專利名稱：一種pan原絲炭化過程中的廢氣處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種PAN原絲炭化過程中的廢氣處理裝置。
背景技術(shù)：
PAN基碳纖維因其高比強度、高比模量、耐熱、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變等優(yōu)異特性而被作為一種增強材料廣泛應(yīng)用于航空航天、國防建設(shè)等領(lǐng)域，是航空航天、國防建設(shè)必須的戰(zhàn)略物資。但PAN基碳纖維炭化生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的有害廢氣，廢氣中不僅含有纖維毛、焦油、一氧化碳等，還含有劇毒物質(zhì)HCN，其濃度可達到600tog/m3，HCN曾作為一種毒劑在化學(xué)戰(zhàn)中使用，它的毒性是可想而知的。因此，聚丙烯腈炭纖維工藝廢氣如不加以治理， 將嚴重污染環(huán)境并危害生產(chǎn)工人的身體健康。國內(nèi)外對聚丙烯腈炭纖維工藝廢氣一般采用燃燒法，燃燒法又分為直接燃燒法和催化燃燒法，其中直接燃燒法被廣泛采用，即在焚燒爐中將廢氣經(jīng)過900°C高溫燃燒，達到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)后排放至大氣中。目前利用這種方法的設(shè)備大都比較復(fù)雜還需要耗費燃料，運行成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有處理裝置存在的設(shè)備比較復(fù)雜，成本較高的問題，本發(fā)明提出了一種 PAN原絲炭化過程中的廢氣處理裝置。本發(fā)明包括真空泵、吸收瓶、緩沖瓶以及各組件的連通管路，其中，吸收瓶內(nèi)裝有吸收液。吸收瓶進氣管路的一端與炭化爐的排廢管路連接，吸收瓶進氣管路的另一端與吸收瓶密封連接，并使吸收瓶進氣管路浸入吸收瓶內(nèi)的吸收液中。緩沖瓶位于吸收瓶和真空泵之間，并且吸收瓶排氣管路和真空泵進氣管路的一端分別插入緩沖瓶內(nèi)并密封；吸收瓶排氣管路的另一端亦與吸收瓶密封連接。吸收瓶排氣管路位于吸收瓶內(nèi)的吸收液液面以上。真空泵進氣管路的另一端與真空泵的進氣管路連通。真空泵排氣管路的一端與真空泵的排氣管路連接；真空泵排氣管路的另一端與排廢系統(tǒng)的進氣管路連通。所述的吸收液是將分析純的固體氫氧化鈉和去離子水按重量比為3 97的比例配置而成。本發(fā)明中的廢氣處理裝置包括真空泵、吸收瓶、緩沖瓶以及各組件聯(lián)接管路。從 PAN基炭纖維的炭化過程中產(chǎn)生大量的廢氣，通過進氣管路進入吸收瓶，與吸收瓶中的吸收液發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 后，進入緩沖瓶后經(jīng)過緩沖通過真空泵，然后從車間排廢系統(tǒng)直接排出。其中廢氣反應(yīng)吸收發(fā)生在吸收瓶，與吸收液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。緩沖瓶主要是防止水汽從吸收瓶進入真空泵損壞真空泵。另外炭化過程中要求保證炭化爐內(nèi)氧含量低于lppm，因而外界空氣不能進入炭化爐內(nèi)，但運行過程中爐內(nèi)氣壓僅比外界氣壓大20 30Pa，不足以提供廢氣外排的動力，本裝置中真空泵主要是為廢氣輸送提供動力。由于本發(fā)明采用真空泵，極限真空為6X10_2Pa，所以炭化過程中的產(chǎn)生廢氣可以及時排除，防止了廢氣冷凝產(chǎn)生的焦油對纖維性能的影響，保證了 PAN基碳纖維生產(chǎn)的順利進行，對最終碳纖維的性能有很重要的影響。由于本發(fā)明采用了緩沖瓶，所以生產(chǎn)過程中氣體所帶的水在緩沖瓶中凝結(jié)，避免了被處理氣體中水分對真空泵的破壞，保證了生產(chǎn)的連續(xù)進行。由于本發(fā)明所采取的技術(shù)方案，使生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢氣能被及時抽排到吸收瓶中， 與吸收液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，有害成份得到及時有效的處理后，從排廢系統(tǒng)排出。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單合理、成本低廉的特點。


附圖1是本發(fā)明廢氣處理裝置總體示意圖。其中1.炭化爐2.吸收瓶進氣管路 3.吸收瓶4.吸收液5.吸收瓶排氣管路 6.緩沖瓶7.真空泵進氣管路 8.真空泵9.真空泵排氣管路 10.排廢系統(tǒng)
具體實施例方式本實施例是一種用于PAN原絲炭化過程中的廢氣處理的裝置，包括真空泵8、吸收瓶3、緩沖瓶6以及各組件的連接管路。如圖1所示，首先將吸收瓶進氣管路2的一端與炭化爐1的排廢管路連通，將吸收瓶進氣管路2的另一端通過吸收瓶3的瓶口橡膠塞的孔洞與吸收瓶3密封連通，并使吸收瓶進氣管路2浸入吸收瓶3內(nèi)的吸收液中。緩沖瓶6位于吸收瓶3和真空泵8之間，并且吸收瓶排氣管路5和真空泵進氣管路7的一端分別通過緩沖瓶6瓶口橡膠塞上的孔洞插入緩沖瓶6內(nèi)，并且吸收瓶排氣管路5和真空泵進氣管路7與橡膠塞連接處、橡膠塞與瓶口連接處均用密封膠密封，以防止廢氣外泄。吸收瓶排氣管路5的另一端亦通過吸收瓶3的瓶口橡膠塞的孔洞與吸收瓶3密封連通；吸收瓶排氣管路5位于吸收瓶3內(nèi)的吸收液液面以上。真空泵進氣管路7的另一端與真空泵8的進氣管路聯(lián)接。真空泵排氣管路9的一端與真空泵8的排氣管路連通；真空泵排氣管路9的另一端與車間的排廢系統(tǒng)10的進氣管路連
ο 吸收瓶3采用廣口玻璃瓶，規(guī)格20L，瓶內(nèi)裝有17L吸收液，瓶口用橡膠塞封住，橡膠塞上鉆有兩個直徑15mm的孔，吸收瓶進氣管路2和吸收瓶排氣管路5分別通過橡膠塞上的孔洞插入吸收瓶2內(nèi)，其中吸收瓶進氣管路2須浸入吸收液內(nèi)，吸收瓶排氣管路5不能浸入液體內(nèi)，管路與橡膠塞連接處和橡膠塞與瓶口連接處用密封膠密封防止使用過程中廢氣外泄。緩沖瓶6亦采用廣口玻璃瓶，規(guī)格20L，瓶口亦用橡膠塞封住。橡膠塞上鉆有兩個直徑15mm的孔，吸收瓶排氣管路5和真空泵進氣管路7分別通過橡膠塞上的孔洞插入緩沖瓶6內(nèi)，管路與橡膠塞連接處和橡膠塞與瓶口連接處用密封膠密封防止廢氣外泄。緩沖瓶 6在廢氣處理裝置運行前要清洗干凈。真空泵8選用2XZ-0. 5真空泵，抽氣速率0.5，極限真空為6 X 10_2!^。真空泵進氣管路7與真空泵8的進氣管路聯(lián)接。真空泵排氣管路9連通真空泵8的排氣管路和排廢系統(tǒng)10的進氣管路。本實施例中的管路之間連接通過管箍相連，用密封膠密封。吸收瓶進氣管路2、吸收瓶排氣管路5、真空泵進氣管路7和真空泵排氣管路9均采用氟橡膠管。本實施例中吸收液4選用氫氧化鈉溶液。所述的氫氧化鈉溶液是將分析純的固體氫氧化鈉和去離子水按重量比為3 97的比例配置而成。本實施例在工作時，須先向吸收瓶內(nèi)加入配好的吸收液，然后開啟真空泵，PAN基炭纖維的炭化過程中產(chǎn)生大量的廢氣，在真空泵的抽提下通過吸收瓶進氣管路2進入吸收瓶3，與吸收瓶3中的吸收液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，進入緩沖瓶6后經(jīng)過緩沖通過真空泵然后從排廢系統(tǒng)直接排出，從而實現(xiàn)了炭化過程中廢氣的排放和處理。
權(quán)利要求
1.一種PAN原絲炭化過程中的廢氣處理裝置，其特征在于，包括真空泵、吸收瓶、緩沖瓶以及各組件的連通管路，其中，吸收瓶內(nèi)裝有吸收液；吸收瓶進氣管路的一端與炭化爐的排廢管路連接，吸收瓶進氣管路的另一端與吸收瓶密封連接，并使吸收瓶進氣管路浸入吸收瓶內(nèi)的吸收液中；緩沖瓶位于吸收瓶和真空泵之間，并且吸收瓶排氣管路和真空泵進氣管路的一端分別插入緩沖瓶內(nèi)并密封；吸收瓶排氣管路的另一端亦與吸收瓶密封連接；吸收瓶排氣管路位于吸收瓶內(nèi)的吸收液液面以上；真空泵進氣管路的另一端與真空泵的進氣管路連通；真空泵排氣管路的一端與真空泵的排氣管路連接；真空泵排氣管路的另一端與排廢系統(tǒng)的進氣管路連通。
2.如權(quán)利要求1所述一種PAN原絲炭化過程中的廢氣處理裝置，其特征在于，所述的吸收液是將分析純的固體氫氧化鈉和去離子水按重量比為3 97的比例配置而成。
全文摘要
一種PAN原絲炭化過程中的廢氣處理裝置。吸收瓶內(nèi)有吸收液。吸收瓶進氣管路一端與炭化爐的排廢管路連接，另一端浸入吸收瓶內(nèi)的吸收液中。緩沖瓶位于吸收瓶和真空泵之間。吸收瓶排氣管路和真空泵進氣管路的一端均與緩沖瓶密封連接；吸收瓶排氣管路的另一端與吸收瓶密封連接。吸收瓶排氣管路位于吸收瓶內(nèi)的吸收液液面以上。真空泵進氣管路的另一端與真空泵的進氣管路連通。真空泵排氣管路的一端與真空泵的排氣管路連接；真空泵排氣管路的另一端與排廢系統(tǒng)的進氣管路連通。本發(fā)明將生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢氣能被及時抽排到吸收瓶中，與吸收液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，有害成份得到及時有效的處理后，從排廢系統(tǒng)排出。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單合理、成本低廉的特點。
文檔編號B01D53/78GK102363093SQ201110170160
公開日2012年2月29日 申請日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者侯鋒輝, 沈濤, 王 華, 王增加, 門海泉, 韓笑 申請人:西安康本材料有限公司