[發(fā)明專利]一種空氣氧化爐及其應用

有效

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• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107557909B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設計）人: 歐陽琴;徐敏軍;馬洪波;皇靜;葛壽祥;夏未鋒
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所;鼎緣（杭州）紡織品科技有限公司
• 主分類號: D01F9/12
• 分類號: D01F9/12;D01F9/32;D06M11/34;D06C7/04;D06M101/28
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 單英

本發(fā)明公開了一種空氣氧化爐，包括爐體、爐膛、導輥、原料入口、原料出口以及熱風循環(huán)裝置。導輥軸向平行地設置在爐膛內的左右兩側，原料自原料入口進入，經導輥引導在爐膛內往復行走，自原料出口引出；爐體還設置爐門，打開爐門可進行原料處理和清理爐膛等操作；熱風循環(huán)裝置包括加熱器與循環(huán)風機，加熱器設置在爐膛外，空氣經加熱器加熱后在循環(huán)風機作用下進行循環(huán)，大大提高了爐膛內溫度的均勻性；并且，爐膛內熱風的流動方向平行于導輥軸方向，因此不會受到原料的阻礙，進一步保證了爐膛內溫度均勻穩(wěn)定。該空氣氧化爐可用于聚丙烯腈纖維氈的氧化處理，具有操作方便，生產效率高，氧化均勻等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及熱處理設備領域，具體涉及到一種空氣氧化爐，可用于聚丙烯腈纖維氈的氧化處理。

背景技術

聚丙烯腈氧化纖維既是生產碳纖維的中間原料，也是一種高級阻燃材料，其具有優(yōu)異的防火阻燃、隔熱保溫、耐高溫、耐化學腐蝕、耐摩擦、電絕緣、紡織加工和服用性能。聚丙烯腈氧化纖維具有很高的極限氧指數(shù)，在空氣中不燃燒、不熔融、在高溫下不收縮、能保持纖維形態(tài)。其導熱性很低，能減少織因物溫度升高造成的燙傷。在火焰中或強輻射熱下釋放的有毒氣體很少。聚丙烯腈氧化纖維耐酸堿腐蝕、幾乎耐全部溶劑。因此，其在高溫防護用品、消防設施、建筑墻體、交通運輸工具等領域具有重要的應用價值和廣闊的應用前景。

空氣氧化法是目前生產聚丙烯腈氧化纖維的主流方法。其具有效率高、成本低、操作簡單、氧化充分、產品阻燃性能優(yōu)異等特點。氧化爐是生產聚丙烯腈氧化纖維不可或缺的關鍵設備。氧化爐的運行溫度一般為200℃～300℃，通過熱風循環(huán)的方式來保證爐內溫度均勻穩(wěn)定。按照吹風形式，氧化爐分為側向吹風、垂直吹風和中間到兩端吹風等不同類型，如中國專利CN200720156914.2和CN201120273295.1分別公開了一種垂直吹風式氧化爐，中國專利CN201210209257.9公開了一種中間到兩端吹風式氧化爐。這些氧化爐主要用于處理小絲束聚丙烯腈原絲。為了便于操作，這些氧化爐都將導輥設置在爐體外面。如在發(fā)生斷絲時，能夠方便將絲重新引入爐內。

但是，這種導輥外置的氧化爐存在許多嚴重的問題：一是生產效率比較低，由于纖維不斷在爐內外穿梭，忽冷忽熱，嚴重影響了纖維的實際處理效果，降低了生產效率；二是能耗比較高，每個導輥都有對應的出口或者入口，爐內熱風從中吹出，額外消耗了大量能源。三是安全環(huán)保問題突出，由于出口和入口較多，廢氣泄露量相應增加。廢氣中含有劇毒的氰化氫氣體，會對環(huán)境和人員健康造成損害。為了降低能耗，中國專利CN201520896985.0公開了一種在爐體左右兩側的內壁上平行交錯設有若干導向輥的氧化爐。但是，這種氧化爐給操作帶來了不便，一旦出現(xiàn)斷絲纏輥，很難處理。而且，該氧化爐將加熱器設置在爐膛內，離加熱器越近的地方溫度越高，會導致爐膛內部溫度不均勻。另外，該氧化爐采用自下而上的吹風形式，若用于處理聚丙烯腈纖維氈，則熱風的流動會受到原料的阻礙而無法保持爐內溫度均勻穩(wěn)定，因此無法用于聚丙烯腈纖維氈的連續(xù)氧化處理。

發(fā)明內容

針對上述技術現(xiàn)狀，本發(fā)明提供一種空氣氧化爐，包括爐體、若干導輥、原料入口、原料出口以及熱風循環(huán)裝置；

爐體內部為爐膛；導輥軸向平行地設置在爐膛內的左右兩側；

爐體設置爐門，打開爐門可進行原料處理和清理爐膛等操作；

熱風循環(huán)裝置包括加熱器與循環(huán)風機，加熱器設置在爐膛外；

工作狀態(tài)時，導輥繞軸向轉動，原料自原料入口進入，經導輥引導在爐膛內往復行走，自原料出口引出；空氣經加熱器加熱后輸送至爐膛，沿水平方向在爐膛內流動(即，沿著平行于導輥軸向的方向流動)，然后在循環(huán)風機作用下進入加熱器進行循環(huán)。