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      一種聚丙烯腈基碳纖維生產(chǎn)裝置的制造方法

      文檔序號:10125418閱讀:607來源:國知局
      一種聚丙烯腈基碳纖維生產(chǎn)裝置的制造方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本實用新型涉及碳纖維的生產(chǎn)領(lǐng)域,特別是涉及一種聚丙烯腈基碳纖維生產(chǎn)裝置。
      【背景技術(shù)】
      [0002]碳纖維作為人類第三代工程材料,不僅有著廣泛的社會效益,具有客觀的經(jīng)濟效益。它的出現(xiàn)將給人類工業(yè)帶來一次嶄新的革命,將形成全新的工業(yè)體系。因碳纖維具有的特性及功能性,即將成為當今人類科技前沿發(fā)展的生活必需材料和重要的戰(zhàn)略物資已走了近半個世紀,從目前看還需數(shù)年的時間努力,也必須有強大的經(jīng)濟實力和有效的政策支持,并且需要凝聚國內(nèi)外具有相當?shù)睦碚摵蛯嶋H經(jīng)驗的專家隊伍共同研發(fā)。就目前看,如果將碳纖維這一高新技術(shù)材料產(chǎn)業(yè)化趕上發(fā)達國家最高水平,仍須不斷努力,需要解決諸多細節(jié)問題,如在碳化整套生產(chǎn)裝置、制造工藝、生產(chǎn)環(huán)境設(shè)置等諸多技術(shù)問題,需要逐步一一攻克、精心設(shè)計,認真操作。然而,必須具有精通碳纖維制造工藝路線的、卓有實踐經(jīng)驗的專家提出系列工藝要求;整個碳纖維生產(chǎn)過程涉及機械設(shè)計、工業(yè)熱裝置熱處理、高分子材料聚合技術(shù)、電器和電腦及強弱電、物理化學、冶金技術(shù)、紡織技術(shù)、氣體分離技術(shù)、力學技術(shù)、工程材料等眾多領(lǐng)域的問題,因此,如何創(chuàng)設(shè)一種簡單實用、制造效果好、生產(chǎn)效率高、操作方便、碳纖維成品質(zhì)量高的聚丙烯腈基碳纖維生產(chǎn)裝置,具有十分重要的作用。
      【實用新型內(nèi)容】
      [0003]本實用新型的目的是要提供一種聚丙烯腈基碳纖維生產(chǎn)裝置,使其結(jié)構(gòu)設(shè)計合理,生產(chǎn)效率高,可自動化生產(chǎn)碳纖維,最高產(chǎn)量可達4000噸,成本低。
      [0004]為解決上述問題,本實用新型提供一種聚丙烯腈基碳纖維生產(chǎn)裝置,包括原絲退繞機、傳送機,預氧化裝置、蓄熱回收器、多層加熱器、空氣分流器、冷卻水處理系統(tǒng)、中溫碳化裝置、高溫碳化裝置、焦油處理器、清洗器、烘干器、浸膠器和廢液回收器,所述的原絲退繞機通過傳送機與預氧化裝置連接,所述的預氧化裝置內(nèi)設(shè)有多層加熱器、空氣分流器和空氣加熱器,預氧化裝置上還設(shè)有蓄熱回收器,預氧化裝置設(shè)有多個,每兩個預氧化裝置之間通過傳送機、牽伸機、定位器和調(diào)整器連接。
      [0005]每臺預氧化裝置的多層加熱器前后兩端分別安裝有導絲機。
      [0006]所述的預氧化裝置通過傳送機、牽伸機、定位器和調(diào)整器與低溫碳化裝置連接,所述的低溫碳化裝置上設(shè)有焦油處理器、焦油回收器和氮氣分流器,低溫碳化裝置和中溫碳化裝置連接,低溫碳化裝置和中溫碳化裝置之間設(shè)有牽伸機和定位器,中溫碳化裝置上連接有惰性氣體分流器,中溫碳化裝置與高溫碳化裝置連接,中溫碳化裝置和高溫碳化裝置之間設(shè)有牽伸機和定位器,高溫碳化裝置的出口處也連接有牽伸機和定位器,高溫碳化裝置上設(shè)有冷卻水處理系統(tǒng),高溫碳化裝置通過牽伸機和定位器與表面處理裝置連接,表面處理裝置上還連接有廢液回收器和清洗器,清洗器與烘干機連接,烘干機設(shè)有兩臺,兩臺烘干機之間設(shè)有浸膠器,浸膠器上連接有廢液回收器,烘干機后方連接有收卷機。
      [0007]所述的收卷機為兩臺,纖維通過傳送機輸送到收卷機,傳送機上設(shè)有計量器。。
      [0008]所述的預氧化設(shè)備為五臺,中溫碳化裝置為兩臺。
      [0009]所述的預氧化裝置、低溫碳化裝置、高溫碳化裝置、中溫碳化裝置、表面處理裝置和浸膠器分別與排氣系統(tǒng)連接,排氣系統(tǒng)上設(shè)有廢氣回收器。廢氣回收器,主要目的是將在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的有毒、有害、有塵氣體及物體回收并且可再利用。
      [0010]采用這樣的設(shè)計后,本實用新型至少具有以下優(yōu)點:
      [0011]我們在生產(chǎn)實踐中注意到由于生產(chǎn)碳纖維裝置的合理設(shè)計與制造是保證產(chǎn)品質(zhì)量,減低設(shè)備制造成本,縮短回收投資時間,主要是生產(chǎn)工藝技術(shù)和裝置設(shè)計等核心技術(shù)。經(jīng)過理論與實踐相結(jié)合,總結(jié)了碳纖維生產(chǎn)裝置的設(shè)計與生產(chǎn)的主要要素,在設(shè)計生產(chǎn)裝置時必須嫻熟掌握所需要各種材料的屬性特征,做到節(jié)能環(huán)保,降低產(chǎn)品成本,只有減少裝置制造成本,才能縮短投資回收期。降低裝置成本,可規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化,效益高。設(shè)備均可國產(chǎn)化,解除國外技術(shù)封鎖和高價設(shè)備。在生產(chǎn)工藝技術(shù)配套的基礎(chǔ)上我們設(shè)計了年產(chǎn)2000噸(單套)以上生產(chǎn)裝置,最高產(chǎn)量可達4000噸。這是當今世界上最大的碳纖維自動化生產(chǎn)裝置,并且核心設(shè)備及配件均國產(chǎn)化,設(shè)備制造成本、耗能僅是外國裝置的十分之一,制造工期由國外的13個月縮短為7個月,生產(chǎn)效率高、成本低。
      [0012]高溫碳化裝置是一套高溫裝置,采用中頻加熱技術(shù),全部實現(xiàn)國產(chǎn)化,裝置成本降低了 10倍之多,設(shè)備經(jīng)久耐用,完全可以配套工業(yè)化生產(chǎn)。
      [0013]滿足于聚丙烯腈、黏膠絲基碳纖維工業(yè)化,降低裝置成本80%以上,降低耗能80%以上,污染物零排放,產(chǎn)值約10億元以上的生產(chǎn)裝置僅需要勞動力60人(三班),全套裝置實現(xiàn)自動化和智能化,維修簡單,方便操作。更是突破發(fā)達國家的技術(shù)封鎖。全部實現(xiàn)國產(chǎn)化。
      【附圖說明】
      [0014]上述僅是本實用新型技術(shù)方案的概述,為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段,以下結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步的詳細說明。
      [0015]圖1是本實用新型的聚丙烯腈基碳纖維生產(chǎn)裝置的低溫碳化之前的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
      [0016]圖2是本實用新型的聚丙烯腈基碳纖維生產(chǎn)裝置的低溫碳化之后的結(jié)構(gòu)示意圖。
      [0017]圖3是調(diào)整器的使用示意圖。
      [0018]圖4是本實用新型的排氣系統(tǒng)示意圖。
      [0019]其中,1原絲退繞機、2傳送機,3預氧化裝置、4牽伸機、5低溫碳化裝置、6中溫碳化裝置、7高溫碳化裝置、8表面處理裝置、9清洗器、10烘干機、11多層加熱器、12浸膠器、13收卷機,14蓄熱回收器,15為平衡器,16為空氣分流器,17地腳螺栓,18為調(diào)整器,19為廢氣回收器。
      【具體實施方式】
      [0020]參照圖1 一 4所示,本實用新型提供一種聚丙烯腈基碳纖維生產(chǎn)裝置,包括原絲退繞機1、傳送機2,預氧化裝置3、蓄熱回收器14、多層加熱器11、空氣分流器16、冷卻水處理系統(tǒng)、中溫碳化裝置6、高溫碳化裝置7、焦油處理器、清洗器9、烘干器10、浸膠器12和廢液回收器,所述的原絲退繞機1通過傳送機2與預氧化裝置3連接,所述的預氧化裝置3內(nèi)設(shè)有多層加熱器11、空氣分流器16和空氣加熱器,預氧化裝置3上還設(shè)有蓄熱回收器14,預氧化裝置3設(shè)有多個,每兩個預氧化裝置3之間通過傳送機2、牽伸機4、定位器和調(diào)整器18連接。
      [0021]每臺預氧化裝置的多層加熱器11前后兩端分別安裝有導絲機。
      [0022]所述的預氧化裝置通過傳送機2、牽伸機3、定位器和調(diào)整器18與低溫碳化裝置5連接,所述的低溫碳化裝置5上設(shè)有焦油處理器、焦油回收器和氮氣分流器,低溫碳化裝置5和中溫碳化裝置6連接,低溫碳化裝置5和中溫碳化裝置6之間設(shè)有牽伸機3和定位器,中溫碳化裝置6上連接有惰性氣體分流器,中溫碳化裝置6與高溫碳化裝置7連接,中溫碳化裝置6和高溫碳化裝置7之間設(shè)有牽伸機4和定位器,高溫碳化裝置7的出口處也連接有牽伸機4和定位器,高溫碳化裝置7上設(shè)有冷卻水處理系統(tǒng),高溫碳化裝置7通過牽伸機和定位器與表面處理裝置8連接,表面處理裝置8上還連接有廢液回收器和清洗器9,清洗器9與烘干機10連接,烘干機設(shè)有兩臺,兩臺烘干機之間設(shè)有浸膠器12,浸膠器12上連接有廢液回收器,烘干機后方連接有收卷機13。
      [0023]所述的收卷機13優(yōu)選為兩臺。
      [0024]所述的預氧化設(shè)備為五臺,中溫碳化裝置為兩臺。
      [0025]所述的預氧化裝置3、低溫碳化裝置5、高溫碳化裝置7、中溫碳化裝置6分別與排氣系統(tǒng)連接,排氣系統(tǒng)上設(shè)有廢氣回收器19。廢氣回收器19可將在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的有毒、有害、有塵氣體及物體回收并且可再利用。排氣系統(tǒng)上還設(shè)有熱能回收罩,可回收系統(tǒng)中的大量熱能,節(jié)約能源。排氣系統(tǒng)上設(shè)有多個連接件,可方便拆卸、維修清洗。
      [0026]所述的原絲退繞機1采用上下層或多層喂絲方式,可滿足規(guī)
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