CN111457732A - 一种高纯石墨连续生产系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高纯石墨生产技术领域，特别涉及一种高纯石墨生产系统。一种高纯石墨连续生产系统，它包括：石墨化炉，布料器，冷却窑，供电装置，沉降罐与洗涤塔，以及控制装置；石墨化炉采用阴阳电极送电产生电弧，直接加热置于阴阳电极之间的石墨，电功率利用率可达到90％以上；易满足石墨提纯过程所需要的高温，石墨提纯质量等级高，合格品率几乎100％，无混料现象。布料器设有物料疏松装置，直接对石墨原料进行疏松助流效果好。石墨加热区内气体和灰分排出后经沉降罐、洗涤塔进行冷却及环保处理，达标后即可排放。冷却窑具有良好的冷却降温效果。本发明质量稳定、能耗低、可有效排放挥发性成分且环保可靠，能够实现高纯石墨的连续生产。

Description

一种高纯石墨连续生产系统
技术领域
本发明涉及高纯石墨生产技术领域，特别涉及一种高纯石墨生产系统。
背景技术
石墨广泛应用于电池负极材料、核工业的核石墨、军工用耐高温石墨及隐身材料、防腐材料、导电材料、冶金行业、石化行业等，是一种十分重要的工业材料。
目前，国内外用于生产石墨化粉的设备主要有爱奇逊石墨化炉、串接石墨化炉及电极直接加热石墨化炉。石墨生产过程包括：布料、通电加热、冷却、卸出产品等步骤。生产过程存在以下问题：1.在布料过程中，由于料拱不稳定、流道通道不稳定等因素，会导致物料流动不稳定，粉料流动不畅会进一步致使料拱/通道崩塌、不流动区域结块、下料困难，甚至堵塞料仓等严重后果。2.爱奇逊石墨化炉在加热物料的过程中热效率低，难以达到石墨化过程的最高温度，石墨化工艺成品电耗高，生产周期长。串接石墨化炉相对通电时间较短，但产品有时存在裂纹现象，而且在石墨化过程串接柱有膨胀现象，而在冷却过程电极柱又有收缩现象，进而影响产品品质。电极直接加热石墨化炉，从外向里传热易产生屈服效应，难以保证产品的均质性，若采用连续化生产，中心下料则产品难以合格，周边下料则极易混入不合格产品，直接影响产品质量。3.在加热通电过程中，物料会产生灰分及挥发性气体，在高温状态下，这些气体的存在会导致物料的氧化、变质甚至燃烧，因此需要对灰分及挥发性气体进行及时有效收集、处理。4.石墨化生产后石墨温度达到2500℃，需要对其进行冷却。目前一般采用深埋保温料自然冷却的方法对石墨化生产后的石墨进行冷却，冷却效率低。
发明内容
本发明的目的是：针对现有技术的不足，提供一种高纯石墨连续生产系统，实现高纯石墨的连续生产。
本发明的技术方案是：一种高纯石墨连续生产系统，它包括：石墨化炉，用于向石墨化炉供料的布料器，用于将石墨化炉所生产的高纯石墨进行冷却的冷却窑，用于向石墨化炉提供电源的供电装置，对石墨化炉在生产过程中所排出气体、灰分进行处理的沉降罐与洗涤塔，以及控制装置。
石墨化炉采用阴阳电极送电直接加热的方式对石墨原料进行加热。石墨化炉内设有柱状实心阳极，在阳极周围设有空心阴极，阳极与阴极之间为石墨加热区；阳极通过阳极铜排与供电装置连接，阴极通过阴极铜排与供电装置连接。石墨加热区由上至下根据加热温度不同分为：预热区、电加热区以及均质区；其中：预热区利用电加热区部分上升的热量对原料进行加热；电加热区利用电极加热，待提纯的石墨的石墨化过程主要在该区进行和完成；均质区维持电加热区的石墨温度在空间上的均匀性及时间上的持续性，用于保证经过石墨化后的石墨纯度等参数指标的一致性。预热区、电加热区以及均质区均设有测温装置。石墨化炉设有连通石墨加热区及外部的炉膛气体收集管、挥发组分收集管；炉膛气体收集管用于对石墨化炉布料过程中所带入的气体以及石墨化炉中所充入的对物料表面起保护性作用的惰性气体进行收集排出；挥发组分收集管用于对石墨原料在加热过程中所产生的灰分及挥发性气体进行收集排出。石墨化炉的底部设有卸料阀。
布料器设置在石墨化炉顶部，安装处与石墨化炉形成密封；布料器的出料口正对石墨加热区；布料器内设有物料疏松装置；物料疏松装置通过振动破坏石墨原料粉料之间受力平衡而达到助流的目的。
冷却窑倾斜设置，冷却窑较高一端通过进料管与卸料阀密封连接，冷却窑较低一端与出料部密封连接；冷却窑以旋转方式对其内石墨进行降温。
供电装置与控制装置建立信号连接，控制装置根据石墨加热区内测温装置的温度反馈对供电装置的输出电流进行调节；供电装置向阳极、阴极提供供电大小可调直流电源，电加热区的升温速度根据物料在不同温度下的电流密度计算确定。电流密度高则升温速度快，电流密度低则升温速度慢。在对电流密度进行调节时，需考虑热量在物料中的传热传质过程引起的加热延迟现象。
控制装置与布料器建立信号连接，对布料器的出料速度以及物料疏松装置的频率进行调节。
控制装置与冷却窑建立信号连接，对冷却窑的转速进行调整。
炉膛气体收集管与挥发组分收集管通过管路接入沉降罐；沉降罐通过设有涡旋气泵的管路与洗涤塔连通；沉降罐内设有冷凝器，石墨化炉所排出的气体冷凝后在涡旋气泵的引导下进入洗涤塔；石墨化炉所排出的灰分冷凝后沉降于沉降罐底部。
本系统的工作过程为：
首先，利用惰性气体置换掉石墨化炉炉腔内的空气，之后对阴阳电极通电，令电加热区的温度升温，温度范围1500度-3500度；预热区依靠电加热区部分上升的热量进行加热，温度范围200度-1500度；当电加热区满足工作温度时，布料器开始向炉内布料，石油焦原料在石墨化炉中隔绝空气状态下阶梯式依次升温至≥3000℃，这样石油焦中所含杂质(Al2O3、Fe2O3、SiO2、MgO、CaO等)就依次被分解、去除而得以提纯，最终通过温度控制使得石墨化程度达到99.9％～99.99％或更高。电加热区的升温速度根据物料在不同温度下的电流密度计算确定。电流密度高则升温速度快，电流密度低则升温速度慢。当电加热区加热温度达到设计温度时，卸料阀开始向外排料；当电加热区温度低于设计温度时，卸料阀停止排料。
石墨化炉内气体以及石墨原料在加热过程中所产生的气体、灰分分别经炉膛气体收集管与挥发组分收集管向外排出至沉降罐，在沉降罐内进行冷凝，冷凝后，石墨化炉所排出的气体在涡旋气泵的引导下进入洗涤塔，石墨化炉所排出的灰分沉降于沉降罐底部。
高温石墨经进料管进入冷却窑，与冷却窑内部相接触的区域为热区，非接触区为冷区。通过对冷却窑内高温物料导热、辐射等传热机制及热流场分布计算，确定高温石墨整体传热速度，并由此计算和设定冷却窑转速。当高温石墨传热致冷却窑热区筒体升温至设定温度时，冷却窑旋转，冷却窑内高温石墨由原热区旋转至原冷区，原热区筒体冷却，之后，冷却窑再次启动，将其内高温石墨旋转回原热区。重复以上步骤，热区、冷区不断交替，直至高温石墨冷却。高温石墨冷却后通过出料部向外排出完成生产。
在上述方案的基础上，具体的，石墨化炉包括：炉体；炉体外壁设有冷却水套；阳极从炉体上部插入，位于炉体中心处；阴极以阳极为圆心环状布置在阳极周围；阴极至炉体顶部之间设有炉头砖体；炉膛气体收集管设置在炉头砖体处，将石墨加热区内气体向外引出；在预热区的阴极处设有通孔，挥发组分收集管设置在炉体处，通过通孔将石墨加热区加热过程中所产生的灰分、气体向外排出。
保温隔热措施是保持炉内温度及完成石墨化过程的重要环节，因此，炉体内壁设有隔热衬墙，在隔热衬墙与阴极之间设有隔热保温材料。进一步的，电加热区外部的阴极与隔热衬墙之间填充的隔热保温材料为煅后石油焦。在煅后石油焦起到隔热保温的同时，还能够对阴极起到保护作用。
预热区、电加热区以及均质区所设置的测温装置分别为设置在炉体外壁的第一热电偶、第一红外测温装置以及第二红外测温装置；第一热电偶的探测端位于预热区内；第一红外测温装置的探测端位于电加热区内；第二红外测温装置的探测端位于均质区内。第一热电偶、第一红外测温装置以及第二红外测温装置与控制装置建立信号连接，控制装置采用PID控制对供电装置的输出电流进行调节，从而实现石墨加热区内温度的调节。
在上述方案的基础上，具体的，布料器包括：储料罐以及安装在储料罐底部的输送管；物料疏松装置包括：粉料振荡器以及粉料破壁器；粉料振荡器安装于储料罐内壁，对储料罐内的物料进行疏松；粉料破壁器安装于输送管内壁，对输送管的物料进行疏松；输送管内设有计量阀。粉料振荡器与粉料破壁器产生微运动直接对石墨原料进行疏松，避免了敲打料罐而造成的罐体松动。
进一步的，粉料振荡器成对使用，对称安装于储料罐内壁；粉料振荡器相对于储料罐内壁产生上下振动，相对侧的粉料振荡器的运动方向相反。
粉料破壁器同样成对使用，对称安装于输送管内壁；粉料破壁器相对于输送管内壁产生旋转运动，相对侧的粉料破壁器的运动方向相反。
在上述方案的基础上，具体的，冷却窑分为：超高温冷却段以及高温冷却段；超高温冷却段位于较高一端；根据计算与仿真，设计冷却窑的倾斜角度以及超高温冷却段、高温冷却段的长度比例，当高温石墨在超高温冷却段的轴向运行速度为其在高温冷却段轴向运行速度的1.5～2倍时，冷却效果最优。超高温冷却段外部设有第一水冷装置，高温冷却段的外部设有第二水冷装置；在冷却窑旋转的同时，第一水冷装置与第二水冷装置对冷却窑外壁进行喷淋降温，实现温度的降低。冷却窑上设有回转齿轮，回转齿轮用于与外部传动装置配合，带动冷却窑旋转。
在上述方案的基础上，进一步的，进料管外设有循环水冷套；循环水冷套用对在高温石墨进入冷却窑之前，对高温石墨的热量进行初步吸收。出料部内设有测温热电偶，测温热电偶与控制装置建立信号连接，控制装置根据测温热电偶的温度反馈调节冷却窑的转速。
在上述方案的基础上，进一步的，石墨原料存放在原料仓内，原料仓通过中间料仓、上料仓向布料器输送石墨原料。
有益效果：本发明质量稳定、能耗低、可有效排放挥发性成分且环保可靠，能够实现高纯石墨的连续生产。本发明中的石墨化炉采用阴阳电极送电产生电弧，直接加热置于阴阳电极之间的石墨，电功率利用率可达到90％以上；易满足石墨提纯过程所需要的高温，石墨提纯质量等级高，合格品率几乎100％，无混料现象。本发明中的布料器设有物料疏松装置，直接对石墨原料进行疏松助流效果好。本发明中的石墨化炉设有炉膛气体收集管以及挥发组分收集管，保证了石墨加热区内气体和灰分快速及时有效地逸出和收集，气体和灰分排出后经沉降罐、洗涤塔进行冷却及环保处理，达标后即可排放。本发明中的冷却窑具有快速、良好的冷却降温效果。
附图说明
图1为本发明的结构组成简图；
图2为本发明中石墨化炉的结构示意图；
图3为本发明中布料器的结构示意图；
图4为本发明中冷却窑的结构示意图；
图中：1-石墨化炉、1.1-阳极、1.2-阴极、1.3-阳极铜排、1.4-阴极铜排、1.5-炉膛气体收集管、1.6-挥发组分收集管、1.7-卸料阀、1.8-炉体、1.9-冷却水套、1.10-炉头砖体、1.11-通孔、1.12-隔热衬墙、1.13-隔热保温材料、1.14-第一热电偶、1.15-第一红外测温装置、1.16-第二红外测温装置、2-布料器、2.1-储料罐、2.2-输送管、2.3-粉料振荡器、2.4-粉料破壁器、2.5-计量阀、3-冷却窑、3.1-第一水冷装置、3.2-第二水冷装置、3.3-回转齿轮、4-供电装置、5-沉降罐、6-洗涤塔、7-控制装置、8-进料管、9-出料部、10-冷凝器、11-涡旋气泵、12-原料仓、13-中间料仓、14-上料仓。
具体实施方式
实施例1，参见附图1，一种高纯石墨连续生产系统，它包括：石墨化炉1，用于向石墨化炉1供料的布料器2，用于将石墨化炉1所生产的高纯石墨进行冷却的冷却窑3，用于向石墨化炉1提供电源的供电装置4，对石墨化炉1在生产过程中所排出气体、灰分进行处理的沉降罐5与洗涤塔6，以及控制装置7。
石墨原料存放在原料仓12内，原料仓12通过中间料仓13、上料仓14向布料器2输送石墨原料。
布料器2设置在石墨化炉1顶部，安装处与石墨化炉1形成密封；布料器2的出料口正对石墨加热区；布料器2内设有物料疏松装置；物料疏松装置通过振动破坏石墨原料粉料之间受力平衡而达到助流的目的。
石墨化炉1采用阴阳电极送电直接加热的方式对石墨原料进行加热。石墨化炉1内设有柱状实心阳极1.1，在阳极1.1周围设有空心阴极1.2，阳极1.1与阴极1.2之间为石墨加热区；阳极1.1通过阳极铜排1.3与供电装置4连接，阴极1.2通过阴极铜排1.4与供电装置4连接。石墨加热区由上至下根据加热温度不同分为：预热区、电加热区以及均质区；其中：预热区利用电加热区部分上升的热量对原料进行加热；电加热区利用电极加热，待提纯的石墨的石墨化过程主要在该区进行和完成；均质区维持电加热区的石墨温度在空间上的均匀性及时间上的持续性，用于保证经过石墨化后的石墨纯度等参数指标的一致性。预热区、电加热区以及均质区均设有测温装置。石墨化炉1设有连通石墨加热区及外部的炉膛气体收集管1.5、挥发组分收集管1.6；炉膛气体收集管1.5用于对石墨化炉布料过程中所带入的气体以及石墨化炉中所充入的对物料表面起保护性作用的惰性气体进行收集排出；挥发组分收集管1.6用于对石墨原料在加热过程中所产生的灰分及挥发性气体进行收集排出。石墨化炉1的底部设有卸料阀1.7。
冷却窑3倾斜设置，冷却窑3较高一端通过进料管8与卸料阀1.7密封连接，冷却窑3较低一端与出料部9密封连接；冷却窑3以旋转方式对其内石墨进行降温。
供电装置4与控制装置7建立信号连接，控制装置7根据石墨加热区内测温装置的温度反馈对供电装置4的输出电流进行调节；供电装置4向阳极1.1、阴极1.2提供供电大小可调直流电源，电加热区的升温速度根据物料在不同温度下的电流密度计算确定。电流密度高则升温速度快，电流密度低则升温速度慢。在对电流密度进行调节时，需考虑热量在物料中的传热传质过程引起的加热延迟现象。
控制装置7与布料器2建立信号连接，对布料器2的出料速度以及物料疏松装置的频率进行调节。
控制装置7与冷却窑3建立信号连接，对冷却窑3的转速进行调整。
炉膛气体收集管1.5与挥发组分收集管1.6通过管路接入沉降罐5；沉降罐5通过设有涡旋气泵11的管路与洗涤塔6连通；沉降罐5内设有冷凝器10，石墨化炉1所排出的气体冷凝后在涡旋气泵11的引导下进入洗涤塔6；石墨化炉1所排出的灰分冷凝后沉降于沉降罐5底部。
本系统的工作过程为：
首先，利用惰性气体置换掉石墨化炉1炉腔内的空气，之后对阴阳电极通电，令电加热区的温度升温，温度范围1500度-3500度；预热区依靠电加热区部分上升的热量进行加热，温度范围200度-1500度；当电加热区满足工作温度时，布料器2开始向炉内布料，石油焦原料在石墨化炉中隔绝空气状态下阶梯式依次升温至≥3000℃，这样石油焦中所含杂质Al2O3、Fe2O3、SiO2、MgO、CaO等就依次被分解、去除而得以提纯，最终通过温度控制使得石墨化程度达到99.9％～99.99％或更高。电加热区的升温速度根据物料在不同温度下的电流密度计算确定。电流密度高则升温速度快，电流密度低则升温速度慢。当电加热区加热温度达到设计温度时，卸料阀1.7开始向外排料；当电加热区温度低于设计温度时，卸料阀1.7停止排料。
石墨化炉1内气体以及石墨原料在加热过程中所产生的气体、灰分分别经炉膛气体收集管1.5与挥发组分收集管1.6向外排出至沉降罐5，在沉降罐5内进行冷凝，冷凝后，石墨化炉1所排出的气体在涡旋气泵11的引导下进入洗涤塔6，石墨化炉1所排出的灰分沉降于沉降罐5底部。
高温石墨经进料管8进入冷却窑3，与冷却窑3内部相接触的区域为热区，非接触区为冷区。通过对冷却窑3内高温物料导热、辐射等传热机制及热流场分布计算，确定高温石墨整体传热速度，并由此计算和设定冷却窑转速。当高温石墨传热致冷却窑热区筒体升温至设定温度时，冷却窑3旋转，冷却窑3内高温石墨由原热区旋转至原冷区，原热区筒体冷却，之后，冷却窑3再次启动，将其内高温石墨旋转回原热区。重复以上步骤，热区、冷区不断交替，直至高温石墨冷却。高温石墨冷却后通过出料部9向外排出完成生产。
实施例2，在实施例1的基础上，对石墨化炉1的结构做具体限定：
参见附图2，石墨化炉1包括：炉体1.8；炉体1.8外壁设有冷却水套1.9；阳极1.1从炉体1.8上部插入，位于炉体1.8中心处；阴极1.2以阳极1.1为圆心环状布置在阳极1.1周围；阴极1.2至炉体1.8顶部之间设有炉头砖体1.10；炉膛气体收集管1.5设置在炉头砖体1.10处，将石墨加热区内气体向外引出；在预热区的阴极1.2处设有通孔1.11，挥发组分收集管1.6设置在炉体1.8处，通过通孔1.11将石墨加热区加热过程中所产生的灰分、气体向外排出。
炉体1.8内壁设有隔热衬墙1.12，在隔热衬墙1.12与阴极1.2之间设有隔热保温材料1.13。进一步的，电加热区外部的阴极1.2与隔热衬墙1.12之间填充的隔热保温材料1.13为煅后石油焦。在煅后石油焦起到隔热保温的同时，还能够对阴极1.2起到保护作用。
预热区、电加热区以及均质区所设置的测温装置分别为设置在炉体1.8外壁的第一热电偶1.14、第一红外测温装置1.15以及第二红外测温装置1.16；第一热电偶1.14的探测端位于预热区内；第一红外测温装置1.15的探测端位于电加热区内；第二红外测温装置1.16的探测端位于均质区内。第一红外测温装置1.15与第二红外测温装置1.16的结构相同，均在测温区域设置测温石墨头，测温石墨头会随着测温区内温度变化而呈现出不同的颜色，该光线经测温石墨管、绝缘垫片传递至红外测温仪，由此获取精确温度。第一热电偶1.14、第一红外测温装置1.15以及第二红外测温装置1.16与控制装置7建立信号连接，控制装置7采用PID控制对供电装置4的输出电流进行调节，从而实现石墨加热区内温度的调节。
实施例3，在实施例1或2的基础上，对布料器2的结构做具体限定：
参见附图3，布料器2包括：储料罐2.1以及安装在储料罐2.1底部的输送管2.2；物料疏松装置包括：粉料振荡器2.3以及粉料破壁器2.4；粉料振荡器2.3安装于储料罐2.1内壁，对储料罐2.1内的物料进行疏松；粉料破壁器2.4安装于输送管2.2内壁，对输送管2.2的物料进行疏松；输送管2.2内设有计量阀2.5，在向石墨加热区布料的过程中，计量阀2.5对石墨原料进行计量。粉料振荡器2.3与粉料破壁器2.4产生微运动直接对石墨原料进行疏松，避免了敲打料罐而造成的罐体松动。
粉料振荡器2.3成对使用，数量为2～4个，对称安装于储料罐2.1内壁；粉料振荡器2.3相对于储料罐2.1内壁产生上下振动，相对侧的粉料振荡器2.3的运动方向相反。
粉料破壁器2.4同样成对使用，数量为2～4个，对称安装于输送管2.2内壁；粉料破壁器2.4相对于输送管2.2内壁产生旋转运动，相对侧的粉料破壁器2.4的运动方向相反。
实施例4，在实施例1或2或3的基础上，对冷却窑3的结构做具体限定：
参见附图4，冷却窑3分为：超高温冷却段以及高温冷却段；超高温冷却段位于较高一端；根据计算与仿真，设计冷却窑3的倾斜角度以及超高温冷却段、高温冷却段的长度比例，当高温石墨在超高温冷却段的轴向运行速度为其在高温冷却段轴向运行速度的1.5～2倍时，冷却效果最优。超高温冷却段外部设有第一水冷装置3.1，高温冷却段的外部设有第二水冷装置3.2；在冷却窑3旋转的同时，第一水冷装置3.1与第二水冷装置3.2对冷却窑3外壁进行喷淋降温，实现温度的降低。
第一水冷装置3.1与第二水冷装置3.2结构相同，均包括：喷淋组件、冷却水槽、储水箱；储水箱用于提供冷却液，喷淋组件用于向冷却段喷淋降温，喷淋后的冷却液通过冷却水槽回收至储水箱。
冷却窑3上设有回转齿轮3.3，回转齿轮3.3用于与外部传动装置配合，带动冷却窑3旋转。
进一步的，进料管8外设有循环水冷套；循环水冷套用对在高温石墨进入冷却窑3之前，对高温石墨的热量进行初步吸收。出料部9内设有测温热电偶，测温热电偶与控制装置7建立信号连接，控制装置7根据测温热电偶的温度反馈调节冷却窑3的转速。
2500℃高温石墨物料以150kg/h速度经进料管8进入冷却窑3，进料管8外部的循环水冷套对高温石墨物料进行初步降温。之后高温物料进入冷却窑3，在冷却窑3内不断翻动，高温石墨物料在超高温冷却段的轴向运行速度为其在高温冷却段轴向运行速度的1.5～2倍，同时，由超高温冷却段与高温冷却段的外部的第一水冷装置3.1与第二水冷装置3.2也对高温物料热量进行吸收。15分钟后，高温物料降温至50℃，满足出料要求。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种高纯石墨连续生产系统，其特征在于：它包括：石墨化炉(1)，用于向所述石墨化炉(1)供料的布料器(2)，用于将所述石墨化炉(1)所生产的高纯石墨进行冷却的冷却窑(3)，用于向所述石墨化炉(1)提供电源的供电装置(4)，对所述石墨化炉(1)在生产过程中所排出气体、灰分进行处理的沉降罐(5)与洗涤塔(6)，以及控制装置(7)；
所述石墨化炉(1)内设有柱状实心阳极(1.1)，在所述阳极(1.1)周围设有空心阴极(1.2)，所述阳极(1.1)与所述阴极(1.2)之间为石墨加热区；所述阳极(1.1)通过阳极铜排(1.3)与所述供电装置(4)连接，所述阴极(1.2)通过阴极铜排(1.4)与所述供电装置(4)连接；所述石墨加热区由上至下根据加热温度不同分为：预热区、电加热区以及均质区；所述预热区、所述电加热区以及所述均质区均设有测温装置；所述石墨化炉(1)设有连通所述石墨加热区及外部的炉膛气体收集管(1.5)、挥发组分收集管(1.6)；所述石墨化炉(1)的底部设有卸料阀(1.7)；
所述布料器(2)设置在所述石墨化炉(1)顶部，安装处与所述石墨化炉(1)形成密封；所述布料器(2)的出料口正对所述石墨加热区；所述布料器(2)内设有物料疏松装置；
所述冷却窑(3)倾斜设置，所述冷却窑(3)较高一端通过进料管(8)与所述卸料阀(1.7)密封连接，所述冷却窑(3)较低一端与出料部(9)密封连接；所述冷却窑(3)以旋转方式对其内石墨进行降温；
所述供电装置(4)与所述控制装置(7)建立信号连接，所述控制装置(7)根据所述石墨加热区内测温装置的温度反馈对所述供电装置(4)的输出电流进行调节；
所述控制装置(7)与所述布料器(2)建立信号连接，对所述布料器(2)的出料速度以及所述物料疏松装置的频率进行调节；
所述控制装置(7)与所述冷却窑(3)建立信号连接，对所述冷却窑(3)的转速进行调整；
所述炉膛气体收集管(1.5)与所述挥发组分收集管(1.6)通过管路接入所述沉降罐(5)；所述沉降罐(5)通过设有涡旋气泵(11)的管路与所述洗涤塔(6)连通；所述沉降罐(5)内设有冷凝器(10)，石墨化炉(1)所排出的气体冷凝后在所述涡旋气泵(11)的引导下进入所述洗涤塔(6)，石墨化炉(1)所排出的灰分冷凝后沉降于所述沉降罐(5)底部。
2.如权利要求1所述的一种高纯石墨连续生产系统，其特征在于：所述石墨化炉(1)包括：炉体(1.8)；所述炉体(1.8)外壁设有冷却水套(1.9)；所述阳极(1.1)从所述炉体(1.8)上部插入，位于所述炉体(1.8)中心处；所述阴极(1.2)以所述阳极(1.1)为圆心环状布置在所述阳极(1.1)周围；所述阴极(1.2)至所述炉体(1.8)顶部之间设有炉头砖体(1.10)；所述炉膛气体收集管(1.5)设置在所述炉头砖体(1.10)处，将所述石墨加热区内气体向外引出；在所述预热区的所述阴极(1.2)处设有通孔(1.11)，所述挥发组分收集管(1.6)设置在所述炉体(1.8)处，通过所述通孔(1.11)将所述石墨加热区加热过程中所产生的灰分、气体向外排出。
3.如权利要求2所述的一种高纯石墨连续生产系统，其特征在于：所述炉体(1.8)内壁设有隔热衬墙(1.12)，在所述隔热衬墙(1.12)与所述阴极(1.2)之间设有隔热保温材料(1.13)。
4.如权利要求2或3任一项所述的一种高纯石墨连续生产系统，其特征在于：所述测温装置分别为设置在所述炉体(1.8)外壁的第一热电偶(1.14)、第一红外测温装置(1.15)以及第二红外测温装置(1.16)；所述第一热电偶(1.14)的探测端位于所述预热区内；所述第一红外测温装置(1.15)的探测端位于所述电加热区内；所述第二红外测温装置(1.16)的探测端位于所述均质区内。
5.如权利要求1所述的一种高纯石墨连续生产系统，其特征在于：所述布料器(2)包括：储料罐(2.1)以及安装在所述储料罐(2.1)底部的输送管(2.2)；所述物料疏松装置包括：粉料振荡器(2.3)以及粉料破壁器(2.4)；所述粉料振荡器(2.3)安装于所述储料罐(2.1)内壁，对所述储料罐(2.1)内的物料进行疏松；所述粉料破壁器(2.4)安装于所述输送管(2.2)内壁，对所述输送管(2.2)的物料进行疏松；所述输送管(2.2)内设有计量阀(2.5)。
6.如权利要求5所述的一种高纯石墨连续生产系统，其特征在于：所述粉料振荡器(2.3)成对使用，对称安装于所述储料罐(2.1)内壁；所述粉料振荡器(2.3)相对于所述储料罐(2.1)内壁产生上下振动，相对侧的所述粉料振荡器(2.3)的运动方向相反。
7.如权利要求5所述的一种高纯石墨连续生产系统，其特征在于：所述粉料破壁器(2.4)成对使用，对称安装于所述输送管(2.2)内壁；所述粉料破壁器(2.4)相对于所述输送管(2.2)内壁产生旋转运动，相对侧的所述粉料破壁器(2.4)的运动方向相反。
8.如权利要求1所述的一种高纯石墨连续生产系统，其特征在于：所述冷却窑(3)分为：超高温冷却段以及高温冷却段；所述超高温冷却段位于较高一端；所述超高温冷却段外部设有第一水冷装置(3.1)，所述高温冷却段的外部设有第二水冷装置(3.2)；所述冷却窑(3)上设有回转齿轮(3.3)，所述回转齿轮(3.3)用于与外部传动装置配合，带动所述冷却窑(3)旋转。
9.如权利要求1所述的一种高纯石墨连续生产系统，其特征在于：所述进料管(8)外设有循环水冷套；所述出料部(9)内设有测温热电偶。
10.如权利要求1所述的一种高纯石墨连续生产系统，其特征在于：石墨原料存放在原料仓(12)内，所述原料仓(12)通过中间料仓(13)、上料仓(14)向所述布料器(2)输送石墨原料。
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CN114105132A (zh) * 2021-11-19 2022-03-01 四川金汇能新材料股份有限公司 连续石墨化系统

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