一种碳纤维废气余热回收系统及其炉压控制方法与流程-k8凯发

本发明涉及碳纤维废气处理，尤其涉及一种碳纤维废气余热回收系统及其炉压控制方法。

背景技术：

1、低温碳化和高温碳化是碳纤维生成的重要阶段，需要在400℃～1900℃惰性气氛下进行。在这一阶段中会去除大量氮、氢、氧等非碳元素，会产生大量有毒有害有机气体，采用高温焚烧处理达标后排放。碳化废气在燃烧后会产生大量可回收利用的热量，采用换热单位回收热能，可以将常温空气升温用于预氧化炉新风预热，亦可以产生高压蒸汽用于干燥机蒸发水分。但是碳化废气中含有二氧化硅，属于黏结性积灰，容易吸附在换热单元的换热管表面，采用吹灰方式可以提高换热效率。但由于碳纤维生产设备的连通性，以及对碳化炉内惰性气体环境依赖性，目前吹灰方式瞬时压力高，易将烟气回充至碳化炉内，导致惰性气体气氛发生变化，且易将灰尘吹至碳纤维丝束表面，导致碳纤维质量降低。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种碳纤维废气余热回收系统及其炉压控制方法。

2、实现本发明目的的技术方案如下：

3、一种碳纤维废气余热回收系统，该系统包括

4、通过烟气通道依次连接的废气焚烧炉、吹灰缓冲罐、换热单元、系统风机、后段除尘单元；

5、废气焚烧炉进口段分别连接碳纤维碳化炉的废气出口；

6、废气焚烧炉将碳纤维碳化废气充分燃烧变成高温烟气；

7、吹灰缓冲罐设置两个腔室，腔室中部设有烟气通道，并设有控制阀门调整烟气进出烟气通道；

8、系统风机在吹灰倒计时阶段进行变频，用于提高废气流通量。

9、进一步的，碳纤维碳化炉包括低温碳化炉和高温碳化炉；所述低温碳化炉和高温碳化炉进出口炉头分别设置红油压差计，用于监控碳化炉内炉压变化。

10、进一步的，废气焚烧炉采用直燃焚烧炉，采用天然气作为燃料；所述废气焚烧炉设有压力传感器一。

11、进一步的，吹灰缓冲罐分为两个腔室的腔室之间通过隔板分隔开；隔板中间有矩形烟气通道；吹灰缓冲罐设有控制阀门，且阀门叶片为矩形，尺寸大于烟气通道尺寸；阀门连杆设置在矩形叶片边缘处，旋转关闭烟气通道；吹灰缓冲罐两个腔室内分别设有压力传感器二和压力传感器三。

12、进一步的，换热单元的余热回收采用管壳式换热器(冷源为常温空气)或余热锅炉(冷源为脱盐水)；热源均为高温燃烧后烟气；所述换热单元进出口侧分别设有压力传感器四和压力传感器五。

13、进一步的，换热单元设置多段式旋转式吹灰器，并列采用0.9mpa压缩空气间隔独立吹灰。

14、进一步的，系统风机为变频控制，通过变频器的频率调整烟气流通量。

15、进一步的，后端除尘单位包括袋式除尘器和直排烟囱。

16、一种碳纤维废气余热回收系统的炉压控制方法，该方法包括

17、吹灰时间间隔倒计时5s时，传输信号至控制阀门，逆时针旋转关闭阀门叶片；

18、吹灰时间间隔倒计时1s时，传输信号至系统风机，提高变频器频率增大风机开度，提高废气流通量；

19、旋转吹灰器开始吹灰阶段，吹灰持续时长2s；

20、系统中各压力传感器显示各监测点压力值；其中，通过监测压力传感器二与压力传感器三的压力差值作为反馈信号，反馈至吹灰缓冲罐的控制阀门，通过变频控制调整阀门的开度，保证其压力差值控制在±150pa以上；压力传感器一与压力传感器二的压力差值在±5pa以内，并且观察低温碳化炉和高温碳化炉的红油压差计波动幅度在±5pa以内，压力传感器三与压力传感器四、压力传感器五的压力差值在±50pa以内。

21、旋转吹灰器结束吹灰，传输信号至控制阀门，顺时针旋转打开阀门叶片。再传输信号至系统风机，降低变频器频率恢复风机正常开度。

22、进一步的，设置旋转吹灰器为3个，分别设置在换热单元的上游、中游和下游，并联至高压压缩空气的管道中，分别独立控制，从上游至下游依次间隔吹灰，间隔时间为2h。

23、本发明相对于现有技术相比具有显著优点为：

24、1、本发明的系统吹灰时，吹灰缓冲罐内的阀门关闭，可以将换热单元和碳化炉的烟气通道阻隔，防止换热单位中的废气反吹至碳化炉内，保证碳纤维丝束的清洁度；并且，根据通过控制阀门的关闭开度调整，保证废气焚烧炉内和碳化炉内的压力波动，防止吹灰反冲压缩空气混入至碳化炉内，保证碳化炉内的气氛稳定性。

技术特征：

1.一种碳纤维废气余热回收系统，其特征在于，该系统包括

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维废气余热回收系统，其特征在于，所述碳纤维碳化炉包括低温碳化炉和高温碳化炉；所述低温碳化炉和高温碳化炉进出口炉头分别设置红油压差计，用于监控碳化炉内炉压变化。

3.根据权利要求1所述的一种碳纤维废气余热回收系统，其特征在于，所述废气焚烧炉采用直燃焚烧炉，采用天然气作为燃料；所述废气焚烧炉设有压力传感器一。

4.根据权利要求1所述的一种碳纤维废气余热回收系统，其特征在于，所述吹灰缓冲罐分为两个腔室的腔室之间通过隔板分隔开；隔板中间有矩形烟气通道；吹灰缓冲罐设有控制阀门，且阀门叶片为矩形，尺寸大于烟气通道尺寸；阀门连杆设置在矩形叶片边缘处，旋转关闭烟气通道；吹灰缓冲罐两个腔室内分别设有压力传感器二和压力传感器三。

5.根据权利要求1所述的一种碳纤维废气余热回收系统炉压控制系统，其特征在于，所述换热单元的余热回收采用管壳式换热器，冷源为常温空气或余热锅炉，冷源为脱盐水；热源均为高温燃烧后烟气；所述换热单元进出口侧分别设有压力传感器四和压力传感器五。

6.根据权利要求1所述的一种碳纤维废气余热回收系统，其特征在于，所述换热单元设置多段式旋转式吹灰器，并列采用0.9mpa压缩空气间隔独立吹灰。

7.根据权利要求1所述的一种碳纤维废气余热回收系统，其特征在于，所述系统风机为变频控制，通过变频器的频率调整烟气流通量。

8.根据权利要求1所述的一种碳纤维废气余热回收系统，其特征在于，所述后端除尘单位包括袋式除尘器和直排烟囱。

9.一种基于权利要求1-8任一项碳纤维废气余热回收系统的炉压控制方法，其特征在于，该方法包括

10.根据权利要求9所述的碳纤维废气余热回收系统的炉压控制方法，其特征在于，

技术总结
本发明公开一种碳纤维废气余热回收系统及其炉压控制方法，该系统包括废气焚烧炉进口段分别连接碳纤维碳化炉的废气出口，废气焚烧炉将碳纤维碳化废气充分燃烧变成高温烟气。吹灰缓冲罐设置在废气焚烧炉和换热单元之间，吹灰缓冲罐分为两个腔室，腔室中部设有烟气通道，并设有控制阀门。系统风机设置在换热单元和后段除尘单元之间。本发明吹灰时，吹灰缓冲罐内的阀门关闭，可以将换热单元和碳化炉的烟气通道阻隔，防止换热单位中的废气反吹至碳化炉内，保证碳纤维丝束的清洁度；并且，根据通过控制阀门的关闭开度调整，保证废气焚烧炉内和碳化炉内的压力波动，防止吹灰反冲压缩空气混入至碳化炉内，保证碳化炉内的气氛稳定性。

技术研发人员：孙兆鹏,林康,储传民,张娜
受保护的技术使用者：中复神鹰碳纤维股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8