一种碳纤维氧化炉系统及控制方法与流程

本发明属于碳纤维设备生产与改进领域，具体地说，涉及一种碳纤维氧化炉系统及控制方法。

背景技术：

1、随着国内碳纤维技术水平的不断提升，以及下游复合材料领域的推动，对于小丝束碳纤维的需求量日益提升。经过研究机构与生产企业的技术攻关，目前国内3k高性能小丝束碳纤维的工艺参数、性能指标已经趋于稳定。但是，理论研究与生产实践之间仍是有一定距离的。如何让理论研究成果真正在生产实践中落地，保证生产一线安全、高效、低成本的生产出成品碳纤维，是现今碳纤维生产企业所面临的重大课题。

2、氧化工艺过程是碳纤维碳化全工艺流程中，第一道使碳纤维在高温下发生化学变化的工序，起到为后续各工序打下基础的作用。若氧化过程中，丝束的各项工艺指标符合要求，伤丝、断丝、接丝数量少，则能为后续各工序打下一个良好的基础，在碳化工序中不会出现过多伤丝、断丝，能够降低废丝率，并提高产品质量；反之，若氧化过程中的断丝、伤丝过多，会使碳化工艺过程产生更多断丝、伤丝，产生大量废丝，影响产品质量。

3、有鉴于此特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种碳纤维氧化炉系统及其控制方法，焚烧炉焚烧由氧化炉排出的废气，将焚烧废气产生的热量用于向氧化工序供能，降低了氧化炉系统的能耗和生产成本，并通过设置降温装置控制进入氧化炉的气体的温度，确保进入氧化炉内的气体的温度不会过高，避免温度过高损伤碳纤维，降低了碳纤维的废丝率，提高了碳纤维的品质。

2、为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

3、一种碳纤维氧化炉系统，包括：氧化炉，焚烧炉，与所述氧化炉连通，用于焚烧由氧化炉排出的废气，换热器，与氧化炉、焚烧炉连通，用于将焚烧炉产生的热气与新风进行换热，并将换热后的新风通入氧化炉，还包括降温装置，

4、所述降温装置设置在所述换热器与所述氧化炉之间，用于对由换热器流向氧化炉的新风进行降温。

5、进一步地，所述换热器与氧化炉通过换热管道相连通，所述降温装置包括新风风机，新风风机的出风端与所述换热管道相连通，用于向换热管道内通入新风。

6、进一步地，所述降温装置还包括比例阀，设置在所述新风风机的出风端与氧化炉的进气端之间，用于控制向换热管道内通入新风的新风量。

7、进一步地，还包括：换热器新风风机，其出风端与换热器相连，用于向换热器内通过新风，

8、控制器，与换热器新风风机、比例阀连接，用于根据换热器新风风机的送风量控制比例阀的开度。

9、进一步地，还包括：循环风机，其设置在氧化炉的进气口和排气口之间，与所述控制器相连接，用于根据换热器新风风机的送风量控制所述循环风机的转速。

10、进一步地，还包括除尘器，所述除尘器包括：外管道，其侧壁上开设用于与所述氧化炉连通的开口；内管道，套设在所述外管道内部，所述内管道的下端与外管道相连通，所述内管道的上端与所述焚烧炉相连通；风机，设置在所述焚烧炉内，其吸风口朝向所述内管道的上端开口设置。

11、本发明的第二目的是提供一种如上所述的碳纤维氧化炉系统的控制方法，获取由换热器流向氧化炉的新风的温度值t1，根据获取的温度值t1控制降温装置的开、闭；

12、和/或，获取氧化炉内空气的温度值t2，根据获取的温度值t2控制降温装置的开、闭。

13、进一步地，预设第一温度阈值t0，将获取的温度t1与预设的第一温度阈值t0进行比较，若t1＞t0，则控制降温装置的开启，进行降温；

14、和/或，预设第二温度阈值t，将获取的温度t2与预设的第二温度阈值t进行比较，若t2＞t，则控制降温装置的开启，进行降温。

15、进一步地，若获取的温度t1大于第一温度阈值t0，则计算t1与t0的差值δt1，控制通入所述氧化炉的新风量与所述差值δt1成正相关关系；

16、和/或，若获取的温度t2大于第二温度阈值t，则计算t2与t的差值δt2，控制通入所述氧化炉的新风量与δt2成正相关关系。

17、进一步地，降温装置启动后，控制经过降温装置进入氧化炉的新风温度的范围为200℃-250℃。

18、采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

19、1、本发明通过焚烧炉焚烧由氧化炉排出的废气，将焚烧产生的热量用于向氧化工序供能，降低了氧化炉系统的能耗与生产成本，同时通过在换热器与氧化炉之间设置降温装置，控制进入氧化炉的气体的温度，能够避免进入氧化炉的气体温度过高，降低了碳纤维的废丝率，提高了碳纤的产品的质量。

20、2、本发明通过比例阀控制进入氧化炉内的新风量，进而控制氧化炉内的温度，提高了温度控制的精确度，进一步降低了废丝率，提高了碳纤维产品的质量。

21、3、本发明的根据氧化炉的实际温度与设计温度的差值的大小与通入氧化炉的新风量成正相关设置，能够精确控制氧化炉的温度范围，确保氧化炉的温度始终符合工艺需求，提高了碳纤维的成丝的稳定性，进一步提高了碳纤维产品的质量。

22、下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

技术特征：

1.一种碳纤维氧化炉系统，包括：

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维氧化炉系统，其特征在于，所述换热器与氧化炉通过换热管道相连通，所述降温装置包括新风风机，新风风机的出风端与所述换热管道相连通，用于向换热管道内通入新风。

3.根据权利要求2所述的碳纤维氧化炉系统，其特征在于，所述降温装置还包括比例阀，设置在所述新风风机的出风端与氧化炉的进气端之间，用于控制向换热管道内通入新风的新风量。

4.根据权利要求3所述的碳纤维氧化炉系统，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求4所述的碳纤维氧化炉系统，其特征在于，还包括：循环风机，其设置在氧化炉的进气口和排气口之间，与所述控制器相连接，用于根据换热器新风风机的送风量控制所述循环风机的转速。

6.根据权利要求1-4任一所述的碳纤维氧化炉系统，其特征在于，还包括除尘器，所述除尘器包括：

7.一种如权利要求1-6任一所述的碳纤维氧化炉系统的控制方法，其特征在于，获取由换热器流向氧化炉的新风的温度值t1，根据获取的温度值t1控制降温装置的开、闭；

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，预设第一温度阈值t0，将获取的温度t1与预设的第一温度阈值t0进行比较，

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，若获取的温度t1大于第一温度阈值t0，则计算t1与t0的差值δt1，控制通入所述氧化炉的新风量与所述差值δt1成正相关关系；

10.根据权利要求7-9任一所述的控制方法，其特征在于，降温装置启动后，控制经过降温装置进入氧化炉的新风温度的范围为200℃-250℃。

技术总结本发明公开一种碳纤维氧化炉系统及控制方法，碳纤维氧化炉系统包括：氧化炉；焚烧炉，与氧化炉连通，用于焚烧由氧化炉排出的废气；换热器，与氧化炉、焚烧炉连通，用于将焚烧炉产生的热气与新风进行换热，并将换热后的新风通入氧化炉；碳纤维氧化炉系统还包括降温装置，降温装置设置在换热器与氧化炉之间，用于对由换热器流向氧化炉的新风进行降温。本发明焚烧炉焚烧由氧化炉排出的废气，将焚烧产生的热量用于向氧化工序供能，降低了氧化炉系统的能耗和生产成本，本发明通过设置降温装置控制进入氧化炉的气体温度，确保进入氧化炉内的气体温度不会过高，避免温度过高损伤碳纤维，降低了碳纤维的废丝率，提高了碳纤维的品质。技术研发人员：岳志军,刘春雨,王书奇,肖遥,张美晗,孙鑫受保护的技术使用者：吉林凯美克化工有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27