[发明专利]一种PAN原丝炭化过程中的废气处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种PAN原丝炭化过程中的废气处理装置。

背景技术

PAN基碳纤维因其高比强度、高比模量、耐热、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变等优异 特性而被作为一种增强材料广泛应用于航空航天、国防建设等领域，是航空航天、国 防建设必须的战略物资。但PAN基碳纤维炭化生产过程中产生大量的有害废气，废气 中不仅含有纤维毛、焦油、一氧化碳等，还含有剧毒物质HCN，其浓度可达到600 tog/m3，HCN曾作为一种毒剂在化学战中使用，它的毒性是可想而知的。因此，聚丙 烯腈炭纤维工艺废气如不加以治理，将严重污染环境并危害生产工人的身体健康。

国内外对聚丙烯腈炭纤维工艺废气一般采用燃烧法，燃烧法又分为直接燃烧法和 催化燃烧法，其中直接燃烧法被广泛采用，即在焚烧炉中将废气经过900℃高温燃烧， 达到环保标准后排放至大气中。目前利用这种方法的设备大都比较复杂还需要耗费燃 料，运行成本较高。

发明内容

为克服现有处理装置存在的设备比较复杂，成本较高的问题，本发明提出了一种 PAN原丝炭化过程中的废气处理装置。

本发明包括真空泵、吸收瓶、缓冲瓶以及各组件的连通管路，其中，

吸收瓶内装有吸收液。吸收瓶进气管路的一端与炭化炉的排废管路连接，吸收瓶 进气管路的另一端与吸收瓶密封连接，并使吸收瓶进气管路浸入吸收瓶内的吸收液中。

缓冲瓶位于吸收瓶和真空泵之间，并且吸收瓶排气管路和真空泵进气管路的一端 分别插入缓冲瓶内并密封；吸收瓶排气管路的另一端亦与吸收瓶密封连接。吸收瓶排 气管路位于吸收瓶内的吸收液液面以上。真空泵进气管路的另一端与真空泵的进气管 路连通。

真空泵排气管路的一端与真空泵的排气管路连接；真空泵排气管路的另一端与排 废系统的进气管路连通。

所述的吸收液是将分析纯的固体氢氧化钠和去离子水按重量比为3∶97的比例配 置而成。

本发明中的废气处理装置包括真空泵、吸收瓶、缓冲瓶以及各组件联接管路。从 PAN基炭纤维的炭化过程中产生大量的废气，通过进气管路进入吸收瓶，与吸收瓶中 的吸收液发生化学反应后，进入缓冲瓶后经过缓冲通过真空泵，然后从车间排废系统 直接排出。其中废气反应吸收发生在吸收瓶，与吸收液发生化学反应。缓冲瓶主要是 防止水汽从吸收瓶进入真空泵损坏真空泵。另外炭化过程中要求保证炭化炉内氧含量 低于1ppm，因而外界空气不能进入炭化炉内，但运行过程中炉内气压仅比外界气压大 20～30Pa，不足以提供废气外排的动力，本装置中真空泵主要是为废气输送提供动力。

由于本发明采用真空泵，极限真空为6×10^-2Pa，所以炭化过程中的产生废气可 以及时排除，防止了废气冷凝产生的焦油对纤维性能的影响，保证了PAN基碳纤维生 产的顺利进行，对最终碳纤维的性能有很重要的影响。

由于本发明采用了缓冲瓶，所以生产过程中气体所带的水在缓冲瓶中凝结，避免 了被处理气体中水分对真空泵的破坏，保证了生产的连续进行。

由于本发明所采取的技术方案，使生产中产生的废气能被及时抽排到吸收瓶中， 与吸收液发生化学反应，有害成份得到及时有效的处理后，从排废系统排出。本发明 具有结构简单合理、成本低廉的特点。

附图说明

附图1是本发明废气处理装置总体示意图。

其中：

1.炭化炉            2.吸收瓶进气管路    3.吸收瓶            4.吸收液

5.吸收瓶排气管路    6.缓冲瓶            7.真空泵进气管路    8.真空泵

9.真空泵排气管路    10.排废系统

具体实施方式

本实施例是一种用于PAN原丝炭化过程中的废气处理的装置，包括真空泵8、吸 收瓶3、缓冲瓶6以及各组件的连接管路。