CN211060631U - 一种隧道气氛窑炉超低氧含量控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种隧道气氛窑炉超低氧含量控制系统，包括炉体、位于窑炉前后的气氛置换过渡室和用于进料出料的输送轨道；炉体从进到出依次为预热区、高温区和冷却区，在气氛置换过渡室、预热区、高温区和冷却区上分别设有氮气进气口，预热区和冷却区分别设有排气设备，气氛置换过渡室设为双门结构，气氛置换过渡室侧壁设有出气口及风机，电容炭处理中，通过氮气进气口充入氮气，排气设备将多余气体排出，氮气在炉体内形成回转循环气流，分布均匀，有效将炉体内高温环境下的氧含量控制在5ppm以下，实现电容炭表面含氧官能团浓度指标控制在0.5mmol/g以下。
Description
技术领域
本实用新型涉及窑炉氧含量控制领域，具体为一种隧道气氛窑炉超低氧含量控制系统。
背景技术
超级电容器中电容炭（用于超级电容器电极的高比表面积多孔炭）材料的性能对器件的容量、寿命、和功率有着决定性的影响。电容炭的表面含氧官能团浓度对电容器的性能有直接的影响。表面含氧官能团浓度高的电容炭材料会导致超级电容器的容量衰减快，使用中胀气量大，直接影响超级电容器的使用寿命。目前，电容炭材料需要将其表表面含氧官能团（-OH、-CO、COOH等）浓度指标控制在0.5mmol/g以下。
将电容炭材料在惰性或还原性气氛下在700度以上高温加热，通过置换或还原将含氧官能团去除，可以降低表面含氧官能团的浓度，从生产安全及生产成本上考量，通常采用高纯氮气等惰性气体为气氛载体。表面含氧官能团浓度指标控制在0.5mmol/g，处理电容炭过程中窑炉内的惰性气体氛围中氧气含量需控制在5ppm以下。目前行业中高温窑炉设备惰性气体处理的氧含量普遍高于10pp，不满足超级电容电极炭材料表面含氧官能团处理的要求。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了提供一种隧道气氛窑炉超低氧含量控制系统，本实用新型为了解决电容炭表面控制中需要将表面含氧官能团浓度指标控制在0.5mmol/g以下的问题，本实用新型通过对隧道窑炉内充入99.9995%的高纯氮气，在预热区和冷却区分别设置排气设备，以及在隧道窑炉前后进出料口设置气氛置换过渡室将窑炉中的氧含量控制在5ppm以下。
为了实现上述发明目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种隧道气氛窑炉超低氧含量控制系统，包括炉体、位于窑炉前后进出口的气氛置换过渡室和用于输送物料的输送轨道；炉体从进到出依次为预热区、高温区和冷却区，在气氛置换过渡室、预热区、高温区和冷却区上分别设有氮气进气口，预热区和冷却区分别设有排气设备，气氛置换过渡室设为双门结构，气氛置换过渡室侧壁设有出气口及风机。
氮气进气口外设有进气管，进气管上设有控制进气多少的第一调节阀。
炉体下部设有用于预热氮气的管道，管道一端连接氮气源，管道另一端分为多条分别连接氮气进气口。
排气设备包括多条排气管，排气管上设有控制通断的第一球阀，多条排气管外设有排气通道，排气通道上设有控制排气量的第二调节阀。
出气口外设有用于抽气的风机和控制风机通断的第二球阀。
双门结构包括内门和外门，内门设于气氛置换过渡室和窑炉内腔之间，外门设于窑炉进料口或出料口处。
气氛置换过渡室内设有推板，推板一侧设有液压推杆，气氛置换过渡室侧壁设有通孔，通孔内设有密封圈，液压推杆穿过通孔。
输送轨道上设有多个用于输送物料转动轴或移动板。
气氛置换过渡室分为前气氛置换过渡室和后气氛置换过渡室，前气氛置换过渡室为窑炉进料口的气氛置换过渡室，后气氛置换过渡室为窑炉出料口的气氛置换过渡室，前气氛置换过渡室和后气氛置换过渡室的区别在于液压推杆设置的位置不同，其余结构镜像对称设置。
与现有技术相比，采用了上述技术方案的隧道气氛窑炉超低氧含量控制系统，具有如下有益效果：
一、采用本实用新型的隧道气氛窑炉超低氧含量控制系统，电容炭处理中，通过氮气进气口充入氮气，排气设备将多余空气（氧含量>20%）排出，氮气在炉体内形成回转循环气流，分布均匀，有效将炉体内高温环境下的氧含量控制在5ppm以下，确保处理后电容炭表面含氧官能团浓度指标控制在0.5mmol/g以下。
二、隧道气氛窑炉中气氛置换过渡室采用双门结构，在气氛置换过渡室内通过氮气输入和空气抽出的置换过程后再将物料输送到炉体内，有效防止空气中的氧气进入炉体，保持炉体内的超低氧含量，保证了炉体的气密性。
附图说明
图1为本实用新型隧道气氛窑炉超低氧含量控制系统的结构示意图。
图2为图1的A处放大图。
图3为图1的B处放大图。
附图标记：1、炉体；11、预热区；12、高温区；13、冷却区；2、气氛置换过渡室；21、出气口；22、风机；23、内门；24、外门；25、推板；26、液压推杆；27、密封圈；28、第二球阀；3、输送轨道；4、排气设备；41、排气管；42、第一球阀；43、排气通道；44、第二调节阀；5、氮气进气口；6、第一调节阀；7、物料。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步描述，在本实用新型中，物料为电容炭（超级电容器电极用炭），氮气为99.9995%的高纯氮气。
如图1至3所示的隧道气氛窑炉超低氧含量控制系统，包括炉体1、位于窑炉前后的气氛置换过渡室2和用于输送物料7的输送轨道3。
炉体1从进到出依次为预热区11、高温区12和冷却区13，在气氛置换过渡室2、预热区11、高温区12和冷却区13分别设有氮气进气口5，氮气进气口5外设有进气管，进气管上设有控制进气多少的第一调节阀6。
炉体1下部设有用于预热氮气的管道，管道一端连接氮气源，管道另一端分为多条分别连接氮气进气口5。
电容炭处理中，氮气源将氮气充入炉体1下部设有用于预热氮气的管道，氮气预热后，通过第一调节阀6控制通断，通过氮气进气口充入氮气，
预热区11和冷却区13分别设有排气设备4，排气设备4包括多条排气管41，排气管41上设有控制排气通断的第一球阀42，多条排气管41外设有排气通道43，排气通道43上设有控制排气量的第二调节阀44。
调节控制第二调节阀44的开口大小，打开第一球阀42，将气体从排气管41排出，氮气在炉体内形成回转循环气流，分布均匀，有效将炉体内高温环境下的氧含量控制在5ppm以下，确保电容炭表面含氧官能团浓度指标控制在0.5mmol/g以下。
气氛置换过渡室2侧壁设有出气口21，出气口21外设有用于抽气的风机22和控制风机通断的第二球阀28，气氛置换过渡室2设为双门结构，双门结构包括内门23和外门24，内门23设于气氛置换过渡室2和窑炉内腔之间，外门24设于窑炉进料口或出料口处，内门和外门均为抽拉机构，内门和外门边缘设有用于密封的密封条，气氛置换过渡室2内设有推板25，推板25一侧设有液压推杆26，气氛置换过渡室2侧壁设有通孔，通孔内设有密封圈27，液压推杆26穿过通孔。
气氛置换过渡室内将空气排出后再将物料输送到炉体内，有效防止空气中的氧气进入炉体，降低炉体内的氧含量，保证了炉体的气密性。
气氛置换过渡室2分为前气氛置换过渡室和后气氛置换过渡室，前气氛置换过渡室为窑炉进料口的气氛置换过渡室2，后气氛置换过渡室为窑炉出料口的气氛置换过渡室2，前气氛置换过渡室和后气氛置换过渡室的区别在于液压推杆设置的位置不同，其余结构镜像对称设置。
输送轨道3上设有多个用于输送物料7转动轴或移动板。
使用过程：
1、当物料从输送轨道3进入气氛置换过渡室2时，内门先关闭，外门打开，这样炉体1内的氮气气氛不会泄露。
2、物料进入气氛置换过渡室2后，外门闭合，同时向气氛置换过渡室2内通入大量氮气，空气通过风机22排出，迅速置换空气，使氧含量与炉体1内基本达到一致，这时才开启内门，进出口的液压推杆26和推板25进行动作将物料推进炉体1。
3、氮气源将氮气充入炉体1下部设有用于预热氮气的管道，氮气预热后，通过第一调节阀6控制通断，将氮气从氮气进气口5进入预热区11、高温区12和冷却区13。
4、同时调节控制第二调节阀44的开口大小，打开第一球阀42，将气体从排气管41排出，使氮气在炉膛内形成回转循环气流，分布均匀，有效将炉体内高温环境下的氧含量控制在5ppm以下，实现电容炭表面含氧官能团浓度指标控制在0.5mmol/g以下。
5、当物料加工完毕，从炉体1进入气氛置换过渡室2时，外门先关闭，同时向气氛置换过渡室2内通入大量氮气，空气通过风机22排出，迅速置换空气，使氧含量与炉体1内基本达到一致，然后内门打开，物料迅速进入气氛置换过渡室2，内门闭合，防止炉体1内的氮气气氛不会泄露。
6、内门关闭，外门打开，出口的液压推杆26和推板25进行动作将物料推出气氛置换过渡室2。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种隧道气氛窑炉超低氧含量控制系统，其特征在于：包括炉体（1）、位于窑炉前后的气氛置换过渡室（2）和用于输送物料（7）的输送轨道（3）；炉体（1）从进到出依次为预热区（11）、高温区（12）和冷却区（13），在气氛置换过渡室（2）、预热区（11）、高温区（12）和冷却区（13）上分别设有氮气进气口（5），预热区（11）和冷却区（13）分别设有排气设备（4），气氛置换过渡室（2）设为双门结构，气氛置换过渡室（2）侧壁设有出气口（21）。
2.根据权利要求1所述的隧道气氛窑炉超低氧含量控制系统，其特征在于：氮气进气口（5）外设有进气管，进气管上设有控制进气多少的第一调节阀（6）。
3.根据权利要求2所述的隧道气氛窑炉超低氧含量控制系统，其特征在于：炉体（1）下部设有用于预热氮气的管道，管道一端连接氮气源，管道另一端分为多条分别连接氮气进气口（5）。
4.根据权利要求1所述的隧道气氛窑炉超低氧含量控制系统，其特征在于：排气设备（4）包括多条排气管（41），排气管（41）上设有控制通断的第一球阀（42），多条排气管（41）外设有排气通道（43），排气通道（43）上设有控制排气量的第二调节阀（44）。
5.根据权利要求1所述的隧道气氛窑炉超低氧含量控制系统，其特征在于：气氛置换过渡室（2）的出气口（21）外设有用于抽气的风机（22）和控制风机通断的第二球阀（28）。
6.根据权利要求5所述的隧道气氛窑炉超低氧含量控制系统，其特征在于：双门结构包括内门（23）和外门（24），内门（23）设于气氛置换过渡室（2）和窑炉内腔之间，外门（24）设于窑炉进料口或出料口处。
7.根据权利要求6所述的隧道气氛窑炉超低氧含量控制系统，其特征在于：气氛置换过渡室（2）内设有推板（25），推板（25）一侧设有液压推杆（26），气氛置换过渡室（2）侧壁设有通孔，通孔内设有密封圈（27），液压推杆（26）穿过通孔。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112097513A (zh) * | 2020-10-09 | 2020-12-18 | 昆山大阳机电设备制造有限公司 | 一种高温无氧隧道炉 |
| WO2022116546A1 (zh) * | 2020-12-01 | 2022-06-09 | 信诺先端热工科技(苏州)有限公司 | 一种隧道窑及输送方法 |
| CN114877673A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-08-09 | 内蒙古矽能电磁科技有限公司 | 一种节能减排的磁性材料隧道炉 |
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