碳纖維預氧化爐技術概述

碳纖維預氧化爐設計原理：

碳纖維預氧化是製備的前期準備工作，碳纖維預氧化的過程，就是在高溫環境下，將空氣中的氧氣分子與(yu) PAN纖維結合在一起，使聚合物鏈開始交聯，促使纖維密度從(cong) 1.18g/cc增加至1.38g/cc，其中溫度控製非常重要，通常氧化爐的溫度範圍在200℃~300℃之間。 預氧化耗時較長，為(wei) 了避免PAN纖維放熱失控，造成火災隱患，需要氧化爐充分考慮到氣流的進出問題，利用多種氣流來幫助散熱和控溫。

預氧化爐的工藝要求：

預氧化過程的目的是使熱塑性的PAN線形大分子鏈轉化為(wei) 非塑性耐熱梯形結構,使其在碳化高溫下不熔不燃,保持纖維形態,熱力學處於(yu) 穩定狀態,最後轉化為(wei) 具有亂(luan) 層石墨結構的碳纖維。在預氧化過程中,大分子之間發生環化及交聯,並伴隨上述反應的進行發生熱裂解反應,逸出許多小分子,產(chan) 生大量的熱。預氧化工藝的製定原則之一就是促進梯形結構的生成，抑製熱解小分子的產(chan) 生，以提高碳纖維的性能和碳化收率。根據預氧化工藝的要求，預氧化爐具有以下功能：

1、爐膛有效恒溫區要長，以保證預氧化充足。

2、爐膛內(nei) 的溫度要均勻。爐膛內(nei) 溫度的均勻性主要包括三個(ge) 方麵，縱向溫度均勻、橫向溫度的均勻和豎向溫度均勻。縱向溫度分布均勻，盡量減少溫差的波浪式分布；橫向和豎向溫度均勻，在內(nei) 爐膛大於(yu) 1m預氧化爐，其溫差盡量要求在2℃以內(nei) 。

3、爐內(nei) 的風速平穩、可調。進入預氧化爐內(nei) 的空氣應具有以下作用：供給氧化反應必須的氧；瞬時帶走反應熱，避免纖維的蓄熱、過熱而使

碳纖維燒斷；帶走預氧化反應的副產(chan) 物小分子或焦油，以建立新的平衡；使爐內(nei) 溫度均勻，均勻分布和流動的熱風有利於(yu) 爐內(nei) 溫度均勻，減少溫度不均勻帶來的質量波動。

4、加熱元件拆裝方便，可以實現連續控溫。

5、廢氣排放要集中，以保護環境。

預氧化爐設計結構：

其爐體(ti) 從(cong) 上到下依次設置有頂部保溫層、爐體(ti) 內(nei) 管、填料、空氣層、空氣預熱層、底部保溫層和溫控係統。瀝青纖維穿過爐體(ti) 內(nei) 管，底部保溫層設有空氣入口，填料和空氣預熱層接入溫控係統；采用填料使得氧化爐內(nei) 既具有充足的空氣流量以保證氧化效果，有效地帶走氧化反應產(chan) 生的熱量和低分子烴類；風量適合且風力柔和，使得爐內(nei) 空氣流穩定穿過瀝青纖維，減少氣流對瀝青纖維的衝(chong) 擊，保證瀝青纖維不被氣流吹散，提高了瀝青纖維的生產(chan) 質量。

技術參數：

1，氧化爐管規格：5L  D79(內(nei) )*H1000  不鏽鋼304材質

2，最高加熱溫度：≤400℃

3，控溫：精度±1℃，最大升溫速率5℃/min,30段程序控溫。

4，恒溫區長度：400mm

5，進氣流量：2.5m³/H