CN115055491B - 纤维增强复合材料连续回收系统 - Google Patents
纤维增强复合材料连续回收系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115055491B CN115055491B CN202210691363.9A CN202210691363A CN115055491B CN 115055491 B CN115055491 B CN 115055491B CN 202210691363 A CN202210691363 A CN 202210691363A CN 115055491 B CN115055491 B CN 115055491B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pyrolysis
- furnace
- continuous
- gas
- reinforced composite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003733 fiber-reinforced composite Substances 0.000 title claims abstract description 212
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 184
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title claims abstract description 88
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 442
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 175
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 163
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 125
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 50
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 426
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 142
- 238000005262 decarbonization Methods 0.000 claims description 99
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 88
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 41
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 24
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 14
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 8
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 6
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 6
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 description 23
- 230000008569 process Effects 0.000 description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 17
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 17
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 9
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 8
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 7
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 6
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 4
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 3
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 3
- 206010053615 Thermal burn Diseases 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 2
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000011208 reinforced composite material Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000003034 coal gas Substances 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000007917 intracranial administration Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
- B09B3/40—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving thermal treatment, e.g. evaporation
- B09B3/45—Steam treatment, e.g. supercritical water gasification or oxidation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B2101/00—Type of solid waste
- B09B2101/85—Paper; Wood; Fabrics, e.g. cloths
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
Abstract
本申请提供了一种纤维增强复合材料连续回收系统,包括:连续热解炉,所述连续热解炉的热解进料口与外部设置的上料装置连接;过热蒸汽发生器,与所述连续热解炉的热解炉体连接,向所述连续热解炉内输送过热蒸汽;热能转换燃烧炉,与所述连续热解炉的热解气体出口连接;所述热能转换燃烧炉还与所述过热蒸汽发生器连接;连续除碳炉,所述连续除碳炉的除碳进料口与所述连续热解炉的热解出料口连接,用于对经所述连续热解炉热解过后的纤维增强复合材料进行除碳处理,输出纤维原丝。本申请中提供的纤维增强复合材料连续回收系统节约了纤维回收的成本,实现纤维的无损伤回收,同时回收过程具有尾气零排放、零污染的特点。
Description
技术领域
本申请涉及材料废弃物回收领域,特别地涉及一种纤维增强复合材料连续回收系统。
背景技术
纤维增强复合材料具有重量轻,强度高,模量高,耐腐蚀等优点,被广泛应用于航空航天、体育休闲、汽车、建筑及桥梁加固等领域。2018年,我国复合材料总产量为430万吨,预测在2023年将达到556万吨左右,已先后超过德国、日本居世界第2位。
目前我国纤维增强复合材料仍以热固性树脂基为主,市场占有量90%以上,而热固性树脂基复合材料在自然条件下不可以降解,因此废弃纤维增强复合材料造成的环境污染与资源浪费已成为我国严重的环境、社会与经济问题。
全球废弃纤维增强复合材料制品2020年已达5万吨,其中碳纤维2.5万吨以上,按平均价格200元/千克计算,价值约合人民币50亿元以上。未来中国四大产业——大飞机项目、海上风力发电、汽车轻量化发展及高速铁路,无疑还将带动碳纤维需求的强势增长,然而飞机制件一般寿命为25-28年,风机叶片为20-25年,汽车制件为10-15年,这些产品寿命终结后,其回收再利用将成为非常重要的问题。目前,针对纤维增强复合材料的回收往往无法实现连续化,用热解法大规模、连续化、低成本、低能耗的回收纤维增强复合材料的环保设备和技术还是空白。
发明内容
为了解决或至少部分地解决上述技术问题,本申请提供了:
K1、一种纤维增强复合材料连续回收系统,用于纤维增强复合材料废弃物,纤维增强复合材料连续回收系统包括:连续热解炉,连续热解炉的热解进料口与外部设置的上料装置连接;过热蒸汽发生器,与连续热解炉的热解炉体连接,向连续热解炉内输送过热蒸汽,过热蒸汽用于热解纤维增强复合材料;热能转换燃烧炉,与连续热解炉的热解气体出口连接,用于点燃来自连续热解炉的热解气体;热能转换燃烧炉还与过热蒸汽发生器连接,用于将燃烧后的热源气体送入过热蒸汽发生器,以便过热蒸汽发生器生产过热蒸汽;连续除碳炉,连续除碳炉的除碳进料口与连续热解炉的热解出料口连接,用于对经连续热解炉热解过后的纤维增强复合材料进行除碳处理,输出纤维原丝。
K2. 根据K1所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述热能转换燃烧炉还与所述连续热解炉的热解炉体连接,向所述连续热解炉内输送热源气体,作为补充加热。
K3. 根据K1所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述连续除碳炉的除碳气体出口与所述热能转换燃烧炉连接,用于为所述热能转换燃烧炉输送除碳气体,以制造所述热源气体。
K4. 根据K1所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,还包括:
氧化性气体输送装置,所述氧化性气体输送装置分别与所述过热蒸汽发生器和所述连续除碳炉连接;所述过热蒸汽发生器将使用过的热源气体输送至所述氧化性气体输送装置,并经由所述氧化性气体输送装置输送至所述连续除碳炉内,用于进行除碳作业。
K5.根据K4所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述氧化性气体输送装置还包括:
壳体,所述壳体包括换热腔;第一进气口和第一出气口,分别设在所述壳体上,并与所述换热腔连通,所述第一进气口用于输入待加热氧化性气体;第二进气口和第二出气口,分别设在所述壳体上,并与所述换热腔连通,所述第二进气口用于输入热源气体。
K6.根据K5所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,
所述第一进气口和所述第一出气口分别设于所述壳体的相邻的两个壁面;和/或,所述第二进气口和所述第二出气口分别设于所述壳体上相邻的两个壁面。
K7. 根据K6所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述壳体包括:顶壁和底壁,沿上下方向布置,所述第二进气口设在所述底壁上,所述第一出气口设在所述顶壁上;多个侧壁,设在所述顶壁和所述底壁之间,所述第一进气口设在多个所述侧壁中的一者上,所述第二出气口设在多个所述侧壁中的另一者上。
K8. 根据K7所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,
所述第一进气口和所述第二出气口同轴设置;和/或,所述第二进气口和所述第一出气口同轴设置;所述第一进气口和所述第一出气口中任一者的通流截面积,小于所述第二进气口和所述第二出气口中任一者的通流截面积。
K9. 根据K6所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述氧化性气体输送装置还包括:第一进气管,设在所述壳体上,通过所述第一进气口与所述换热腔连通;和/或,第一出气管,设在所述壳体上,通过所述第一出气口与所述换热腔连通;和/或,第二进气管,设在所述壳体上,通过所述第二进气口与所述换热腔连通;和/或,第二出气管,设在所述壳体上,通过所述第二出气口与所述换热腔连通;第四保温层,设在所述壳体上,并位于所述换热腔内;
支撑件,设在所述壳体的底壁上。
K10.根据K1至K9中任意一项所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述连续热解炉为绞龙式连续热解炉;所述绞龙式连续热解炉包括:热解炉体和设置在所述热解炉体内的螺旋轴;热解进料口和热解出料口,分别与所述螺旋轴的长度方向的两侧对应地设置在所述热解炉体上,所述热解进料口与外部设置的分拣上料装置连接,所述热解出料口与所述连续除碳炉连接;过热蒸汽进口,设置在所述热解炉体上,与所述过热蒸汽发生器连接,并用于通入过热蒸汽;热解气体出口,设置在所述热解炉体上并靠近所述热解进料口的所在侧,与所述热能转换燃烧炉连接,用于向所述热能转换燃烧炉输送热解气体。
K11.根据K10所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述螺旋轴包括第一轴芯和设置在所述第一轴芯上的第一螺纹段,所述第一螺纹段的长度小于所述第一轴芯的长度,以在所述螺旋轴上预留出不具有螺纹的第一空白段,所述热解出料口正对所述第一空白段设置;所述螺旋轴还包括设置在所述第一轴芯上的第二螺纹段,所述第一螺纹段和所述第二螺纹段的螺纹方向相反,且所述第一空白段位于所述第一螺纹段和所述第二螺纹段之间;所述过热蒸汽进口靠近所述热解出料口的所在侧设置。
K12. 根据K10所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,热解压力控制器,与所述热解气体出口连接,并通过控制所述的热解气体出口的气体流量以调节所述热解炉体内的压力;所述热解压力控制器包括:热解压力传感器,设置在所述热解炉体内并检测炉内压力;热解风机,与所述热解压力传感器通信连接,所述热解风机对着所述热解气体出口设置;热解流量阀,设置在与所述过热蒸汽进口连接的进气管道上,所述热解流量阀与所述热解压力传感器通信连接;热解压力控制器还包括:热解泄压管道,连接在所述热解气体出口上,所述热解风机安装在所述热解泄压管道内,且所述热解风机的吹风方向朝着所述热解气体出口的所在方向;热解单向阀,设置在所述热解泄压管道内。
K13.根据K10所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述绞龙式连续热解炉还包括:热解补充加热装置,设置在所述热解炉体上并能够加热至少部分热解炉体;温度传感器,用于测量所述热解炉体内的温度,所述温度传感器与所述热解补充加热装置通信连接;所述热解炉体内设置有第一多孔挡板,所述第一多孔挡板将所述热解炉体分隔成热解腔和第一流体腔;其中,所述螺旋轴设置在所述热解腔内,所述热解出料口接入所述热解腔;所述过热蒸汽进口、所述热解气体出口均接入所述第一流体腔。
K14.根据K1至K9中任意一项所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述连续除碳炉为绞龙式连续除碳炉,所述绞龙式连续除碳炉包括:除碳炉体和设置在所述除碳炉体内的绞龙轴;除碳进料口和除碳出料口,分别与所述绞龙轴的长度方向的两侧对应地设置在所述除碳炉体上,所述除碳进料口和所述绞龙式连续热解炉连接,所述除碳出料口用于输出纤维原丝;所述绞龙轴包括第二轴芯和设置在所述第二轴芯上的第三螺纹段,所述第二轴芯中空,且在所述第二轴芯上布设有多个气孔;除碳气体进口,所述除碳气体进口与所述第二轴芯连接,用于通过所述气孔向所述除碳炉体内通入氧化性气体;除碳气体出口,设置在所述除碳炉体上,用于排出反应后的气体。
K15.根据K14所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述除碳气体进口接入所述绞龙轴靠近所述除碳出料口的所在侧的端部;所述除碳气体出口位于靠近所述除碳炉体的与所述绞龙轴的中部所对应的位置;所述气孔上设置有滤网;所述除碳炉体内设置有第二多孔挡板,所述第二多孔挡板将所述除碳炉体分隔成除碳腔和第二流体腔;其中,所述绞龙轴设置在所述除碳腔内,所述除碳出料口接入所述除碳腔,所述除碳气体出口接入所述第二流体腔。
K16.根据K14所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述第三螺纹段包括第一子螺纹段,所述第一子螺纹段的长度小于所述第二轴芯的长度,以在所述绞龙轴上预留出不具有螺纹的第二空白段,所述除碳出料口正对所述第二空白段设置;所述绞龙轴还包括设置在所述第二轴芯上的第二子螺纹段,所述第一子螺纹段和所述第二子螺纹段的螺纹方向相反,且所述第二空白段位于所述第一子螺纹段和所述第二子螺纹段之间。
K17.根据K14所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述绞龙式连续除碳炉还包括:除碳压力控制器,与所述除碳气体出口连接,并通过控制所述除碳气体出口的气体流量以调节所述除碳炉体内的压力;所述除碳压力控制器包括:除碳压力传感器,设置在所述除碳炉体内并检测炉内压力;除碳风机,与所述除碳压力传感器通信连接,所述除碳风机对着所述除碳气体出口设置;除碳泄压管道,连接在所述除碳气体出口上,所述除碳风机安装在所述除碳泄压管道内,且所述除碳风机的吹风方向朝着所述除碳气体出口的所在方向;除碳单向阀,设置在所述除碳泄压管道内。
K18.根据K14所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述绞龙式连续除碳炉还包括:除碳补充加热装置,设置在所述除碳炉体上并能够加热至少部分除碳炉体;除碳温度传感器,用于测量所述除碳炉体内的温度,所述除碳温度传感器与所述除碳补充加热装置通信连接。
K19.根据K1至K9中任一项所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述过热蒸汽发生器包括:
内胆,所述内胆具有安装腔;外胆,设于所述内胆背离所述安装腔的一侧,所述外胆与所述内胆之间具有蒸汽通道;加热件,所述加热件的至少一部分位于所述安装腔内;其中,所述纤维增强复合材料连续回收系统的控制组件还包括温控件,所述温控件与所述加热件相连。
K20. 根据K19所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述加热件包括第一加热件和第二加热件,所述温控件设在所述第一加热件和/或第二加热件上;所述蒸汽通道包括:第一蒸汽通道,所述第一蒸汽通道包括入口,所述第一加热件用于对所述第一蒸汽通道加热;第二蒸汽通道,与所述第一蒸汽通道连通,所述第二蒸汽通道包括蒸汽出口,所述第二加热件用于对所述第二蒸汽通道加热;
所述第二蒸汽通道的至少一部分相对所述第一蒸汽通道曲折延伸。所述第一蒸汽通道沿第一方向延伸;所述第二蒸汽通道包括连通通道和排汽通道,所述排汽通道通过所述连通通道与所述第一蒸汽通道连通,所述排汽通道沿所述第一方向延伸,所述连通通道沿与所述第一方向不同的第二方向延伸。
K21. 根据K19所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述过热蒸汽发生器还包括:
发生器外壳,所述发生器外壳具有装配腔,所述内胆的至少一部分、所述外胆的至少一部分位于所述装配腔内;第二保温层,设于所述装配腔内,并位于所述外胆和所述发生器外壳之间;多个加强筋,间隔设在所述发生器外壳上;排水组件,所述排水组件能够与所述蒸汽通道连通。
K22.根据K1至K9中任一项所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述热能转换燃烧炉包括:转换炉壳,所述转换炉壳具有转换炉腔;第一烧嘴,设在所述转换炉壳上并与所述转换炉腔连通,所述第一烧嘴用于点燃热解气;第二烧嘴,设在所述转换炉壳上并与所述转换炉腔连通,所述第二烧嘴用于点燃燃气;第三排气组件,设在所述转换炉壳上并与所述转换炉腔连通。
K23.根据K22所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述第一烧嘴和所述第三排气组件设在所述转换炉壳上相对的两侧壁上;所述第二烧嘴设置在所述转换炉壳的顶壁上;所述第三排气组件包括:至少两个排气口,设在所述转换炉壳上;切换阀,设在至少两个排气口处,所述至少两个排气口能够通过所述切换阀实现与所述转换炉腔的导通;所述纤维增强复合材料连续回收系统的控制组件还用于调控所述转换炉腔的内部温度和/或所述转换炉腔的内部压力。
K24.根据K22所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述热能转换燃烧炉还包括:保险帽,设在所述转换炉壳上;滴液孔,设在所述转换炉壳上;第三保温层,设在所述转换炉壳的内壁上;所述转换炉壳上设有透视窗,所述透视窗可拆卸地设在所述转换炉壳上。
本申请中提供的纤维增强复合材料连续回收系统,通过过热蒸汽对纤维增强复合材料废弃物加热和无氧保护,保证纤维增强复合材料废弃物能够得到有效热解;而热解后产生的裂解气能够被热能转换燃烧炉内被充分燃烧并生成洁净热源,洁净热源能够为过热蒸汽发生器和/或连续热解炉提供热源,节约了纤维回收的成本,实现连续的纤维无损伤回收,同时回收过程具有尾气零排放、零污染的特点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的实施方式,下面将对相关的附图做出简单介绍。可以理解,下面描述中的附图仅用于示意本申请的一些实施方式,本领域普通技术人员还可以根据这些附图获得本文中未提及的许多其他的技术特征和连接关系等。
图1为本申请提供的一种纤维增强复合材料连续回收系统的结构示意图。
图2为本申请提供的一种氧化性气体输送装置的结构示意图。
图3为本申请提供的一种绞龙式连续热解炉的结构示意图。
图4为本申请提供的一种绞龙式连续热解炉热解气体出口的结构示意图。
图5为本申请提供的一种绞龙式连续除碳炉的结构示意图。
图6为本申请提供的一种绞龙式连续除碳炉除碳气体出口的结构示意图。
图7为本申请提供的一种过热蒸汽发生器的结构示意图。
图8为本申请提供的一种热能转换燃烧炉的结构示意图。
图中的附图标记及名称如下:
2、过热蒸汽发生器;21、内胆;22、外胆;231、第一蒸汽通道;232、第二蒸汽通道;233、连通通道;234、排汽通道;235、入口;236蒸汽出口;24、加热件;241、第一加热件;242、第二加热件;25、温控件;26、发生器外壳;27、第二保温层;28、加强筋;29、排水组件;
3、热能转换燃烧炉;310、转换炉壳;311、转换炉腔;312、第一烧嘴;313、第二烧嘴;314、第三排气组件;316、保险帽;317、滴液孔;318、第三保温层;319、透视窗;320、底座。
4、氧化性气体输送装置;41、壳体;411、换热腔;421第一进气管;422第一出气管;423第二进气管;424第二出气管;43第四保温层;44支撑件。
5、连续热解炉;501、热解炉体;502、螺旋轴;521、第一轴芯;522、第一螺纹段;523、第一空白段;524、第二螺纹段;503、热解进料口;504、热解出料口;505、过热蒸汽进口;506、热解气体出口;507、热解风机;508、热解泄压管道;509、热解单向阀;510、加热丝;511、第一多孔挡板;512、热解腔;513、第一流体腔、514加热腔。
6、连续除碳炉;601、除碳炉体;611、第二流体腔;612、除碳腔;602、绞龙轴;621、第二轴芯;622、第三螺纹段;6221、第一子螺纹段;6222、第二空白段;6223、第二子螺纹段;603、除碳进料口;604、除碳出料口;605、除碳气体进口;606、除碳气体出口;607、第二多孔挡板;608、除碳风机;609、除碳泄压管道;691、除碳单向阀;610、除碳补充加热装置。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行详细说明。
本申请的发明人发现,在现有技术中对于纤维增强复合材料废弃物的回收再利用技术还停留在初级阶段,无法适应产业需求,亟需大规模、连续化、低成本、低能耗的回收和再利用技术,以实现产业的可持续、绿色、低碳发展。
有鉴于此,参考图1,本申请所提供的纤维增强复合材料连续回收系统通过过热蒸汽对纤维增强复合材料废弃物加热和无氧保护,保证纤维增强复合材料废弃物能够得到有效热热解,而热解后产生的热解气体能够被热能转换燃烧炉3内被充分燃烧并生成洁净热源,洁净热源能够为过热蒸汽发生器2提供热源,节约了纤维回收的成本,实现大规模、连续化、低成本、低能耗地回收纤维增强复合材料,同时回收过程具有尾气零排放、零污染的特点。
实施方式一
本申请提供了一种纤维增强复合材料连续回收系统,用于回收纤维增强复合材料废弃物,如图1、图3和图5所示,纤维增强复合材料连续回收系统包括:
连续热解炉5,连续热解炉5的热解进料口503与外部设置的上料装置连接;
过热蒸汽发生器2,与连续热解炉5的热解炉体501连接,向连续热解炉5内输送过热蒸汽,过热蒸汽用于热解纤维增强复合材料;
热能转换燃烧炉3,与连续热解炉5的热解气体出口506连接,用于点燃来自连续热解炉5的热解气体;热能转换燃烧炉3还与过热蒸汽发生器2连接,用于将燃烧后的热源气体送入过热蒸汽发生器2,以便过热蒸汽发生器2生产过热蒸汽;
连续除碳炉6,连续除碳炉6的除碳进料口603与连续热解炉5的热解出料口504连接,用于对经连续热解炉5热解过后的纤维增强复合材料进行除碳处理,输出纤维原丝。
本申请提供的纤维增强复合材料连续回收系统,用于回收纤维增强复合材料废弃物,纤维增强复合材料连续回收系统包括连续热解炉5、过热蒸汽发生器2、热能转换燃烧炉3和连续热解炉5。
其中,连续热解炉5用于连续输送并热解纤维增强复合材料废弃物。在输送纤维增强复合材料废弃物的过程中,纤维增强复合材料废弃物在连续热解炉5的热解炉体501内被加热,树脂基体和纤维分离,树脂基体发生热解反应产生热解气体。此外,产生的热解气体可以输送至热能转换燃烧炉3内进行充分燃烧,从而获得洁净热源。
过热蒸汽发生器2,能够与连续热解炉5连通,并向连续热解炉5炉腔内输送过热蒸汽。过热蒸汽发生器2可以将水加热得到蒸汽,并对蒸汽进行再加热得到过热蒸汽。过热蒸汽发生器2产生的过热蒸汽可以作为纤维增强复合材料废弃物进行热解反应时的保护气体,能够起到隔绝氧气的作用,防止纤维增强复合材料废弃物中的树脂与氧气发生反应从而产生有害气体。与此同时,过热蒸汽也能够作为传热介质,用来分离纤维增强复合材料废弃物中的纤维与基体树脂,得到干净、无积炭残留、强度达原生纤维的90%以上、性能优良的再生纤维。
热能转换燃烧炉3分别与连续热解炉5、过热蒸汽发生器2连通。热能转换燃烧炉3可以点燃来自连续热解炉5的热解气体并形成热源气体,并将热源气体输送至过热蒸汽发生器2用于加热水或蒸汽。
连续除碳炉6,用于对经连续热解炉5热解过后的纤维增强复合材料进行除碳处理,输出纤维原丝。连续除碳炉6内部通入氧化性气体,纤维增强复合材料在连续除碳炉6炉腔内输送的过程中,氧化性气体会与纤维增强复合材料上的残碳发生氧化反应,实现除碳目的。纤维增强复合材料表面的残碳被氧化性气体接触后,会被发生氧化反应,产生二氧化碳。
本申请中提供的纤维增强复合材料连续回收系统,通过过热蒸汽对纤维增强复合材料废弃物加热和无氧保护,保证纤维增强复合材料废弃物能够得到有效热解;而热解后产生的裂解气能够被热能转换燃烧炉3内被充分燃烧并生成洁净热源,洁净热源能够为过热蒸汽发生器2和/或连续热解炉5提供热源,节约了纤维回收的成本,实现连续的纤维无损伤回收,同时回收过程具有尾气零排放、零污染的特点。
在本实施例中,热能转换燃烧炉3还与连续热解炉5的热解炉体501连接,向连续热解炉5内输送热源气体,作为补充加热。需要说明的是,在连续热解炉5中,过热蒸汽作为主要热源对连续热解炉5的热解炉体501以及位于热解炉体501内的纤维增强复合材料废弃物进行加热,而热源气体则是作为辅助热源,用于对连续热解炉5的热解炉体501的局部区域进行加热以实现温度调控的目的。
此外,连续除碳炉6的除碳气体出口606与热能转换燃烧炉3连接,用于为热能转换燃烧炉3输送除碳气体,以制造热源气体。除碳气体为氧化性气体通入连续除碳炉6后,连续除碳炉6内的残碳发生氧化反应后得到的气体。这种除碳气体从连续除碳炉6的除碳气体出口606出来后,仍然具有较高的温度。因此,将这种除碳气体通入热能转换燃烧炉3进行再加热,以制造热源气体,能有效地节省能源损耗,降低回收成本。
实施方式二
本实施方式是基于实施方式一的进一步改进,其改进之处在于,如图2所示,该纤维增强复合材料连续回收系统还包括:
氧化性气体输送装置4,氧化性气体输送装置4分别与过热蒸汽发生器2和连续除碳炉6连接;
过热蒸汽发生器2将使用过的热源气体输送至氧化性气体输送装置4,并经由氧化性气体输送装置4输送至连续除碳炉6内,用于进行除碳作业。
该氧化性气体输送装置4,用于将氧化性气体加热至指定温度后输送至连续除碳炉6内。经氧化性气体输送装置4加热后的氧化性气体,可以对连续除碳炉6以及连续除碳炉6内的纤维增强复合材料进行加热。
而且,氧化性气体输送装置4与过热蒸汽发生器2连接,利用使用过的热源气体对氧化性气体进行加热,能够有效地利用热源气体的残余热量,可以有效地节省能源损耗,降低回收成本。
在氧化性气体输送装置4的具体设置上,该氧化性气体输送装置4包括:壳体41,壳体41包括换热腔411;
第一进气口和第一出气口,分别设在壳体41上,并与换热腔411连通,第一进气口用于输入待加热氧化性气体;
第二进气口和第二出气口,分别设在壳体41上,并与换热腔411连通,第二进气口用于输入热源气体。
该氧化性气体输送装置4包括壳体41、第一进气口、第一出气口、第二进气口和第二出气口,其中,壳体41包括换热腔411,换热腔411用于气体的热量交换。第一进气口和第一出气口构成气体的流动路径之一,待加热氧化性气体经过第一进气口进入换热腔411内部,在换热腔411内部进行热量交换,温度升高后,再经由第一出气口排向壳体41之外。第二进气口和第二出气口构成气体的流动路径之二,热源气体经由第二进气口进入换热腔411内部,热源气体作为热源,进入换热腔411内的热源气体可以与待加热氧化性气体进行热量交换,待加热氧化性气体温度升高,热源气体温度降低,待加热氧化性气体的温度达到目标温度后从第一出气口排出,经过换热后的热源气体再由第二出气口排向壳体41之外。
本申请中通过第一进气口、第一出气口、第二进气口和第二出气口构成气体的两个流动路径,对于每个气体的流动路径,即对于待加热氧化性气体和热源气体而言,均有相对应的进气口和出气口,能够令换热腔411内的气体流动地更加流畅,换热腔411内的气体可以就近从第一出气口或第二出气口流出,减少气体在壳体41内部涡旋而出现的噪音问题,尽可能地降低流速/压力在换热腔411内部的损失,能够保证气体的循环效率,保证生产节拍。
值得说明的是,为了实现气体能够按照既定的气体流动路径流动,在气体流动路径上设有驱动件,驱动件用于驱动气体从第一进气口进入换热腔411内,然后再由第一出气口排出。
能够想到地,驱动件还用于驱动气体从第二进气口进入换热腔411,然后再由第二出气口排出。
举例来说,驱动件可以为驱动风机。
可选地,如图2所示,第一进气口和第一出气口分别设于壳体41的相邻的两个壁面。
在本申请的实施方式中,壳体41具有相邻的两个壁面,换热腔411位于相对的两个壁面之间,第一进气口和第二进气口分别位于相邻的两个壁面上,那么,对于气体的流动路径之一而言,待加热氧化性气体会经由第一进气口进入换热腔411内,经过换热之后的气体会有由第一出气口排出,待加热氧化性气体在换热腔411内的运动路径靠近换热腔411的一个边角,尽量避免待加热氧化性气体和热源气体之间的相互阻隔,能够进一步减少流速/压力损失。
可选地,当壳体41包括六个壁面,比如,上下方向壁面,左右方向壁面和前后方向壁面,那么,第一进气口和第一出气口可以在六个壁面中任选相邻壁面设置。
可选地,如图2所示,第二进气口和第二出气口分别设于壳体41上相邻的两个壁面。
在本申请的实施方式中,对于气体的流动路径之二而言,热源气体会经由第二进气口进入换热腔411内,经过换热之后的气体会由第二出气口排出,热源气体在换热腔411内的运动路径靠近换热腔411的一个边角,尽量避免待加热氧化性气体和热源气体之间的相互阻隔,能够进一步减少流速/压力损失。
能够想到地,对于第二进气口和第二出气口而言,其也可以在六个壁面中任选相邻壁面设置。
可选地,如图2所示,壳体41包括顶壁、底壁和多个侧壁,顶壁和底壁沿上下方向布置,第二进气口设在底壁上,第一出气口设在顶壁上。多个侧壁设在顶壁和底壁之间,第一进气口设在一个侧壁上,第二出气口设在另一个侧壁上。
在本申请的实施方式中,壳体41包括顶壁、底壁和多个侧壁,顶壁和底壁沿着上下方向布置,第二进气口设在底壁上,也就是说,热源气体自下而上通过换热腔411,适应于热源气体向上流动趋势,能够令热源气体的流动更加顺畅,减少流动过程的阻力。第一出气口设在顶壁上,由于待加热氧化性气体在换热腔411内被加热后,温度上升,其通过顶壁上的第一出气口排出,也适应于高温气流的流动趋势。
换而言之,对于气体的流动路径之二而言,热源气体自下而上方向流入换热腔411后,然后再经由侧壁上的第二出气口流出。
其中,多个侧壁设在顶壁和底壁之间,多个侧壁可以理解为外周方向的壁面,比如,前侧壁、后侧壁、左侧壁、右侧壁。第一进气口设在多个侧壁中一个侧壁上,第二出气口设在多个侧壁中的另一个侧壁上。比如,第一进气口设在前侧壁和后侧壁中的一者上,第二出气口设在前侧壁和后侧壁中的另一者上。或者,第一进气口设在左侧壁和右侧壁的一者上,第二出气口设在左侧壁和右侧壁中的另一者上。
举例来说,第一进气口设在左侧壁上,第二出气口设在右侧壁上。那么,对于气体的流动路径之一而言,待加热氧化性气体自左向右经由第一进气口进入换热腔411内,然后经由热量交换后,再向上经由第一出气口排出。
对于气体的流动路径之二而言,热源气体自下而上经由第二进气口进入换热腔411内后,在换热腔411内与待加热氧化性气体进行热量交换之后,再向右经由第二出气口排出壳体41之外。
其中,气体流动路径之间能够实现热量交换,且二者的流动路径不会相互组合影响效率。
可选地,第一进气口和第二出气口同轴设置。
在本申请的实施方式中,第一进气口和第二出气口分别具有中心轴,中心轴的方向即为气体经过第一进气口或第二出气口的流动方向,当第一进气口和第二出气口的中心轴同轴设置时,那么对于气体的流动路径而言,待加热氧化性气体和热源气体能够在换热腔411内相遇,实现热量交换,令待加热氧化性气体的温度提升,与此同时,也能够减少流动过程中的流速/压力损失。
可选地,第二进气口和第一出气口同轴设置。
在本申请的实施方式中,第二进气口和第一出气口分别具有中心轴,中心轴的方向即为气体经过第二进气口或第一出气口的流动方向,当第二进气口和第一出气口的中心轴同轴设置时,那么对于气体的流动路径而言,待加热氧化性气体和热源气体能够在换热腔411内相遇,实现热量交换,令待加热氧化性气体的温度提升,与此同时,也能够减少流动过程中的流速/压力损失。
可选地,第一进气口和第一出气口中的任一者的通流截面积,小于第二进气口和第二出气口中任一者的通流截面积。
在本申请的实施方式中,通流截面积是指在垂直于中心轴的横截面上第一进气口的面积,即第一进气口的横截面。当第一进气口为圆孔时,则第一进气口的通流截面积为圆形面积。对于第一出气口、第二进气口和第二出气口而言,通流截面积的定义同样适用。
对于气体的流动路径而言,气体经由进气口(第一进气口、第二进气口)进入换热腔411内部,在换热腔411内部进行换热后,然后从出气口(第一出气口、第二出气口)排出。
其中,根据气体的流动需求,第一进气口、第二进气口的流量相对于第二进气口、第二出气口较小,作为热源的气体流动路径之二,为了提供足够的热量,则需要令热源气体的流量比较大,从而能够满足换热需求。
可选地,如图2所示,氧化性气体输送装置4还包括第一进气管421,第一进气管421设在壳体41上并通过第一进气口与换热腔411连通。
在本申请的实施方式中,氧化性气体输送装置4还包括第一进气管421,第一进气管421设在壳体41上并通过第一进气口与换热腔411连通,第一进气管421能够方便与待安装结构装配连接,能够适应于不同的待安装结构的安装需求。
可选地,第一进气管421可拆卸地设置在壳体41上,可以根据需求,实现对第一进气管421的拆装。
可选地,如图2所示,氧化性气体输送装置4还包括第一出气管422,第一出气管422设在壳体41上并通过第一出气口与换热腔411连通。
在本申请的实施方式中,氧化性气体输送装置4还包括第一出气管422,第一出气管422设在壳体41上并通过第一出气口与换热腔411连通,第一出气管422能够方便与待安装结构装配连接,能够适应于不同的待安装结构的安装需求。
可选地,第一出气管可拆卸地设置在壳体41上,可以根据需求,实现对第一出气管的拆装。
对于气体的流动路径之一而言,待加热氧化性气体经由第一进气管421、第一进气口进入换热腔411内,在换热腔411内完成换热过程后,再经由第一出气口和第一出气管排向换热腔411的外部。
可选地,如图2所示,氧化性气体输送装置4还包括第二进气管423,第二进气管423设在壳体41上并通过第二进气口与换热腔411连通。
在本申请的实施方式中,氧化性气体输送装置4还包括第二进气管423,第二进气管423设在壳体41上并通过第二进气口与换热腔411连通,第二进气管423能够方便与待安装结构装配连接,能够适应于不同的待安装结构的安装需求。
可选地,第二进气管423可拆卸地设置在壳体41上,可以根据需求,实现对第二进气管423的拆装。
可选地,如图2所示,氧化性气体输送装置4还包括第二出气管424,第二出气管424设在壳体41上并通过第二出气口与换热腔411连通。
在本申请的实施方式中,氧化性气体输送装置4还包括第二出气管424,第二出气管424设在壳体41上并通过第二出气口与换热腔411连通,第二出气管424能够方便与待安装结构装配连接,能够适应于不同的待安装结构的安装需求。
可选地,第二出气管424可拆卸地设置在壳体41上,可以根据需求,实现对第二出气管424的拆装。
对于气体的流动路径之二而言,待加热氧化性气体经由第二进气管423、第二进气口进入换热腔411内,在换热腔411内完成换热过程后,再经由第二出气口和第二出气管424排向换热腔411的外部。
实施方式三
本申请发明人发现,当热源气体作为热源由第二进气口进入换热腔411内时,当壳体41的保温性能不够优越时,一部分热量会通过壳体41而扩散到外部,该部分热量无法作用于待加热氧化性气体上,造成热量的无谓损失。
为此,如图2所示,本申请发明人本申请的第三实施方式提出了一种改进的氧化性气体输送装置4,其主要改进点在于在原先的基础上,进一步添加了第四保温层43,第四保温层43设在壳体41上,并位于换热腔411内。
在本申请的实施方式中,壳体41的内壁上设有第四保温层43,第四保温层43用于阻隔换热腔411内部的热量向壳体41的外部传播,使得作为热源的热源气体带来的热量能够被汇聚在换热腔411的内部,从而可以尽量提升待加热氧化性气体和热源气体之间的热量交换,避免热量的无谓损失。
此外,设在壳体41内部的第四保温层43还能够为壳体41提供结构强度支撑,避免由于热胀冷缩而使得壳体41受力情况发生变化,造成壳体41形变等问题。
可选地,位于换热腔411内部的热源气体具有向上流动的趋势,那么,可以将第四保温层43设在壳体41的顶部内壁上,在起到隔热的同时,还能够减少材料成本。
可选地,第四保温层43设在壳体41的全部内壁上,使得热源气体向壳体41外部传播的可能性尽可能地降低,进一步增强换热效率。
实施方式四
在氧化性气体输送装置4的安装过程中,由于待安装位置的各异化,因此存在需要适应于不同待安装位置的需求。
为此本申请的发明人在上述实施例三中进行了优化设计,如图2所示,氧化性气体输送装置4还包括支撑件44,支撑件44设在壳体41上。
在本申请的实施方式中,支撑件44设在壳体41上,可以令壳体41通过支撑件44安装到待安装位置处。壳体41的结构可以固定,支撑件44的具体结构可以根据待安装位置的需求而做出适应性的调整。
比如,支撑件44可以为吊装结构,令壳体41吊设在待安装位置处。或者,支撑件44可以为支撑腿,壳体41通过支撑腿安装在待安装位置处,比如,地面上。
此外,支撑件44也能够实现壳体41的悬空设置,令支撑件44不与待安装位置处直接接触,避免热量向外传输而可能存在的安全隐患问题。
可选地,支撑件44设在壳体41的底壁上。
在本申请的实施方式中,支撑件44设在壳体41的底壁上,支撑件44能够支撑在地面上,此时,壳体41整体相对于地面架空设置,使得壳体41与地面之间具有装配空间,当位于底部的第二进气管423需要与第二进气口接通时,能够为第二进气管423提供装配空间,也能够提升氧化性气体输送装置4的整机结构紧凑性。
实施方式五
本实施方式是基于上述实施方式提出的进一步改进,如图3所示,具体地为:
连续热解炉5为绞龙式连续热解炉;
绞龙式连续热解炉包括:
热解炉体501和设置在热解炉体501内的螺旋轴502;
热解进料口503和热解出料口504,分别与螺旋轴502的长度方向的两侧对应地设置在热解炉体501上;
过热蒸汽进口505,设置在热解炉体501上并用于通入过热蒸汽;
热解气体出口506,设置在热解炉体501上并靠近热解进料口503的所在侧,用于释放裂解气体。
本申请中的热解炉体501作为该绞龙式连续热解炉的框架结构,一方面为各个部件提供安装位置;另一方面,还作为热解反应的反应腔,用于将热解反应与外界隔离,为热解反应提供独立的反应场所,以确保反应的顺利进行。在本申请的实施例中,热解炉体501可以设置为卧式结构,底部设置有各种支撑梁、支撑柱等各种用于支撑热解炉体501的支撑构件。另外,本申请中的热解炉体501可以在外部包裹保温材料,避免内部热量流失,降低能源损耗,还可以隔绝内部热量,避免因意外触碰导致工作人员烫伤。
位于热解炉体501内的螺旋轴502,由驱动机构驱动转动。纤维增强复合材料通过热解进料口503进入热解炉体501内部,由驱动机构驱动转动的螺旋轴502可以将纤维增强复合材料逐渐地输送至热解出料口504。在输送的过程中,纤维增强复合材料将同步进行热解反应。当反应终止时,螺旋轴502将反应完全的纤维增强复合材料输送至热解出料口504,并排出。在实际使用过程中,不同的纤维增强复合材料,热解反应完全所需的时间也会不同。本领域技术人员可以根据纤维增强复合材料的种类来调节螺旋轴502的转动,以调整纤维增强复合材料的反应时间,以确保其反应完全。
现有的热解设备通常采用电热的方式进行加热。但这种方式,热量通常通过电热丝的热辐射或者物料之间的接触传递,容易导致反应腔内各个区域的温度不均,极大地影响热解反应的进行。
因此,在该实施例中,设置由过热蒸汽进口505,利用该过热蒸汽进口505对纤维增强复合材料进行加热。相对于电热板加热,过热蒸汽具备温度高、扩散性较好的特点。过热蒸汽直接与纤维增强复合材料直接接触,并通过纤维增强复合材料之间的缝隙进行扩散,加热效果好,热量传递快。而且,反应腔即热解炉体501内,沿过热蒸汽的移动方向,温度有规律地递减,对反应过程更容易控制。
本申请中的绞笼式连续热解炉5,通过螺旋轴502将纤维增强复合材料从热解进料口503输送至热解出料口504,并在输送过程中利用过热蒸汽对其加热,使其进行热解反应。这种方式可以连续进料和出料,省去了反复升温降温的过程,时间周期短,热量利用率高,并可连续化地回收纤维增强复合材料。
此外,热解反应通常是在缺氧环境下进行的。因此,该过热蒸汽可以为微氧、常压且高温的过热蒸汽。这种过热蒸汽可以作为纤维增强复合材料的加热热源以及纤维增强复合材料热解反应的无氧或微氧保护介质,对纤维增强复合材料进行无氧保护和加热。具体地,该过热蒸汽可以通过加热水产生饱和蒸汽,再将饱和蒸汽加热得到。在进行碳纤维增强复合材料的热解回收时,该过热蒸汽可以为含氧量小于0.3%、常压、400℃-700℃的过热蒸汽。
需要另外说明的是,采用过热蒸汽对纤维增强复合材料加热的好处在于:
1、在纤维增强复合材料进行热解反应并被螺旋轴502转动输送的过程中,过热蒸汽可以与因热解反应而产生并扬起在反应腔内的碳粉等微小颗粒结合,使其沉淀,在一定程度上可以减少反应腔内扬起的微小颗粒,避免其跟随热解气体从热解气体出口506排出,堵塞管道,影响裂解气体的收集;
2、过热蒸汽制备简单,可以利用热解反应产生的裂解气体燃烧用于制备过热蒸汽,能够实现一定程度上的能源回收再利用,有效地降级能源消耗,实现清洁生产;而且过热蒸汽属于廉价的隔氧保护气体,可以以低成本的方式在炉内营造低氧环境以有利于热解反应的进行;
3、过热蒸汽在使用过程中始终位于管道或热解炉体501内,温度较高的过热蒸汽发生外泄后,能够快速地被环境温度冷却,工作人员在一定距离外即可保证安全;过热蒸汽是无毒的,也不是爆炸性气体,即使外泄到外界,也不会存在危险。
该绞龙式连续热解炉还包括热解进料口503和热解出料口504,分别与螺旋轴502的长度方向的两侧对应地设置在热解炉体501上。纤维增强复合材料从位于螺旋轴502的一侧的热解进料口503进入热解炉体501内,并被旋转的螺旋轴502输送至螺旋轴502另一侧,并从热解出料口504排出。在纤维增强复合材料被输送的过程中,过热蒸汽从过热蒸汽进口505输送至热解炉体501内,接触纤维增强复合材料并加热,使其达到设定温度进行热解反应。
在该实施例中,过热蒸汽进口505靠近热解出料口504的所在侧设置。从过热蒸汽进口505出来的过热蒸汽的移动方向与位于热解炉体501内的纤维增强复合材料的移动方向相反,过热蒸汽首先与最靠近热解出料口504一侧的纤维增强复合材料接触并对其加热,确保其热解反应的顺利完全进行。随着过热蒸汽逆着纤维增强复合材料的移动方向逐渐移动,在热解炉体501内的温度温度梯度逐级降低。相对而言,越靠近热解出料口504温度越高,而越靠近热解进料口503的温度越低。这样的温度梯度设计便于使纤维增强复合材料完整地实现预热升温、迅速热解、完全热解的一整个反应过程,进一步提高了反应率。
实施方式六
现有的螺旋轴502输送结构,通常存在一个问题:在螺旋轴502的末端即热解出料口504的位置,物料挂在螺旋轴502上无法掉落至热解出料口504,即使随着后续的物料逐渐被螺旋轴502推送至末端,使得之前挂在螺旋轴502上的物料被推落至热解出料口504,但仍然存在部分物料始终挂在螺旋轴502上的现象。
有鉴于此,本申请还公开了第六实施方式,该实施方式是基于第五实施方式的进一步改进,主要的改进之处在于,如图3所示,螺旋轴502包括第一轴芯521和设置在第一轴芯521上的第一螺纹段522,第一螺纹段522的长度小于第一轴芯521的长度,以在螺旋轴502上预留出不具有螺纹的第一空白段523,热解出料口504正对第一空白段523设置。
通过第一空白段523的设置,当纤维增强复合材料逐渐被螺旋轴502逐渐输送至第一螺纹段522的末端时,位于第一螺纹段522末端的纤维增强复合材料被后续的纤维增强复合材料从第一螺纹段522的末端推出至第一空白段523。由于第一空白段523上并不设置有螺纹,相对光滑,被推出的纤维增强复合材料难以挂在第一空白段523上,会直接掉落至进热解出料口504。
此外,为了方便纤维增强复合材料能够顺利地掉落在热解出料口504上,第一空白段523的长度可以设置为小于或等于热解出料口504的直径,使得纤维增强复合材料能够准确地落入热解出料口504内。又或者,设置成将第一螺纹段522的末端部分伸入热解出料口504的投影内,同样可以实现上述效果。
上述设置,虽然在一定程度上防止纤维增强复合材料挂在螺旋轴502上,但在实际操作的过程中,第一空白段523仍然会挂有少量的纤维增强复合材料,这些挂在第一空白段523上的纤维增强复合材料会在该螺旋轴502的末端累积。
因此,为了解决上述问题,如图1所示,螺旋轴502还可以包括设置在第一轴芯521上的第二螺纹段524,第一螺纹段522和第二螺纹段524的螺纹方向相反,且第一空白段523位于第一螺纹段522和第二螺纹段524之间。需要说明的是,第一螺纹段522和第二螺纹段524的螺纹方向相反,使得第一螺纹段522和第二螺纹段524的输送方向相反。从上述说明以及图3中可知,第一螺纹段522和第二螺纹段524分别对应地位于热解出料口504的两侧。这样,第一螺纹段522的作用在于随着螺旋轴502的转动,将纤维增强复合材料从热解进料口503输送至热解出料口504,而第二螺纹段524则可以防止纤维增强复合材料在螺旋轴502末端累积。
实施方式七
该实施方式是基于实施方式六的进一步改进,其主要的改进之处在于,如图3和图4结合所示,该绞龙式连续热解炉,还包括:热解压力控制器,与热解气体出口506连接,并通过控制的热解气体出口506的气体流量以调节热解炉体501内的压力。
该热解压力控制器用于控制热解气体出口506的气体流量以调节热解炉体501内压力,使得热解炉体501内部压力小于大气压,热解炉体501内部处于微负压的状态。这样,由于热解炉体501内部处于微负压的装填,热解炉体501内部的压力小于大气压,位于热解炉体501内部的裂解气体很难外泄到外界,造成浪费。而且由于裂解气体通常为可燃气体,避免其外泄,则可以保证安全。热解炉体501内部的压力主要由注入热解炉体501内部的过热蒸汽以及热解反应产生的裂解气体影响,因此,只要确保热解气体出口506的气体流量大于过热蒸汽的气体流量以及单位时间内热解反应产生的裂解气体的总量即可。
具体地,热解压力控制器包括:
热解压力传感器,设置在热解炉体501内并检测炉内压力;
热解风机507,与热解压力传感器通信连接,热解风机507对着热解气体出口506设置。
其中,热解风机507设置在热解气体出口506内,且朝炉外吹。利用设置在热解炉体501内的热解压力传感器检测炉内压力,并将检测到的颅内压力与外界压力进行对比,根据对比结果,控制风气的转速,以控制热解气体出口506的气体流量,进而调节炉内压力,使得炉内压力略小于外界压力,从而使炉内处于微负压的状态。
另外,为了控制过热蒸汽进口505的过热蒸汽的气体流量,热解压力控制器还包括:
热解流量阀,设置在与过热蒸汽进口505连接的进气管道上,热解流量阀与热解压力传感器通信连接。这样,利用热解流量阀控制过热蒸汽进口505的过热蒸汽的气体流量。这样,一方面,根据热解压力传感器检测到的炉内压力,将检测到的炉内压力与外界压力进行对比,根据对比结果,利用热解流量阀控制过热蒸汽进口505的过热蒸汽的气体流量,进而调节炉内压力,使得炉内压力略小于外界压力,从而使得炉内处于微负压的状态。
需要说明的是,在实际应用中,可以将热解风机507设置为固定转速,即热解气体出口506的气体流量固定,通过调节过热蒸汽进口505的过热蒸汽的气体流量,来调节炉内压力;还可以将过热蒸汽进口505的过热蒸汽的气体流量设置为固定值,通过调节过热热解气体出口506的气体流量,来调节炉内压力。
需要特别注意的是,过热蒸汽进口505的过热蒸汽的气体流量,除了影响炉内压力,还影响着炉内温度,即影响炉内热解反应的进行。不同的复合材料进行热解反应,需要不同的反应温度。因此,在另一个更加优选的实施方式中,可以以控制热解风机507的转速来调节炉内压力为主,调节炉内压力,配合热解流量阀调整过热蒸汽进口505的过热蒸汽的气体流量,对炉内压力进行细微调整,以不影响炉内热解反应的正常进行为前提。
具体地,热解压力控制器还包括:
热解泄压管道508,连接在热解气体出口506上,热解风机507安装在热解泄压管道508内,且热解风机507的吹风方向朝着热解气体出口506的所在方向;
热解单向阀509,设置在热解泄压管道508内。
需要说明的是,该热解泄压管道508可以为将裂解气体输送至其他位置的输送管道,也可以为并联在该输送管道一侧的旁路管道。该旁路管道可以连接在一个临时的裂解气体存放设备内,用于供应过热蒸汽的生产或其他用途。在该实施例中,如图4所示,该热解泄压管道508是输送管道用于将裂解气体输送至其他位置,热解风机507直接设置在该输送管道内。
另外,热解单向阀509的气体流通方向,为从炉内向外输送的方向,既保证向外输送炉内的裂解气体的顺利进行,也避免了输送走的裂解气体因气压向炉内反向输送,影响炉内压力。
实施方式八
该实施方式是基于上述实施方式的进一步改进,其改进之处在于,该绞龙式连续热解炉,如图3所示,还包括:热解补充加热装置,设置在热解炉体501上并能够加热至少部分热解炉体501;
温度传感器,用于测量热解炉体501内的温度,温度传感器与热解补充加热装置通信连接。
具体地,如图3所示,热解补充加热装置设置多个加热组件,多个加热组件分别设置在热解炉体501的多个区域内,以将热解炉体501分成多个温控区域,每一个加热组件分别对应一个温控区域。而温度传感器,则是分别设置在每一个温控区域内,用于测量对应的温控区域内的温度。在实际应用中,可以通过温度传感器实时监控各个温控区域的温度,并根据需要,通过加热组件对其相应的温控区域加热,以实现局部区域温度调控的目的。
同一成分,在不同温度下进行的热解反应,得出的裂解气体是不同的。此外,不同成分,进行热解反应的温度也是不同的。基于上述两点,技术人员可以根据需求,通过热解补充加热装置对局部区域进行温度调控,可以对热解反应进行一定程度上的控制,如控制热解反应产生的裂解气体的种类、控制进行热解反应的成分。
在本实施例中,如图3所示,加热组件可以是设置在热解炉体501上的多个加热丝510。多个加热丝510设置在热解炉体501的上部区域且位于过热蒸汽流通的路径上,用于加热经过的过热蒸汽以及加热丝510对应的区域。
在本实施例中,加热组件还可以是设置在热解炉体501底部的加热腔514。
该加热腔514内部流通高温气体如高温空气,利用高温气体加热热解炉体501,以调节热解炉体501局部温度。该加热腔514与热解炉体501内部空间并不连通,这使得加热腔514内的高温气体不会进入热解炉体501内部空间,避免影响热解炉体501内的热解反应。
在本实施例中,该加热腔514设置在热解炉体501的外部,紧贴热解炉体501的外壁,以确保加热腔514的热量能通过与热解炉体501的接触传递至热解炉体501内部。具体地,该加热腔514设置在热解炉体501外与螺旋轴502对应的位置上,且与热解炉体501外壁紧贴并沿螺旋轴502的长度方向延伸,以加热螺旋轴502。
另外,需要特别说明的是,对热解炉体501进行加热的主要热源为过热蒸汽,用于对热解炉体501内的温度进行整体控制。而热解补充加热装置(即上述的加热丝510和加热腔514),则是作为辅助热源,用于对热解炉体501内局部区域进行温度调控。
另外,在本实施例中,热解炉体501内设置有第一多孔挡板511,第一多孔挡板511将热解炉体501分隔成热解腔512和第一流体腔513;
其中,螺旋轴502设置在热解腔512内,热解出料口504接入热解腔512;
过热蒸汽进口505、热解气体出口506均接入第一流体腔513。
第一多孔挡板511整体呈弧形,并于热解炉体501部分内壁配合,形成与螺旋轴502直径相配合的热解腔512。该热解腔512用于限制纤维增强复合材料在热解腔512内的径向移动,使得位于热解腔512内的纤维增强复合材料能够随着螺旋轴502的转动,逐渐从热解进料口503输送至热解出料口504。而且,第一多孔挡板511表面设置多个贯穿的孔洞,便于过热蒸汽通过这些孔洞渗透至位于热解腔512内的纤维增强复合材料内,以对其进行加热。
此外,利用第一多孔挡板511将热解炉体501分隔成容纳纤维增强复合材料进行热解反应的热解腔512和第一流体腔513。其中,第一流体腔513与热解腔512相互独立,仅通过第一多孔挡板511上的空洞连接,一方面为流体(过热蒸汽、裂解气体)提供流通的通道,另一方面将纤维增强复合材料隔绝在热解腔512内,防止其进入第一流体腔513堵塞过热蒸汽进口505和热解气体出口506,确保过热蒸汽的顺利输入以及裂解气体的顺利排出。过热蒸汽从过热蒸汽进口505进入热解炉体501内的第一流体腔513,并从第一多孔挡板511上的孔洞渗透至位于热解腔512内的纤维增强复合材料内,以对其进行加热。而纤维增强复合材料进行热解反应产生的热解气体则可以通过第一多孔挡板511上的孔洞从热解腔512渗透至第一流体腔513内,并从热解气体出口506排出。
此外,第一多孔挡板511的另一个作用在于,将纤维增强复合材料限制在热解腔512内,在一定程度上可以抑制因热解反应产生的微小颗粒在炉内的扩散,避免其进入过热蒸汽进口505和热解气体出口506。
实施方式九
本实施方式是基于上述实施方式提出的进一步改进,如图5所示,具体地为:连续除碳炉6为绞龙式连续除碳炉;
绞龙式连续除碳炉包括:
除碳炉体601和设置在除碳炉体601内的绞龙轴602;
除碳进料口603和除碳出料口604,分别与绞龙轴602的长度方向的两侧对应地设置在除碳炉体601上;
绞龙轴602包括第二轴芯621和设置在第二轴芯621上的第三螺纹段622,第二轴芯621中空,且在第二轴芯621上布设有多个气孔;
除碳气体进口605,除碳气体进口605与第二轴芯621连接,用于通过气孔向除碳炉体601内通入氧化性气体;
除碳气体出口606,设置在除碳炉体601上,用于排出反应后的气体。
本申请中的除碳炉体601作为该绞龙式连续除碳炉的框架结构,一方面为各个部件提供安装位置;另一方面,还作为除碳操作所需的空间,与外界隔离,为除碳操作提供独立的操作空间,以确保除碳顺利进行。在本申请的实施例中,除碳炉体601可以设置为卧式结构,底部设置有各种支撑梁、支撑柱等各种用于支撑除碳炉体601的支撑构件。另外,本申请中的除碳炉体601可以在外部包裹保温材料,避免内部热量流失,降低能源损耗,还可以隔绝内部热量,避免因意外触碰导致工作人员烫伤。
在本实施例中,除碳进料口603和除碳出料口604分别与绞龙轴602的长度方向的两侧相对应地设置在除碳炉体601上。第二轴芯621由驱动机构驱动转动,进而带动第三螺纹段622转动。待除碳的纤维增强复合材料通过除碳进料口603进入除碳炉体601内部,转动的第三螺纹段622可以将纤维增强复合材料逐渐地输送至除碳出料口604。在输送纤维增强复合材料的过程中,位于除碳炉体601内部的纤维增强复合材料上的残碳发生氧化反应,实现除碳作业。此外,不同的纤维增强复合材料,除碳所需的时间也会不同。因此,在实际生产过程中,本领域技术人员可以根据需要进行除碳处理的纤维增强复合材料的种类来控制绞龙轴602的转速,进而控制纤维增强复合材料的除碳时间,以确保除碳完全。
在本申请中,参见图5,除碳气体进口605与中空的第二轴芯621连接,并向第二轴芯621内通入氧化性气体。利用氧化性气体在一定温度下冲刷纤维增强复合材料,可以发生氧化反应的同时达到除碳目的。其中,氧化性气体可以是空气或是高浓度氧气等诸多种类的气体。通入第二轴芯621内的氧化性气体可以通过第二轴芯621上的气孔排出至除碳炉体601内,并冲刷位于第二轴芯621四周的纤维增强复合材料,将附着在纤维表面的残碳从纤维表面吹落,以实现除碳目的。与此同时,随着绞龙轴602的逐渐转动,纤维增强复合材料逐渐地被向前输送。如此一来,纤维增强复合材料可以沿着绞龙轴602逐渐地向前移动,依次经过多个气孔,并被从气孔吹出的氧化性气体冲刷,利用氧化性气体在一定温度下冲刷纤维增强复合材料,可以发生氧化反应的同时达到除碳目的。而且,由于采用绞龙轴602对纤维增强复合材料进行输送,纤维增强复合材料在绞龙轴602上的移动路径呈以绞龙轴602为中轴的螺旋线。因此,氧化性气体可以从第二轴芯621通过气孔向四周吹出以冲刷围绕在第二轴芯621四周的纤维增强复合材料,除碳效率更高。
需要说明的是,绞龙轴602在输送纤维增强复合材料的过程中,其上的纤维增强复合材料之间的相对位置会随着移动不断的发生改变。这样,一方面,纤维增强复合材料的相对位置发生改变,使得纤维增强复合材料之间会发生碰撞,有利于残碳脱落;另一方面,纤维增强复合材料相对位置发生改变,使得纤维增强复合材料之间的空隙发生改变,使得氧化性气体吹出并穿过纤维增强复合材料的路径发生改变,进而使得氧化性气体可以对不同位置上的纤维增强复合材料以及纤维增强复合材料的不同位置进行冲刷并氧化其上的残碳,提高除碳效果。
除碳气体出口606用于排出反应后的气体。该气体包括除碳气体出口606输入的氧化性气体以及纤维增强复合材料反应产生的气体。纤维增强复合材料表面的残碳被氧化性气体接触后,会被发生氧化反应,产生二氧化碳。因此,通过除碳气体出口606的设置,在排出除碳炉体601内的气体的同时,可以将除碳炉体601内部空间充斥的残碳以二氧化碳的形式收集起来。
本申请中的绞龙式连续除碳炉,通过绞龙轴602将纤维增强复合材料从除碳进料口603输送至除碳出料口604,并在输送过程中,将氧化性气体向第二轴芯621输送并通过气孔向四周吹出以氧化纤维增强复合材料中的残碳,可以大规模、连续化、低成本、低能耗地对热解反应完成的纤维增强复合材料进行除碳操作,除碳效果很好。
现有的除碳设备通常采用电热的方式进行加热。但这种方式,热量通常通过电热丝的热辐射或者物料之间的接触传递,容易导致除碳炉体601内各个区域的温度不均,极大地影响除碳操作的进行。而本实施例中,借助气体对纤维增强复合材料进行加热,则可以避免这一现象。具体地,本实施例的氧化性气体可以为400℃-500℃的高压缩空气。在本实施例中,通过除碳气体进口605以及中空的第二轴芯621的设置,利用从除碳气体进口605向第二轴芯621通入氧化性气体对纤维增强复合材料进行加热。相对于电热而言,借助高温气体加热具备扩散性较好的优势。氧化性气体与纤维增强复合材料直接接触,并通过纤维增强复合材料之间的缝隙进行扩散,加热效果好,热量传递快。
需要说明的是,在本实施例中,采用高压缩空气进行加热、除碳的好处在于:高压缩空气的制备简单,可以利用热解纤维增强复合材料时产生的裂解气体燃烧加热空气进行制备,能够实现一定程度上的能源回收再利用,有效地降低能源消耗,实现清洁生产。
在除碳过程中,高压缩空气从气孔中吹出并冲刷纤维增强复合材料。纤维增强复合材料上被冲刷下来的碳粉以及尺寸较小的纤维增强复合材料可能会从气孔掉入第二轴芯621内部。因此,采用高压缩气体的好处还在于,使得第二轴芯621内部气压高于第二轴芯621外部气压。这样可以在一定程度上避免碳粉以及尺寸较小的纤维增强复合材料从气孔掉入第二轴芯621内部。
在本实施例中,气孔上还可以设置有滤网。通过滤网的设置,可以在一定程度上隔绝大于一定尺寸的纤维增强复合材料,并减少碳粉从气孔中掉落的现象。在实际使用过程中,该滤网的孔径可以根据纤维增强复合材料的碎解程度来确定。
在另一个优选的实施例中,第二轴芯621的两端均设置有开口,其中一端的开口为上述除碳气体进口605,另一端的开口设置有卸料阀;第二轴芯621的任意一端或两端通过齿轮结构与驱动机构连接,以实现第二轴芯621的转动。具体地,第二轴芯621的两端均设置有开口,其中一端的开口为上述除碳气体进口605,另一端的开口设置有卸料阀。在除碳过程中,卸料阀保持常闭,高压缩空气通过第二轴芯621一端的开口进入第二轴芯621内部并从第二轴芯621的气孔吹出。当需要清除第二轴芯621内部掉落的碳粉或纤维增强复合材料时,可以将卸料阀打开,这样,高压缩气体可以将位于第二轴芯621内部的碳粉或纤维增强复合材料从卸料阀吹出,达到清洁第二轴芯621的目的。
实施方式十
本实施方式是基于实施方式九的进一步改进,其改进之处在于,如图5所示,除碳炉体601内设置有第二多孔挡板607,第二多孔挡板607将除碳炉体601分隔成除碳腔612和第二流体腔611;
其中,绞龙轴602设置在除碳腔612内,除碳出料口604接入除碳腔612,除碳气体出口606接入第二流体腔611。
第二多孔挡板607整体呈弧形,并与除碳炉体601的部分内壁配合,形成与绞龙轴602直径相配合的除碳腔612。该除碳腔612用于限制纤维增强复合材料在绞龙轴602上的径向移动,使得位于除碳腔612内的纤维增强复合材料能够随着绞龙轴602的转动,逐渐从除碳进料口603输送至除碳出料口604。
而且,第二多孔挡板607表面设置有多个贯穿的孔洞。高压缩空气以及反应后的气体可以通过这些孔洞从除碳腔612内排出至第二流体腔611内,并从除碳气体出口606排出。
本实施例中,利用第二多孔挡板607将除碳炉体601分隔成纤维增强复合材料进行除碳操作的除碳腔612和供气体流通的第二流体腔611。其中,第二流体腔611与除碳腔612相互独立,仅通过第二多孔挡板607上的孔洞连接,一方面为气体(高压缩空气以及反应后的气体)提供流通的通道;另一方面,将复合材料隔绝在除碳腔612内,防止其进入第二流体腔611内堵塞除碳气体出口606,确保高压缩空气以及反应后的气体的顺利排出。
实施方式十一
本实施方式是基于实施方式十的进一步改进,如图5所示,其改进之处在于,
在本实施例中,第三螺纹段622包括第一子螺纹段6221,第一子螺纹段6221的长度小于第二轴芯621的长度,以在绞龙轴602上预留出不具有螺纹的第二空白段6222,除碳出料口604正对第二空白段6222设置。
通过第二空白段6222的设置,当纤维增强复合材料逐渐被绞龙轴602逐渐输送至第一子螺纹段6221的末端时,位于第一子螺纹段6221末端的纤维增强复合材料会被后续的纤维增强复合材料从第一子螺纹段6221的末端推出至第二空白段6222。由于第二空白段6222上并不设置有螺纹,相对光滑,被推出的纤维增强复合材料难以挂在第二空白段6222上,会直接掉落至除碳出料口604内。
此外,为了方便纤维增强复合材料能够顺利地掉落在除碳出料口604内,第二空白段6222的长度可以设置为小于或等于除碳出料口604的直径,使得纤维增强复合材料能够准确地落入除碳出料口604内。又或者,第一子螺纹段6221的末端部分伸入除碳出料口604的投影内,同样可以实现上述效果。
上述设置,虽然在一定程度上防止纤维增强复合材料挂在绞龙轴602上,但在实际操作过程中,第二空白段6222上仍然会挂有少量的纤维增强复合材料。这些挂在第二空白段6222上的纤维增强复合材料会在该绞龙轴602的末端累积。
因此,为了解决上述问题,如图5所示,第三螺纹段622还包括设置在第二轴芯621上的第二子螺纹段6223,第一子螺纹段6221和第二子螺纹段6223的螺纹方向相反,且第二空白段6222位于第一子螺纹段6221和第二子螺纹段6223之间。
需要说明的是,第一子螺纹段6221和第二子螺纹段6223的螺纹方向相反,使得第一子螺纹段6221和第二子螺纹段6223的输送方向相反。从上述说明以及图5中可知,第一子螺纹段6221和第二子螺纹段6223分别对应地位于除碳出料口604的两侧。这样,第一子螺纹段6221的作用在于随着绞龙轴602的转动,将纤维增强复合材料从除碳进料口603输送至除碳出料口604;而第二子螺纹段6223由于输送方向与第一子螺纹段6221相反,可以将在绞龙轴602末端的累计的纤维增强复合材料逆向输送至除碳出料口604,防止纤维增强复合材料在绞龙轴602末端累积。
实施方式十二
本实施方式是基于上述的进一步改进,其改进之处在于,如图5和图6所示,该绞龙式连续除碳炉还包括:除碳压力控制器,与除碳气体出口606连接,并通过控制除碳气体出口606的气体流量以调节除碳炉体601内的压力。
该除碳压力控制器通过控制除碳气体出口606的气体流量以调节除碳炉体601内压力,使得除碳炉体601内部压力小于大气压,除碳炉体601内部处于微负压的状态。这样,由于除碳炉体601内部处于微负压的状态,除碳炉体601内部的压力小于大气压,位于除碳炉体601内部的气体(高压缩空气以及反应后的气体)很难外泄到外界,从而能够避免造成浪费。
在本实施例中,除碳压力控制器包括:
除碳压力传感器,设置在除碳炉体601内并检测炉内压力;
除碳风机608,与除碳压力传感器通信连接,除碳风机608对着除碳气体出口606设置;
除碳泄压管道609,连接在除碳气体出口606上,除碳风机608安装在除碳泄压管道609内,且除碳风机608的吹风方向朝着除碳气体出口606的所在方向;
除碳单向阀691,设置在除碳泄压管道609内。
其中,除碳风机608设置在除碳气体出口606内,且朝除碳炉体601外吹。利用设置在除碳炉体601内的除碳压力传感器检测炉内压力,并将检测到的炉内压力与外界压力进行对比。根据对比结果,控制风气的转速,以控制除碳气体出口606的气体流量,进而调节炉内压力,使得炉内压力略小于外界压力,从而使炉内处于微负压的状态。
需要说明的是,该除碳泄压管道609可以为炉内的气体输送至其他位置的输送管道,也可以为并联在该输送管道一侧的旁路管道。该旁路管道可以连接在一个临时的气体存放设备内。在该实施例中,如图5所示,该除碳泄压管道609是输送管道,用于将反应产生的气体输送至其他位置,除碳风机608直接设置在该输送管道内。
另外,除碳单向阀691的气体流通方向,为从炉内向外输送的方向,既能保证向外输送炉内的气体的顺利进行,也能避免因气压原因向炉内反向输送气体所引发的炉内压力过高的问题。
实施方式十三
该实施方式是基于实施方式九的进一步改进,其改进之处在于,如图5所示,该绞龙式连续除碳炉,还包括:除碳补充加热装置610,设置在除碳炉体601上并能够加热至少部分除碳炉体601;
除碳温度传感器,用于测量除碳炉体601内的温度,除碳温度传感器与除碳补充加热装置610通信连接。
具体地,如图5所示,除碳补充加热装置610设置多个加热组件,多个加热组件将除碳炉体601分隔成多个温控区域,每一个加热组件分别对应一个温控区域。而除碳温度传感器,则是分别设置在每一段温控区域内,用于测量对应的温控区域内的温度。在实际应用中,可以通过除碳温度传感器实时监控各个温控区域的温度,并根据需要,通过加热组件对其相应的温控区域加热,以实现局部区域温度调控的目的。
实施方式十四
该实施方式是基于实施方式上述的进一步改进,其改进之处在于,如图7所示,该过热蒸汽发生器2,包括内胆21、外胆22、加热件24和温控件25,其中,内胆21具有安装腔,外胆22设于内胆21背离安装腔的一侧,外胆22与内胆21之间具有蒸汽通道,加热件24的至少一部分位于安装腔内,温控件25设在加热件24上。
本申请的过热蒸汽发生器2,包括内胆21、外胆22、加热件24和温控件25。内胆21具有安装腔,外胆22设在内胆21背离安装腔的一侧,其中,指向安装腔中心的一侧为内侧,背离安装腔中心的一侧即为外侧。即外胆22设在内胆21的外侧,且内胆21和外胆22之间具有蒸汽通道,蒸汽通道用于蒸汽流通。能够想到地,蒸汽通道具有入口235和蒸汽出口236,从而令蒸汽在蒸汽通道内流通。
其中,加热件24的至少一部分设在安装腔中,比如,加热件24全部位于安装腔内,能够快速高效地与蒸汽通道内的蒸汽进行换热。或者,加热件24的一部分位于安装腔内,则加热件24的另一部分相对于安装腔外露设置,外露设置的部分加热件24能够方便加热件24的电连接,安全性能更高。值得说明的是,加热件24用于提供热源,加热件24产生的热量能够对蒸汽通道内的水和/或蒸汽进行加热,从而获得满足需求的高温蒸汽。
其中,水和/或饱和蒸汽可以经过入口235进入蒸汽通道内部,水和/或饱和蒸汽在蒸汽通道内部被加热件24产生的热量加热后,变成过热蒸汽,进而再会从蒸汽出口236排出。值得说明的是,饱和蒸汽可以来自于蒸汽锅炉。饱和蒸汽的温度为100℃~200℃,过热蒸汽的含氧量小于0.3%,在常压下过热蒸汽的温度处于400℃~700℃范围内。
举例来说,当水经过入口235进入蒸汽通道内后,通过加热件24产生热量,以对蒸汽通道内的水进行加热,从而生成饱和蒸汽,令加热件24持续对蒸汽通道内进行加热,那么饱和蒸汽会转换成为过热蒸汽,过热蒸汽为含氧量小于0.3%、常压下温度处于400℃~700℃范围内,满足用户需求。
温控件25设在加热件24上,温控件25用于对加热件24的工作参数进行检测,并能够调控加热件24的工作参数,从而能够实现对位于蒸汽通道内的蒸汽温度、蒸汽压力实现控制。其中,加热件24的工作参数包括但不限于加热功率、加热时长。
本申请中提供的过热蒸汽发生器2摒弃了传统压力锅炉制备过热蒸汽的方案,具有使用方便、结构简单且安全性能较高的特点,有效提升了过热蒸汽的应用范围,同时,通过在加热件24上设置温控件25,从而实现了对于加热件24工作参数的控制,使得过热蒸汽发生器2产生的过热蒸汽的参数可控,能够满足不同场景下的需求。
可选地,内胆21由高热导率材质制备而成,在热传递过程中,加热件24产生的热量能够快速通过内胆21传递至蒸汽通道内。一方面提高热效率,另一方面,由于内胆21上热量被蒸汽快速带走,降低内胆21温度,也能够尽量削弱热量对于内胆21自身结构的不利影响,延长内胆21的使用寿命。可选地,内胆21为耐热不锈钢管。
可选地,外胆22由低热导率材质制备而成,降低了蒸汽与外胆22间的热传递而导致的热耗散,提高了热效率。其中,温控件25收集蒸汽通道温度,根据蒸汽通道温度产生导通或断开动作,调节加热件24输出功率,实现对蒸汽温度的控制。可选地,外胆22为耐热不锈钢管。
可选地,加热件24包括第一加热件241和第二加热件242,温控件25设在第一加热件241和/或第二加热件242上。蒸汽通道包括第一蒸汽通道31和第二蒸汽通道32,第一蒸汽通道31包括入口235,第一加热件241用于对第一蒸汽通道31加热,第二蒸汽通道32与第一蒸汽通道31连通,第二蒸汽通道32包括蒸汽出口236,第二加热件242用于对第二蒸汽通道32加热。
在本申请的实施例中,加热件24包括第一加热件241和第二加热件242,蒸汽通道包括第一蒸汽通道231和第二蒸汽通道232,第一加热件241用于对第一蒸汽通道231内的水和/或蒸汽进行加热,第二加热件242用于对第二蒸汽通道232内的水和/或蒸汽进行加热。第一加热件241和第二加热件242的组合使用能够有效提升加热件24的加热效率,使得在单位时间内获得大量过热蒸汽的可能性被大大提高。
其中,温控件25可以设置在第一加热件241上,或者,温控件25设在第二加热件242上,或者,温控件25同时设在第一加热件241和第二加热件242上。温控件25能够对第一加热件241、第二加热件242的工作参数进行调控,从而实现对第一蒸汽通道231、第二蒸汽通道232的温度调控。
关于蒸汽通道,其包括连通的第一蒸汽通道231和第二蒸汽通道232,第一蒸汽通道231具有入口235,第二蒸汽通道232具有蒸汽出口236,也就是说,水和/或饱和蒸汽可以经由入口235,先进入第一蒸汽通道231内,然后再由第一蒸汽通道231向第二蒸汽通道232流动,与此同时,加热件24产生的热量会对第一蒸汽通道231、第二蒸汽通道232内部的水和/或蒸汽进行加热,最后过热蒸汽会从蒸汽出口236排出。
可选地,第二蒸汽通道232的至少一部分相对第一蒸汽通道231曲折延伸。
在本申请的实施例中,第二蒸汽通道232的至少一部分相对于第一蒸汽通道231曲折延伸,即对于蒸汽通道整体而言,其为曲折通道,当水和/或蒸汽在蒸汽通道内流通时,曲折状的蒸汽通道可以延长流通路径、可以延长流通市场,从而令热量交换进行的更加充分彻底,使得最终经由蒸汽出口236排出的过热蒸汽可以达到用户要求。
可选地,第一蒸汽通道231沿第一方向延伸,第二蒸汽通道232包括连通通道233和排汽通道234,排汽通道234通过连通通道233与第一蒸汽通道231连通,排汽通道234沿第一方向延伸,连通通道233沿与第一方向不同的第二方向延伸。
在本申请的实施例中,如图7所示,第一蒸汽通道231沿第一方向延伸,第二蒸汽通道232包括连通通道233和排汽通道234,排汽通道234通过连通通道233与第一蒸汽通道231连通,排汽通道234具有蒸汽出口236。也就是说,连通通道233位于第一蒸汽通道231和排汽通道234之间。其中,排汽通道234与第一蒸汽通道231均沿第一方向延伸,连通通道233沿第二方向延伸,第二方向与第一方向不同,令第二蒸汽通道232为延伸方向不同的两段,从而满足蒸汽通道曲折延伸的需求。
举例来说,第一方向可以为竖直方向,第二方向可以为水平方向,那么对于蒸汽通道而言,其沿竖直面的纵切面则大致呈“U”状。
可选地,在第一蒸汽通道231与连通通道233的连通处,可以设置导向结构,从而减小蒸汽在流通过程中的阻力。
可选地,在连通通道233和排汽通道234的连通处,可以设置导向结构,从而减小蒸汽在流通过程中的阻力。
实施方式十五
本申请发明人发现,当蒸汽通道的外侧的保温性能不够优异时,一部分热量会从蒸汽通道外侧扩散到外部环境中,该部分热量无法作用于蒸汽通道内部的水和/或蒸汽上,造成热量的无谓损失。
为此,本申请的第十五实施例是基于第十四实施方式做出的进一步改进,其改进之处在于,如图7所示,该过热蒸汽发生器2还包括发生器外壳26和第二保温层27,发生器外壳26具有装配腔,内胆21的至少一部分、外胆22的至少一部分位于装配腔内;第二保温层27设于装配腔内,并位于外胆22和发生器外壳26之间。
在本申请的实施方式中,过热蒸汽发生器2还包括发生器外壳26和第二保温层27,发生器外壳26具有装配腔,发生器外壳26能够构成过热蒸汽发生器2的外轮廓,对其内部的结构件起到保护作用。
其中,内胆21的至少一部分位于装配腔内,外胆22的至少一部分位于装配腔内,内胆21和外胆22之间的蒸汽通道位于壳体内部,即位于装配腔内。发生器外壳26自身也能够起到一定的隔热作用,阻隔热量向外传递。
进一步地,发生器外壳26和外胆22之间具有第二保温层27,第二保温层27位于装配腔内,第二保温层27用于阻隔蒸汽通道内部的热量向发生器外壳26的外部传递,使得热量能够汇聚在蒸汽通道内部,从而尽可能地提升蒸汽通道内部水和/或蒸汽的热量提升,避免热量的无谓损失。
可选地,发生器外壳26上设有装配口,加热件24的一部分穿过装配口相对于发生器外壳26外露设置,温控件25相对于发生器外壳26外露设置。
在本申请的实施方式中,发生器外壳26上设有装配口,从而可以令加热件24的一部分穿过装配口,二相对于装配腔外露设置,外露的部分加热件24能够方便温控件25的设置,使得过热蒸汽发生器2的安全使用性能得到提升,削弱蒸汽对电连接部件的干扰。
可选地,过热蒸汽发生器2还包括多个加强筋28,多个加强筋28间隔设在发生器外壳26上。
在本申请的实施方式中,过热蒸汽发生器2还包括多个加强筋28,多个加强筋28间隔设在发生器外壳26上,由于发生器外壳26内部具有加热件24、蒸汽通道等带来热量的部件,那么,对于发生器外壳26自身而言,其内外侧的温差较大,即发生器外壳26的工作环境对其自身的结构强度、结构稳定性提出比较大的考验,通过在发生器外壳26上设置多个加强筋28,从而能够有效保证发生器外壳26的结构稳定性,减小发生器外壳26变形的可能性。
本实施例中,该过热蒸汽发生器2还包括排水组件29,排水组件29能够与蒸汽通道连通。
在本申请的实施方式中,过热蒸汽发生器2包括排水组件29,其与蒸汽通道连通,在过热蒸汽发生器2正常使用过程中,排水组件29关闭,保证蒸汽通道能够排出过热蒸汽。当过热蒸汽发生器2使用结束后,可以打开排水组件29,令蒸汽通道内部的残留水从排水组件29排出,延长过热蒸汽发生器2的使用寿命。
当纤维增强复合材料连续回收系统的控制系统及安全装置失灵的情况下,排水组件29还能够起到泄压的作用,保证了过热蒸汽发生器2运行的安全性能。
可选地,排水组件29位于蒸汽通道的底部。
在本申请的实施例中,排水组件29设在蒸汽通道的底部,残留水能够在重力作用下通过排水组件29排向外部,无需额外的结构来引出残留水。
可选地,排水组件29包括排水阀门。
实施方式十六
该实施方式是基于上述实施方式做出的进一步改进,如图所示,其改进之处在于,如图8所示,热能转换燃烧炉33包括转换炉壳310、第一烧嘴312、第二烧嘴313和第三排气组件314,转换炉壳310具有转换炉腔311,第一烧嘴312设在转换炉壳310上并与转换炉腔311连通,第一烧嘴312用于点燃裂解气,第二烧嘴313设在转换炉壳310上并与转换炉腔311连通,第二烧嘴313用于点燃燃气,第三排气组件314设在转换炉壳310上并与转换炉腔311连通。
本申请的热能转换燃烧炉3,用于纤维增强复合材料连续回收系统,其中,热能转换燃烧炉3包括转换炉壳310、第一烧嘴312、第二烧嘴313和第三排气组件314,其中,转换炉壳310具有转换炉腔311,转换炉腔311提供燃烧空间。第一烧嘴312设在转换炉壳310上,第一烧嘴312与转换炉腔311连通,第一烧嘴312用于点燃裂解气,即裂解气会在第一烧嘴312处被点燃。第二烧嘴313设在转换炉壳310上,第二烧嘴313与转换炉腔311连通,第二烧嘴313用于点燃燃气,即燃气会在第二烧嘴313处被点燃。在第一烧嘴312和第二烧嘴313的配合下,裂解气在转换炉腔311内可以得到充分有效的燃烧,从而获得洁净的热源,热源可以通过第三排气组件314排放,洁净的热源不会造成环境污染的问题,也能够降低成本。对于洁净热源的具体去向,其可以直接排向外部环境,或者是,可以直接将洁净热源输送至纤维增强复合材料连续回收系统的其他部件处,从而能够降低废弃物回收的成本,适应于产业的可持续、绿色、低碳发展趋势。
值得说明的是,纤维增强复合材料连续回收系统用于碳纤维增强复合材料,裂解气为可燃有机小分子气体。燃气包括天然气或者煤气。洁净的热源包括无毒的高温热气。
其中,热能转换燃烧炉3还包括底座320,底座320设在转换炉壳310的底部,用以支撑转换炉壳310。
在热能转换燃烧炉3的工作过程中,在前期时没有裂解气,可以采用第二烧嘴313向转换炉腔311内通入燃气并点燃,使得裂解气在进入转换炉腔311内时,转换炉腔311内的温度可以打到预设温度,有利于裂解气能够充分燃烧反应。随着裂解气大量产生,第一烧嘴312处的裂解气足够满足燃烧使用,此时可以控制第二烧嘴313处的燃气停止供应,或者是少量供应维持长明火。也就是说,在热能转换燃烧炉3的不同工作阶段,可以控制第一烧嘴312、第二烧嘴313的工作参数,从而满足不同阶段裂解气流量不同时的燃烧需求,使得热能转换燃烧炉3的通用性更加优异,满足不同使用场景的需求。
可选地,第一烧嘴312和第三排气组件314设在转换炉壳310上相对的两侧壁上。
在本申请的实施例中,转换炉壳310具有相对的两侧壁,比如,转换炉壳310的前侧壁、转换炉壳310的后侧壁,或者,转换炉壳310的左侧壁、转换炉壳310的右侧壁,第一烧嘴312和第三排气组件314分别设在相对的两侧壁上,当裂解气在第一烧嘴312处被点燃时,裂解气能够在转换炉腔311中尽可能地充分燃烧,杜绝未充分燃烧的裂解气从第三排气组件314处排出的可能性,使得到达第三排气组件314处的气体均为洁净高温气体,而非有毒害气体。
可选地,第二烧嘴313设置在转换炉壳310的顶壁上。
在本申请的实施例中,第二烧嘴313设置在转换炉壳310的顶壁上,第一烧嘴312和第三排气组件314设在转换炉壳310上沿前后方向的相对的两个侧壁上,即第一烧嘴312、第二烧嘴313和第三排气组件314分别设在转换炉壳310的不同壁面上,令热能转换燃烧炉3的结构布局更加合理化,避免第一烧嘴312、第二烧嘴313和第三排气组件314集中布设而可能存在的结构强度降低等问题。
可选地,第三排气组件314包括至少两个排气口和切换阀,至少两个排气口设在转换炉壳310上,切换阀设在至少两个排气口处,至少两个排气口能够通过切换阀实现与转换炉腔311的导通。
在本申请的实施例中,第三排气组件314包括至少两个排气口和切换阀,对于裂解气经过充分燃烧后生成的洁净热源,即高温热气,高温热气的去向可以有多种选择,满足高温热气的分配利用。比如,可以输送至纤维增强复合材料连续回收系统的其他部件,举例来说,当废弃物再生设备还包括过热蒸汽发生器2、连续热解炉时,则高温热气可以选择地被输送至过热蒸汽发生器2和/或连续热解炉处,可以作为过热蒸汽发生器2、连续热解炉的热源或者补充热源来使用。
举例来说,切换阀可以包括电动联动蝶阀。
其中,第三排气组件314还包括压力传感器,进一步满足高温热气的分配利用。
当排气口的数量为两个时,则一个排气口与过热蒸汽发生器2通过管道连通,另一个排气口可以通过管道与连续热解炉连通,转换炉腔311可以通过切换阀实现与两个排气口中的至少一个排气口连通,使得在不同的工作阶段,可以通过切换阀来调节连通模式。具体来说,转换炉腔311可以只与过热蒸汽发生器2和连续热解炉中的一者连通,或者是,转换炉腔311可以与过热蒸汽发生器2和连续热解炉均连通,可以根据实际需求进行设置,切换阀的设置为实际需求提供多种选择。
实施方式十七
本申请的第十七实施例基于第十六实施方式作出了进一步的改进,具体为:如图8所示,热能转换燃烧炉3还包括保险帽316,保险帽316设在转换炉壳310上。
在本申请的实施例中,当控制组件15对于转换炉腔311的内部压力的控制失效时,导致转换炉腔311的内部压力过高时,则可以通过保险帽316来实现物理手段自动泄压,进一步保证了热能转换燃烧炉3运行的安全性。
本申请发明人发现,当热能转换燃烧炉3使用后,用于输送裂解气的管道内常常会有积水,如果积水不能够清除时,则容易影响裂解气的输送效率、以及纤维增强复合材料连续回收系统的处理效率。
有鉴于此,热能转换燃烧炉3还包括滴液孔317,滴液孔317设在转换炉壳310上。
在本申请的实施例中,裂解气通过管道输送至第一烧嘴312处,管道内容易产生积水,通过在转换炉壳310上设置滴液孔317,可以令管道内的积水通过滴液孔317被排入转换炉腔311内,在900℃温度下达到对其洁净处理,解决管道内积水的问题,保证纤维增强复合材料连续回收系统的完整性,不存在裂解气外泄露的问题,保证裂解气的输送效率以及纤维增强复合材料连续回收系统的处理效率不受影响。
本申请发明人发现,当热能转换燃烧炉3的保温性能不够优异时,转换炉腔311内的热量会从转换炉壳310向外扩散,该部分热量无法作用于裂解气的有效分解,造成热量的无谓损失。
为此,热能转换燃烧炉3还包括第三保温层318,第三保温层318设在转换炉壳310的内壁上。
在本申请的实施例中,第三保温层318设在转换炉壳310的内壁上,裂解气会在第三保温层318形成的燃烧区内进行充分燃烧,产生的热量无法轻易透过第三保温层318向外部环境传递,令裂解气在稳定的温度环境下进行有效分解,从而形成洁净的高温热气,避免对环境造成污染,同时,也能够尽可能地提供温度较高的洁净热源,对纤维增强复合材料连续回收系统的其他部件提供足够的热源支持,提升回收利用率。
本申请发明人发现,当热能转换燃烧炉3的转换炉腔311不具有可视化性能时,难以在燃烧过程中及时发现问题,往往由于无法及时发现问题而造成严重后果,且不方便维修处理,人员操作。
为此,转换炉壳310上设有透视窗319,透视窗319可拆卸地设在转换炉壳310上。
在本申请的实施例中,转换炉壳310上设有透视窗319,透视窗319可以实现转换炉腔311内部的可视化,用户可以通过透视窗319直观地观察到转换炉腔311内部的燃烧状态,如果燃烧过程存在异常,能够及时对其进行处理,比如,立即停机,以免造成严重后果。
进一步地,透视窗319可拆卸地设在转换炉壳310上,当用户需要对转换炉腔311内的部件进行维修时,可以通过透视窗319进行修理,简化维修难度。
对于本领域技术人员而言,显然本申请不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本申请。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (21)
1.一种纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,包括:
连续热解炉,所述连续热解炉的热解进料口与外部设置的上料装置连接;
过热蒸汽发生器,与所述连续热解炉的热解炉体连接,向所述连续热解炉内输送过热蒸汽,所述过热蒸汽用于热解纤维增强复合材料;
热能转换燃烧炉,与所述连续热解炉的热解气体出口连接,用于点燃来自所述连续热解炉的热解气体;所述热能转换燃烧炉还与所述过热蒸汽发生器连接,用于将燃烧后的热源气体送入所述过热蒸汽发生器,以便所述过热蒸汽发生器生产所述过热蒸汽;
连续除碳炉,所述连续除碳炉的除碳进料口与所述连续热解炉的热解出料口连接,用于对经所述连续热解炉热解过后的纤维增强复合材料进行除碳处理,输出纤维原丝;
所述热能转换燃烧炉还与所述连续热解炉的热解炉体连接,向所述连续热解炉内输送热源气体,作为补充加热;
所述连续除碳炉的除碳气体出口与所述热能转换燃烧炉连接,用于为所述热能转换燃烧炉输送除碳气体,以制造所述热源气体;
所述系统还包括:
氧化性气体输送装置,所述氧化性气体输送装置分别与所述过热蒸汽发生器和所述连续除碳炉连接;
所述过热蒸汽发生器将使用过的热源气体输送至所述氧化性气体输送装置,并经由所述氧化性气体输送装置输送至所述连续除碳炉内,用于进行除碳作业。
2.根据权利要求1所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述氧化性气体输送装置包括:
壳体,所述壳体包括换热腔;
第一进气口和第一出气口,分别设在所述壳体上,并与所述换热腔连通,所述第一进气口用于输入待加热氧化性气体;
第二进气口和第二出气口,分别设在所述壳体上,并与所述换热腔连通,所述第二进气口用于输入热源气体。
3.根据权利要求2所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,
所述第一进气口和所述第一出气口分别设于所述壳体的相邻的两个壁面;和/或
所述第二进气口和所述第二出气口分别设于所述壳体上相邻的两个壁面。
4.根据权利要求3所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述壳体包括:
顶壁和底壁,沿上下方向布置,所述第二进气口设在所述底壁上,所述第一出气口设在所述顶壁上;
多个侧壁,设在所述顶壁和所述底壁之间,所述第一进气口设在多个所述侧壁中的一者上,所述第二出气口设在多个所述侧壁中的另一者上。
5.根据权利要求4所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,
所述第一进气口和所述第二出气口同轴设置;和/或
所述第二进气口和所述第一出气口同轴设置;
所述第一进气口和所述第一出气口中任一者的通流截面积,小于所述第二进气口和所述第二出气口中任一者的通流截面积。
6.根据权利要求3所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述氧化性气体输送装置还包括:
第一进气管,设在所述壳体上,通过所述第一进气口与所述换热腔连通;和/或
第一出气管,设在所述壳体上,通过所述第一出气口与所述换热腔连通;和/或
第二进气管,设在所述壳体上,通过所述第二进气口与所述换热腔连通;和/或
第二出气管,设在所述壳体上,通过所述第二出气口与所述换热腔连通;
第四保温层,设在所述壳体上,并位于所述换热腔内;
支撑件,设在所述壳体的底壁上。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述连续热解炉为绞龙式连续热解炉;
所述绞龙式连续热解炉包括:
热解炉体和设置在所述热解炉体内的螺旋轴;
热解进料口和热解出料口,分别与所述螺旋轴的长度方向的两侧对应地设置在所述热解炉体上,所述热解进料口与外部设置的分拣上料装置连接,所述热解出料口与所述连续除碳炉连接;
过热蒸汽进口,设置在所述热解炉体上,与所述过热蒸汽发生器连接,并用于通入过热蒸汽;
热解气体出口,设置在所述热解炉体上并靠近所述热解进料口的所在侧,与所述热能转换燃烧炉连接,用于向所述热能转换燃烧炉输送热解气体。
8.根据权利要求7所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述螺旋轴包括第一轴芯和设置在所述第一轴芯上的第一螺纹段,所述第一螺纹段的长度小于所述第一轴芯的长度,以在所述螺旋轴上预留出不具有螺纹的第一空白段,所述热解出料口正对所述第一空白段设置;
所述螺旋轴还包括设置在所述第一轴芯上的第二螺纹段,所述第一螺纹段和所述第二螺纹段的螺纹方向相反,且所述第一空白段位于所述第一螺纹段和所述第二螺纹段之间;
所述过热蒸汽进口靠近所述热解出料口的所在侧设置。
9.根据权利要求7所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,热解压力控制器,与所述热解气体出口连接,并通过控制所述的热解气体出口的气体流量以调节所述热解炉体内的压力;
所述热解压力控制器包括:
热解压力传感器,设置在所述热解炉体内并检测炉内压力;
热解风机,与所述热解压力传感器通信连接,所述热解风机对着所述热解气体出口设置;
热解流量阀,设置在与所述过热蒸汽进口连接的进气管道上,所述热解流量阀与所述热解压力传感器通信连接;
热解压力控制器还包括:
热解泄压管道,连接在所述热解气体出口上,所述热解风机安装在所述热解泄压管道内,且所述热解风机的吹风方向朝着所述热解气体出口的所在方向;
热解单向阀,设置在所述热解泄压管道内。
10.根据权利要求7所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述绞龙式连续热解炉还包括:
热解补充加热装置,设置在所述热解炉体上并能够加热至少部分热解炉体;
温度传感器,用于测量所述热解炉体内的温度,所述温度传感器与所述热解补充加热装置通信连接;
所述热解炉体内设置有第一多孔挡板,所述第一多孔挡板将所述热解炉体分隔成热解腔和第一流体腔;其中,所述螺旋轴设置在所述热解腔内,所述热解出料口接入所述热解腔;所述过热蒸汽进口、所述热解气体出口均接入所述第一流体腔。
11.根据权利要求7所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述连续除碳炉为绞龙式连续除碳炉,所述绞龙式连续除碳炉包括:
除碳炉体和设置在所述除碳炉体内的绞龙轴;
除碳进料口和除碳出料口,分别与所述绞龙轴的长度方向的两侧对应地设置在所述除碳炉体上,所述除碳进料口和所述绞龙式连续热解炉连接,所述除碳出料口用于输出纤维原丝;
所述绞龙轴包括第二轴芯和设置在所述第二轴芯上的第三螺纹段,所述第二轴芯中空,且在所述第二轴芯上布设有多个气孔;
除碳气体进口,所述除碳气体进口与所述第二轴芯连接,用于通过所述气孔向所述除碳炉体内通入氧化性气体;
除碳气体出口,设置在所述除碳炉体上,用于排出反应后的气体。
12.根据权利要求11所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述除碳气体进口接入所述绞龙轴靠近所述除碳出料口的所在侧的端部;
所述除碳气体出口位于靠近所述除碳炉体的与所述绞龙轴的中部所对应的位置;
所述气孔上设置有滤网;
所述除碳炉体内设置有第二多孔挡板,所述第二多孔挡板将所述除碳炉体分隔成除碳腔和第二流体腔;
其中,所述绞龙轴设置在所述除碳腔内,所述除碳出料口接入所述除碳腔,所述除碳气体出口接入所述第二流体腔。
13.根据权利要求11所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述第三螺纹段包括第一子螺纹段,所述第一子螺纹段的长度小于所述第二轴芯的长度,以在所述绞龙轴上预留出不具有螺纹的第二空白段,所述除碳出料口正对所述第二空白段设置;
所述绞龙轴还包括设置在所述第二轴芯上的第二子螺纹段,所述第一子螺纹段和所述第二子螺纹段的螺纹方向相反,且所述第二空白段位于所述第一子螺纹段和所述第二子螺纹段之间。
14.根据权利要求11所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述绞龙式连续除碳炉还包括:除碳压力控制器,与所述除碳气体出口连接,并通过控制所述除碳气体出口的气体流量以调节所述除碳炉体内的压力;
所述除碳压力控制器包括:
除碳压力传感器,设置在所述除碳炉体内并检测炉内压力;
除碳风机,与所述除碳压力传感器通信连接,所述除碳风机对着所述除碳气体出口设置;
除碳泄压管道,连接在所述除碳气体出口上,所述除碳风机安装在所述除碳泄压管道内,且所述除碳风机的吹风方向朝着所述除碳气体出口的所在方向;
除碳单向阀,设置在所述除碳泄压管道内。
15.根据权利要求11所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述绞龙式连续除碳炉还包括:除碳补充加热装置,设置在所述除碳炉体上并能够加热至少部分除碳炉体;
除碳温度传感器,用于测量所述除碳炉体内的温度,所述除碳温度传感器与所述除碳补充加热装置通信连接。
16.根据权利要求1至6中任一项所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述过热蒸汽发生器包括:
内胆,所述内胆具有安装腔;
外胆,设于所述内胆背离所述安装腔的一侧,所述外胆与所述内胆之间具有蒸汽通道;
加热件,所述加热件的至少一部分位于所述安装腔内;
其中,所述纤维增强复合材料连续回收系统的控制组件包括温控件,所述温控件与所述加热件相连。
17.根据权利要求16所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,
所述加热件包括第一加热件和第二加热件,所述温控件设在所述第一加热件和/或第二加热件上;
所述蒸汽通道包括:
第一蒸汽通道,所述第一蒸汽通道包括入口,所述第一加热件用于对所述第一蒸汽通道加热;
第二蒸汽通道,与所述第一蒸汽通道连通,所述第二蒸汽通道包括蒸汽出口,所述第二加热件用于对所述第二蒸汽通道加热;
所述第二蒸汽通道的至少一部分相对所述第一蒸汽通道曲折延伸;
所述第一蒸汽通道沿第一方向延伸;
所述第二蒸汽通道包括连通通道和排汽通道,所述排汽通道通过所述连通通道与所述第一蒸汽通道连通,所述排汽通道沿所述第一方向延伸,所述连通通道沿与所述第一方向不同的第二方向延伸。
18.根据权利要求16所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述过热蒸汽发生器还包括:
发生器外壳,所述发生器外壳具有装配腔,所述内胆的至少一部分、所述外胆的至少一部分位于所述装配腔内;
第二保温层,设于所述装配腔内,并位于所述外胆和所述发生器外壳之间;
多个加强筋,间隔设在所述发生器外壳上;
排水组件,所述排水组件能够与所述蒸汽通道连通。
19.根据权利要求1至6中任一项所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述热能转换燃烧炉包括:
转换炉壳,所述转换炉壳具有转换炉腔;
第一烧嘴,设在所述转换炉壳上并与所述转换炉腔连通,所述第一烧嘴用于点燃热解气;
第二烧嘴,设在所述转换炉壳上并与所述转换炉腔连通,所述第二烧嘴用于点燃燃气;
第三排气组件,设在所述转换炉壳上并与所述转换炉腔连通。
20.根据权利要求19所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,
所述第一烧嘴和所述第三排气组件设在所述转换炉壳上相对的两侧壁上;
所述第二烧嘴设置在所述转换炉壳的顶壁上;
所述第三排气组件包括:
至少两个排气口,设在所述转换炉壳上;
切换阀,设在至少两个排气口处,所述至少两个排气口能够通过所述切换阀实现与所述转换炉腔的导通;
所述纤维增强复合材料连续回收系统的控制组件用于调控所述转换炉腔的内部温度和/或所述转换炉腔的内部压力。
21.根据权利要求19所述的纤维增强复合材料连续回收系统,其特征在于,所述热能转换燃烧炉还包括:
保险帽,设在所述转换炉壳上;
滴液孔,设在所述转换炉壳上;
第三保温层,设在所述转换炉壳的内壁上;
所述转换炉壳上设有透视窗,所述透视窗可拆卸地设在所述转换炉壳上。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210691363.9A CN115055491B (zh) | 2022-06-17 | 2022-06-17 | 纤维增强复合材料连续回收系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210691363.9A CN115055491B (zh) | 2022-06-17 | 2022-06-17 | 纤维增强复合材料连续回收系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115055491A CN115055491A (zh) | 2022-09-16 |
CN115055491B true CN115055491B (zh) | 2024-01-26 |
Family
ID=83203200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210691363.9A Active CN115055491B (zh) | 2022-06-17 | 2022-06-17 | 纤维增强复合材料连续回收系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115055491B (zh) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104192512A (zh) * | 2014-07-28 | 2014-12-10 | 成都远峰科技发展有限公司 | 一种具有正反向螺旋叶片的生物质螺旋进料器 |
CN106144446A (zh) * | 2016-09-21 | 2016-11-23 | 吉林烟草工业有限责任公司 | 一种螺旋输送机 |
CN107099883A (zh) * | 2017-04-01 | 2017-08-29 | 朱永奎 | 一种碳纤维增强复合材料再生处理方法及装置 |
CN207230556U (zh) * | 2017-09-11 | 2018-04-13 | 广东天源环境科技有限公司 | 一种固体废物热解处理与资源化利用系统 |
CN108793162A (zh) * | 2018-07-20 | 2018-11-13 | 上海治实合金科技有限公司 | 高品质活性炭生产方法及设备 |
CN209193889U (zh) * | 2018-09-11 | 2019-08-02 | 广东天源环境科技有限公司 | 一种具有余热回收利用的热解系统 |
DE102018003206A1 (de) * | 2018-04-19 | 2019-10-24 | Sören Sebischka-Klaus | Verfahren zur Rückgewinnung von Glas- oder Kohlenstofffasern aus glas-oder kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen |
CN110451753A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-11-15 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种危险固废油泥的处理方法 |
KR20190131257A (ko) * | 2018-05-16 | 2019-11-26 | 현대자동차주식회사 | 탄소섬유복합재의 열분해를 이용한 탄소섬유 회수방법 및 회수된 탄소섬유 |
CN114602955A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-06-10 | 山东产研绿洲环境产业技术研究院有限公司 | 一种连续式碳纤维再生装置、系统及方法 |
-
2022
- 2022-06-17 CN CN202210691363.9A patent/CN115055491B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104192512A (zh) * | 2014-07-28 | 2014-12-10 | 成都远峰科技发展有限公司 | 一种具有正反向螺旋叶片的生物质螺旋进料器 |
CN106144446A (zh) * | 2016-09-21 | 2016-11-23 | 吉林烟草工业有限责任公司 | 一种螺旋输送机 |
CN107099883A (zh) * | 2017-04-01 | 2017-08-29 | 朱永奎 | 一种碳纤维增强复合材料再生处理方法及装置 |
CN207230556U (zh) * | 2017-09-11 | 2018-04-13 | 广东天源环境科技有限公司 | 一种固体废物热解处理与资源化利用系统 |
DE102018003206A1 (de) * | 2018-04-19 | 2019-10-24 | Sören Sebischka-Klaus | Verfahren zur Rückgewinnung von Glas- oder Kohlenstofffasern aus glas-oder kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen |
KR20190131257A (ko) * | 2018-05-16 | 2019-11-26 | 현대자동차주식회사 | 탄소섬유복합재의 열분해를 이용한 탄소섬유 회수방법 및 회수된 탄소섬유 |
CN108793162A (zh) * | 2018-07-20 | 2018-11-13 | 上海治实合金科技有限公司 | 高品质活性炭生产方法及设备 |
CN209193889U (zh) * | 2018-09-11 | 2019-08-02 | 广东天源环境科技有限公司 | 一种具有余热回收利用的热解系统 |
CN110451753A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-11-15 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种危险固废油泥的处理方法 |
CN114602955A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-06-10 | 山东产研绿洲环境产业技术研究院有限公司 | 一种连续式碳纤维再生装置、系统及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115055491A (zh) | 2022-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN201010525Y (zh) | 一种制备活性炭的设备 | |
CN107143856B (zh) | 一种电子废弃物热解炉 | |
CN205099809U (zh) | 碳纤维的预氧化炉 | |
CN106753488A (zh) | 物料加热装置 | |
CN109340785A (zh) | 一种有机废气焚烧处理系统 | |
CN112500877A (zh) | 多孔介质热管式自熄焦油页岩干馏炉及其使用方法 | |
CN115055491B (zh) | 纤维增强复合材料连续回收系统 | |
CN107504487B (zh) | 连续弥散式燃烧装置及形成连续弥散燃烧的方法 | |
CN115234920A (zh) | 纤维增强复合材料连续回收系统 | |
CN209081807U (zh) | 一种自重螺旋渐进式生物质高效节能热解系统 | |
CN102703099A (zh) | 垂直移动床稻壳碳化炉及其碳化稻壳方法 | |
CN115823596A (zh) | 一种碳纤维碳化系统 | |
CN106048183B (zh) | 一种生物质电双能源热处理炉 | |
CN109022001A (zh) | 一种自重螺旋渐进式生物质高效节能热解炉装置 | |
CN212481271U (zh) | 一种导热油冷却式低NOx煤粉燃烧器冷却系统 | |
CN209442919U (zh) | 一种自重螺旋渐进式生物质高效节能热解炉装置 | |
CN2808912Y (zh) | 全水套工业煤气发生炉 | |
CN205011383U (zh) | 天然气部分氧化制合成气余热回收的系统 | |
CN112696664A (zh) | 一种烟气发生器及高效烟气再循环系统 | |
CN115178576A (zh) | 废弃物再生处理设备 | |
CN115770782A (zh) | 废弃物再生处理设备 | |
KR100812734B1 (ko) | 목재 연료 증기보일러 | |
TWI497017B (zh) | 鼓風爐設備及其回收能量的方法 | |
CN201010524Y (zh) | 一种制备碳粉设备 | |
RU201414U1 (ru) | Топка выносная для получения газообразного теплоносителя сжиганием газообразного топлива |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |