CN2690373Y

CN2690373Y - 真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备

Info

Publication number: CN2690373Y
Application number: CN 200420026558
Authority: CN
Inventors: 马福伦; 朱兴发
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-04-26
Filing date: 2004-04-26
Publication date: 2005-04-06
Anticipated expiration: 2014-04-26

Abstract

本实用新型是真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备，其结构是加料系统与螺旋推进装置的一端相接，螺旋推进装置的另一端接在炉体的一端，在炉体内设三个加热区共有三套(六组)过滤系统。成套设备用三个水冷隔板将加热区，自然冷却区，强制风冷区，强制水冷区四部分隔开。成套设备共用一套真空系统。强制水冷区接出料系统的进口端，出料系统有辅助真空系统排出收料罐内的空气，达到真空包装的目的。优点：整个生产过程是在全封闭、真空状态下进行，改善了工人的劳动条件，连续生产，产量高、生产成本低，排放物符合环保要求。由于通过过滤器排出的物质是在真空、高温下蒸发冷却凝固后收集起来的，是纳米级的物质，有进一步利用延伸的价值。

Description

真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备

技术领域

本实用新型涉及的是一种真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备，属于微晶石墨提纯生产设备技术领域。

背景技术

目前我国提纯石墨所采用的是用周期式的炉子，用电阻加热通入氯气和二氟二氯甲烷(氟里昂)，生产一炉的周期至少要72小时以上，用这种方法生产，工人的劳动条件艰苦，有害气体对环境污染严重，能源消耗大(单位电耗7000～7500kWh/吨)，产量低、生产成本高。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述存在的缺陷，提出一种结构新颖、设计合理、性能稳定可靠，符合国情，具有推广实用价值的微晶石墨提纯生产设备。采用真空高温连续的方式提纯生产微晶石墨。本实用新型的技术解决方案：其结构是加料系统与螺旋推进装置的一端相接，螺旋推进装置的另一端接在炉体的一端，在炉体内依次设低中温加热区、高温加热区、超高温加热区、自然冷却区、强制风冷区、强制水冷区，在低中温加热区、高温加热区、超高温加热区分别有二套，三套，三套共计八套中频加热电源。在每个加热区段都设有一套(二组)过滤系统。三个加热区共有三套(六组)过滤系统。成套设备用三个水冷隔板将加热区，自然冷却区，强制风冷区，强制水冷区四部分隔开。成套设备共用一套真空系统。强制水冷区接出料系统的进口端，出料系统有辅助真空系统排出收料罐内的空气，达到真空包装的目的。

本实用新型的优点：根据石墨本身熔点高(3727℃)，易氧化(400℃在有氧的环境下燃烧)的特性，采用在真空状态下工作，炉料靠螺旋推进，充入惰性气体保护，中频感应超高温加热(3050℃)，远红外测温，温度自动控制，杂质在高温下挥发，通过过滤器冷凝回收。排完杂质后的高纯石墨粉，再通过内封闭的强制风冷(氮气)循环系统，和强制水冷系统进行冷却，当石墨粉达到出炉温度要求时(185℃)再出炉装罐，整个生产过程是在全封闭下进行，改善了工人的劳动条件，连续生产，产量高、生产成本低，排放物符合环保要求。该设备通过过滤器排出的物质是：Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、CaO、MgO及单质的Si、Al、Fe等物质。由于这些物质是在真空、高温下蒸发冷却凝固后收集起来的，是纳米级的物质，有进一步利用延伸的价值。该设备总功率为1290kW，生产量：6.7吨/天，2000吨/年，循环水量：50吨/小时，外形尺寸：长34米，宽12.3米，地面上高5.7米，地下3.5米，最高加热温度3050℃，空炉极限真空度为5Pa。

附图是本实用新型的结构示意图。

图中的1是螺旋推进装置、2是真空系统、3是加料系统、4是低中温加热区、5是低中温加热中频电源、5’是高温加热区中频电源、5”是超高温加热区中频电源、6是高温加热区、7是超高温加热区、8是自然冷却区、9是强制风冷区、10是高温风机及热交换器、11是强制水冷区、12是冷却水循环系统、13是出料系统、14、14’、14”是过滤系统、15是保护气体供应站、16是辅助真空系统。

具体实施方式

对照附图，加料系统3与螺旋推进装置1的一端相接，螺旋推进装置1的另一端接在炉体的一端，在炉体内依次设低中温加热区4、高温加热区6、超高温加热区7、自然冷却区8、强制风冷区9、强制水冷区11，在低中温加热区4、高温加热区6、超高温加热区7出口处和入口处分别对应设有过滤系统14、过滤系统14’、过滤系统14”和低中温加热中频电源5、高温加热中频电源5’、超高温加热中频电源5”，所述的低中温加热中频电源5是从常温加热至1500℃，高温加热中频电源5’是加热自1500℃至2200℃，超高温加热中频电源5”是加热自2200℃至3050℃。强制风冷区9的另一个进/出口与高温风机及热交换器10的出/进口相接，强制水冷区11出口端接出料系统13的进口端，出料装置13设辅助真空系统16，强制水冷区11的另一进/出口接冷却水循环装置12出/进口相接。

所述的螺旋推进装置1：采用螺旋推进器，推进石墨粉的速度可调，实现连续生产。真空系统：2由2X-70机械真空泵。ZJP-600罗茨真空泵和若干真空阀门组成，保证成套提纯设备在真空状态下运行。加料系统3由加料仓、储料仓、2X-30机械真空泵及阀门组成，实现真空连续加料又隔绝空气进入的目的。低中温加热区4：由二套中频加热电源、石墨管、保温层和感应加热线圈组成。在每个石墨管上部都有若干个排气孔，保证石墨粉在低中温加热区内低熔点物质的排放。中频电源：整套设备由捌套中频电源组成，每套中频电源与相应的测温装置和感应线圈组成闭路控制系统。实现每个加热区温度程序控制。高温加热区6：由三套中频加热电源、石墨管、保温层和感应加热线圈组成。在每个石墨管上部都有若干个排气孔，保证石墨粉在高温加热区内高熔点物质的排放。超高温加热区7：由三套中频加热电源、石墨管、保温层和感应加热线圈组成。在每个石墨管上部都有若干个排气孔，保证石墨粉在超高温加热区内超高熔点物质的排放。自然冷却区8：由石墨管和两个水冷隔板组成，将加热区自然冷却区和强制风冷区隔开。强制风冷区9：由六个风冷筒和外部开槽的石墨筒组成，当石墨管内部石墨粉通过时温度迅速下降。高温风机及热交换器10中的风冷系统由二台15KW高温风机、二台热交换器、风冷管道和阀门组成，为强制风冷区提供足够的循环冷却风。强制水冷区11：由三段不锈钢双层水冷套组成，使石墨粉直接冷却。冷却水循环系统12：由管道和若干阀门组成.保证设备获得足够的冷却循环用水。出料系统13：由全封闭出料仓、成品料罐、2X-30机械真空泵和若干阀门组成，经提纯处理过的石墨粉连续不断产出。过滤系统14、14’、14”共三套，每套有二组，共六组，每组分别由若干过滤罐、若干阀门、水泵和水环真空泵组成，实现各加热区顺畅排出杂质，保证排放的气体达到环保要求。

生产过程依次分为：

A、起动设备前：检查水冷系统、风冷系统、真空系统、保护气体装置、供电系统、中频加热系统等各部位应处在正常待机状态。

B、打开水冷系统向各需要冷却部位供水，起动真空系统2中的真空泵，对炉体抽真空，当炉内压强低于5Pa时关闭真空泵，向炉内充惰性气体至10000Pa。

C、起动中频电源5、5’、5”加热，按事先设定的温度，控制各区段的温度。

D、打开加料系统3中的加料仓，向加料仓加料，装料完成后关闭加料仓盖，抽真空，通入氩气至10000Pa。打开加料仓与储料仓之间的阀门，将加料仓的料导入储料仓内，完成后关闭两仓之间的阀门，加料仓可继续进行前面的装料工作。

E、起动螺旋推进装置3，储料仓内的炉料将不间断地被推进炉内石墨管中，并先后通过中低温加热区4、高温加热区6、超高温加热区7、自然冷却区8、强风冷区9、强制水冷区11，最后到达出料区装罐。

F、炉料通过加热区时，不同的物质将在不同的温区内挥发，如在800℃前水份全部挥发掉，1500～2200℃时，大量的SiO₂、Al₂O₃排出，2200～3050℃单质的Si、Fe、Al等排出。

在不同的温度区段都有固定的烟道与过滤器相连，收集挥发出的物质。

Claims

1、真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备，其特征是加料系统(3)与螺旋推进装置(1)的一端相接，螺旋推进装置(1)的另一端接在炉体的一端，在炉体内依次设低中温加热区(4)、高温加热区(6)、超高温加热区(7)、自然冷却区(8)、强制风冷区(9)、强制水冷区(11)，在低中温加热区(4)、高温加热区(6)、超高温加热区(7)的出口处和入口处分别对应设有过滤系统(14)、过滤系统(14’)、过滤系统(14”)和低中温加热中频电源(5)、高温加热中频电源(5’)、超高温加热中频电源(5”)，在自然冷却区(8)设真空系统(2)，强制风冷区(9)的进气口接保护气体供应站(15)，强制风冷区(9)的另一个进/出口与高温风机及热交换器(10)的出/进口相接，强制水冷区(11)出口端接出料系统(13)的进口端，出料装置(13)设辅助真空系统(16)，强制水冷区(11)的另一进/出口接冷却水循环装置(12)的出/进口相接。

2、根据权利要求1所述的真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备，其特征是低中温加热中频电源(5)是加热自常温至1500℃，高温加热中频电源(5’)是加热自1500℃至2200℃，超高温加热中频电源(5”)是加热自2200℃至3050℃。

3、根据权利要求1所述的真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备，其特征是加料系统(3)分加料仓和储料仓，并且各设有阀门。

4、根据权利要求1所述的真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备，其特征是低中温加热区(4)、高温加热区(6)、超高温加热区(7)分别设石墨管保温层和感应加热线圈，并在每个石墨管上部都有若干个排气孔。

5、根据权利要求1所述的真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备，其特征是中频电源的整套设备有捌套中频电源，每套中频电源与相应的测温装置和感应线圈组成闭路控制系统。

6、根据权利要求1所述的真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备，其特征是自然冷却区(8)中设石墨管和两个水冷隔板。

7、根据权利要求1所述的真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备，其特征是强制风冷区(9)有由六个风冷筒和石墨筒。

8、根据权利要求1所述的真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备，其特征是风强制水冷区(11)是三段不锈钢双层水冷套。

9、根据权利要求1所述的真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备，其特征是出料系统(13)设全封闭出料仓、成品料罐和若干阀门。

10、根据权利要求1所述的真空高温连续式微晶石墨提纯生产设备，其特征是过滤系统(14)、(14’)、(14”)各二组，共六组，每组设过滤罐.阀门、水泵和水环真空泵。