CN113428853A - 一种高温石墨提纯装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温石墨提纯装置，包括多级控温旋向接触式反应装置、旋向作用固汽分离装置、余热回收装置、石墨降温纯度保持装置和混合原料初级进料管。本发明属于石墨提纯技术领域，具体是提供了一种无复杂、强制性的机械结构，仅通过螺旋叠加设置进料管道与加热管道，使石墨与高温气体均匀的接触，多级控温旋向接触式反应装置使得温度控制更加精准，且燃料与热风分批次送入使得氮氧化物更好控制，降低脱硝难度，热能可以通过余热回收装置得到循环利用，保护气体循环使用，使得成本节约，利用热泵的特性在对杂质与石墨降温的同时，使得产热可以加热燃烧用空气，使得热风温度高，燃烧稳定，燃烧完全，更加节约燃料的高温石墨提纯装置。

Description

一种高温石墨提纯装置

技术领域

本发明属于石墨提纯技术领域，具体是指一种高温石墨提纯装置。

背景技术

石墨熔点为3652℃，是元素碳的一种同素异形体，每个碳原子周边连结着另外三个碳原子(排列方式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合，构成共价分子。由于每个碳原子存在一个自由电子，能够在石墨分子网面自由移动，因此石墨属于导电体。高纯石墨是指含碳量大于99.9％的石墨，具有强度高、抗热震性好、耐高温、抗氧化、电阻系数小等优点，广泛应用于冶金、化工、航天、电子、机械、核能等工业领域。行业的不断发展对石墨纯度的要求越来越高，而高温提纯设备的研发是石墨研发的重要方向。

目前，石墨提纯的方法主要包括：浮选法、碱酸法、氢氟酸法、氯化焙烧法以及高温法。浮选法是石墨初步富集的常用方法，浮选得到的石墨精矿固定碳含量普遍低于97％，对石墨的纯度提升有上限，但是整个流程操作简单，工艺成熟，通常作为预处理对石墨原矿进行初步提纯。碱酸法、氢氟酸法、氯化焙烧法均属于化学法提纯。碱酸法提纯石墨工艺复杂，能耗高，提纯效率低，设备腐蚀严重，对环境有一定影响。氢氟酸法提纯的石墨固定碳含量能够达到99.9％以上，虽然设备简单、操作简单、成本较低，但是氢氟酸腐蚀性强，对人体有一定危害，对环境存在较大污染，生产过程中须对安全与废水进行严格的监控。氯化焙烧法提纯石墨提纯效率和回收率高，但工艺条件不稳定、纯化成本较高、尾气难处理、容易造成空气污染严重等。此外，氯气有一定毒性、对设备腐蚀严重等缺点，可控性差，限制了氯化焙烧法的推广应用。

高温法即高温提纯、物理提纯，利用石墨耐高温的性质，将其置入电炉中，隔绝空气加热，使杂质挥发掉，从而提高精矿品位。但是现有的高温提纯技术使用的设备通常为“内串炉”高温炉等，采用上述设备的工艺为间接式作业，温度的均匀性较差，不仅在产品质量上存在着不稳定性，每批次的产品质量之间存在一定的差距，且能耗较高，不够环保，提纯用掉的电能较高，另外，对电网的污染较为严重，导致提纯所需的成本较高，且影响工作环境。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种无复杂、强制性的机械结构，仅通过螺旋叠加设置的石墨螺旋输送管、空气螺旋输送管，使石墨与高温气体均匀的接触，多级控温旋向接触式反应装置使得温度控制更加精准，且燃料与热风分批次送入使得氮氧化物更好控制，降低脱硝难度，热能可以通过余热回收装置得到循环利用，保护气体循环使用，使得成本节约，利用热泵的特性在对杂质与石墨降温的同时，使得产热可以加热燃烧用空气，使得热风温度高，燃烧稳定，燃烧完全，更加节约燃料的高温石墨提纯装置。

本发明采取的技术方案如下：本发明一种高温石墨提纯装置，包括多级控温旋向接触式反应装置、旋向作用固汽分离装置、余热回收装置、石墨降温纯度保持装置和混合原料初级进料管，所述混合原料初级进料管的一端接入石墨与保护气体的混合物，所述多级控温旋向接触式反应装置连通设于混合原料初级进料管的另一端上，所述余热回收装置与多级控温旋向接触式反应装置的一输出端连通，所述旋向作用固汽分离装置与多级控温旋向接触式反应装置的另一输出端连通，所述石墨降温纯度保持装置与旋向作用固汽分离装置的一端连通，且所述石墨降温纯度保持装置还与余热回收装置连通；所述多级控温旋向接触式反应装置包括高温提纯保护外壳、石墨螺旋输送管、空气螺旋输送管、多级燃料阀组、多级热风阀组和燃料存储箱，所述高温提纯保护外壳呈中空圆柱形腔体设置，所述高温提纯保护外壳的顶部关于中心处向两外侧延伸分别设有石墨初级出料管和高温气体出料管，所述石墨初级出料管和高温气体出料管对称且向外侧弯折设置，所述高温提纯保护外壳的底部关于中心处向两外侧延伸分别设有石墨初级进料管和高温气体进料管，所述石墨初级进料管与混合原料初级进料管相连通，所述高温气体进料管与余热回收装置相连通，所述石墨初级出料管与旋向作用固汽分离装置相连通，所述高温气体出料管与余热回收装置相连通，所述石墨螺旋输送管、空气螺旋输送管呈螺旋交叠式设于高温提纯保护外壳内，所述石墨螺旋输送管的两端分别与石墨初级进料管和石墨初级出料管连通，所述空气螺旋输送管的两端分别与高温气体出料管和高温气体进料管连通，所述空气螺旋输送管与余热回收装置之间均匀连通设有进气管，所述多级热风阀组均匀连通设于进气管上，所述燃料存储箱设于高温提纯保护外壳的一侧上，所述多级燃料阀组均匀连通设于进气管靠近高温提纯保护外壳的一侧与燃料存储箱之间，石墨与保护气体的混合物通过混合原料初级进料管处进料，并在石墨螺旋输送管的螺旋输送作用下，与空气螺旋输送管内螺旋运动的加热气体充分接触，石墨原料在高温煅烧过程中石墨原料呈现悬浮状态的同时，多级控温旋向接触式反应装置使得温度控制更加精准，而杂质与保护气体在此装置内处于升华状态，且燃料与热风分批次送入使得氮氧化物更好控制，降低脱硝难度。

进一步地，所述石墨降温纯度保持装置包括石墨降温箱、石墨纯化出口管道、杂质冷凝箱、进风道、冷风装置、预热装置、热泵、杂质出口管道、冷凝管和进气机，所述石墨降温箱呈中空腔体设置，且所述石墨降温箱的底部呈漏斗形设置，所述石墨纯化出口管道连通设于石墨降温箱的底部，所述杂质冷凝箱设于石墨降温箱的正上方，所述冷凝管连通设于杂质冷凝箱的底部与石墨降温箱的顶部之间，所述杂质冷凝箱呈底部为漏斗形的中空腔体设置，所述杂质出口管道连通设于杂质冷凝箱的底部，所述冷风装置设于杂质冷凝箱的顶部，所述进风道平行设于冷凝管的一侧，所述进风道的上端直径大于下端直径，所述进气机设于进风道远离石墨降温箱的一侧，所述进风道的底部与进气机之间连通，所述预热装置设于进风道的顶部一侧，所述冷风装置与预热装置设于同一高度处，所述热泵设于预热装置和冷风装置之间，所述热泵的制热端与预热装置连接，所述热泵的制冷端与冷风装置连接。

进一步地，所述旋向作用固汽分离装置包括旋向分离腔、分级轮、石墨二级混杂进料管、石墨二级出料管、石墨杂质出料管和杂质出料管，所述旋向分离腔呈中空腔体设置，所述石墨二级混杂进料管设于旋向分离腔的一侧上，所述石墨二级混杂进料管与石墨初级出料管连通，所述分级轮设于旋向分离腔的内顶部，所述分级轮的外部于旋向分离腔内形成设有旋风分离区，所述石墨二级混杂进料管与石墨杂质出料管设于旋向分离腔的两侧且相对设于旋向分离区的两侧上，所述石墨二级出料管连通设于旋向分离腔的底部，所述石墨二级出料管呈折L形设置，所述石墨二级出料管的底部连通设于石墨降温箱的侧壁上，所述杂质出料管设于旋向分离腔的顶部一侧，且所述杂质出料管也为折L形设置，所述杂质出料管的顶部另一侧与杂质冷凝箱的侧壁连通，所述石墨杂质出料管的另一端折向连通设于石墨二级混杂进料管与石墨初级出料管之间处，所述石墨降温箱内设有倾斜挡板，所述倾斜挡板呈倾斜状设置且朝向远离石墨二级出料管一侧倾斜，在气流的旋向作用下，大部分的固体(即石墨)沿底部的石墨二级出料管进入石墨降温箱内，小部分的石墨与气体的混合物沿石墨杂质出料管重新进入石墨二级混杂进料管内，达到固汽分离的效果，形成循环，而保护气体及较轻的杂质则向上运动进入杂质出料管内，并沿杂质出料管进入杂质冷凝箱内。

进一步地，所述余热回收装置包括余热回收箱和排烟机，所述余热回收箱设于靠近高温提纯保护外壳的一侧，所述余热回收箱的顶部与高温气体出料管的另一端连通，所述进气管连通设于余热回收箱与空气螺旋输送管之间，所述高温气体进料管与余热回收箱的侧端顶部之间连通设有循环利用热管，所述排烟机设于进风机的上方一侧，所述排烟机与余热回收箱之间连通设有排烟管，所述排烟管靠近排烟机的一侧设有排烟阀，所述排烟管与循环利用热管之间设有连通管，所述连通管上设有连通阀，所述余热回收箱的底部设有进风盘，所述进风盘与余热回收箱的底壁之间连通设有进风管，所述进风管设于排烟管的外周处，所述进风盘的另一侧与进风机连通，热能可以通过余热回收装置得到循环利用，保护气体循环使用，使得成本节约。

进一步地，所述多级控温旋向接触式反应装置还包括保护气体联箱，所述保护气体联箱一侧开设有第一保护气体管道、第二保护气体管道和第三保护气体管道，所述第一保护气体管道、第二保护气体管道和第三保护气体管道从上到下依次设置，所述第三保护气体管道的另一端连通设有保护气体循环泵，所述保护气体循环泵的另一端与混合原料初级进料管的一侧连通，所述第二保护气体管道与石墨降温箱连通，所述第一保护气体管道与杂质冷凝箱连通，保护气体及较轻的杂质在杂质冷凝箱内，经过冷风装置的冷却，杂质通过杂质出口管道向外排出，而保护气体则通过第一保护气体管道重新回到保护气体联箱内，实现保护气体的循环利用，减少成本的使用。

进一步地，所述多级燃料阀组包括有若干组燃料阀，所述多级热风阀组包括有若干组热风阀，所述热风阀于空气螺旋输送管的每段折弯处均匀设置，所述燃料阀与一侧的热风阀相对应设置，热风阀的均匀设置可以控制热风进入的均匀性，提高石墨的加热均匀性。

进一步地，所述冷凝管于石墨降温箱内设有二级冷却风道，所述二级冷却风道贯通石墨降温箱的上下两侧设置，冷凝管内的冷气经过二级冷却风道对石墨降温箱内的石墨进行降温处理，提高石墨的纯度。

进一步地，所述混合原料初级进料管与石墨二级混杂进料管之间连接设有整体循环泵。

进一步地，所述燃料存储箱的底部连通设有燃料出料总管，所述燃料出料总管的一侧与燃料阀连通，所述燃料出料总管的另一端与高温气体进料管相连通，且所述燃料出料总管与高温气体进料管靠近高温气体进料管的一侧还设有燃料总控阀。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本方案一种高温石墨提纯装置，仅通过螺旋叠加设置的石墨螺旋输送管、空气螺旋输送管，使石墨与高温气体均匀的接触，多级控温旋向接触式反应装置使得温度控制更加精准，燃料与热风通过燃料阀与热风阀的分批次送入使得氮氧化物更好控制，降低脱硝难度，高温加热后的石墨通过石墨初级出料管进入旋向分离腔内，而高温气体出料管则向余热回收箱内传输加热过石墨的保有余温的气体，在旋向分离腔内，经由气流的旋向作用下，大部分的固体(即石墨)沿底部的石墨二级出料管进入石墨降温箱内，小部分的石墨与气体的混合物沿石墨杂质出料管重新进入石墨二级混杂进料管内，达到固汽分离的效果，形成循环，而保护气体及较轻的杂质则向上运动进入杂质出料管内，并沿杂质出料管进入杂质冷凝箱内，热能可以通过余热回收装置得到循环利用，保护气体循环使用，使得成本节约，而利用热泵的特性(一端加热、一端制冷)，制冷装置可以对杂质与石墨降温，提高石墨的纯度，同时可以除去杂质，预热装置使得产热可以加热燃烧用空气，使得热风温度高，燃烧稳定，燃烧完全，更加节约燃料，整体提纯工作较为环保，且产出的石墨纯度高，工作状态稳定。

附图说明

图1为本发明一种高温石墨提纯装置的整体结构示意图；

图2为本发明一种高温石墨提纯装置的结构示意图一；

图3为本发明一种高温石墨提纯装置的主视图；

图4为本发明一种高温石墨提纯装置的内部结构示意图；

图5为图4中A部分的局部放大示意图；

图6为本发明一种高温石墨提纯装置的仰视图；

图7为本发明一种高温石墨提纯装置的结构示意图二；

图8为本发明一种高温石墨提纯装置的结构示意图二。

其中，1、多级控温旋向接触式反应装置，2、旋向作用固汽分离装置，3、余热回收装置，4、石墨降温纯度保持装置，5、混合原料初级进料管，6、高温提纯保护外壳，7、石墨螺旋输送管，8、空气螺旋输送管，9、多级燃料阀组，10、多级热风阀组，11、燃料存储箱，12、石墨初级出料管，13、高温气体出料管，14、石墨初级进料管，15、高温气体进料管，16、进气管，17、石墨降温箱，18、石墨纯化出口管道，19、杂质冷凝箱，20、进风道，21、冷风装置，22、预热装置，23、热泵，24、杂质出口管道，25、冷凝管，26、进气机，27、旋向分离腔，28、分级轮，29、石墨二级混杂进料管，30、石墨二级出料管，31、石墨杂质出料管，32、杂质出料管，33、旋风分离区，34、余热回收箱，35、排烟机，36、循环利用热管，37、排烟管，38、排烟阀，39、连通管，40、连通阀，41、进风盘，42、进风管，43、保护气体联箱，44、第一保护气体管道，45、第二保护气体管道，46、第三保护气体管道，47、二级冷却风道，48、整体循环泵，49、燃料出料总管，50、燃料总控阀，51、保护气体循环泵。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-8所示，本发明一种高温石墨提纯装置，包括多级控温旋向接触式反应装置1、旋向作用固汽分离装置2、余热回收装置3、石墨降温纯度保持装置4和混合原料初级进料管5，所述混合原料初级进料管5的一端接入石墨与保护气体的混合物，所述多级控温旋向接触式反应装置1连通设于混合原料初级进料管5的另一端上，所述余热回收装置3与多级控温旋向接触式反应装置1的一输出端连通，所述旋向作用固汽分离装置2与多级控温旋向接触式反应装置1的另一输出端连通，所述石墨降温纯度保持装置4与旋向作用固汽分离装置2的一端连通，且所述石墨降温纯度保持装置4还与余热回收装置3连通；所述多级控温旋向接触式反应装置1包括高温提纯保护外壳6、石墨螺旋输送管7、空气螺旋输送管8、多级燃料阀组9、多级热风阀组10和燃料存储箱11，所述高温提纯保护外壳6呈中空圆柱形腔体设置，所述高温提纯保护外壳6的顶部关于中心处向两外侧延伸分别设有石墨初级出料管12和高温气体出料管13，所述石墨初级出料管12和高温气体出料管13对称且向外侧弯折设置，所述高温提纯保护外壳6的底部关于中心处向两外侧延伸分别设有石墨初级进料管14和高温气体进料管15，所述石墨初级进料管14与混合原料初级进料管5相连通，所述高温气体进料管15与余热回收装置3相连通，所述石墨初级出料管12与旋向作用固汽分离装置2相连通，所述高温气体出料管13与余热回收装置3相连通，所述石墨螺旋输送管7、空气螺旋输送管8呈螺旋交叠式设于高温提纯保护外壳6内，所述石墨螺旋输送管7的两端分别与石墨初级进料管14和石墨初级出料管12连通，所述空气螺旋输送管8的两端分别与高温气体出料管13和高温气体进料管15连通，所述空气螺旋输送管8与余热回收装置3之间均匀连通设有进气管16，所述多级热风阀组10均匀连通设于进气管16上，所述燃料存储箱11设于高温提纯保护外壳6的一侧上，所述多级燃料阀组9均匀连通设于进气管16靠近高温提纯保护外壳6的一侧与燃料存储箱11之间，石墨与保护气体的混合物通过混合原料初级进料管5处进料，并在石墨螺旋输送管7的螺旋输送作用下，与空气螺旋输送管8内螺旋运动的加热气体充分接触，石墨原料在高温煅烧过程中石墨原料呈现悬浮状态的同时，多级控温旋向接触式反应装置1使得温度控制更加精准，而杂质与保护气体在此装置内处于升华状态，且燃料与热风分批次送入使得氮氧化物更好控制，降低脱硝难度。

其中，如图4所示石墨降温纯度保持装置4的内部结构示意图，所述石墨降温纯度保持装置4包括石墨降温箱17、石墨纯化出口管道18、杂质冷凝箱19、进风道20、冷风装置21、预热装置22、热泵23、杂质出口管道24、冷凝管25和进气机26，所述石墨降温箱17呈中空腔体设置，且所述石墨降温箱17的底部呈漏斗形设置，所述石墨纯化出口管道18连通设于石墨降温箱17的底部，所述杂质冷凝箱19设于石墨降温箱17的正上方，所述冷凝管25连通设于杂质冷凝箱19的底部与石墨降温箱17的顶部之间，所述杂质冷凝箱19呈底部为漏斗形的中空腔体设置，所述杂质出口管道24连通设于杂质冷凝箱19的底部，所述冷风装置21设于杂质冷凝箱19的顶部，所述进风道20平行设于冷凝管25的一侧，所述进风道20的上端直径大于下端直径，所述进气机26设于进风道20远离石墨降温箱17的一侧，所述进风道20的底部与进气机26之间连通，所述预热装置22设于进风道20的顶部一侧，所述冷风装置21与预热装置22设于同一高度处，所述热泵23设于预热装置22和冷风装置21之间，所述热泵23的制热端与预热装置22连接，所述热泵23的制冷端与冷风装置21连接。

所述旋向作用固汽分离装置2包括旋向分离腔27、分级轮28、石墨二级混杂进料管29、石墨二级出料管30、石墨杂质出料管31和杂质出料管32，所述旋向分离腔27呈中空腔体设置，所述石墨二级混杂进料管29设于旋向分离腔27的一侧上，所述石墨二级混杂进料管29与石墨初级出料管12连通，所述分级轮28设于旋向分离腔27的内顶部，所述分级轮28的外部于旋向分离腔27内形成设有旋风分离区33，所述石墨二级混杂进料管29与石墨杂质出料管31设于旋向分离腔27的两侧且相对设于旋向分离区的两侧上，所述石墨二级出料管30连通设于旋向分离腔27的底部，所述石墨二级出料管30呈折L形设置，所述石墨二级出料管30的底部连通设于石墨降温箱17的侧壁上，所述杂质出料管32设于旋向分离腔27的顶部一侧，且所述杂质出料管32也为折L形设置，所述杂质出料管32的顶部另一侧与杂质冷凝箱19的侧壁连通，所述石墨杂质出料管31的另一端折向连通设于石墨二级混杂进料管29与石墨初级出料管12之间处，在气流的旋向作用下，大部分的固体(即石墨)沿底部的石墨二级出料管30进入石墨降温箱17内，小部分的石墨与气体的混合物沿石墨杂质出料管31重新进入石墨二级混杂进料管29内，形成循环，而保护气体及较轻的杂质则向上运动进入杂质出料管32内，并沿杂质出料管32进入杂质冷凝箱19内。

所述余热回收装置3包括余热回收箱34和排烟机35，所述余热回收箱34设于靠近高温提纯保护外壳6的一侧，所述余热回收箱34的顶部与高温气体出料管13的另一端连通，所述进气管16连通设于余热回收箱34与空气螺旋输送管8之间，所述高温气体进料管15与余热回收箱34的侧端顶部之间连通设有循环利用热管36，所述排烟机35设于进风机的上方一侧，所述排烟机35与余热回收箱34之间连通设有排烟管37，所述排烟管37靠近排烟机35的一侧设有排烟阀38，所述排烟管37与循环利用热管36之间设有连通管39，所述连通管39上设有连通阀40，所述余热回收箱34的底部设有进风盘41，所述进风盘41与余热回收箱34的底壁之间连通设有进风管42，所述进风管42设于排烟管37的外周处，所述进风盘41的另一侧与进风机连通，热能可以通过余热回收装置3得到循环利用，保护气体循环使用，使得成本节约。

所述多级控温旋向接触式反应装置1还包括保护气体联箱43，所述保护气体联箱43一侧开设有第一保护气体管道44、第二保护气体管道45和第三保护气体管道46，所述第一保护气体管道44、第二保护气体管道45和第三保护气体管道46从上到下依次设置，所述第三保护气体管道46的另一端连通设有保护气体循环泵51，所述保护气体循环泵51的另一端与混合原料初级进料管5的一侧连通，所述第二保护气体管道45与石墨降温箱17连通，所述第一保护气体管道44与杂质冷凝箱19连通，保护气体及较轻的杂质在杂质冷凝箱19内，经过冷风装置21的冷却，杂质通过杂质出口管道24向外排出，而保护气体则通过第一保护气体管道44重新回到保护气体联箱43内，实现保护气体的循环利用，减少成本的使用。

如图3所示，所述多级燃料阀组9包括有若干组燃料阀，所述多级热风阀组10包括有若干组热风阀，所述热风阀于空气螺旋输送管8的每段折弯处均匀设置，所述燃料阀与一侧的热风阀相对应设置，热风阀的均匀设置可以控制热风进入的均匀性，提高石墨的加热均匀性。

如图6所示，所述冷凝管25于石墨降温箱17内设有二级冷却风道47，所述二级冷却风道47贯通石墨降温箱17的上下两侧设置，冷凝管25内的冷气经过二级冷却风道47对石墨降温箱17内的石墨进行降温处理，提高石墨的纯度。

所述混合原料初级进料管5与石墨二级混杂进料管29之间连接设有整体循环泵48。

所述燃料存储箱11的底部连通设有燃料出料总管49，所述燃料出料总管49的一侧与燃料阀连通，所述燃料出料总管49的另一端与高温气体进料管15相连通，且所述燃料出料总管49与高温气体进料管15靠近高温气体进料管15的一侧还设有燃料总控阀50。

具体使用时，石墨与保护气体的混合物通过混合原料初级进料管5处进料，并在石墨螺旋输送管7的螺旋输送作用下，与空气螺旋输送管8内螺旋运动的加热气体充分接触，石墨原料在高温煅烧过程中石墨原料呈现悬浮状态的同时，多级控温旋向接触式反应装置1使得温度控制更加精准，而杂质与保护气体在此装置内处于升华状态，且燃料与热风通过燃料阀与热风阀的分批次送入使得氮氧化物更好控制，降低脱硝难度，高温加热后的石墨通过石墨初级出料管12进入石墨二级混杂进料管29内，并通过石墨二级混杂进料管29进入旋向分离腔27内，而高温气体出料管13则向余热回收箱34内传输加热过石墨的保有余温的气体，在旋向分离腔27内，经由气流的旋向作用下，大部分的固体(即石墨)沿底部的石墨二级出料管30进入石墨降温箱17内，小部分的石墨与气体的混合物沿石墨杂质出料管31重新进入石墨二级混杂进料管29内，达到固汽分离的效果，形成循环，而保护气体及较轻的杂质则向上运动进入杂质出料管32内，并沿杂质出料管32进入杂质冷凝箱19内，热能可以通过余热回收装置3得到循环利用，保护气体循环使用，使得成本节约，而利用热泵23的特性(一端加热、一端制冷)，制冷装置可以对杂质与石墨降温，提高石墨的纯度，同时可以除去杂质，预热装置22使得产热可以加热燃烧用空气，使得热风温度高，燃烧稳定，燃烧完全，更加节约燃料，整体提纯工作较为环保，且产出的石墨纯度高，工作状态稳定。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高温石墨提纯装置，其特征在于：包括多级控温旋向接触式反应装置、旋向作用固汽分离装置、余热回收装置、石墨降温纯度保持装置和混合原料初级进料管，所述混合原料初级进料管的一端接入石墨与保护气体的混合物，所述多级控温旋向接触式反应装置连通设于混合原料初级进料管的另一端上，所述余热回收装置与多级控温旋向接触式反应装置的一输出端连通，所述旋向作用固汽分离装置与多级控温旋向接触式反应装置的另一输出端连通，所述石墨降温纯度保持装置与旋向作用固汽分离装置的一端连通，且所述石墨降温纯度保持装置还与余热回收装置连通；所述多级控温旋向接触式反应装置包括高温提纯保护外壳、石墨螺旋输送管、空气螺旋输送管、多级燃料阀组、多级热风阀组和燃料存储箱，所述高温提纯保护外壳呈中空圆柱形腔体设置，所述高温提纯保护外壳的顶部关于中心处向两外侧延伸分别设有石墨初级出料管和高温气体出料管，所述石墨初级出料管和高温气体出料管对称且向外侧弯折设置，所述高温提纯保护外壳的底部关于中心处向两外侧延伸分别设有石墨初级进料管和高温气体进料管，所述石墨初级进料管与混合原料初级进料管相连通，所述高温气体进料管与余热回收装置相连通，所述石墨初级出料管与旋向作用固汽分离装置相连通，所述高温气体出料管与余热回收装置相连通，所述石墨螺旋输送管、空气螺旋输送管呈螺旋交叠式设于高温提纯保护外壳内，所述石墨螺旋输送管的两端分别与石墨初级进料管和石墨初级出料管连通，所述空气螺旋输送管的两端分别与高温气体出料管和高温气体进料管连通，所述空气螺旋输送管与余热回收装置之间均匀连通设有进气管，所述多级热风阀组均匀连通设于进气管上，所述燃料存储箱设于高温提纯保护外壳的一侧上，所述多级燃料阀组均匀连通设于进气管靠近高温提纯保护外壳的一侧与燃料存储箱之间。

2.根据权利要求1所述的一种高温石墨提纯装置，其特征在于：所述石墨降温纯度保持装置包括石墨降温箱、石墨纯化出口管道、杂质冷凝箱、进风道、冷风装置、预热装置、热泵、杂质出口管道、冷凝管和进气机，所述石墨降温箱呈中空腔体设置，且所述石墨降温箱的底部呈漏斗形设置，所述石墨纯化出口管道连通设于石墨降温箱的底部，所述杂质冷凝箱设于石墨降温箱的正上方，所述冷凝管连通设于杂质冷凝箱的底部与石墨降温箱的顶部之间，所述杂质冷凝箱呈底部为漏斗形的中空腔体设置，所述杂质出口管道连通设于杂质冷凝箱的底部，所述冷风装置设于杂质冷凝箱的顶部，所述进风道平行设于冷凝管的一侧，所述进风道的上端直径大于下端直径，所述进气机设于进风道远离石墨降温箱的一侧，所述进风道的底部与进气机之间连通，所述预热装置设于进风道的顶部一侧，所述冷风装置与预热装置设于同一高度处，所述热泵设于预热装置和冷风装置之间，所述热泵的制热端与预热装置连接，所述热泵的制冷端与冷风装置连接。

3.根据权利要求2所述的一种高温石墨提纯装置，其特征在于：所述旋向作用固汽分离装置包括旋向分离腔、分级轮、石墨二级混杂进料管、石墨二级出料管、石墨杂质出料管和杂质出料管，所述旋向分离腔呈中空腔体设置，所述石墨二级混杂进料管设于旋向分离腔的一侧上，所述石墨二级混杂进料管与石墨初级出料管连通，所述分级轮设于旋向分离腔的内顶部，所述分级轮的外部于旋向分离腔内形成设有旋风分离区，所述石墨二级混杂进料管与石墨杂质出料管设于旋向分离腔的两侧且相对设于旋向分离区的两侧上，所述石墨二级出料管连通设于旋向分离腔的底部，所述石墨二级出料管呈折L形设置，所述石墨二级出料管的底部连通设于石墨降温箱的侧壁上，所述杂质出料管设于旋向分离腔的顶部一侧，且所述杂质出料管也为折L形设置，所述杂质出料管的顶部另一侧与杂质冷凝箱的侧壁连通，所述石墨杂质出料管的另一端折向连通设于石墨二级混杂进料管与石墨初级出料管之间。

4.根据权利要求3所述的一种高温石墨提纯装置，其特征在于：所述余热回收装置包括余热回收箱和排烟机，所述余热回收箱设于靠近高温提纯保护外壳的一侧，所述余热回收箱的顶部与高温气体出料管的另一端连通，所述进气管连通设于余热回收箱与空气螺旋输送管之间，所述高温气体进料管与余热回收箱的侧端顶部之间连通设有循环利用热管，所述排烟机设于进风机的上方一侧，所述排烟机与余热回收箱之间连通设有排烟管，所述排烟管靠近排烟机的一侧设有排烟阀，所述排烟管与循环利用热管之间设有连通管，所述连通管上设有连通阀，所述余热回收箱的底部设有进风盘，所述进风盘与余热回收箱的底壁之间连通设有进风管，所述进风管设于排烟管的外周处，所述进风盘的另一侧与进风机连通。

5.根据权利要求2所述的一种高温石墨提纯装置，其特征在于：所述多级控温旋向接触式反应装置还包括保护气体联箱，所述保护气体联箱一侧开设有第一保护气体管道、第二保护气体管道和第三保护气体管道，所述第一保护气体管道、第二保护气体管道和第三保护气体管道从上到下依次设置，所述第三保护气体管道的另一端连通设有保护气体循环泵，所述保护气体循环泵的另一端与混合原料初级进料管的一侧连通，所述第二保护气体管道与石墨降温箱连通，所述第一保护气体管道与杂质冷凝箱连通。

6.根据权利要求1所述的一种高温石墨提纯装置，其特征在于：所述多级燃料阀组包括有若干组燃料阀，所述多级热风阀组包括有若干组热风阀，所述热风阀于空气螺旋输送管的每段折弯处均匀设置，所述燃料阀与一侧的热风阀相对应设置。

7.根据权利要求2所述的一种高温石墨提纯装置，其特征在于：所述冷凝管于石墨降温箱内设有二级冷却风道，所述二级冷却风道贯通石墨降温箱的上下两侧设置。

8.根据权利要求3所述的一种高温石墨提纯装置，其特征在于：所述混合原料初级进料管与石墨二级混杂进料管之间连接设有整体循环泵。

9.根据权利要求6所述的一种高温石墨提纯装置，其特征在于：所述燃料存储箱的底部连通设有燃料出料总管，所述燃料出料总管的一侧与燃料阀连通，所述燃料出料总管的另一端与高温气体进料管相连通，且所述燃料出料总管与高温气体进料管靠近高温气体进料管的一侧还设有燃料总控阀。

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