CN219280124U - 一种预氧化炉热风供给及排废废气平衡系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种预氧化炉热风供给及排废废气平衡系统，该氧化炉设置多个独立温区，该系统包括新鲜风供给单元、新鲜风加热调节单元、废气调节单元。新鲜风供给单元包括主管道上的空气过滤器、供给变频风机；新鲜风加热调节单元包括主管道上的一级换热器，以及支管道上的孔板流量计、电动蝶阀及二级加热器；所述废气调节单元包括各支管道上的电动蝶阀、孔板流量计及氧含量在线检测计，此外主管道上还设置废气变频风机。本实用新型的预氧化炉热风供给及排废废气平衡系统，通过联动控制系统始终保持热风供给与排废废气的风量平衡，保证预氧化炉各温区内循环热风量总量不变。
Description
技术领域
本实用新型涉及碳纤维生产技术领域，尤其涉及一种预氧化炉热风供给及排废废气平衡系统。
背景技术
预氧化是生产碳纤维的一个必不可少中间环节，预氧化过程起到承前启后将PAN原丝转化为碳纤维的重要桥梁，在这一转化过程中，PAN基原丝结构由线型分子链转化为具有耐热梯形结构，预氧化过程每个温区的循环热风的氧含量值及温度值是两个关键性因素。目前预氧化炉设备为1区和4区为新鲜风入口，2区和3区为排废废气出口，相对于各个温区内大风量循环热风，新鲜风及排废废气的风量相对较少，即置换循环热风的量相对较少，随着预氧化炉连续运行周期的不断延长，循环热风的含氧量在逐步降低，最终导致影响PAN基原丝的预氧化过程，导致碳纤维性能下降。
实用新型内容
本实用新型在于提供一种预氧化炉热风供给及排废废气平衡系统。
实现本实用新型目的，提供技术方案如下：
一种预氧化炉热风供给及排废废气平衡系统，该氧化炉设置多个独立温区，该系统包括新鲜风供给单元、新鲜风加热调节单元、废气调节单元；新鲜风供给单元包括设置在主管道一的空气过滤器、供给变频风机，空气过滤器与供给变频风机相连；新鲜风加热调节单元包括设置在主管道一上的一级换热器；主管道一连接多个支管道，每个支管道的一端为新鲜风支管道，均设置孔板流量计一、电动蝶阀一及二级加热器；支管道另一端为排废气支管道，排废气支管道上设置废气调节单元，废气调节单元包括电动蝶阀二、孔板流量计二及氧含量在线检测计，电动蝶阀二、孔板流量计二及氧含量在线检测计依次连接，废气调节单元连接主管道二，主管道二上设置废气变频风机，新鲜风支管道与排废气支管道组成的整个支管道与分别对应连通氧化炉的每个独立温区。
进一步的，预氧化炉设置为4个独立温区，从碳纤维入口侧至出口侧分别为1区、2区、3区及4区，4个温区之间独立分隔开。
进一步的，1区和4区新鲜风来自从预氧化炉炉头通入的常温空气，流量为固定值1000Nm3/h。
进一步的，每个独立温区的新鲜风支管道上均设置一个二级加热器，二级加热器后端设置一个热电阻，用于检测加热温度并传输输送信号至PLC控制器中，二级加热器将经过一次加热后的新鲜风进行二次加热，二次加热后新鲜风温度到达每个温区循环新鲜风的温度设定值，二级加热器的控制精度为±1℃。
进一步的，每个独立温区的新鲜风支管道上、排废气支管道上均分别设置有孔板流量计一、孔板流量计二，孔板流量计用于检测各支管道上的风量，并且将检测信号转换成输送信号传输至PLC控制器中。
进一步的，每个独立温区的新鲜风各支管道上、排废废气各支管道上均分别设置有电动蝶阀一、电动蝶阀二，电动蝶阀一和电动蝶阀二通过PLC控制器联动调节控制。
进一步的，排废废气的支管道上均设置一个氧含量在线检测计，检测信号转换成输送信号传输至PLC控制器中。
本实用新型与现有技术相比，其显著优点如下：
1、本实用新型的预氧化炉热风供给及排废废气平衡系统，通过联动控制系统始终保持热风供给与排废废气的风量平衡，保证预氧化炉各温区内循环热风量总量不变；2、本实用新型的预氧化炉热风供给及排废废气平衡系统，每个温区能够独立有效单独控制风量，当在线氧含量检测仪检测到排废废气中氧含量值低于设定值时，可以单独增大此温区的排废风量及新鲜风供给风量，保证预氧化炉内各个温区的有效氧含量值；3、本实用新型的预氧化炉热风供给及排废废气平衡系统，一级换热器能够最大程度回收利用碳纤维废气焚烧的高温废气热量，降低各个二级加热器的功率，降低电加热器的运行成本。
附图说明
图1为本实用新型的预氧化炉热风供给及排废废气平衡系统的示意图。
其中，1—空气过滤器、2—供给变频风机、3—主管道一、4—一级换热器、5—新鲜风支管道、6—电动蝶阀一、7—孔板流量计一、8—二级加热器、9—热电阻、10—电动蝶阀二、11—孔板流量计二、12—氧含量在线检测计、13—排废废气支管道、14—主管道二、15—废气变频风机。
具体实施方式
结合图1对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
一种预氧化炉热风供给及排废废气平衡系统，
该氧化炉设置多个独立温区，该系统包括新鲜风供给单元、新鲜风加热调节单元、废气调节单元；新鲜风供给单元包括设置在主管道一3的空气过滤器1、供给变频风机2，空气过滤器1与供给变频风机3相连；新鲜风加热调节单元包括设置在主管道一3上的一级换热器4；主管道一3连接多个支管道，每个支管道的一端为新鲜风支管道5，均设置孔板流量计一7、电动蝶阀一6及二级加热器8；支管道另一端为排废气支管道13，排废气支管道13上设置废气调节单元，废气调节单元包括电动蝶阀二10、孔板流量计二11及氧含量在线检测计12，电动蝶阀二10、孔板流量计二11及氧含量在线检测计12依次连接，废气调节单元连接主管道二，主管道二上设置废气变频风机，新鲜风支管道5与排废气支管道13组成的整个支管道与分别对应连通氧化炉的每个独立温区
预氧化炉分为4个温区，从碳纤维入口侧至出口侧分别为1区、2区、3区及4区，4个温区之间独立分隔开，每个温区的支管道上均设置新鲜风加热调节单元、废气调节单元。除此之外，1区和4区新鲜风来自从预氧化炉炉头通入的常温空气，流量为固定值1000Nm3/h。
工作时，4个区的加热新鲜风的风量依次分别为Q1、Q2、Q3及Q4；1区和4区通入的常温空气风量为Q5；4个区的排废废气风量依次分别为Q6、Q7、Q8及Q9。
1区的风量平衡公式为Q6＝Q1+Q5；2区的风量平衡公式为Q7＝Q2；3区的风量平衡公式为Q8＝Q3；4区的风量平衡公式为Q9＝Q4+Q5。
本实用新型中空气过滤器采用G4+F8等级过滤常温空气，供给变频风机正常工作总风量等于Q1+Q2+Q3+Q4的总和。
新鲜风主管道一5的一级换热器4对过滤后常温空气进行一次加热；换热器的热源来自碳纤维废气焚烧后高温废气的热量回收，一次加热后的新鲜风温度可达到180～210℃。
本实用新型中，每个独立温区的新鲜风支管道5上均设置一个二级加热器8，二级加热器8后端设置一个热电阻9，用于检测加热温度并传输输送信号至PLC控制器中，二级加热器8将经过一次加热后的新鲜风进行二次加热，二次加热后新鲜风温度到达每个温区循环新鲜风的温度设定值，二级加热器8的控制精度为±1℃。
本实用新型中，每个独立温区的新鲜风支管道5上、排废废气支管道13上均分别设置有孔板流量计一7、孔板流量计二11，孔板流量计可以检测各支管道上的风量Q，并且将检测信号转换成输送信号传输至PLC控制器中。
每个温区的新鲜风各支管道5上、排废废气各支管道13上均分别设置有电动蝶阀一6、电动蝶阀二10，电动蝶阀一6和电动蝶阀二10通过PLC控制器联动调节控制。
另一方面，排废废气各支管道上的风量Q6/Q7/Q8/Q9为第1设定控制，并且每个温区可独立设定风量参数值，新鲜风支管道5上的风量Q1/Q2/Q3/Q4为第2联动控制(或称为被动控制)。排废废气支管道13上均设置一个氧含量在线检测计，检测信号转换成输送信号传输至PLC控制器中。
最后，主管道二14上的废气变频风机15正常工作总风量等于Q6+Q7+Q8+Q9的总和。
Claims (7)
1.一种预氧化炉热风供给及排废废气平衡系统，其特征在于，该氧化炉设置多个独立温区，该系统包括新鲜风供给单元、新鲜风加热调节单元、废气调节单元；新鲜风供给单元包括设置在主管道一的空气过滤器、供给变频风机，空气过滤器与供给变频风机相连；新鲜风加热调节单元包括设置在主管道一上的一级换热器；主管道一连接多个支管道，每个支管道的一端为新鲜风支管道，均设置孔板流量计一、电动蝶阀一及二级加热器；支管道另一端为排废气支管道，排废气支管道上设置废气调节单元，废气调节单元包括电动蝶阀二、孔板流量计二及氧含量在线检测计，电动蝶阀二、孔板流量计二及氧含量在线检测计依次连接，废气调节单元连接主管道二，主管道二上设置废气变频风机，新鲜风支管道与排废气支管道组成的整个支管道与分别对应连通氧化炉的每个独立温区。
2.根据权利要求1所述的预氧化炉热风供给及排废废气平衡系统，其特征在于，预氧化炉设置为4个独立温区，从碳纤维入口侧至出口侧分别为1区、2区、3区及4区，4个温区之间独立分隔开。
3.根据权利要求2所述的预氧化炉热风供给及排废废气平衡系统，其特征在于，所述1区和4区新鲜风来自从预氧化炉炉头通入的常温空气，流量为固定值1000Nm3/h。
4.根据权利要求1所述的预氧化炉热风供给及排废废气平衡系统，其特征在于，每个独立温区的新鲜风支管道上均设置一个二级加热器，二级加热器后端设置一个热电阻，用于检测加热温度并传输输送信号至PLC控制器中，二级加热器将经过一次加热后的新鲜风进行二次加热，二次加热后新鲜风温度到达每个温区循环新鲜风的温度设定值，二级加热器的控制精度为±1℃。
5.根据权利要求1所述的预氧化炉热风供给及排废废气平衡系统，其特征在于，每个独立温区的新鲜风支管道上、排废气支管道上均分别设置有孔板流量计一、孔板流量计二，孔板流量计用于检测各支管道上的风量，并且将检测信号转换成输送信号传输至PLC控制器中。
6.根据权利要求1所述的预氧化炉热风供给及排废废气平衡系统，其特征在于，每个独立温区的新鲜风各支管道上、排废废气各支管道上均分别设置有电动蝶阀一、电动蝶阀二，电动蝶阀一和电动蝶阀二通过PLC控制器联动调节控制。
7.根据权利要求1所述的预氧化炉热风供给及排废废气平衡系统，其特征在于，排废废气的支管道上均设置一个氧含量在线检测计，检测信号转换成输送信号传输至PLC控制器中。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116590811A (zh) * | 2023-07-19 | 2023-08-15 | 新创碳谷集团有限公司 | 一种碳纤维预氧化炉新混风调节系统及方法 |
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