【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳纤维碳化预氧化，具体为一种基于余热收回的碳化预氧化炉及的预氧化方法。
技术介绍
1、碳化预氧化炉是生产碳纤维的专用设备，碳化预氧化炉在碳纤维生产中扮演着至关重要的角色，它的主要作用是对有机纤维（如聚丙烯腈纤维等）进行预氧化和碳化处理；其中，在碳纤维生产过程中，预氧化是一个关键步骤，涉及分子链的环化、交联、脱氢和氧化等一系列复杂反应。这些反应的目的是使纤维转化成热稳定并具有半导体电阻值的吡啶环梯形结构，从而显著提高纤维的耐热性、抗燃性和导电性。
2、预氧化过程不仅是碳纤维生产中的一个关键步骤，它还是连接原丝转化为最终碳纤维的桥梁。在惰性气体保护下的高温碳化环境中，预氧化后的纤维能够保持其纤维形态，进一步碳化形成具有乱层石墨结构的碳纤维。如果跳过预氧化步骤，原丝的线型分子链在高温热解过程中断链，无法形成具有足够强度的碳纤维，导致碳化率极低。
3、多层纳米纤维（nfs）的预氧化是制备过程中的关键步骤，通过将纳米纤维在高温下进行热处理，以改善其结构和性能。在多层纳米纤维的预氧化过程中，主要发生的化学反应包括：脱氢反应：预氧化过程中，纤维中的氢原子会被移除，这有助于提高纤维的热稳定性和机械性能；环化反应：纤维中的线性分子结构会转变为环状结构，这个过程通常伴随着分子链的重排和交联；氧化反应：纤维在高温下与氧气发生反应，形成氧化物，这有助于进一步提高纤维的热稳定性和耐腐蚀性；聚合反应：在某些情况下，纤维中的小分子可能会通过聚合反应形成更大的分子链，增加纤维的分子量和机械强度。这些化学反应共同作用，导致纤
4、目前的碳化预氧化炉趋向于连续化设计，以提高生产效率和产品质量。目前由于环保的需求，在碳化预氧化的过程中，会产生含有多种有害成分的尾气，如一氧化碳、硫化物、氮氧化物、挥发性有机化合物（vocs）等，这些尾气的排放如果未经妥善处理，将对环境造成严重污染，并对操作人员的健康构成威胁；因此，尾气处理是碳化预氧化炉运行中非常重要的环节。
5、而目前的连续化设计，导致需要连续对纳米纤维束进行预氧化或碳化过程，而连续进行势必会伴随着碳化预氧化炉的炉口的开放，进而会使得碳化预氧化炉高温产生的尾气排出，容易造成严重的污染。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于余热收回的碳化预氧化炉及nfs成型的预氧化方法。
2、为解决上述的技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种基于余热收回的碳化预氧化炉，包括碳化预氧化炉体、气体供给系统和尾气回收系统，所述碳化预氧化炉体内部设置有供热室，所述供热室上下两侧分别设置有处理室；所述处理室内部均设置有丝线输送机构，所述丝线输送机构的两端能够分别贯穿出所述碳化预氧化炉体，各个所述丝线输送机构两端均分别设置有气压平衡机构，所述尾气回收系统位于各个所述丝线输送机构两端分别设置有尾气回收口；所述气体供给系统能够向所述处理室内部供给保护气，保护气经过处理室后从各个所述尾气回收口输入至余热收回罐，保护气在所述余热收回罐进行余热收回后，进行处理和检测后排放；所述供热室能够分别对上下两侧的两个所述处理室供给热量，所述丝线输送机构能够在对应的所述处理室内部输送纳米纤维束，在各个所述丝线输送机构的输送下，各股纳米纤维束与所述供热室的顶端面之间的垂直距离均相同，并且各股纳米纤维束在对应的所述处理室内部输送的线速度均相同，各股纳米纤维束在所述碳化预氧化炉体内部能够被处理完成。
4、优选地，所述供热室内部设置有陶瓷加热器，所述陶瓷加热器能够同时向两个所述处理室提供热量；所述处理室靠近所述供热室的一侧设置有均热板，所述均热板能够将所述供热室的热量均匀地向所述处理室一侧面传导；在所述处理室内部，与所述均热板上表面垂直距离相等的各个位置的温度保持一致。
5、优选地，所述气体供给系统包括保护气储罐和气体供给单元，所述保护气储罐能够分别通过所述气体供给单元向两个所述处理室内部供给保护气；所述气体供给单元包括安装框架和两个储气箱，所述安装框架设置在所述碳化预氧化炉体顶端，两个所述储气箱分别安装在所述安装框架内部；每个所述储气箱分别与所述保护气储罐之间连通，每个所述储气箱两侧均设置有供气风机，所述供气风机能够通过供气管向所述处理室内部供给保护气。
6、优选地，所述丝线输送机构包括若干个输送滚轮，每个所述输送滚轮外侧均套设有橡胶输送环，沿所述丝线输送机构的输送方向，纳米纤维束依次经过各个所述输送滚轮的处于同一直线上的各个所述橡胶输送环；在各个所述输送滚轮同步转动时，各个所述橡胶输送环能够通过摩擦提供纳米纤维束沿所述丝线输送机构的输送方向前进的动力。
7、优选地，所述输送滚轮的一侧设置有输送带轮，所述丝线输送机构还包括驱动带轮和驱动电机，各个所述输送带轮和所述驱动带轮外侧均张紧有驱动齿带，所述驱动电机能够通过驱动所述驱动齿带转动，同步驱动各个所述输送带轮同步转动。
8、优选地，各个所述尾气回收口均通过尾气回收管道与换热管道之间连通，所述换热管道能够穿过所述余热收回罐，所述换热管道内部收集的尾气能够与所述余热收回罐内部的换热剂进行换热，将从所述处理室排出的尾气中的余热收回。
9、优选地，所述气压平衡机构包括平衡外罩，各个所述平衡外罩分别套设在各个所述丝线输送机构两端，各股纳米纤维束能够首先穿过所述平衡外罩再进出所述处理室。
10、优选地，所述平衡外罩内部设置有负压风机，各个所述平衡外罩和各个所述尾气回收口内部均设置有气压计，所述负压风机的功率能够根据对应的所述平衡外罩和对应的所述尾气回收口内部的气压差进行调整。
11、优选地，所述换热管道穿过所述余热收回罐后，所述换热管道内部的尾气能够通入尾气检测机构，所述尾气检测机构能够检测所述换热管道排出的尾气的污染物含量；所述尾气检测机构能够根据所述换热管道排出的尾气的污染物含量，选择性地将尾气输送给尾气净化系统和所述气体供给系统。
12、一种nfs成型的预氧化方法，使用了上述的一种基于余热收回的碳化预氧化炉，包括如下步骤：
13、采用静电纺丝技术制备纳米纤维束；通过气体供给系统向处理室内部供给保护气，并通过供热室分别对上下两侧的两个处理室供给热量，将两个处理室内部加热至预氧化温度；各股纳米纤维束在各个丝线输送机构的输送下，在碳化预氧化炉体内部穿过对应的处理室内部的过程中，被预氧化完成。
14、与现有技术相比，本专利技术提供了一种基于余热收回的碳化预氧化炉及nfs成型的预氧化方法，具备以下有益效果：
15、1、该种基于余热收回的碳化预氧化炉，在各个丝线输送机构的输送下，各股纳米纤维束供热室的外壁的垂直距离均相同，并且各股纳米纤维束在对应的处理室内部输送的线速度均相同，各股纳米纤维束在碳化预氧化炉体内部能够被处理完成；并在持续的纳米纤维束碳化或预氧化过程本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于余热收回的碳化预氧化炉，包括碳化预氧化炉体、气体供给系统和尾气回收系统，其特征在于：所述碳化预氧化炉体内部设置有供热室，所述供热室上下两侧分别设置有处理室；
2.根据权利要求1所述的一种基于余热收回的碳化预氧化炉，其特征在于：所述供热室内部设置有陶瓷加热器，所述陶瓷加热器能够同时向两个所述处理室提供热量；
3.根据权利要求2所述的一种基于余热收回的碳化预氧化炉，其特征在于：所述气体供给系统包括保护气储罐和气体供给单元，所述保护气储罐能够分别通过所述气体供给单元向两个所述处理室内部供给保护气；
4.根据权利要求1所述的一种基于余热收回的碳化预氧化炉，其特征在于：所述丝线输送机构包括若干个输送滚轮，每个所述输送滚轮外侧均套设有橡胶输送环，沿所述丝线输送机构的输送方向，纳米纤维束依次经过各个所述输送滚轮的处于同一直线上的各个所述橡胶输送环；
5.根据权利要求4所述的一种基于余热收回的碳化预氧化炉，其特征在于：所述输送滚轮的一侧设置有输送带轮，所述丝线输送机构还包括驱动带轮和驱动电机，各个所述输送带轮和所述驱动带轮外侧均张紧有驱
6.根据权利要求1所述的一种基于余热收回的碳化预氧化炉，其特征在于：各个所述尾气回收口均通过尾气回收管道与换热管道之间连通，所述换热管道能够穿过所述余热收回罐，所述换热管道内部收集的尾气能够与所述余热收回罐内部的换热剂进行换热，将从所述处理室排出的尾气中的余热收回。
7.根据权利要求6所述的一种基于余热收回的碳化预氧化炉，其特征在于：所述换热管道穿过所述余热收回罐后，所述换热管道内部的尾气能够通入尾气检测机构，所述尾气检测机构能够检测所述换热管道排出的尾气的污染物含量；
8.一种NFs成型的预氧化方法，使用了权利要求1-7中任意一项所述的一种基于余热收回的碳化预氧化炉，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于余热收回的碳化预氧化炉，包括碳化预氧化炉体、气体供给系统和尾气回收系统，其特征在于：所述碳化预氧化炉体内部设置有供热室，所述供热室上下两侧分别设置有处理室；
2.根据权利要求1所述的一种基于余热收回的碳化预氧化炉，其特征在于：所述供热室内部设置有陶瓷加热器，所述陶瓷加热器能够同时向两个所述处理室提供热量；
3.根据权利要求2所述的一种基于余热收回的碳化预氧化炉，其特征在于：所述气体供给系统包括保护气储罐和气体供给单元，所述保护气储罐能够分别通过所述气体供给单元向两个所述处理室内部供给保护气；
4.根据权利要求1所述的一种基于余热收回的碳化预氧化炉，其特征在于：所述丝线输送机构包括若干个输送滚轮，每个所述输送滚轮外侧均套设有橡胶输送环，沿所述丝线输送机构的输送方向，纳米纤维束依次经过各个所述输送滚轮的处于同一直线上的各个所述橡胶输送环；
5.根据权利要求4所述的一种基于余热收回的碳化预氧化炉...
【专利技术属性】
技术研发人员：李洁，李瑞涛，许桢英，王匀，梁红玉，孟溢，林玲，詹岑，潘帅兴，杨楷文，
申请(专利权)人：江苏清溢环保设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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