[发明专利]一种碳纤维生产用的混料加工罐及其工作方法

说明书

本发明涉及碳纤维制造领域，尤其涉及一种碳纤维生产用的混料加工罐及其工作方法，包括进料口、粉碎腔、研磨腔、高压腔、加热腔和出料口；所述各腔室间由密封隔板隔开；所述各密封隔板上都设有以密封阀；所述密封阀可由外部机械控制；本发明通过将秸秆粉碎、加压、加热，将粗植物纤维制成含碳量较高的碳纤维甚至更高纯度的石墨纤维，相较于聚丙烯晴、沥青等传统碳纤维原料其成本更低，污染较小，适合小产量高品质的碳纤维生产。

技术领域

本发明涉及碳纤维制造领域，尤其涉及一种碳纤维生产用的混料加工罐及其工作方法。

技术背景

碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维，其中含碳量高于99%的碳纤维成为石墨纤维；碳纤维比重小，强度高，不易锈蚀，是一种性能优良的新型材料；现阶段人类还未完全掌握碳纤维的形成规律，无法直接用纯碳直接生产碳纤维，只能以含碳有机物如：聚丙烯晴、沥青、煤焦油等化工产品制造碳纤维；另一方面，基于减排原则，对于碳纤维的生产过程，应有完备的后续处理方法以防止有害气体和温室气体的逸出。

发明内容

针对上述不足，本发明公开一种碳纤维生产用的混料加工罐及其工作方法；

为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

一种碳纤维生产用的混料加工罐，其特征在于，包括进料口、粉碎腔、研磨腔、高压腔、加热腔和出料口；所述进料口位于所述混料加工罐顶端；所述进料口下方设有粉碎腔；所述粉碎腔下方设有研磨腔；所述研磨腔下方设有高压腔；所述高压腔下方设有加热腔；所述加热腔下方为连接在所述混料加工罐底端的出料口；所述各腔室间由密封隔板隔开；所述各密封隔板上均设有一个密封阀；所述密封阀可由外部机械控制。

进一步的，所述粉碎腔内设有可旋刀片；作为本发明的一种优选，用以将秸秆充分粉碎。

进一步的，所述研磨腔内设有研磨棒；所述研磨腔上方设有注液口；所述研磨棒与密封隔板平行；作为本发明的一种优选，用以使粉碎后的秸秆与粘合剂充分混合，使流体在高压环境下可接触的更完全以便抽丝。

进一步的，所述高压腔上方设有气阀；所述气阀为仅能注入气体的单向气阀；所述高压腔内设有电热棒；所述电热棒温度限幅为130°C；作为本发明的一种优选，防止在加压后内部气体由气阀逸出；且已有实验表明130°C为秸秆抽丝的最适宜温度。

进一步的，所述加热腔内设有明火喷枪；所述明火喷枪外焰温度1200°C。

进一步的，所述出料口旁还设有一温度传感器；作为本发明的一种优选，用以在合适的温度下取出秸秆丝并碳化。

进一步的，所述混料加工罐为碳化硅材质；作为本发明的一种优选，碳化硅熔点为2700°C，且不溶于水和大部分有机溶剂，适合本混料加工罐的需求。

进一步的，所述出料口旁还设有一尾气出口；作为本发明的一种优选，用以串接合适的后续处理设备，以消除反应排放的有毒气体和温室气体。

进一步的，对上述的碳纤维生产用的混料加工罐的工作方法，包括以下步骤：

I．将秸秆由进料口投入粉碎腔粉碎，；

II．粉碎后的秸秆细粉流入研磨腔，由注液口添加粘合剂，待研磨棒将细分研磨为粘稠流体；

III．预热高压腔至120°C，粘稠流体流入高压腔并蒸制80分钟，待其干燥定型；

IV．预先抽空加热腔内氧气，干燥后的秸秆丝投入加热腔，在绝氧条件下加温到1100°C；

V．温度传感器于1100°C后发出信号，取出秸秆丝，碳化90分钟，即可制成碳纤维。

VI．基于减排原则，应在尾气出口添加合适的处理装置，以反应有害气体。