一种基于有机朗肯循环的石墨化系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于有机朗肯循环的石墨化系统及方法，系统包括加热炉、发电装置和冷却装置，冷却装置包括蓄氩罐和冷凝器；冷凝器包括冷凝通道和供氩通道，冷凝通道和供氩通道之间能够进行热交换；冷凝通道的入口连接发电装置的出口，冷凝通道的出口连接发电装置的入口，蒸汽有机工质膨胀做功后的乏汽经过冷凝通道后，形成液态有机工质通入发电装置；供氩通道的入口和出口分别连接蓄氩罐和加热炉，液氩在供氩通道内汽化形成氩气后通入加热炉中，形成保护气体。本发明专利技术利用供入石墨化系统的液氩以将乏汽冷却为液态有机工质，使得工质得以循环利用，有效地利用石墨生产过程中产生的余热余冷，从而进一步实现了降本增效，实现了节能减排的目的。能减排的目的。能减排的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于有机朗肯循环的石墨化系统及方法


[0001]本专利技术涉及石墨化
，尤其涉及一种基于有机朗肯循环的石墨化系统及方法。

技术介绍

[0002]石墨散热膜材料具有体积薄、韧性好、导热率高、导电性强等优点，广泛应用于电子元器件散热中。请参考图1，目前，制备高导热石墨薄膜的工艺为：将聚酰亚胺薄膜(PI膜)在高温碳化后石墨化，随后经过压延等一系列过程，得到高导热石墨薄膜。
[0003]石墨薄膜工艺通常在上千摄氏度的高温环境下进行，由于石墨生产过程的低温余热品位低，故而在目前的生产线上，通常将余热余冷排放到环境空气中，这种简单粗暴的做法与节能减排社会不符。因此，如何有效利用石墨生产过程中产生的余热余冷以进一步实现降本增效，成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种基于有机朗肯循环的石墨化系统及方法，解决现有技术中，由于石墨生产过程的低温余热品位低，故而在目前的生产线上，通常将余热余冷排放到环境空气中，这种简单粗暴的做法与节能减排社会不符的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供以下的技术方案：
[0006]一种基于有机朗肯循环的石墨化系统，包括加热炉和发电装置，所述加热炉用于在保护气体的氛围下进行物料的加热石墨化，所述发电装置通过将液态有机工质转换形成蒸汽有机工质，使蒸汽有机工质膨胀做功，乏汽从所述发电装置的出口输出；
[0007]所述石墨化系统还包括：
[0008]冷却装置，包括蓄氩罐和冷凝器；所述冷凝器包括冷凝通道和供氩通道，所述冷凝通道和供氩通道互不连通，且所述冷凝通道和供氩通道之间能够进行热交换；
[0009]所述冷凝通道的入口连接所述发电装置的出口，所述冷凝通道的出口连接所述发电装置的入口，所述乏汽经过所述冷凝通道冷凝形成液态有机工质后，重新通入所述发电装置；
[0010]所述供氩通道的入口连接所述蓄氩罐，所述供氩通道的出口连接所述加热炉，所述液氩在所述供氩通道内吸热汽化形成氩气后，通入所述加热炉中，形成所述保护气体。
[0011]可选地，所述发电装置包括头尾相接的工质泵、蒸发器和膨胀机，所述膨胀机连接有发电机；
[0012]发电机连接所述工质泵，用于为所述工质泵供电；
[0013]所述发电机还连接有逆变整流器、电网和蓄电池，逆变整流器用于将发电机多余的交流电整流成直流电储存，或者将蓄电池的直流电电逆变成交流电供用电器或电网使用；蓄电池用于储能。
[0014]可选地，所述石墨化系统还包括冷却塔和水泵，所述发电机连接所述水泵，用于为
所述水泵供电；
[0015]所述水泵的入口连接于所述冷却塔的出口，所述加热炉内设有第一加热通道，所述水泵的出口经由所述第一加热通道连接所述蒸发器。
[0016]可选地，所述蒸发器内设有第二加热通道，所述第二加热通道的入口连接所述水泵的出口，所述第二加热通道的出口连接所述冷却塔的入口。
[0017]可选地，还包括换热器，所述换热器设于所述冷凝器和所述加热炉之间。
[0018]可选地，所述换热器为翅片管换热器。
[0019]可选地，还包括回热器，所述回热器包括第一回热通道；
[0020]所述第一回热通道的入口连接所述膨胀机的出口，所述第一回热通道的出口连接所述冷凝器的入口。
[0021]可选地，所述回热器还包括第二回热通道，所述第二回热通道的入口连接所述工质泵的出口，所述第二回热通道的出口连接所述蒸发器的入口。
[0022]本专利技术还提供了一种基于有机朗肯循环的石墨化方法，基于有机朗肯循环的石墨化系统实现，所述石墨化系统包括加热炉、发电装置和冷却装置；
[0023]所述加热炉用于在保护气体的氛围下进行物料的加热石墨化，所述发电装置通过将液态有机工质转换形成蒸汽有机工质，使蒸汽有机工质膨胀做功，乏汽从所述发电装置的出口输出；
[0024]所述冷却装置包括蓄氩罐和冷凝器，所述冷凝器包括冷凝通道和供氩通道；
[0025]所述石墨化方法包括：
[0026]使液态有机工质在所述发电装置内蒸发形成蒸汽有机工质，对所述蒸汽有机工质进行膨胀做功发电；
[0027]将乏汽从所述发电装置的出口输出至冷凝通道中，将蓄氩罐中的液氩通入向供氩通道中，使蒸汽有机工质冷凝形成液态有机工质，同时液氩汽化形成氩气；
[0028]将所述液态有机工质重新通入所述发电装置；将所述氩气通入所述加热炉中，形成所述保护气体。
[0029]可选的，所述石墨化系统还包括冷却塔、水泵，以及设于所述发电装置内的蒸发器；
[0030]所述蒸发器内设有第二加热通道，所述第二加热通道的入口连接所述水泵的出口，所述第二加热通道的出口连接所述冷却塔的入口；
[0031]所述石墨化方法包括：
[0032]将所述冷却塔中的冷却水通入所述加热炉中，形成第一温度热水；
[0033]将所述第一温度热水通入所述蒸发器中放热，形成第二温度热水，同时所述液态有机工质吸热蒸发，形成蒸汽有机工质；
[0034]将所述第二温度热水重新通入所述冷却塔中。
[0035]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0036]本专利技术提供了一种基于有机朗肯循环的石墨化系统及方法，利用供入石墨化系统的液氩以将乏汽冷却为液态有机工质，使得工质得以循环利用，有效地利用石墨生产过程中产生的余热余冷，从而进一步实现了降本增效，实现了节能减排的目的。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0038]图1为石墨化工艺的原理图；
[0039]图2为本专利技术提供的一种基于有机朗肯循环的石墨化系统的结构示意图；
[0040]图3为本专利技术提供的一种基于有机朗肯循环的石墨化方法的流程示意图；
[0041]图4为本专利技术提供的一种基于有机朗肯循环的石墨化方法的又一流程示意图。
[0042]上述图中：10、工质泵；11、回热器；12、蒸发器；13、膨胀机；21、蓄氩罐；22、冷凝器；23、换热器；24、加热炉；30、冷却塔；31、水泵；41、发电机；42、用电器；43、逆变整流器；44、蓄电池；45、电网；51、液氩；52、氩气；53、液态有机工质；54、蒸汽有机工质；55、乏汽。
具体实施方式
[0043]为使得本专利技术的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于有机朗肯循环的石墨化系统，其特征在于，包括：加热炉，用于在保护气体的氛围下进行物料的加热石墨化；发电装置，用于将液态有机工质转换形成蒸汽有机工质，使蒸汽有机工质膨胀做功，乏汽从所述发电装置的出口输出；还包括：冷却装置，包括蓄氩罐和冷凝器；所述冷凝器包括冷凝通道和供氩通道，所述冷凝通道和供氩通道互不连通，且所述冷凝通道和供氩通道之间能够进行热交换；所述冷凝通道的入口连接所述发电装置的出口，所述冷凝通道的出口连接所述发电装置的入口，所述乏汽经过所述冷凝通道冷凝形成液态有机工质后，重新通入所述发电装置；所述供氩通道的入口连接所述蓄氩罐，所述供氩通道的出口连接所述加热炉，所述液氩在所述供氩通道内吸热汽化形成氩气后，通入所述加热炉中，形成所述保护气体。2.根据权利要求1所述的基于有机朗肯循环的石墨化系统，其特征在于，所述发电装置包括头尾相接的工质泵、蒸发器和膨胀机，所述膨胀机连接有发电机；所述发电机连接所述工质泵，用于为所述工质泵供电；所述发电机还连接有逆变整流器、电网和蓄电池，逆变整流器用于将发电机多余的交流电整流成直流电储存，或者将蓄电池的直流电电逆变成交流电供用电器或电网使用；蓄电池用于储能。3.根据权利要求2所述的基于有机朗肯循环的石墨化系统，其特征在于，所述石墨化系统还包括冷却塔和水泵；所述发电机连接所述水泵，用于为所述水泵供电；所述水泵的入口连接于所述冷却塔的出口，所述加热炉内设有第一加热通道，所述水泵的出口经由所述第一加热通道连接所述蒸发器。4.根据权利要求3所述的基于有机朗肯循环的石墨化系统，其特征在于，所述蒸发器内设有第二加热通道，所述第二加热通道的入口连接所述水泵的出口，所述第二加热通道的出口连接所述冷却塔的入口。5.根据权利要求2至4任一项所述的基于有机朗肯循环的石墨化系统，其特征在于，还包括换热器，所述换热器设于所述冷凝器和所述加热炉之间。6.根据权利要求5所述的基于有机朗肯循...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊焰，冯程，邓家炜，吴锡森，姚志伟，
申请(专利权)人：易事特集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：