燃气加热沉积炉及系统技术方案

本发明专利技术公开了燃气加热沉积炉及系统，包括炉体以及用于给炉体内的待增密物件进行加热的加热装置，所述炉体上部设置有贯穿至炉体内腔的出气口，所述加热装置包括伸入炉体内部用于散热的至少一个辐射管以及通过燃烧出气管中的尾气给所述辐射管加热的燃烧器。将沉积炉的加热方式改为燃气辐射管形式，燃料以沉积炉尾气为主，天燃气为辅，这样既节省了大量电能，又将沉积炉尾气作为热源对沉积炉进行加热，同时燃气辐射管出来的燃烧烟气对碳源气进行预热，真正做到沉积炉系统的节能环保。真正做到沉积炉系统的节能环保。真正做到沉积炉系统的节能环保。

【技术实现步骤摘要】
燃气加热沉积炉及系统


[0001]本专利技术涉及化学气相沉积制备领域，具体涉及燃气加热沉积炉及系统。

技术介绍

[0002]随着电子、半导体、太阳能及航天技术迅猛发展、对耐高温、耐热冲击性非常好的C/C复核材料需求量也迅猛增加。C/C复合材料是在碳纤维基础上进行了石墨化增强处理后的产品，而燃气加热沉积炉(cvi)是制造高性能碳碳复合材料的核心设备，而目前市面上已有的沉积炉都不是非常完美，主要表现在：炉内温度分布不均导致沉积速度低并且不均匀，碳源气经过沉积炉后的废气热值很高、因为环保原因必须进行废气焚烧处理，废气焚烧形成的热量回收效率低，而沉积炉的热源仍然采用电加热，需要消耗大量的电能，这不仅增加了设备成本(采用电加热需要采用大型变压器)，而且增加了系统生产的碳排放。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供燃气加热沉积炉及系统，将沉积炉的加热方式改为燃气辐射管形式，燃料以沉积炉尾气为主，天燃气为辅，这样既节省了大量电能，又将沉积炉尾气作为热源对沉积炉进行加热，同时燃气辐射管出来的燃烧烟气对碳源气进行预热，真正做到沉积炉系统的节能环保。
[0004]燃气加热沉积炉，包括炉体以及用于给炉体内的待增密物件进行加热的加热装置，所述加热装置包括伸入炉体内部用于散热的至少一个辐射管以及通过燃烧出气管中的尾气给所述辐射管加热的燃烧器。
[0005]进一步地，所述辐射管一端为置于炉体内腔的封闭末端，另一端为穿透炉体的开口端；所述燃烧器为连接在所述开口端的烧嘴，烧嘴通过开口端伸入辐射管中。r/>[0006]进一步地，所述烧嘴包括燃气内管、套设在所述燃气内管外的空气外管以及烧嘴通道，所述燃气内管用于与出气管连通，所述烧嘴通道分别与空气外管出风口、燃气内管连通并延伸至辐射管内。
[0007]进一步地，所述烧嘴通道包括柱状部，所述柱状部的一端与空气外管连接，另一端呈锥形凸起形成有用于混合燃气与空气的锥形部。
[0008]进一步地，所述空气外管与开口端之间还安装有烟气管，所述烟气管上设置有烟气出口，所述空气外管与烟气管的顶部、烟气管的底部与开口端之间分别通过法兰连接。
[0009]进一步地，所述辐射管内设置有套管，所述套管内形成有贯穿的燃烧通道，所述燃烧通道与烧嘴通道相连通。
[0010]进一步地，所述烟气管与柱状部之间形成有第一环形间隙，所述辐射管与套管之间形成有第二环形间隙，所述第一环形间隙与第二环形间隙连通。。
[0011]一种燃气加热沉积炉系统，包括燃气加热沉积炉，还包括尾气循环管以及设置在尾气循环管上的尾气净化装置，所述尾气循环管一端连接于所述炉体的出气口，另一端连接于所述燃气内管的进气口，用于循环利用炉体内化学气相沉积反应后的尾气，所述尾气
净化装置包括一级尾气净化设备，用于去除尾气中的腐蚀性气体与降温；二级尾气净化设备，用于去除尾气中的粉尘和油雾。
[0012]进一步地，还包括烟气预热管以及设置在烟气预热管上的预热装置，用于对将要进入炉体内的化学气体进行预热，所述预热装置一端连接所述烟气管的烟气出口，另一端用于烟气排放。
[0013]进一步地，所述尾气循环管上还连通有燃气供给管，所述尾气循环管上设置有尾气切断阀，用于控制化学气相沉积反应后经尾气净化装置净化后的尾气的通断，所述燃气供给管上设置有燃气切断阀，用于控制燃气的通断。
[0014]本专利技术具有的有益效果：
[0015]本专利技术燃气加热沉积炉及系统为封闭循环式反应系统，该系统具有尾气净化装置和预热装置，通过调节尾气净化装置的尾气切断阀门，来控制循环尾气量的通断，当循环尾气不足时，尾气循环管上的燃气低压开关动作，通过调节燃气供给管上设置有燃气切断阀通过调节天燃气的通断来控制加入的新鲜气体的流量和比例。通过将沉积炉排出的尾气作为加热燃气，节约电能的同时，提高尾气的利用率，并同时解决了尾气排放的问题。
[0016]2、将原有的电加热装置替换为燃气辐射管加热，以沉积炉内排出的尾气作为燃气来源之一，与空气进行混合，进而实现对沉积炉内的待增密物件进行化学气相沉积反应，当燃气与空气在燃气辐射管内燃烧通道内加热时，所述燃烧废气将一部分热量通过其表面散发出去后，高温烟气从燃气辐射管与烧嘴之间的环形空隙排出(在流经该环形空隙过程中，高温烟气通过辐射管烧嘴将一部分热量传递给辐射管烧嘴的助燃空气，高温废气温度降低、烧嘴的助燃空气温度升高，从而实现烧嘴助燃空气的自身预热，实现燃烧废气的第一次余热回收)，形成辐射管系统的燃烧废气；同时在本系统中，为每台沉积炉配置一台炭源气预热器，将单台沉积炉的所有辐射管高温废气汇集到一起，再通入炭源气预热器，将其中的大部分热量传递给炭源气，自身温度降低后通过烟囱排到大气中，沉积炉所需的炭源气通过炭源气预热器后，温度升高，然后通入沉积炉，将炭源气预热后再通入沉积炉，有效提高了沉积炉底部的温度，促进沉积炉底部温度的均匀性。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的现有技术结构示意图；
[0018]图2为本专利技术的燃气加热沉积炉系统结构示意图；
[0019]图3为本专利技术的烧嘴部分放大结构示意图；
[0020]附图标记：1
‑
炉体，2
‑
电加热部件，3
‑
碳纤维辐射罩，4
‑
托板，5
‑
待渗碳物件，6
‑
沉积炉盖，7
‑
工艺废气排放口，8
‑
焦油冷凝器，9
‑
过滤器，10
‑
第一泵，11
‑
废气焚烧炉，12
‑
热回收器，13
‑
烟囱，14
‑
碳源气均风板，15
‑
集气装置，16
‑
出油器，17
‑
第二泵，18
‑
尾气切断阀，19
‑
燃气切断阀，20
‑
燃气低压开关，21
‑
烧嘴前燃气管路系统，22
‑
烧嘴，23
‑
烧嘴前助燃空气管路系统，24
‑
预热装置，25
‑
辐射管，26
‑
助燃风机，221
‑
燃气内管，222
‑
空气外管，223
‑
烟气管，224
‑
烧嘴通道，224a
‑
柱状部，224b
‑
锥形部，27
‑
套管。
具体实施方式
[0021]下面结合实施例及附图，对本专利技术作进一步的详细说明，但本专利技术的实施方式不
限于此。
[0022]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.燃气加热沉积炉，包括炉体(1)以及用于给炉体(1)内的待增密物件进行加热的加热装置，其特征在于，所述加热装置包括伸入炉体(1)内部用于散热的至少一个辐射管(25)以及通过燃烧出气管中的尾气给所述辐射管(25)加热的燃烧器。2.根据权利要求1所述的燃气加热沉积炉，其特征在于，所述辐射管(25)一端为置于炉体(1)内腔的封闭末端，另一端为穿透炉体(1)的开口端；所述燃烧器为连接在所述开口端的烧嘴(22)，烧嘴(22)通过开口端伸入辐射管(25)中。3.根据权利要求2所述的燃气加热沉积炉，其特征在于，所述烧嘴(22)包括燃气内管(221)、套设在所述燃气内管(221)外的空气外管(222)以及烧嘴通道(224)，所述燃气内管(221)用于与出气管连通，所述烧嘴通道(224)分别与空气外管(222)出风口、燃气内管(221)连通并延伸至辐射管(25)内。4.根据权利要求3所述的燃气加热沉积炉，其特征在于，所述烧嘴通道(224)包括柱状部(224a)，所述柱状部(224a)的一端与空气外管(222)连接，另一端呈锥形凸起形成有用于混合燃气与空气的锥形部(224b)。5.根据权利要求4所述的燃气加热沉积炉，其特征在于，所述空气外管(222)与开口端之间还安装有烟气管(223)，所述烟气管(223)上设置有烟气出口，所述空气外管(222)与烟气管(223)的顶部、烟气管(223)的底部与开口端之间分别通过法兰连接。6.根据权利要求5所述的燃气加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：张麒麟，陈万福，李绍开，熊昌宇，马云，
申请(专利权)人：四川铭能科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：