石墨化炉废气处理系统

文档序号:1944630 发布日期:2021-12-10 浏览:16次 >En<

阅读说明:本技术 石墨化炉废气处理系统 (Graphitizing furnace exhaust treatment system ) 是由 魏宁 王政 柳文阁 于 2021-09-06 设计创作,主要内容包括:本发明涉及石墨化炉废气处理系统,包括粉尘处理装置以及脱硫装置,粉尘处理装置排气端与脱硫装置进气端贯通连接,粉尘处理装置进气端与石墨化炉废气收集处通过废气总管贯通连接。本发明可对石墨化过程中的废气进行除尘、除硫处理。(The invention relates to a waste gas treatment system of a graphitization furnace, which comprises a dust treatment device and a desulfurization device, wherein the exhaust end of the dust treatment device is communicated with the air inlet end of the desulfurization device, and the air inlet end of the dust treatment device is communicated with a waste gas collection part of the graphitization furnace through a waste gas main pipe. The invention can carry out dust removal and sulfur removal treatment on the waste gas in the graphitization process.)

石墨化炉废气处理系统

技术领域

本发明属于石墨生产设备技术领域,具体涉及为石墨化炉废气处理系统。

背景技术

石墨是碳的一种同素异形体,为灰黑色、不透明固体,化学性质稳定,耐腐蚀,同酸、碱等药剂不易发生反应。可用作抗磨剂、润滑剂,高纯度石墨用作原子反应堆中的中子减速剂,还可用于制造坩埚、电极、电刷、干电池、石墨纤维、换热器、冷却器、电弧炉、弧光灯、铅笔的笔芯等。

在石墨生产过程中,最主要的是石墨化炉。石墨化炉主要用于碳素材料的烧结及石墨化、PI膜石墨化、导热材料石墨化、碳纤维绳的烧结、碳纤维灯丝的烧结石墨化、石墨粉料提纯及其它可在碳环境下石墨化的材料等高温处理。在对碳素材料进行石墨化的过程中,碳素材料会产生硫化物以及一些粉尘,硫化物以及粉尘不可以直接排放到大气中,需要进行处理。

发明内容

本发明要解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供一种石墨化炉废气处理系统,本发明可对石墨化过程中的废气进行除尘、除硫处理。

本发明解决现有技术存在的问题所采用的技术方案是:

石墨化炉废气处理系统,包括粉尘处理装置以及脱硫装置,粉尘处理装置排气端与脱硫装置进气端贯通连接,粉尘处理装置进气端与石墨化炉废气收集处通过废气总管贯通连接。

废气总管出口与粉尘处理装置内腔轴线的一端贯通连接,粉尘处理装置轴线的另外一端贯通连接有废气排气管。

粉尘处理装置内部设有叶片,粉尘处理装置外部设有静电发生器,叶片与静电发生器电性连接。

叶片采用导体,粉尘处理装置外壳采用绝缘体。

优选的,所述的粉尘处理装置腔体垂直截面的形状为上方时半圆形、下方是矩形,废气总管以及废气排气管直径相同、且与粉尘处理装置腔体上方半圆形的半径相同,废气总管以及废气排气管与粉尘处理装置上方半圆形腔体两端贯通连接。

粉尘处理装置半圆形腔体与矩形腔体之间设有隔板,隔板左右两侧端面以及朝向废气总管一端的端面均与粉尘处理装置内壁接触、且固定连接。

隔板下方设有第一转轴,第一转轴两端分别穿设至粉尘处理装置外部,第一转轴两端分别设有齿轮以及静电接收端,若干片叶片与第一转轴固定连接,所有叶片朝向废气总管的端面位于同一垂直面上。

隔板朝向废气排气管的端面凹设有槽,槽一端位于隔板中间位置、另一端置于隔板末端。

叶片与隔板朝向废气排气管的端面接触。

粉尘处理装置外部固定有第一电机,第一电机带动齿轮转动。

静电接收端与静电发生器以及叶片电性连接。

优选的,粉尘处理装置外部设有螺杆输料机,螺杆输料机进料口穿设至粉尘处理装置内部,螺杆输料机进料口位于隔板下端,

螺杆输料机出料口位于粉尘处理装置外部、且垂直朝下布置。

优选的,所述的脱硫装置包括外壳,所述的外壳内部设有空腔,空腔内部设有一列支撑板,该列支撑板包含有至少三排支撑板。

支撑板上设有若干个贯通孔,支撑板上支撑有上端敞口布置的盛放盒,盛放盒底面设有若干个贯通孔,盛放盒的高度与上下两个相邻的支撑板之间高度相同。

外壳顶部贯通连接有进气管,外壳底部贯通连接有排气总管。

优选的,所述的脱硫装置包括外壳,所述的外壳内部设有空腔,空腔内部转动设有两列支撑板,每列支撑板包含至少三排支撑板,同一排的两个支撑板之间固定有连接块,所有的连接块中心共同固定连接有一根垂直布置的第二转轴,第二转轴上方末端与第二电机输出轴固定连接。

支撑板上设有若干个贯通孔,支撑板上支撑有上端敞口布置的盛放盒,盛放盒底面设有若干个贯通孔,盛放盒的高度与上下两个相邻的支撑板之间高度相同。

其中一列支撑板最上端的盛放盒上方贯通连接有进气管,进气管进气端置于外壳外部,另一列支撑板最上端的盛放盒上方贯通连接有排气总管。

两列支撑板下端通过一根管路贯通连接。

优选的,所述的外壳上设有换料门,换料门高度大于等于安装好盛放盒的整列支撑板的高度。

优选的,所述的盛放盒面向连接块的一端凸设有卡条,连接块上内凹有卡槽,卡条卡设于卡槽内部。

优选的,所述的排气总管通过三通阀贯通连接有第一排气支管以及第二排气支管,第一排气支管与相对应的一列支撑板最上端的盛放盒上方贯通连接。

第二排气支管通过三通阀贯通连接两根第三排气支管,两根第三排气支管分别与两列支撑板下端贯通连接。

优选的,所述的支撑板底部内凹有集气槽。

每列支撑板最上端的盛放盒上方罩设有一个锥形筒,每列支撑板最下放的支撑板底部罩设有一个锥形筒。

第一排气支管、第三排气支管以及进气管分别与相对应的锥形筒贯通连接。

优选的,所述的外壳底部中心设有支撑柱,支撑柱与第二转轴同轴布置。

支撑柱顶面内凹有环形槽,最下方的连接块底面凸设有至少两个定位滑块,定位滑块滑动设置于环形滑槽内部。

支撑柱顶面内凹有两个插孔,两个插孔围绕支撑柱轴线对称布置。

最下方的连接块底面下方固定有电磁铁,电磁铁的伸缩杆朝下布置,电磁铁断电时,伸缩杆在弹簧的推动下插入到一个插孔内部。

与现有技术相比,本发明所具有的有益效果:

(1)可对毛坯石墨化过程中产生的硫化物以及粉尘进行引流,同时可以对粉尘进行清除。

(2)采用氧化锌作为脱硫剂进行干法脱硫,脱硫过程中不会产生污染。

(3)脱硫剂盛放在可拆卸的盒子内部,同时脱硫装置侧面开设有检修门,便于对脱硫剂进行更换。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明石墨化炉废气处理系统原理图,

图2为本发明石墨化炉废气处理系统中粉尘处理装置第一外形图,

图3为本发明石墨化炉废气处理系统中粉尘处理装置第二外形图,

图4为本发明石墨化炉废气处理系统中粉尘处理装置剖视图,

图5为图4中A处局部放大图,

图6为本发明石墨化炉废气处理系统中粉尘处理装置叶轮传动系统结构图,

图7为本发明石墨化炉废气处理系统中粉尘处理装置隔板处水平剖视图,

图8为图7中B处局部放大图,

图9为本发明石墨化炉废气处理系统中脱硫装置外形图,

图10为本发明石墨化炉废气处理系统中脱硫装置换料门开启后示意图,

图11为本发明石墨化炉废气处理系统中脱硫装置内部设备结构图,

图12为本发明石墨化炉废气处理系统中脱硫装置脱硫处结构图,

图13为本发明石墨化炉废气处理系统中脱硫装置脱硫骨架结构剖图,

图14为图13底视图,

图15为本发明石墨化炉废气处理系统中脱硫装置中盛放盒结构图,

图16为本发明石墨化炉废气处理系统中脱硫装置底部水平剖视图,

图17为图16中C处局部放大图,

图18为本发明石墨化炉废气处理系统中脱硫装置轴线处剖视图,

图19为图18中D处局部放大图。

图中:1-废气总管、101-废气支管、2-粉尘处理装置、201-废气排气管、202-第一电机、203-静电发生器、204-隔板、2041-废气腔、2042-粉尘回收腔、2043-槽、205-第一转轴、2051-齿轮、2052-静电接收端、206-叶片、3-螺杆输料机、4-外壳、401-换料门、5-排气总管、501-第一排气支管、502-第二排气支管、503-第三排气支管、6-进气管、7-第二电机、8-支撑板、801-连接块、8011-卡槽、802-第二转轴、803-集气槽、804-定位滑块、9-盛放盒、901-卡条、10-锥形筒、11-支撑柱、1101-环形槽、1102-插孔、12-电磁铁、1201-伸缩杆、13-有机硫水解反应器。

具体实施方式

附图为该石墨化炉废气处理系统的最佳实施例,下面结合附图对本发明进一步详细的说明。

将石墨化炉内部的气体收集,收集方式采用现有技术,然后再废气收集的区域内部设置若干根废气支管101。所有的废气支管101与同一根废气总管1贯通连接,废气总管1上串联有管道泵。

废气总管1出口与粉尘处理装置2内腔轴线的一端贯通连接,粉尘处理装置2轴线的另外一端贯通连接有废气排气管201。

本实施例中,所述的粉尘处理装置2腔体垂直截面的形状为上方时半圆形、下方是矩形。矩形长与半圆形直径相同,矩形高与半圆形半径相同。废气总管1以及废气排气管201直径相同、且与粉尘处理装置2腔体上方半圆形的半径相同,废气总管1以及废气排气管201分别与粉尘处理装置2上方半圆形腔体两端贯通连接。

粉尘处理装置2半圆形腔体与矩形腔体之间设有隔板204,隔板204左右两侧端面以及朝向废气总管1一端的端面均与粉尘处理装置2内壁接触、且固定连接。隔板204上方的空间为废气腔2041,隔板204下方的空间为粉尘回收腔2042。

隔板204下方设有第一转轴205,第一转轴205两端分别穿设至粉尘处理装置2外部。第一转轴205两端分别设有齿轮2051以及静电接收端2052,或齿轮2051以及静电接收端2052设置于同一端。静电接收端2052与第一转轴205转动连接。

若干片叶片206与第一转轴205固定连接,所有叶片206朝向废气总管1的端面位于同一垂直面上。

隔板204朝向废气排气管201的端面凹设有槽2043,槽2043一端位于隔板204中间位置、另一端置于隔板204末端。

叶片206与隔板204朝向废气排气管201的端面接触,粉尘处理装置2外部固定有第一电机202,第一电机202带动齿轮2051转动,进而带动叶片206旋转,当叶片206旋转时,位于隔板204上方的叶片206朝槽2043方向旋转,因此叶片206上吸附的粉尘不会被隔板204刮除。当叶片206旋转至隔板204下方,然后继续旋转时,才会与隔板204下端面接触,叶片206上的粉尘会被隔板204刮干净,之后粉尘掉落到粉尘回收腔2042内部。

静电接收端2052与静电发生器203以及叶片206电性连接。粉尘处理装置2外壳等均采用绝缘体,只有叶片206、静电接收端2052以及叶片206与静电接收端2052之间的连接装置为导体。静电发生器203通电后产生静电,并将静电传递给叶片206,叶片206通过静电吸附的原理将粉尘吸附,并转移至粉尘回收腔2042内部。

粉尘处理装置2外部设有螺杆输料机3,螺杆输料机3进料口穿设至粉尘处理装置2内部,螺杆输料机3进料口位于隔板204下端,即粉尘回收腔2042内部。螺杆输料机3出料口位于粉尘处理装置2外部、且垂直朝下布置,螺杆输料机3出料口处设有蝶阀,且出料口下方连接有集尘用的布袋或其他盛放容器,螺杆输料机3排出的粉尘可以得到有效的收集,避免产生二次污染。

废气总管1上设有电磁阀以及管道泵,石墨化炉内部的二氧化硫等硫化物以及粉尘进入到粉尘处理装置2内部,进行静电除尘,除尘后的废气通过废气排气管201排出,排入到脱硫装置内部。为了进一步优化除尘效果,可串联多个粉尘处理装置2。

所述的脱硫装置包括外壳4,所述的外壳4内部设有空腔,本实施例外壳4的形状为圆筒形。

外壳4内部用于脱硫的机构可采用两种类型:

类型一:

空腔内部设有一列支撑板8,该列支撑板8包含有至少三排支撑板8,本实施例中支撑板8的数量为五个。

支撑板8上设有若干个贯通孔,支撑板8上支撑有上端敞口布置的盛放盒9,盛放盒9内部填充有氧化锌脱硫剂。盛放盒9底面设有若干个贯通孔,盛放盒9的高度与上下两个相邻的支撑板8之间高度相同。支撑板8、盛放盒9的水平截面形状均为圆形,且外径相同。盛放盒9的底面边缘与支撑板8顶面接触,且没有空隙,两者之间的贯通孔相互贯通连接。确保气流只能沿贯通孔在支撑板8与盛放盒9之间流动。

外壳4顶部贯通连接有进气管6,外壳4底部贯通连接有排气总管5。进气管6与废气排气管201贯通连接。

外壳4内部上下位置设有两个锥形筒10,锥形筒10分别为一列支撑板8的上下两侧。上端的锥形筒10顶面直径小于底面直径,底面边缘与盛放盒9顶面边缘接触、密封连接;下端的锥形筒10顶面直径大于底面直径,底面边缘与支撑板8底面边缘接触、密封连接。

上端锥形管10顶部与进气管6贯通连接,下端锥形管10底部与排气总管5贯通连接。废气通过进气管6从上到下依次流过各个盛放盒9,与盛放盒9内部氧化锌接触,进行脱硫,脱硫后从排气总管5中排出。

类型二:

所述的脱硫装置包括圆筒形外壳4,所述的外壳4内部设有空腔,空腔内部转动设有两列支撑板8,每列支撑板8包含至少三排支撑板8,两列支撑板8围绕外壳4轴线对称布置。

同一排的两个支撑板8之间固定有连接块801,所有的连接块801中心共同固定连接有一根垂直布置的第二转轴802,第二转轴802与外壳4轴线同轴布置。第二转轴802上方末端与第二电机7输出轴固定连接,第二电机7可设置于外壳4内部,也可固定与外壳4外部。

支撑板8上设有若干个贯通孔,支撑板8上支撑有上端敞口布置的盛放盒9,盛放盒9内部填充有氧化锌脱硫剂,也可在盛放盒9上端开口处覆盖一层可拆卸的滤网,将氧化锌脱硫剂覆盖住。

盛放盒9底面设有若干个贯通孔,其与支撑板8上的贯通孔贯通连接。盛放盒9的高度与上下两个相邻的支撑板8之间高度相同,支撑板8、盛放盒9的水平截面形状均为圆形,且外径相同。盛放盒9的底面边缘与支撑板8顶面接触,且没有空隙,确保气流只能沿贯通孔在支撑板8与盛放盒9之间流动。为了进一步增加盛放盒9与支撑板8之间接触部位的密封性,两者接触的部位可增加密封胶圈,胶圈与两者中的任意一个固定连接。

其中一列支撑板8最上端的盛放盒9上方罩设有导气用的锥形筒10,锥形筒10与外壳4固定连接,其与盛放盒9接触面密封连接。锥形筒10顶面直径小于底面直径,锥形筒10顶面贯通连接有进气管6,进气管6进气端置于外壳4外部,与废气排气管201贯通连接。

另一列支撑板8最上端的盛放盒9上方罩设有导气用的锥形筒10,锥形筒10与外壳4固定连接,其与盛放盒9接触面密封连接。锥形筒10顶面直径小于底面直径,锥形筒10顶面贯通连接有排气总管5。

为了使两列支撑板8上的盛放盒9进行串联、并联更换,尤其是在更换某一列的氧化锌时,需要将两列支撑板8并联,并将要更换氧化锌的那一列上的气路切断。因此,所述的排气总管5通过三通阀贯通连接有第一排气支管501以及第二排气支管502,第一排气支管501与相对应的一列支撑板8最上端的盛放盒9上方的锥形筒10贯通连接。

第二排气支管502通过三通阀贯通连接两根第三排气支管503,两根第三排气支管503分别与两列支撑板8下端的锥形筒10贯通连接。

两个三通阀均采用电控三通阀,调节第二排气支管502上的三通阀,将两个第三排气支管503贯通连接,同时调节排气总管5上的三通阀,使排气总管5与第一排气支管501贯通连接,此时,两列盛放盒9串联;调节第二排气支管502上的三通阀,使与进气管6连接的盛放盒9下方的第三排气支管503与第二排气支管502贯通连接,同时调节排气总管5上的三通阀,使排气总管5与第二排气支管502贯通连接,此时,两列盛放盒9并联,没有与进气管6连接的一列支撑板8上的盛放盒9可以更换内部的氧化锌。

由于氧化锌脱硫剂为一次性脱硫剂,因此脱硫一段时间后,需要更换氧化锌,为了便于更换氧化锌,所述的外壳4上设有换料门401,换料门401与没有连接进气管6的一列盛放盒9相对应。

换料门401高度大于等于安装好盛放盒9的整列支撑板8的高度。换料门401与外壳4通过螺栓固定连接,开启换料门401后,可将其对应一列的盛放盒9取出,更换其内部的氧化锌。

为了确保盛放盒9安装后在旋转过程中不发生位移,同时安装到位,所述的盛放盒9面向连接块801的一端凸设有卡条901,连接块801上内凹有卡槽8011,卡条901卡设于卡槽8011内部。卡槽8011与轴线相对的内壁上可增加触碰开关,当卡条901卡到位时,可触碰到触碰开关,对操作人员进行提示,提示的形式可为声音或灯光,优选采用灯光。将控制灯设置在外壳4的顶面或外壁上,卡条901脱离触碰开关后,控制灯为红色,当卡条901卡到位,则控制灯为绿色。

为了便于气流从一个盛放盒9流动到另一个盛放盒9时其流动的截面尺寸更大,所述的支撑板8底部内凹有集气槽803,气流先流动到集气槽803内部,进行扩散,然后再流入到下一个盛放盒9内部。

每列支撑板8最上端的盛放盒9上方罩设有一个锥形筒10,每列支撑板8最下放的支撑板8底部罩设有一个锥形筒10,锥形筒10可有效减少气流的流动阻力。

所述的外壳4底部中心设有支撑柱11,支撑柱11与第二转轴802同轴布置,支撑柱11顶面内凹有环形槽1101,最下方的连接块801底面凸设有至少两个定位滑块804,定位滑块804滑动设置于环形滑槽1101内部,滑块804为圆柱形,其外径与环形槽1101的宽度相同。滑块804与环形槽1101配合,可有效避免支撑板8旋转时发生径向位移,使得支撑板8转动180°,其与上下两端的锥形筒10还能保持同轴布置,进而不影响密封性。

支撑柱11顶面内凹有两个插孔1102,两个插孔1102围绕支撑柱11轴线对称布置。

最下方的连接块801底面下方固定有电磁铁12,电磁铁12的伸缩杆1201朝下布置,电磁铁12断电时,伸缩杆1201在弹簧的推动下插入到一个插孔1102内部。伸缩杆1201与插孔1102配合连接起到定位作用,当需要更换某一列的氧化锌时,电磁铁12通电,伸缩杆1201回缩,从插孔1102内部拉出。然后第二电机7带动第二转轴802旋转30°~150°,然后电磁铁12断电,伸缩杆1201在其自身携带的弹簧的作用下向下移动,与支撑柱11顶面接触。第二电机7继续带动第二转轴802旋转,当第二转轴802一共旋转180°时,伸缩杆1201末端正好插入到另一个插孔1102内部,避免电机继续带动第二转轴802旋转。这样进一步确保了转动角度正好时180°,不影响上下两个锥形筒10与连接板8以及盛放盒9之间的密封连接效果。

外壳4上设有压力传感器,外壳4外部还可增设一条旁通管道,旁通管道与外壳4内腔以及进气管6贯通连接,旁通管道上设有管道泵以及单向阀,单向阀内部气体流动的方向是从外壳4内腔向进气管6内部移动,如果气体在支撑板8、盛放盒9以及锥形筒10之间的接触部位发生泄漏,压力传感器检测到压力数值变化,可进行报警,同时也可开启旁通管道上的管道泵。

脱硫装置还包外壳4外部的控制柜,脱硫装置上所有的电气原件均与控制柜电性连接。

若石墨化产生的废气中含有有机硫,在粉尘处理装置2与脱硫装置之间串联有有机硫水解反应器13,有机硫水解反应器采用先有技术,可将有机硫水解成硫化氢,然后再经过脱硫装置进行脱硫。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

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