维的纤维表面上，使各个再生碳纤维之间的缠绕(凝集)程度变高，容易 形成束状的块状物。因此，即使在风等作用下也容易飞散的可能性被抑制，处理性能良好。 另外，固定碳的残存碳率变高，则作为粘结再生碳纤维之间的一种粘合剂，块状物的程度也 会变得更大。
[0007]干馏是指在加热温度设定为400℃以上的间歇式碳化干馏炉的碳化干馏室内投入碳纤维 增强塑料进行密封，从燃烧器正在燃烧的燃烧室中供给辐射热，使每一个国家的碳化物质在 无氧状态下被埋头加热到碳纤维增强塑料中。碳纤维增强塑料中含有的低沸点的物质和水分 等，通过加热进行气化和碳化。这样，就可以缩短连续式炉对固定碳的加热除去时间。而且， 通过事先的干馏工序，可以使碳纤维增强塑料的碳化成分固定，使加热条件稳定，使制造装 置的整体能源效率良好可以。
[0008]通过从蒸汽发生器向碳化干馏室供给100℃以上700℃以下的水蒸气可以促进碳化干馏 室的对流，将碳化干馏室内干馏产生的基质成分气体(以下也称为干馏气体)有效地供给燃 烧器。由于可以稳定地燃烧干馏气体，因此可以控制燃料成本。另外，可以防止基质成分转 换的固定氧堆积在碳化干馏室内的地板和墙壁上，以及干馏气体在气体燃烧用管道内的焦油 的产生。这里，加热水蒸气并供给超过700℃的温度是不可取的，因为会给碳化干馏室和管 道增加负荷。此外，提供800℃或更高温度的水蒸气是不可取的，因为某些类型的碳纤维可 能导致分解和变质。
[0009]本专利技术的再生碳纤维生产装置优选蒸汽发生器优选将500℃或更高、700℃或更低的过热 水蒸气供应到碳化干馏室。过热水蒸气能够更均匀地直接加热碳化干馏室，从而能够更快地 产生干馏气体，从而高效地进行干馏。
[0010]该再生碳纤维生产装置包括两台碳化干馏炉，其中一台碳化干馏炉的蒸汽发生器向另一 台碳化干馏炉的碳化干馏室提供过热水蒸气的分支管道，另一台碳化干馏炉的蒸汽发生器向 另一台碳化干馏炉的碳化干馏室提供过热水蒸气。通过提供在任一碳化干馏炉中产生的过热 水蒸气作为加热另一碳化干馏炉的碳化干馏室的热源，可以降低燃料成本并以更低的成本生 产再生碳纤维。
[0011]此外，该再生碳纤维生产设备将碳化干馏炉的燃烧室与连续式炉的再生处理空间通过耐 热通道连接，碳化干馏炉的余热可作为连续式炉的热源提供，通过在连续式炉中利用碳化干 馏炉的余热，进一步降低了加热所需的燃料成本，从而可以更便宜地生产出再生碳纤维。
[0012]该专利技术的制造再生碳纤维的方法包括干馏步骤和加热去除步骤。干馏过程是通过碳化干 馏炉，将碳纤维增强塑料干馏，同时提供100℃以上700℃以下的水蒸气，将基体成分的一部 分转化为固定碳，附着在碳纤维表面。加热去除步骤在连续炉的再生处理空间中加热输送的 碳纤维，并去除附着的一部分固定碳
[0013]这里所说的连续式炉是指例如利用耐火材料，如砖瓦，在内部构建一个细长隧道形状的 再生处理空间，在再生处理空间的加热区域加热有固定碳附着在表面的碳纤维，从
而可以制 造出再生碳纤维。此时，将表面附着有固定碳的碳纤维输送到再生处理空间可以采用并排设 置有多个辊的所谓“辊壳”等输送部、或者旋转驱动网带的网输送部等。
[0014]该再生碳纤维的生产设备设有干馏碳化炉，该炉可以将碳纤维增强塑料的部分基质组分 转化为固定碳，并附着在碳纤维表面。该干馏碳化炉通过将蒸汽发生器产生的100℃以上700℃ 以下的水蒸气供给碳化干馏室，促进碳化干馏室的对流，可以有效地将碳化干馏室干馏产生 的干馏气体排出燃烧装置。结果，可以稳定燃烧干馏气体，还可以防止基质成分转换的固定 碳沉积在碳化干馏室内的地板和墙壁上，以及干馏气体在燃烧管道中产生焦油。即向碳化干 馏室提供100℃以上700℃以下的水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.再生碳纤维的制造装置和再生碳纤维的制造方法，其特征在于：包括装置(100，200)和连续式炉(26)，所述装置(100，200)包括箱状的主体部(105，205)和碳化干馏室(102)，所述碳化干馏室(102)内设有碳纤维增强塑料(40)，所述碳纤维增强塑料(40)含有碳纤维和基质组分，所述碳化干馏室(102)下方设有燃烧室(103，203)，所述燃烧室(103，203)内部设有燃烧器(104)，所述主体部(105，205)内部位于碳化干馏室(102)外侧设有加热室(115)，碳化干馏炉(101)干馏所述碳纤维增强塑料(40)，将所述基质成分的一部分转换为固定碳，并将所述固定碳附着在碳纤维的表面，所述连续式炉(26)包括细长隧道形状的热处理空间(2)和网状输送部(6)，碳化干馏炉(101，201)内设有蒸汽发生器(213)。2.根据权利要求1所述的再生碳纤维的制造装置和再生碳纤维的制造方法，其特征在于：所述蒸汽发生器(213)向碳化干馏室(102)供应500℃以上、700℃以下的过热水蒸气。3.根据权利要求2所述的再生碳纤维的制造装置和再生碳纤维的制造方...

【专利技术属性】
技术研发人员：板津秀人，
申请(专利权)人：板津秀人，
类型：发明
国别省市：