CN109603388A - 一种碳纤维生产废气处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种碳纤维生产废气处理装置，包括混合设备、燃烧设备、冷却设备和除尘设备；混合设备的两个第一进气口分别与预氧化炉和炭化炉相连接，混合设备的第一出气口通过第一管道与燃烧设备的第二进气口相连通，燃烧设备的第二出气口通过第二管道与冷却设备的第三进气口相连通，冷却设备的第三出气口通过第三管道与除尘设备相连接；本发明用于处理碳纤维生产中产生的废气，最后将达标废气排出，既保证了生产的连续性，又避免了对环境造成的污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种废气处理装置，特别涉及一种碳纤维生产废气处理装置。
背景技术
在聚丙烯腈基(PAN)碳纤维生产过程中，包含原材料纯化、聚合、纺丝，纺丝的成品PAN纤维经预氧化处理后，再经低温碳化炉和高温碳化炉处理，得到碳纤维。
在对原材料进行纯化和聚合时产生大量的不凝气，这些尾气含有二甲基亚砜和丙烯腈，若不经处理排放会对环境造成污染及对人体造成伤害；纤维在低温碳化阶段，预氧化纤维发生脱水、脱氢以及主链、侧链和末端基分解，H、O、N非碳元素以HCN、NH3、CO、CO2、H2、N2 和H2O等方式释放，这一阶段预氧纤维失重40％～45％，这些混合气高温气体剧毒高污染， 必须处理后才可以排放；在高温炭化主要脱除氮元素的过程，900～1500℃时氮元素以N2、 NH3和HCN脱除。
特别是炭化废气处理不完全，在废气管道内迅速沉积，甚至导致废气管道堵塞，清理频次高、难度大，每批次必须对管道进行疏通，增加停车时间影响产量，且没有进一步提高产能的余量。
对碳纤维生产废气的处理系统的研究进行优化炭化废气处理效果，已 经成为制约碳纤维产量的关键因素。同时，如果直接排放上述含有毒有害气体的废气，影响 周围环境的空气质量，甚至可能危害到附近居民的健康。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种碳纤维生产废气处理装置，用于处理碳纤维生产中产生的废气，最后将达标废气排出，既保证了生产的连续性，又避免了对环境造成的污染。
具体的技术方案如下：
一种碳纤维生产废气处理装置，包括混合设备、燃烧设备、冷却设备和除尘设备；
混合设备包括混合腔，混合腔的两个相对的侧壁上分别设有一个第一进气口，混合腔的另外一个侧壁上设有一个第一出气口，第一出气口位于混合腔的顶部；
混合腔中自上而下依次设有第一混合辊、第二混合辊和第三混合辊，第一混合辊、第二混合辊和第三混合辊上均设有螺旋叶片，第一混合辊和第三混合辊的螺旋叶片的螺旋方向相同，第一混合辊和第二混合辊的螺旋叶片的螺旋方向相反；
第一混合辊、第二混合辊和第三混合辊分别通过两个支撑轴可转动的固定在混合腔中，第一混合辊、第二混合辊和第三混合辊位于同一侧的支撑轴穿过混合腔固定一个第一齿轮，三个第一齿轮之间通过第一链条加以连接，第三混合辊的支撑轴上还固定一个第二齿轮，第二齿轮通过第二链条与固定在第一电机上的第三齿轮相啮合，第一电机转动带动第一混合辊、第二混合辊和第三混合辊同时在混合腔中进行转动；
燃烧设备包括燃烧腔，燃烧腔的两个相对的侧壁上分别设有第二进气口和第二出气口，燃烧腔的顶部设有燃烧器和空气补充管，燃烧器接近第二进气口设置；
燃烧腔中还设有第一挡板和第二挡板；
第一挡板通过第一转轴可转动的固定在燃烧腔中，第一转轴的一端穿过燃烧腔固定一个第四齿轮，第四齿轮与固定在第二电机上的第五齿轮相啮合，第二电机带动第一挡板旋转，当第一挡板处于水平状态时，第一挡板与燃烧腔过渡配合；
第二挡板通过第二转轴可转动的固定在燃烧腔中，第二转轴的一端穿过燃烧腔固定一个第六齿轮，第六齿轮与固定在第三电机上的第七齿轮相啮合，第三电机带动第二挡板旋转，当第二挡板处于水平状态时，第二挡板与燃烧腔过渡配合；
冷却设备包括冷却腔，冷却腔的两个相对的侧壁上分别设有第三进气口和第三出气口，第三进气口位于冷却腔的顶部，第三出气口位于冷却腔的底部，冷却腔中交替的设有第一分隔板和第二分隔板，第一分隔板和第二分隔板的宽度均小于冷却腔的宽度，第一分隔板和第二分隔板水平设置，第一分隔板固定在设有第三进气口的内侧壁上，第二分隔板固定在设有第三出气口的内侧壁上；
第一分隔板和第二分隔板将冷却腔中分隔成S形的冷却通道，第三进气口与冷却通道的进气端相连通，第三出气口与冷却通道的出气端相连通；
除尘设备为布袋除尘器；
混合设备的两个第一进气口分别与预氧化炉和炭化炉相连接，混合设备的第一出气口通过第一管道与燃烧设备的第二进气口相连通，燃烧设备的第二出气口通过第二管道与冷却设备的第三进气口相连通，冷却设备的第三出气口通过第三管道与除尘设备相连接。
进一步的，第二管道上设有风机。
进一步的，第一管道、第二管道和第三管道上分别设有电磁阀。
进一步的，冷却设备的冷却通道中，冷却通道的每个拐角处均设有一个转动组件，转动组件包括转辊，转辊上均匀设有多个转板，转板为不锈钢网板，转轴通过第四电机控制转动。
进一步的，燃烧腔的侧壁上设有门板，门板位于第二挡板的下方。
本发明的控制方法为：
（1）预氧化炉和炭化炉生产过程中产生的废气分别通过两个第一进气口进入混合设备中，在混合腔中，经过第一混合辊、第二混合辊和第三混合辊的充分混合后，通过第一管道进入燃烧设备中；
（2）进入燃烧设备中的废气经过燃烧后，通过第二管道进入冷却设备中；燃烧过程中产生的沉积物先积攒在第一挡板上，每间隔1h旋转一次第一挡板，将第一挡板上的沉积物转移至第二挡板上，每隔3h旋转一次第二挡板，将积累在第二挡板上的沉积物转移至燃烧腔的底部，最后可通过打开门板取出沉积物；当第一挡板和第二挡板的旋转时间点重合时，第二挡板此次不旋转；
（3）燃烧后的高温气体自第三进气口进入冷却腔中，经过冷却通道的自然冷却后，再通过第三出气口进入布袋除尘器中进行除尘操作后，即可排出。
本发明的有益效果为：
本发明用于处理碳纤维生产中产生的废气，最后将达标废气排出，既保证了生产的连续性，又避免了对环境造成的污染。
附图说明
图1为本发明俯视图。
图2为混合设备剖视图。
图3为混合设备侧视图。
图4为燃烧设备剖视图。
图5为冷却设备剖视图。
附图标记
混合设备1、燃烧设备2、冷却设备3、除尘设备4、混合腔5、第一进气口6、第一出气口7、第一混合辊8、第二混合辊9、第三混合辊10、螺旋叶片11、第一齿轮12、第一链条13、第二齿轮14、第二链条15、第一电机16、第三齿轮17、燃烧腔18、第二进气口19、第二出气口20、燃烧器21、空气补充管22、第一挡板23、第二挡板24、第四齿轮25、第二电机26、第五齿轮27、第六齿轮28、第三电机29、第七齿轮30、冷却腔31、第三进气口32、第三出气口33、第一分隔板34、第二分隔板35、冷却通道36、第一管道37、第二管道38、第三管道39、风机40、电磁阀41、转动组件42、转辊43、转板44、门板45。
具体实施方式
为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。
如图所示一种碳纤维生产废气处理装置，包括混合设备1、燃烧设备2、冷却设备3和除尘设备4；
混合设备包括混合腔5，混合腔的两个相对的侧壁上分别设有一个第一进气口6，混合腔的另外一个侧壁上设有一个第一出气口7，第一出气口位于混合腔的顶部；
混合腔中自上而下依次设有第一混合辊8、第二混合辊9和第三混合辊10，第一混合辊、第二混合辊和第三混合辊上均设有螺旋叶片11，第一混合辊和第三混合辊的螺旋叶片的螺旋方向相同，第一混合辊和第二混合辊的螺旋叶片的螺旋方向相反；
第一混合辊、第二混合辊和第三混合辊分别通过两个支撑轴可转动的固定在混合腔中，第一混合辊、第二混合辊和第三混合辊位于同一侧的支撑轴穿过混合腔固定一个第一齿轮12，三个第一齿轮之间通过第一链条13加以连接，第三混合辊的支撑轴上还固定一个第二齿轮14，第二齿轮通过第二链条15与固定在第一电机16上的第三齿轮17相啮合，第一电机转动带动第一混合辊、第二混合辊和第三混合辊同时在混合腔中进行转动；
燃烧设备包括燃烧腔18，燃烧腔的两个相对的侧壁上分别设有第二进气口19和第二出气口20，燃烧腔的顶部设有燃烧器21和空气补充管22，燃烧器接近第二进气口设置；
燃烧腔中还设有第一挡板23和第二挡板24；
第一挡板通过第一转轴可转动的固定在燃烧腔中，第一转轴的一端穿过燃烧腔固定一个第四齿轮25，第四齿轮与固定在第二电机26上的第五齿轮27相啮合，第二电机带动第一挡板旋转，当第一挡板处于水平状态时，第一挡板与燃烧腔过渡配合；
第二挡板通过第二转轴可转动的固定在燃烧腔中，第二转轴的一端穿过燃烧腔固定一个第六齿轮28，第六齿轮与固定在第三电机29上的第七齿轮30相啮合，第三电机带动第二挡板旋转，当第二挡板处于水平状态时，第二挡板与燃烧腔过渡配合；
冷却设备包括冷却腔31，冷却腔的两个相对的侧壁上分别设有第三进气口32和第三出气口33，第三进气口位于冷却腔的顶部，第三出气口位于冷却腔的底部，冷却腔中交替的设有第一分隔板34和第二分隔板35，第一分隔板和第二分隔板的宽度均小于冷却腔的宽度，第一分隔板和第二分隔板水平设置，第一分隔板固定在设有第三进气口的内侧壁上，第二分隔板固定在设有第三出气口的内侧壁上；
第一分隔板和第二分隔板将冷却腔中分隔成S形的冷却通道36，第三进气口与冷却通道的进气端相连通，第三出气口与冷却通道的出气端相连通；
除尘设备为布袋除尘器；
混合设备的两个第一进气口分别与预氧化炉和炭化炉相连接，混合设备的第一出气口通过第一管道37与燃烧设备的第二进气口相连通，燃烧设备的第二出气口通过第二管道38与冷却设备的第三进气口相连通，冷却设备的第三出气口通过第三管道39与除尘设备相连接。
进一步的，第二管道上设有风机40。
进一步的，第一管道、第二管道和第三管道上分别设有电磁阀41。
进一步的，冷却设备的冷却通道中，冷却通道的每个拐角处均设有一个转动组件42，转动组件包括转辊43，转辊上均匀设有多个转板44，转板为不锈钢网板，转轴通过第四电机控制转动。
进一步的，燃烧腔的侧壁上设有门板45，门板位于第二挡板的下方。
本发明的控制方法为：
（1）预氧化炉和炭化炉生产过程中产生的废气分别通过两个第一进气口进入混合设备中，在混合腔中，经过第一混合辊、第二混合辊和第三混合辊的充分混合后，通过第一管道进入燃烧设备中；
（2）进入燃烧设备中的废气经过燃烧后，通过第二管道进入冷却设备中；燃烧过程中产生的沉积物先积攒在第一挡板上，每间隔1h旋转一次第一挡板，将第一挡板上的沉积物转移至第二挡板上，每隔3h旋转一次第二挡板，将积累在第二挡板上的沉积物转移至燃烧腔的底部，最后可通过打开门板取出沉积物；当第一挡板和第二挡板的旋转时间点重合时，第二挡板此次不旋转；
（3）燃烧后的高温气体自第三进气口进入冷却腔中，经过冷却通道的自然冷却后，再通过第三出气口进入布袋除尘器中进行除尘操作后，即可排出。
Claims (5)
1.一种碳纤维生产废气处理装置，其特征为，包括混合设备、燃烧设备、冷却设备和除尘设备；
混合设备包括混合腔，混合腔的两个相对的侧壁上分别设有一个第一进气口，混合腔的另外一个侧壁上设有一个第一出气口，第一出气口位于混合腔的顶部；
混合腔中自上而下依次设有第一混合辊、第二混合辊和第三混合辊，第一混合辊、第二混合辊和第三混合辊上均设有螺旋叶片，第一混合辊和第三混合辊的螺旋叶片的螺旋方向相同，第一混合辊和第二混合辊的螺旋叶片的螺旋方向相反；
第一混合辊、第二混合辊和第三混合辊分别通过两个支撑轴可转动的固定在混合腔中，第一混合辊、第二混合辊和第三混合辊位于同一侧的支撑轴穿过混合腔固定一个第一齿轮，三个第一齿轮之间通过第一链条加以连接，第三混合辊的支撑轴上还固定一个第二齿轮，第二齿轮通过第二链条与固定在第一电机上的第三齿轮相啮合，第一电机转动带动第一混合辊、第二混合辊和第三混合辊同时在混合腔中进行转动；
燃烧设备包括燃烧腔，燃烧腔的两个相对的侧壁上分别设有第二进气口和第二出气口，燃烧腔的顶部设有燃烧器和空气补充管，燃烧器接近第二进气口设置；
燃烧腔中还设有第一挡板和第二挡板；
第一挡板通过第一转轴可转动的固定在燃烧腔中，第一转轴的一端穿过燃烧腔固定一个第四齿轮，第四齿轮与固定在第二电机上的第五齿轮相啮合，第二电机带动第一挡板旋转，当第一挡板处于水平状态时，第一挡板与燃烧腔过渡配合；
第二挡板通过第二转轴可转动的固定在燃烧腔中，第二转轴的一端穿过燃烧腔固定一个第六齿轮，第六齿轮与固定在第三电机上的第七齿轮相啮合，第三电机带动第二挡板旋转，当第二挡板处于水平状态时，第二挡板与燃烧腔过渡配合；
冷却设备包括冷却腔，冷却腔的两个相对的侧壁上分别设有第三进气口和第三出气口，第三进气口位于冷却腔的顶部，第三出气口位于冷却腔的底部，冷却腔中交替的设有第一分隔板和第二分隔板，第一分隔板和第二分隔板的宽度均小于冷却腔的宽度，第一分隔板和第二分隔板水平设置，第一分隔板固定在设有第三进气口的内侧壁上，第二分隔板固定在设有第三出气口的内侧壁上；
第一分隔板和第二分隔板将冷却腔中分隔成S形的冷却通道，第三进气口与冷却通道的进气端相连通，第三出气口与冷却通道的出气端相连通；
除尘设备为布袋除尘器；
混合设备的两个第一进气口分别与预氧化炉和炭化炉相连接，混合设备的第一出气口通过第一管道与燃烧设备的第二进气口相连通，燃烧设备的第二出气口通过第二管道与冷却设备的第三进气口相连通，冷却设备的第三出气口通过第三管道与除尘设备相连接。
2.如权利要求1所述的一种碳纤维生产废气处理装置，其特征为，第二管道上设有风机。
3.如权利要求1所述的一种碳纤维生产废气处理装置，其特征为，第一管道、第二管道和第三管道上分别设有电磁阀。
4.如权利要求1所述的一种碳纤维生产废气处理装置，其特征为，冷却设备的冷却通道中，冷却通道的每个拐角处均设有一个转动组件，转动组件包括转辊，转辊上均匀设有多个转板，转板为不锈钢网板，转轴通过第四电机控制转动。
5.如权利要求1所述的一种碳纤维生产废气处理装置，其特征为，燃烧腔的侧壁上设有门板，门板位于第二挡板的下方。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190412 |