[發(fā)明專利]一種碳纖維生產(chǎn)原液后處理的方法及其裝置

有效

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• 申請日: 2021-10-14
• 公開（公告）號: CN113718375B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉運(yùn)波;宋立志;周占發(fā);張超;趙彥國;張偉;張立堅;沈傳石;王春曉;王恩波;楊昆;陳志敏;孫毅;劉根房
• 申請（專利權(quán)）人: 山東永成新材料有限公司
• 主分類號: D01F9/32
• 分類號: D01F9/32;D01F11/12
• 代理公司: 北京怡豐知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11293
• 代理人: 于振強(qiáng);周祥玲

本發(fā)明提供一種碳纖維生產(chǎn)原液后處理的方法及其裝置，設(shè)有脫單塔、脫泡塔、原液儲罐、氨氣鋼瓶，所述脫單塔與所述脫泡塔通過管線I連接，所述脫泡塔與所述原液儲罐通過管線II連接，所述管線I上設(shè)有齒輪泵I和靜態(tài)混合器，所述靜態(tài)混合器位于所述齒輪泵I的下游，所述管線II上設(shè)有齒輪泵II，所述氨氣鋼瓶上設(shè)有管線III，所述管線III上設(shè)有氨氣噴嘴，所述管線III通過所述氨氣噴嘴連接到所述管線I上，所述管線III上還設(shè)有過濾器和熱式流量計。其解決了現(xiàn)有碳纖維生產(chǎn)原液后處理中氨化時混合不均勻、反應(yīng)不充分、氨化度難以定量控制導(dǎo)致原液質(zhì)量不穩(wěn)定，并且操作不便，難以實(shí)現(xiàn)高負(fù)荷連續(xù)生產(chǎn)的技術(shù)問題。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于碳纖維生產(chǎn)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種碳纖維原液后處理的方法及其裝置，特別是涉及一種碳纖維生產(chǎn)原液后處理的方法及其裝置。

背景技術(shù)

在碳纖維生產(chǎn)過程中，原液的后處理方法有很多種，包括脫單、脫泡、降溫、氨化、濃縮、儲存等，每一步處理不到位，都會影響到碳絲的質(zhì)量。而以DMSO作為溶劑的碳纖維生產(chǎn)，后處理氨化尤為重要。因DMSO長時間在空氣中使用，會發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化反應(yīng)后，DMSO的水溶液會呈現(xiàn)酸性，DMSO在酸性條件下容易分解，而且在酸性條件下紡絲，原絲內(nèi)部容易形成孔洞，造成原絲不致密，影響了原絲的質(zhì)量，進(jìn)而影響碳絲質(zhì)量，氨化就防止了DMSO在酸性條件下分解，避免了原絲出現(xiàn)孔洞。

在碳纖維生產(chǎn)過程中，氨化方法很多，有的在反應(yīng)結(jié)束后，把氨氣作為終止劑使用，直接通入反應(yīng)后的聚合釜中，也有的在脫單前氨化、在脫泡前氨化、在脫泡后氨化，或者直接在紡絲凝固浴中進(jìn)行氨化，但因氨氣是氣體、原液是有粘度的液體，想把氣體均勻的混合到有粘度液體中并充分反應(yīng)，比較困難，以上氨化方法普遍存在以下不足：

1、混合不均勻、反應(yīng)不充分，均一穩(wěn)定性較差；

2、原液氨化度難以定量控制；

3、原液質(zhì)量不穩(wěn)定，紡絲困難；

4、操作不便，難以現(xiàn)高負(fù)荷連續(xù)生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有碳纖維生產(chǎn)原液后處理中氨化時混合不均勻、反應(yīng)不充分、氨化度難以定量控制導(dǎo)致原液質(zhì)量不穩(wěn)定，并且操作不便，難以實(shí)現(xiàn)高負(fù)荷連續(xù)生產(chǎn)的技術(shù)問題，提供一種能夠準(zhǔn)確控制原液氨化度、氨氣與原液能夠均勻混合、操作方便、可實(shí)現(xiàn)高負(fù)荷連續(xù)生產(chǎn)的碳纖維生產(chǎn)原液后處理的方法及其裝置。

為此，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種碳纖維生產(chǎn)原液后處理的裝置，設(shè)有脫單塔、脫泡塔、原液儲罐、氨氣鋼瓶，所述脫單塔與所述脫泡塔通過管線I連接，所述脫泡塔與所述原液儲罐通過管線II連接，所述管線I上設(shè)有齒輪泵I和靜態(tài)混合器，所述靜態(tài)混合器位于所述齒輪泵I的下游，所述管線II上設(shè)有齒輪泵II，所述氨氣鋼瓶上設(shè)有管線III，所述管線III上設(shè)有氨氣噴嘴，所述管線III通過所述氨氣噴嘴連接到所述管線I上，所述氨氣噴嘴設(shè)在所述齒輪泵I與所述脫單塔之間，所述管線III上還設(shè)有過濾器和熱式流量計。

優(yōu)選的，所述過濾器位于所述熱式流量計的上游，所述管線III上還設(shè)有減壓閥，所述減壓閥位于所述過濾器的上游。

優(yōu)選的，所述氨氣噴嘴采用無縫鋼管，所述無縫鋼管的一端通過法蘭與所述管線III連接，另一端用螺塞堵住，所述無縫鋼管上設(shè)有噴氣孔。

優(yōu)選的，所述氨氣噴嘴與所述管線I的夾角為20-30°，所述氨氣噴嘴的插入方向與原液流動的方向相反。

一種碳纖維生產(chǎn)原液后處理的方法，具體步驟為：

(1)原液從脫單塔出來，在齒輪泵I的作用下進(jìn)入到管線I中；

(2)從氨氣鋼瓶中輸送氨氣進(jìn)入管線III，氨氣經(jīng)過過濾器過濾掉雜質(zhì)后經(jīng)過熱式流量計后，通過氨氣噴嘴以氣泡形式均勻的鼓入到管線I的原液中；