[实用新型]高温炉用惰性气体净化装置

说明书

本实用新型涉及高温炉用惰性气体净化装置，包括含有循环室和动力室的双叶轮循环泵、与循环室连接的惰性气体循环管组、安装于惰性气体循环管组上的气体净化装置、与动力室连接的水蒸气循环管组、安装于水蒸气循环管组上的冷凝器和连接于水蒸气循环管组末端的蒸发器；惰性气体循环管组与高温炉内部接通；所述蒸发器竖直安装于高温炉内的隔热夹层中。其利用高温炉本体富余热量惰性气体的循环动力，避免了高温炉所带富余热量的直接逸散，有效地提高了本体热量的利用率，进而提高了设备能源的整体利用率；通过对惰性气体的循环净化，避免了传统工艺中需要持续通入新鲜惰性气体来维持惰性氛围而导致的惰性气体用量过大的问题，从而有效节约了工艺成本。

技术领域

本实用新型涉及石墨毡生产设备领域，具体涉及高温炉用惰性气体净化装置。

背景技术

石墨毡，作为液流电池的关键性能部件，它的成品质量影响到包括使用寿命、电子传导能力、电解液隔离能力等在内的一系列液流电池的重要性能参数。

通常，采用高温碳化的方法，在高温炉中对已按需要尺寸裁剪好的聚丙烯腈基炭毡或黏胶基炭毡等原料毡进行高温处理从而得到石墨毡。这里的高温处理，一般是指以100～300℃/h的升温速度将高温炉内的温度提升至2000～2500℃，然后再自然冷却至100℃的高温处理工艺。因为是在超高温度下对本体材料为有机材料的原料毡进行处理，所以需要对原料毡进行隔离保护。常用的隔离保护手段有真空保护和高纯惰性气体保护。真空保护，其通过抽离高温炉内部空气来形成真空环境，具有保护效果优异的特点，同时还具有高温炉内部除尘除杂的效果；但是，真空保护对炉体的结构强度和密封性能都有相当高的要求，故所使用高温炉通常造价比较昂贵。高纯惰性气体保护，其通过向高温炉内部通入高纯惰性气体来排除炉内原有空气，从而在炉内人为制造出惰性氛围，进而实现对被处理材料的保护；由于是向炉内通气，因此对炉体的密封性能和结构强度要求不高；但是原材料在受高温处理过程中，内部的碳、氮等杂原子会以不同形式逸入带惰性气体中，同时原材料受热膨胀导致表面微观结构崩裂所脱出的细微粉尘也会混入到惰性气体中；若不及时清除上述杂质，极有可能对即将成型的石墨毡表面结构造成损坏，导致其表面性能下降，进而影响到其在液流电池中的应用效果。

现有采用惰性气体进行高温处理保护的高温炉，一般都采用连续通入新鲜高纯惰性气体来置换炉内含杂质惰性气体的方式来实现炉内环境的清洁，进而保证石墨毡的成品质量。但是，上述方法对高纯惰性气体的用量极大，又由于高纯惰性气体价格较高，大量使用的情况下必然造成生产成本的急剧上升，在不对惰性气体进行回收的情况下甚至远超过真空保护对炉体成本带来的负担。同时，上述惰性气体置换过程中，所用输送设备的能量通常为外部电能，这也在高温炉维持高温所需能量外增大了能源负担；而高温炉本身高温热能除去被原料毡吸收的有效部分外，大部分均被其他部件吸收而散发，因此高温炉本身高温热能还存在利用率不高的现象。

实用新型内容

本实用新型提供了高温炉用惰性气体净化装置，以解决现有石墨毡生产中，高纯惰性气体用量过大、高温炉本体高温热能利用不足的问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

高温炉用惰性气体净化装置，所述惰性气体净化装置包括含有循环室和动力室的双叶轮循环泵、与循环室连接的惰性气体循环管组、安装于惰性气体循环管组上的气体净化装置、与动力室连接的水蒸气循环管组、安装于水蒸气循环管组上的冷凝器和连接于水蒸气循环管组末端的蒸发器；所述惰性气体循环管组与高温炉内部接通；所述蒸发器竖直安装于高温炉内的隔热夹层中。

本技术方案的工作原理和过程如下：