RU2648316C2 - Печь окисления полиакрилонитрильных волокон для изготовления углеродных волокон - Google Patents

Печь окисления полиакрилонитрильных волокон для изготовления углеродных волокон Download PDF

Info

Publication number
RU2648316C2
RU2648316C2 RU2016130955A RU2016130955A RU2648316C2 RU 2648316 C2 RU2648316 C2 RU 2648316C2 RU 2016130955 A RU2016130955 A RU 2016130955A RU 2016130955 A RU2016130955 A RU 2016130955A RU 2648316 C2 RU2648316 C2 RU 2648316C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fibers
channel
gas
fan
passage
Prior art date
Application number
RU2016130955A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016130955A (ru
Inventor
Марк Евгеньевич Казаков
Владислав Маркович Керничанский
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "УВИКОМ" (ООО НПЦ "УВИКОМ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "УВИКОМ" (ООО НПЦ "УВИКОМ") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "УВИКОМ" (ООО НПЦ "УВИКОМ")
Priority to RU2016130955A priority Critical patent/RU2648316C2/ru
Publication of RU2016130955A publication Critical patent/RU2016130955A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2648316C2 publication Critical patent/RU2648316C2/ru

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • D01F9/08Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
    • D01F9/12Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • D01F9/08Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
    • D01F9/12Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
    • D01F9/14Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • D01F9/08Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
    • D01F9/12Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
    • D01F9/14Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments
    • D01F9/20Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments from polyaddition, polycondensation or polymerisation products
    • D01F9/21Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments from polyaddition, polycondensation or polymerisation products from macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F9/22Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments from polyaddition, polycondensation or polymerisation products from macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polyacrylonitriles
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • D01F9/08Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
    • D01F9/12Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
    • D01F9/14Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments
    • D01F9/32Apparatus therefor
    • D01F9/328Apparatus therefor for manufacturing filaments from polyaddition, polycondensation, or polymerisation products

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к оборудованию для производства химических волокон. Печь окисления полиакрилонитрильных волокон содержит корпус 1 с теплоизолированной термокамерой 2 с температурными зонами 3, включающими каналы 4 для прохождения волокон 7. Корпус 1 имеет торцевые съемные стенки 5 со щелевидными окнами 6 для прохождения обрабатываемых волокон 7. Щелевидные окна 6 оснащены затворами 8. Печь содержит систему воздуховодов с вентиляторами 9 и калориферами 10. Для направления обрабатываемых волокон 7 через термокамеру 2 служат обводные ролики 11. На корпусе 1 печи установлены два вертикальных ряда нагнетающих газонаправителей 12 и вытяжных газонаправителей 13, расположенных в чередующемся порядке и с возможностью создания встречных потоков воздуха по отношению к направлению движения волокон. Нагнетающие 12 и вытяжные 13 газонаправители соединены с каналами 4 посредством сопловых устройств 14, сопряженных с концами каждого канала 4. Каждое сопловое устройство 14 содержит два сопла 15, размещенных симметрично относительно канала 4 и направленных внутрь последнего. Нагнетающий канал вентилятора 9 соединен с газоотводным патрубком 17, оснащенным дросселем концентрации газов 18. Всасывающий канал вентилятора 9 соединен с приточным патрубком разрежения 19, оснащенным вакуумирующим дросселем 20. Обеспечивается повышение эффективности обработки ПАН путем создания встречных потоков воздуха по отношению к направлению движения волокон. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к оборудованию для производства химических волокон, в частности к печи для непрерывной низкотемпературной обработки полиакрилонитрильных (ПАН) волокон при получении углеродных волокон.
Из уровня техники известна камера для непрерывной температурной обработки длинномерного материала, включающая корпус проходного типа с отверстиями на торцах для входа и выхода материала, направляющие валы, расположенные за пределами корпуса, перфорированные средства подачи обрабатывающей среды, размещенные в корпусе между осями отверстий для подачи материала, в которой средства подачи обрабатывающей среды выполнены в виде конусообразных коробов, установленных навстречу друг другу в направлении уменьшения сечения, а оси отверстий для подачи материала, между которыми размещен патрубок, за пределами корпуса выполнены пересекающимися. Камера снабжена герметизирующими перегородками, размещенными в корпусе между отверстиями для подачи материала (патент RU 2017867, МПК D01F 9/12, В29В 13/02, 15.08.1994).
Наличие герметизирующих перегородок в конструкции камеры позволяет, как заявлено в данном патенте, на разных участках камеры использовать различную обрабатывающую среду, которая повышает качество выходного материала. Однако в системе отсоса различные среды будут смешиваться, поскольку конусообразный короб отсоса забирает газ с двух сторон перегородки, при этом вторичное применение этих сред исключается. Следовательно, исключается возможность применения энергоэкономичной системы рециркуляции газов
Известна печь окисления для окислительной обработки волокон, прежде всего для изготовления углеродных волокон, содержащая газонепроницаемый корпус с находящейся в нем технологической камерой, с, по меньшей мере, одним дутьевым устройством для подачи горячего воздуха в технологическую камеру, с, по меньшей мере, одним вытяжным устройством для отсоса горячего воздуха из технологической камеры, с, по меньшей мере, одним вентилятором для перекачивания горячего воздуха через дутьевое устройство, технологическую камеру и вытяжное устройство, с, по меньшей мере, одним нагревательным устройством, а также обводные ролики для направления волокна через технологическую камеру, воздухонаправляющие средства, которые обеспечивают пересечение воздухом плоскости волоконного ковра под углом отличным от 0° и от 90° (заявка RU 2013109001, МПК D01F 9/32, 10.09.2014).
Однако при окислении ПАН волокон ~50% массы от исходного волокна выделяется в виде газов, которые смешиваются с подаваемым в технологическую камеру горячим воздухом. Применение горячего воздуха, загрязненного продуктами окисления, для сквозной продувки волоконного ковра недопустимо, так как это приведет к ухудшению качества готовой продукции. Продукты окисления будут оседать на волокнах, как на фильтре. Следовательно, продувку волоконного ковра необходимо производить только чистым воздухом. При этом в систему циркуляции воздуха будет поступать газ со стандартной температурой +20°С, а затем нагреваться до температуры окисления материала ~300°С и подаваться в технологическую камеру. Применение энергоэкономичной системы рециркуляции газов в этом случае невозможно, что приведет к удорожанию готового материала.
Техническим результатом при использовании заявленного изобретения является повышение эффективности окислительной обработки ПАН волокон за счет активизации удаления продуктов окисления путем создания встречных потоков воздуха к движению обрабатываемых волокон.
Указанный технический результат достигается тем, что в печи окисления полиакрилонитрильных волокон для изготовления углеродных волокон, содержащей газонепроницаемый корпус, внутри которого расположена термокамера с изолированными друг от друга каналами для прохождения волокон, обводные ролики для направления волокон через термокамеру, систему воздуховодов с, по меньшей мере, одним вентилятором и одним калорифером и соединенными с ними средствами для удаления отработанных газов и обогащения окисляющей среды, согласно изобретению система воздуховодов дополнительно содержит, по меньшей мере, два ряда установленных вертикально на корпусе в чередующемся порядке нагнетающих и вытяжных газонаправителей с возможностью создания встречных потоков воздуха относительно направления движения волокон и соединенных с каналами для прохождения волокон посредством сопловых устройств, сопряженных с концами каждого канала, при этом каждое сопловое устройство содержит два сопла, симметрично расположенных относительно канала для прохождения волокон и направленных внутрь последнего, причем нагнетающие газонаправители также соединены с нагнетающим каналом вентилятора, а вытяжные газонаправители соединены со всасывающим каналом вентилятора через калорифер.
Кроме того, средства для удаления отработанных газов и обогащения окисляющей среды выполнены в виде патрубков с дросселями.
Заявленное изобретение иллюстрируется чертежами.
На фиг. 1 изображена печь окисления, продольный разрез, общий вид.
На фиг. 2 - то же, вид А на фиг. 1.
На фиг. 3 - то же, разрез Б-Б на фиг. 2 с односторонним нагнетанием и удалением воздуха из температурных зон.
На фиг. 4 - то же, с двухсторонним нагнетанием и удалением воздуха из температурных зон.
Печь окисления (фиг. 1) полиакрилонитрильных волокон содержит корпус 1. Внутри корпуса 1 размещена теплоизолированная термокамера 2 с температурными зонами 3, включающими в свою очередь каналы 4 для прохождения волокон. Корпус 1 имеет торцевые съемные стенки 5 со щелевидными окнами 6 для прохождения обрабатываемых волокон 7. Щелевидные окна 6 оснащены затворами 8, препятствующими проходу отработанных газов в пространство цеха, и наоборот, цеховой атмосферы в термокамеру 2. Печь содержит систему воздуховодов с вентиляторами 9 и калориферами 10. Для направления обрабатываемых волокон 7 через термокамеру 2 служат обводные ролики 11, установленные снаружи корпуса 1.
На корпусе 1 печи окисления установлены, по меньшей мере, два вертикальных ряда нагнетающих газонаправителей 12 и вытяжных газонаправителей 13, расположенных в чередующемся порядке и с возможностью создания встречных потоков воздуха по отношению к направлению движения волокон. Нагнетающие газонаправители 12 и вытяжные газонаправители 13 соединены с каналами 4 для прохождения волокон (фиг. 2) посредством сопловых устройств 14, сопряженных с концами каждого канала 4 для прохождения волокон 7.
Каждое сопловое устройство 14 содержит два сопла 15, между которыми выполнен проход 16, поперечное сечение которого равно сечению канала 4 для прохождения волокон. Сопла 15 размещены симметрично относительно канала 4 и направлены внутрь последнего.
Нагнетающие газонаправители 12 соединены также с нагнетающим каналом вентилятора 9, а вытяжные газонаправители 13 соединены с всасывающим каналом вентилятора 9 через калорифер 10 (фиг. 1).
Каналы 4 для прохождения волокон, сопловые устройства 14, газонаправители 12 и 13, нагнетающий и всасывающий каналы вентилятора 9 и калорифер 10 образуют систему рециркуляции воздуха, которая обеспечивает эффективную обработку волокон 7 путем активного удаления продуктов окисления встречными потоками воздуха относительно направления движения обрабатываемых волокон 7. Нагнетающий канал вентилятора 9 соединен с газоотводным патрубком 17, оснащенным дросселем концентрации газов 18. Всасывающий канал вентилятора 9 соединен с приточным патрубком разрежения 19, оснащенным вакуумирующим дросселем 20.
Печь окисления работает следующим образом.
Волокна 7 протягивают по каналам 4 термокамеры 2, входя и выходя из корпуса 1 через щелевидные окна 6. В каналы 4 волокна 7 проводят через проход 16 соплового устройства 14, который соединен с вытяжным газонаправителем 13. Затем волокна 7 перемещают по каналу 4 ко второму сопловому устройству 14, соединенному с нагнетающим газонаправителем 12, и далее через щелевидные окна 6 выводят из корпуса 1. За пределами корпуса 1 волокна 7 меняют свое направление движения, огибая обводные ролики 11.
При движении через каналы 4 волокна 7 обдуваются с двух сторон потоком воздуха в направлении, встречном направлению движения обрабатываемых волокон 7. Такое дутье осуществляется от нагнетающего канала вентилятора 9 через газонаправитель 12 и далее через сопловое устройство 14. Вытяжка воздуха из канала 4 осуществляется тем же вентилятором 9 через такое же сопловое устройство 14, газонаправитель 13 и калорифер 10. Удаление отработанных газов из термокамеры 2 осуществляет газоотводный патрубок 17 с дросселем концентрации газов 18. Обогащение окисляющей среды кислородом выполняет приточный патрубок разрежения 19, оснащенный вакуумирующим дросселем 20. Уменьшение подачи свежего воздуха приводит к уменьшению давления в системе газоснабжения термокамеры 2. При этом возрастает эффективность работы затворов 8.
Печь окисления может иметь два конструктивных исполнения (фиг. 3, 4) в зависимости от требуемой производительности. Одно исполнение выполнено с односторонним нагнетанием и удалением воздуха из температурных зон 3 и второе - с двухсторонним нагнетанием и удалением воздуха из температурных зон 3.
Предложенная конструкция печи окисления обеспечивает эффективный процесс обработки полиакрилонитрильных волокон. Это достигается посредством активного удаления газообразных продуктов окисления противонаправленными потоками воздуха относительно движения обрабатываемых волокон.

Claims (2)

1. Печь окисления полиакрилонитрильных волокон для изготовления углеродных волокон, содержащая газонепроницаемый корпус, внутри которого расположена термокамера с изолированными друг от друга каналами для прохождения волокон, обводные ролики для направления волокон через термокамеру, систему воздуховодов с по меньшей мере одним вентилятором и одним калорифером и соединенными с ними средствами для удаления отработанных газов и обогащения окисляющей среды, отличающаяся тем, что система воздуховодов дополнительно содержит по меньшей мере два ряда установленных вертикально на корпусе в чередующемся порядке нагнетающих и вытяжных газонаправителей с возможностью создания встречных потоков воздуха относительно направления движения волокон и соединенных с каналами для прохождения волокон посредством сопловых устройств, сопряженных с концами каждого канала, при этом каждое сопловое устройство содержит два сопла, симметрично расположенных относительно канала для прохождения волокна и направленных внутрь последнего, причем нагнетающие газонаправители также соединены с нагнетающим каналом вентилятора, а вытяжные газонаправители соединены со всасывающим каналом вентилятора через калорифер.
2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что средства для удаления отработанных газов и обогащения окисляющей среды выполнены в виде патрубков с дросселями.
RU2016130955A 2016-07-28 2016-07-28 Печь окисления полиакрилонитрильных волокон для изготовления углеродных волокон RU2648316C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016130955A RU2648316C2 (ru) 2016-07-28 2016-07-28 Печь окисления полиакрилонитрильных волокон для изготовления углеродных волокон

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016130955A RU2648316C2 (ru) 2016-07-28 2016-07-28 Печь окисления полиакрилонитрильных волокон для изготовления углеродных волокон

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016130955A RU2016130955A (ru) 2018-02-01
RU2648316C2 true RU2648316C2 (ru) 2018-03-23

Family

ID=61174051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016130955A RU2648316C2 (ru) 2016-07-28 2016-07-28 Печь окисления полиакрилонитрильных волокон для изготовления углеродных волокон

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2648316C2 (ru)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2042753C1 (ru) * 1993-04-07 1995-08-27 Научно-инженерный центр "Углехимволокно" Способ окисления полиакрилонитрильных нитей при производстве углеродных волокон и устройство для его осуществления
US5967770A (en) * 1995-05-16 1999-10-19 Sgl Technik Gmbh Device for continuous thermal treatment of multidimensional sheet structures consisting of fibers made of polyacrylonitrile
RU2167225C1 (ru) * 1999-10-11 2001-05-20 Всероссийский научно-исследовательский институт полимерных волокон с опытным заводом Способ окисления полиакрилонитрильного жгута и устройство для его осуществления
JP2002173833A (ja) * 2000-12-04 2002-06-21 Toho Tenax Co Ltd 耐炎化繊維の製造方法、及びその装置
US20140026437A1 (en) * 2011-02-03 2014-01-30 Eisenmann Ag Oxidation furnace
RU2013109001A (ru) * 2010-09-03 2014-09-10 Айзенманн Аг Окислительная печь
CN105506786A (zh) * 2014-10-14 2016-04-20 中国石油化工股份有限公司 碳纤维预氧化设备

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2042753C1 (ru) * 1993-04-07 1995-08-27 Научно-инженерный центр "Углехимволокно" Способ окисления полиакрилонитрильных нитей при производстве углеродных волокон и устройство для его осуществления
US5967770A (en) * 1995-05-16 1999-10-19 Sgl Technik Gmbh Device for continuous thermal treatment of multidimensional sheet structures consisting of fibers made of polyacrylonitrile
RU2167225C1 (ru) * 1999-10-11 2001-05-20 Всероссийский научно-исследовательский институт полимерных волокон с опытным заводом Способ окисления полиакрилонитрильного жгута и устройство для его осуществления
JP2002173833A (ja) * 2000-12-04 2002-06-21 Toho Tenax Co Ltd 耐炎化繊維の製造方法、及びその装置
RU2013109001A (ru) * 2010-09-03 2014-09-10 Айзенманн Аг Окислительная печь
US20140026437A1 (en) * 2011-02-03 2014-01-30 Eisenmann Ag Oxidation furnace
CN105506786A (zh) * 2014-10-14 2016-04-20 中国石油化工股份有限公司 碳纤维预氧化设备

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016130955A (ru) 2018-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI516459B (zh) 用於熱處理玻璃片之設備與方法
TWI524044B (zh) 用於纖維熱處理之烤爐
US9441881B2 (en) Oxidation furnace
US9464844B2 (en) End seal for oxidation oven
EP1879978B1 (en) Method and installation for pyrolisis of tires
CZ294960B6 (cs) Zařízení a způsob pro bezdotykové sušení pohybujícího se pásu materiálu s povlakem, obsahujícím těkavé látky
JP2019532191A (ja) 酸化炉
CN108048959B (zh) 具有多个独立可控加热系统的纤维氧化炉
JP2021092382A (ja) 酸化炉
KR101630567B1 (ko) 탄소 섬유속의 제조 방법 및 탄소 섬유 전구체 섬유속의 가열로
DK160445B (da) Apparatur til toerring af et baneformet materiale
RU2648316C2 (ru) Печь окисления полиакрилонитрильных волокон для изготовления углеродных волокон
EP1528134A3 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Behandlung eines laufenden Fadens mit einem dampfförmigen Behandlungsmedium
KR101492912B1 (ko) 직물 웨브의 열처리 장치
KR20190130611A (ko) 건식 냉각과 습식 냉각을 조합한 연속 라인을 냉각시키기 위한 섹션 및 방법
RU2637959C1 (ru) Устройство для окисления полиакрилонитрильных волокон при производстве углеродных волокон
JP2018510974A (ja) 特に炭素繊維原料の酸化安定化のためのモジュール炉
CN205655640U (zh) 一种纺织用烘干箱
JP2020015953A (ja) 連続式雰囲気熱処理炉
US2128697A (en) Drying apparatus
KR100413867B1 (ko) 데워진 가스에 의한 물품의 처리를 위한 방법 및 장치
US1744817A (en) Oven
US2151947A (en) Method for conditioning tobacco
JP2648073B2 (ja) ピッチ系炭素繊維不融化炉の炉内ガス組成の調整法
US3052040A (en) Industrial oven

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190729

TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: CORRECTION TO CHAPTER -MM4A- IN JOURNAL 16-2020