CN205313102U - 一种节能减排、高效率的石墨化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种节能减排、高效率的石墨化炉，其包括加热炉以及砌筑所述加热炉一侧的冷却炉；所述加热炉内设置有相对设置的上分离电极和下分离电极，所述加热炉下部设置有氯气进气口，所述加热炉顶部设置有尾气排放口，所述氯气进气口与放置在加热炉内的石墨坩埚的底部连通，所述尾气排放口与所述石墨坩埚的顶部连通，所述加热炉内壁上设置有保温层；所述冷却炉下部设置有冷风进气口，所述冷却炉顶部设置有热风排放口，所述冷却炉底部设置换热池，所述换热池侧壁上设置有进水口，所述换热池侧壁上还设置有溢流口，具有结构简单、节能减排、质量稳定、纯度高、生产效率高的特点。

Description

一种节能减排、高效率的石墨化炉

技术领域

本实用新型涉及一种生产石墨制品使用的石墨化炉，具体为一种节能减排、高效率的石墨化炉。

背景技术

碳质材料的碳原子为不规则排列，只有通过2200~2600℃的高温热处理，使碳原子发生再结晶，重新有序排列，才能呈现石墨的晶体结构，从而具有石墨的许多的优良性能，如导电性和导热性的显著提高，化学和稳定性更好，杂质减少，硬度降低，更易于机械加工等等。石墨化炉的功能就是使碳质材料转化成人造石墨材料，例如为钢铁冶炼、铝冶炼、负极材料、其他有色金属行业、核工业等提供优质碳元素的石墨材料。

目前，使用最广泛的石墨化炉是艾奇逊炉，艾奇逊炉为敞开式长方形炉体结构，生产过程为将碳化物纵向或横向排列，并在碳化物的周围填充冶金焦和石英砂，在炉体的长度方向通电，利用焦炭的电阻发热，最终使被加热物本身也产生电阻发热。

现有的艾奇逊炉的缺陷主要有：

1、艾奇逊炉为卧式、敞开式结构，热能损耗严重，并且产品纯度不高；

2、炉体冷却时间长，石墨化过程中在通电加热时需2~7天，但要使用大量的填料焦炭冷却，需要2周左右的较长时间，进行喷水强制冷却对环境污染影响大，效率低，并且能量浪费严重；

3、产品受热不均，中心温度达到2600度，而外围温度仅在1000度左右，导致产品石墨化程度不均，质量不稳定；

4、高温过程中排放的二氧化硫气体无法收集治理，造成环境污染。

综上所述，现有的艾奇逊炉不能达到节能减排、操作安全、产品质量稳定的要求，因此急需要研发设计出一种结构简单、节能减排、质量稳定、纯度高、生产效率高的石墨化炉。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种节能减排、高效率的石墨化炉，具有结构简单、节能减排、质量稳定、纯度高、生产效率高的特点。

为解决上述技术问题本实用新型所采取的技术方案是：其包括加热炉以及砌筑在所述加热炉一侧的冷却炉；所述加热炉内设置有位置相对应的上分离电极和下分离电极，所述加热炉下部设置有氯气进气口，所述加热炉顶部设置有尾气排放口，所述氯气进气口与放置在加热炉内的石墨坩埚的底部连通，所述尾气排放口与所述石墨坩埚的顶部连通，所述加热炉内壁上设置有保温层；

所述冷却炉下部设置有冷风进气口，所述冷却炉顶部设置有热风排放口，所述冷却炉底部设置换热池，所述换热池侧壁上设置有进水口，所述换热池侧壁上还设置有溢流口。

进一步的，所述保温层采用石英砂砌筑。

进一步的，所述进水口相对于水平面位置高于溢流口。

进一步的，所述冷却炉内壁上设置有油盘管，所述油盘管与设置在冷却炉外部的冷却台上的油泵连通。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本实用新型包括加热炉以及砌筑所述加热炉一侧的冷却炉；所述加热炉内设置有相对设置的上分离电极和下分离电极，所述加热炉下部设置有氯气进气口，所述加热炉顶部设置有尾气排放口，所述氯气进气口与放置在加热炉内的石墨坩埚的底部连通，所述尾气排放口与所述石墨坩埚的顶部连通，所述加热炉内壁上设置有保温层；所述冷却炉下部设置有冷风进气口，所述冷却炉顶部设置有热风排放口，所述冷却炉底部设置换热池，所述换热池侧壁上设置有进水口，所述换热池侧壁上还设置有溢流口，具有结构简单、节能减排、生产效率高的特点。

本实用新型所述保温层采用石英砂砌筑，耐高温性能好且保温性能良好。

本实用新型所述进水口相对于水平面位置高于溢流口，可有效控制水冷却时间，热量得到充分回收。

本实用新型所述冷却炉内壁上设置有油盘管，所述油盘管与设置在冷却台上的油泵连通，通过环绕设置的油盘管对石墨坩埚进行冷却操作，可通过调节油泵供油速度控制冷却炉的冷却速率，所述油泵设置在冷却台上可对通过油盘管循环出来的热油进行冷却，大大提高生产效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

其中，1、加热炉，2、冷却炉，3、上分离电极，4、下分离电极，5、氯气进气口，6、尾气排放口，7、石墨坩埚，8、冷风进气口，9、热风排放口，10、进水口，11、换热池，12、溢流口，13、冷却台，14、油泵。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

参见附图1，本实施例提供一种节能减排、高效率的石墨化炉，其包括加热炉1以及砌筑所述加热炉一侧的冷却炉2；所述加热炉1内设置有相对设置的上分离电极3和下分离电极4，所述加热炉1下部设置有氯气进气口5，所述加热炉1顶部设置有尾气排放口6，在炉膛温度比较高的时候，通过氯气进气口5向石墨坩埚7内通入氯气，向炉膛里通氯气可以除去原料中的高熔点、高沸点的杂质，使这些单质、碳化物化合成氯化物而排出，提高石墨制品的纯度，所述氯气进气口5与放置在加热炉1内的石墨坩埚7的底部连通，所述尾气排放口6与所述石墨坩埚7的顶部连通，所述尾气排放口6与尾气净化装置连通，所述加热炉1内壁上设置有保温层，具有结构简单、节能减排、质量稳定、纯度高、生产效率高的特点，所述保温层采用石英砂砌筑，耐高温性能好且保温性能良好。

所述冷却炉2下部设置有冷风进气口8，所述冷却炉2顶部设置有热风排放口9，所述冷却炉2底部设置换热池11，石墨坩埚7预先垫设有耐高温并且导热性和硬度良好的碳化硅板，放置到换热池11内，所述换热池11侧壁上设置有进水口10，所述换热池11侧壁上还设置有溢流口12，所述进水口10相对于水平面位置高于溢流口12，水从进水口10进入后，通过控制进水量的大小来有效控制水冷却时间，保证热量得到充分回收。所述冷却炉2内壁上设置有油盘管，所述油盘管与设置在冷却炉2外部的冷却台13上的油泵14连通，通过环绕设置的油盘管对石墨坩埚进行冷却操作，可通过调节油泵供油速度控制冷却炉的冷却速率，所述油泵设置在冷却台上对通过油盘管循环出来的热油进行冷却，大大提高生产效率，冷却台对油盘管循环出来的热油冷却方式可采用水冷等多种冷却方式。

具体工作过程如下：

使用时，将装有碳粉装入石墨坩埚7内，然后将石墨坩埚7放置到加热炉1内，将上分离电极3和下分离电极4和石墨坩埚7的两端电极分别连接，开始通电加热，在炉膛温度比较高的时候，通过氯气进气口5向石墨坩埚7内通入氯气，向炉膛里通氯气可以除去原料中的高熔点、高沸点的杂质，使这些单质、碳化物化合成氯化物沿尾气排放口6排放到尾气处理装置中。在通电加热完成后，将石墨坩埚通过叉车搬运到冷却炉2内，通过预先垫设有耐高温并且导热性和硬度良好的碳化硅板，放置到换热池11内，通过进水口10向换热池11加水，通过水冷却的方式，将通过热交换变热后的热水通过溢流口12，流入热水回收装置，实现能量的回收利用，为了加快冷却速率，还需要向设置在冷却炉2上的冷风进气口8吹入冷风，冷风在于石墨坩埚7接触后进行热交换，变成热风，从热风排放口9排出，进行冷却操作时，还需要打开油泵14，通过油盘管内的油循环回路进行热交换对石墨坩埚7进行冷却，冷却台13可对循环出来的热油进行水冷，加速冷却效率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种节能减排、高效率的石墨化炉，其特征在于，其包括加热炉（1）以及砌筑在所述加热炉一侧的冷却炉（2）；

所述加热炉（1）内设置有位置相对应的上分离电极（3）和下分离电极（4），所述加热炉（1）下部设置有氯气进气口（5），所述加热炉（1）顶部设置有尾气排放口（6），所述氯气进气口（5）与放置在加热炉（1）内的石墨坩埚（7）的底部连通，所述尾气排放口（6）与所述石墨坩埚（7）的顶部连通，所述加热炉（1）内壁上设置有保温层；

所述冷却炉（2）下部设置有冷风进气口（8），所述冷却炉（2）顶部设置有热风排放口（9），所述冷却炉（2）底部设置换热池（11），所述换热池（11）侧壁上设置有进水口（10），所述换热池（11）侧壁上还设置有溢流口（12）。

2.根据权利要求1所述的一种节能减排、高效率的石墨化炉，其特征在于，所述保温层采用石英砂砌筑。

3.根据权利要求1所述的一种节能减排、高效率的石墨化炉，其特征在于，所述进水口（10）相对于水平面位置高于溢流口（12）。

4.根据权利要求3所述的一种节能减排、高效率的石墨化炉，其特征在于，所述冷却炉（2）内壁上设置有油盘管，所述油盘管与设置在冷却炉（2）外部的冷却台（13）上的油泵（14）连通。