CN220677824U - 新型高软化点沥青热处理设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型高软化点沥青热处理设备，加热器内安装有反应器，反应器的底端开设有排料口，反应器内设置有进气管、支撑杆，进气管和支撑杆的下部外侧均焊接有挡板，进气管的底部与气体分布器连通，支撑杆的底部焊接在气体分布器上，进气管和支撑杆按圆周方向均布，气体分布器上开设有喷气孔，进气管的顶端伸出反应器的顶部，支撑杆的顶部焊在反应器的顶部上盖的内壁上，上盖上连接有排气管，排气管与反应器的内腔相连通，反应器内安装有搅拌轴，搅拌轴的下部设有搅拌桨叶。通过进气量的调节，可以控制热处理的时间；采用气体为主要的热源，加热器为辅助的热源，通过搅拌和挡板作用，大大提高物料的传热效率和传热的均匀性。
Description
技术领域
本实用新型涉及沥青技术领域，尤其涉及一种新型高软化点沥青热处理设备。
背景技术
高软化点沥青作为碳源材料，炭收率是生物质碳源和树脂基碳源的3-4倍，在锂离子石墨电池负极材料、硅碳基负极材料以及钠离子负极材料领域有着不可替代的作用；另外高软化点沥青纯度高灰分在200ppm以下，特别是中间相沥青灰分更低，可以达到20-50ppm以下，因此，级沥青基碳纤维也是N型半导体、电子基半导体优质热场材料，同时在液流电池、航空航天、5G等领域有着广阔的应用前景。
但是，沥青是热敏性材料在热处理过程中极易发生由于搅拌不均而导致局部温度过高现象，甚至造成“飞温”，轻则生产的沥青产品质量不稳定，重则结焦而堵塞管道，会导致设备运行故障，更严重的甚至可导致火灾。因此，在热处理工序的原料反应温度均匀性控制是制备高软化点沥青的技术关键。本发明正式基于这个行业痛点，通过长期的试验和不断的进行设备改进，设计出本新型，可以解决高软化点沥青热处理温度均匀性问题。
对高软化点热处方法的制备，公布的方法多从工艺角度或者整体设备的角度进行描述，但实际运行过程中，总会出现各种沥青指标不均匀、运行过程堵塞等等问题，造成运行的稳定性差，特别是放大规模后，这些问题更突出。
实用新型内容
本实用新型为解决上述问题，提供一种新型高软化点沥青热处理设备，操作方便，热处理物料的温度均匀性好，产品指标稳定、运行稳定，非常适合规模化生产。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：新型高软化点沥青热处理设备，包括加热器，加热器内安装有反应器，反应器的底端开设有排料口，反应器内设置有进气管、支撑杆，进气管和支撑杆的下部外侧均焊接有挡板，进气管的底部与气体分布器连通，支撑杆的底部焊接在气体分布器上，进气管和支撑杆按圆周方向均布，气体分布器上开设有喷气孔，进气管的顶端伸出反应器的顶部，支撑杆的顶部焊在反应器的顶部上盖的内壁上，上盖上连接有排气管，排气管与反应器的内腔相连通，反应器内安装有搅拌轴，搅拌轴的下部设有搅拌桨叶，搅拌轴的顶端穿出上盖与搅拌电机连接。
进一步的，反应器的内壁、搅拌轴、搅拌桨叶、气体分布器、挡板、支撑杆的抛光光洁度等级不能低于8级。
进一步的，反应器的内壁、搅拌轴、搅拌桨叶、气体分布器、挡板、支撑杆的材质为不锈钢。
进一步的，喷气孔的开孔方向为垂直向下或者水平向内。
进一步的，进气管内的气体流量在1-5Nm3/kg/h。
进一步的，喷气孔内的气体温度为380-450℃。
进一步的，反应器的外壁与TIC自动控制的测温点相连，TIC自动控制的温控器与加热器的加热丝相连。
本实用新型的有益效果：
1、可以根据沥青的种类，只需要改变进气的种类、进气量和物料的温度就可以制备出满足需要的各个规格软化点的沥青；
2、通过进气量的调节，可以控制热处理的时间，可有效的保证软化点或者中间相含量的情况下，更有利于调节高软化点沥青的TI和QI等关键的技术指标；
3、采用气体为主要的热源，加热器为辅助的热源，通过搅拌和挡板作用，大大提高物料的传热效率和传热的均匀性，甚至运行过程中可以实现自除焦。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图2是气体分布器结构示意图。
其中：1.进气管；2.反应器；3.搅拌轴；4.搅拌桨叶；5.排料口；6.气体分布器；7.喷气孔；8.挡板；9.支撑杆；10.排气管；11.搅拌电机；12.加热器。
具体实施方式
下面结合附图1、2对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。
新型高软化点沥青热处理设备，包括加热器12，加热器12内安装有反应器2，反应器2的底端开设有排料口5，反应器2内设置有进气管1、支撑杆9，进气管1内的气体流量在1-5Nm3/kg/h，根据不同品类和指标的沥青而选择不同的气体和流量，进气管1和支撑杆9的下部外侧均焊接有挡板8，挡板8并不是直接焊在反应器2内壁上，这样保证反应器2内部的光滑性，另外挡板8也经过抛光处理，挡板8的上端进行削薄处理，这样避免顶端有平台型死角，降低集料的概率，挡板8与反应器2内壁距离越近越好，最好距离控制在3-5mm以内，挡板8数量最好4个及以上，进气管1的底部与气体分布器6连通，支撑杆9的底部焊接在气体分布器6上，进气管1和支撑杆9按圆周方向均布，气体分布器6上开设有喷气孔7，喷气孔7的开孔方向为垂直向下或者水平向内，喷气孔7内的气体温度为380-450℃，根据不同接触温度适当调整，进气管1的顶端伸出反应器2的顶部，支撑杆9的顶部焊在反应器2的顶部上盖的内壁上，上盖上连接有排气管10，排气管10与反应器2的内腔相连通，反应器2内安装有搅拌轴3，搅拌轴3的下部设有搅拌桨叶4，搅拌桨叶4最好是2-3层，每层最好2-4片，搅拌型式最好是推进式，在不影响运行的情况下，桨叶越靠近反应器2的底端越好，搅拌轴3的顶端穿出上盖与搅拌电机11连接。反应器2的内壁、搅拌轴3、搅拌桨叶4、气体分布器6、挡板8、支撑杆9的抛光光洁度等级不能低于8级，这样气液混合料不会有死角，降低焦化反应的概率。反应器2的内壁、搅拌轴3、搅拌桨叶4、气体分布器6、挡板8、支撑杆9的材质为不锈钢。反应器2的外壁与TIC自动控制的测温点相连，TIC自动控制的温控器与加热器12的加热丝相连。加热器12可以是电加热，也可以是热媒加热，最好是采用熔盐加热，加热温度控制设定在380-450℃之间，最好采用壁温TIC自动连锁控制。搅拌电机11转速最好在350-600rpm之间。
将软沥青或者焦油原材料液体加入热处理反应器2中；开启加热器12，打开搅拌器电机11，调整合适转速，开始按照一定的流量从进气管1通入加热后的气体；热气体从进气管1进入，从气体分布器6的喷气孔7喷出，在多级搅拌桨叶4的搅拌条件下，热气泡与沥青充分混合，实现气体与沥青间均匀充分传热，同时反应过程中产生的小分子气体被气泡带走或者自己生成新的气泡，在推进式搅拌桨叶4的作用下，气液混合物料在反应器2内不断的上下循环，实现均匀混料，但搅拌过程中也会产生离心力，使密度重的液体物料向热处理反应器2的内壁上聚集，而质量轻的气体会在近反应器2中心的位置富集，从而导致气液混合不充分，因此，安装了挡板8，挡板8固定在支撑杆9上，物料在做离心运动时会撞击在挡板8上，造成紊流，气液又重新混合在一起，阻止气液物料的离心分层，从而保证物料和气体传质传热的充分性和均匀性，换热后的气体通过排气管10排出进入气体净化装置；而热处理合格的高软化点沥青排料口5排出反应器2，在保护气条件下冷却成固体，即得到目标产品，即可以串联几台设备连续生产，也可以单台设备间歇式生产。
通过热气体为主要的热源加入液体物料中，通过气体分布器6、搅拌桨叶4和挡板8的作用实现气液两相的均匀充分的传质传热，避免搅拌不均导致温度不均匀，造成热敏性的物料的局部飞温；内部抛光设计，避免因物料堆积进而焦化而产生设备运行过程的堵塞等故障。本实用新型可用于制备包覆沥青、通用级纺丝沥青以及中间相纺丝沥青。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.新型高软化点沥青热处理设备，其特征在于，包括加热器(12)，加热器(12)内安装有反应器(2)，反应器(2)的底端开设有排料口(5)，反应器(2)内设置有进气管(1)、支撑杆(9)，进气管(1)和支撑杆(9)的下部外侧均焊接有挡板(8)，进气管(1)的底部与气体分布器(6)连通，支撑杆(9)的底部焊接在气体分布器(6)上，进气管(1)和支撑杆(9)按圆周方向均布，气体分布器(6)上开设有喷气孔(7)，进气管(1)的顶端伸出反应器(2)的顶部，支撑杆(9)的顶部焊在反应器(2)的顶部上盖的内壁上，上盖上连接有排气管(10)，排气管(10)与反应器(2)的内腔相连通，反应器(2)内安装有搅拌轴(3)，搅拌轴(3)的下部设有搅拌桨叶(4)，搅拌轴(3)的顶端穿出上盖与搅拌电机(11)连接。
2.根据权利要求1所述的新型高软化点沥青热处理设备，其特征在于，所述反应器(2)的内壁、搅拌轴(3)、搅拌桨叶(4)、气体分布器(6)、挡板(8)、支撑杆(9)的抛光光洁度等级不能低于8级。
3.根据权利要求1所述的新型高软化点沥青热处理设备，其特征在于，所述反应器(2)的内壁、搅拌轴(3)、搅拌桨叶(4)、气体分布器(6)、挡板(8)、支撑杆(9)的材质为不锈钢。
4.根据权利要求1所述的新型高软化点沥青热处理设备，其特征在于，所述喷气孔(7)的开孔方向为垂直向下或者水平向内。
5.根据权利要求1所述的新型高软化点沥青热处理设备，其特征在于，所述进气管(1)内的气体流量在1-5Nm3/kg/h。
6.根据权利要求1所述的新型高软化点沥青热处理设备，其特征在于，所述喷气孔(7)内的气体温度为380-450℃。
7.根据权利要求1所述的新型高软化点沥青热处理设备，其特征在于，所述反应器(2)的外壁与TIC自动控制的测温点相连，TIC自动控制的温控器与加热器(12)的加热丝相连。
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