一种碳纤维生产废气综合处理利用装置

技术领域

本发明涉及废气处理技术领域，具体为一种碳纤维生产废气综合处理利用装置。

背景技术

21世纪，碳纤维以其作为纤维增强复合材料的优异性能，广泛地被应用于航天航空、国防军工、文体器材、医用器材、新能源和土木建筑等领域，高性能碳纤维的需求量也快速加大。碳纤维制造过程包括预氧化、炭化、表面处理等步骤，每一步都对碳纤维的品质有着至关重要的影响。碳纤维生产能耗高、生产废气较难处理问题一直困扰着碳纤维生产制造产业，造成了碳纤维的生产成本一直居高不下。

申请号为CN100451190C的专利提供了一种加热气体循环使用高效节能装置，通过一个气体净化器将碳纤维生产设备排出的高热量废气净化后，再通入碳纤维生产设备循环使用，在一定程度上降低了生产能耗，但该装置使用时，需要冷热气体对向流动，因此需要电泵泵送废气后，才能进行换热，但一般的电泵使用时需要较多的能耗，且在高温环境下使用，也容易产生故障，需要经常维护，因此具有进一步的改进空间。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种碳纤维生产废气综合处理利用装置，解决了现有装置使用时，需要冷热气体对向流动，因此需要电泵泵送废气后，才能进行换热，但一般的电泵使用时需要较多的能耗，且在高温环境下使用，也容易产生故障，需要经常维护的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种碳纤维生产废气综合处理利用装置，包括工作台和处理室，所述工作台的上方固定连接有处理室，所述处理室的一端中部固定连接有连接套，所述连接套远离处理室的一端固定连通有扩散管，所述扩散管远离连接套的一端固定连接有自吸泵，所述自吸泵远离扩散管的一端固定连通有三通控制阀，所述自吸泵靠近三通控制阀的一端下方固定连通有高温废气连接管，所述三通控制阀远离自吸泵的一端固定连通有供水管，所述供水管靠近自吸泵的一端设置有供水控制阀，所述三通控制阀的上方固定连通有高压气管，所述高压气管远离三通控制阀的一端设置有进气控制阀；

所述自吸泵包括隔热套、加热管、吸入腔、螺旋板、拉瓦尔喷嘴和负压套管，所述隔热套的中心处设置有加热管，所述加热管的外侧均匀固定连接有三个螺旋板，所述隔热套的内部靠近三通控制阀的一端设置有吸入腔，所述隔热套远离三通控制阀的一端中心处固定连接有负压套管，所述加热管远离三通控制阀的一端固定连接有拉瓦尔喷嘴，所述拉瓦尔喷嘴的喷气端口套入负压套管的中心处；

所述处理室的顶部靠近连接套的一端固定连接有一级换热器，所述处理室的顶部靠近一级换热器的一端固定连接有二级换热器，所述一级换热器与二级换热器的上方均上方两侧均分别固定连接有进气管和出气管，所述一级换热器与二级换热器的下方均固定连接有多个换热管，所述工作台的下方固定连接有底座，所述底座的上方与一级换热器和二级换热器相对应的位置处均设置有连通器；

所述处理室的中部固定连接有隔板，所述处理室远离连接套的一端中部固定连通有废气管，所述处理室的上方靠近废气管的一端设置有喷淋座，所述喷淋座的上方中部固定连接有混液器，所述混液器的上方中部固定连通有进水管，所述混液器的上方两端均固定连通有中和药剂管道，所述喷淋座的底部阵列设置有多个喷淋头，所述底座上方与喷淋座相对应的位置处开设有废水池，所述底座下方靠近废气管的一端设置有废水管。

优选的，所述处理室的内壁设置有隔热层，且隔热层的内壁设置有金属反射层。

优选的，所述工作台与废水池相对应的位置处开设有连通槽，所述连通槽内部设置有过滤网。

优选的，所述一级换热器和二级换热器的进气管均通过相对应的换热管和连通器与相对应的出气管相连通。

优选的，三个所述螺旋板的外侧均与隔热套固定连接。

优选的，所述加热管远离负压套管的一端与三通控制阀固定连通。

优选的，所述废水池的最低端与废水管固定连通。

工作原理：本发明在使用时，自吸泵通过内部的加热管、螺旋板、拉瓦尔喷嘴和负压套管，配合高压气管、供水管和三通控制阀，在启动时，通过高压气体，利用拉瓦尔喷嘴和负压套管，在隔热套内部形成负压，抽取高温废气，当加热管和螺旋板达到足够温度时，可切换到供水管，使水进入加热管内，利用高温废气将加热管内的水加热到高压蒸汽，从拉瓦尔喷嘴喷出，形成的负压带动烟气排出，形成自吸效果，然后高温废气通过扩散管进入处理室内，利用两级的换热器，配合换热管和连通器，可将净化过的气体，通过两级换热充分利用高温废气的热量，进行再次加热后，投入碳纤维生产中进行再利用，提高了资源利用效率，最后通过喷淋座，配合混液器和中和药剂管道，可喷出带有中和药剂的喷淋液体，对废气进行净化处理，并通过降低废气温度减少水蒸气含量，便于后续废气脱水再利用。

(三)有益效果

本发明提供了一种碳纤维生产废气综合处理利用装置。具备以下有益效果：

1、本发明设置的自吸泵，通过内部的加热管、螺旋板、拉瓦尔喷嘴和负压套管，配合高压气管、供水管和三通控制阀，可在启动时，通过高压气体，利用拉瓦尔喷嘴和负压套管，在隔热套内部形成负压，抽取高温废气，当加热管和螺旋板达到足够温度时，可切换到供水管，使水进入加热管内，利用高温废气将加热管内的水加热到高压蒸汽，从拉瓦尔喷嘴喷出，形成的负压带动烟气排出，形成自吸效果。

2、本发明设置有两级换热器，配合换热管和连通器，可将净化过的气体，通过两级换热充分利用高温废气的热量，进行再次加热后，投入碳纤维生产中进行再利用，提高了资源利用效率。

3、本发明设置有喷淋座，配合混液器和中和药剂管道，可喷出带有中和药剂的喷淋液体，对废气进行净化处理，并通过降低废气温度减少水蒸气含量，便于后续废气脱水再利用。

附图说明

图1为本发明的左侧立体结构示意图；

图2为本发明的右侧立体结构示意图；

图3为本发明的正面示意图；

图4为本发明的处理室内部结构示意图；

图5为本发明的自吸泵内部立体结构示意图；

其中，1、工作台；2、处理室；3、底座；4、连接套；5、扩散管；6、自吸泵；601、隔热套；602、加热管；603、吸入腔；604、螺旋板；605、拉瓦尔喷嘴；606、负压套管；7、三通控制阀；8、供水管；9、高温废气连接管；10、供水控制阀；11、高压气管；12、进气控制阀；13、一级换热器；14、二级换热器；15、喷淋座；16、废气管；17、废水管；18、废水池；19、进气管；20、出气管；21、换热管；22、连通器；23、混液器；24、进水管；25、中和药剂管道；26、喷淋头；27、隔板；28、过滤网。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1-5所示，本发明实施例提供一种碳纤维生产废气综合处理利用装置，包括工作台1和处理室2，工作台1的上方固定连接有处理室2，处理室2的内壁设置有隔热层，且隔热层的内壁设置有金属反射层，处理室2的一端中部固定连接有连接套4，连接套4远离处理室2的一端固定连通有扩散管5，扩散管5远离连接套4的一端固定连接有自吸泵6，自吸泵6远离扩散管5的一端固定连通有三通控制阀7，自吸泵6靠近三通控制阀7的一端下方固定连通有高温废气连接管9，三通控制阀7远离自吸泵6的一端固定连通有供水管8，供水管8靠近自吸泵6的一端设置有供水控制阀10，三通控制阀7的上方固定连通有高压气管11，高压气管11远离三通控制阀7的一端设置有进气控制阀12；

自吸泵6包括隔热套601、加热管602、吸入腔603、螺旋板604、拉瓦尔喷嘴605和负压套管606，隔热套601的中心处设置有加热管602，加热管602的外侧均匀固定连接有三个螺旋板604，三个螺旋板604的外侧均与隔热套601固定连接，隔热套601的内部靠近三通控制阀7的一端设置有吸入腔603，隔热套601远离三通控制阀7的一端中心处固定连接有负压套管606，加热管602远离三通控制阀7的一端固定连接有拉瓦尔喷嘴605，拉瓦尔喷嘴605的喷气端口套入负压套管606的中心处，加热管602远离负压套管606的一端与三通控制阀7固定连通，本发明设置的自吸泵6，通过内部的加热管602、螺旋板604、拉瓦尔喷嘴605和负压套管606，配合高压气管11、供水管8和三通控制阀7，可在启动时，通过高压气体，利用拉瓦尔喷嘴605和负压套管606，在隔热套604内部形成负压，抽取高温废气，当加热管602和螺旋板604达到足够温度时，可切换到供水管8，使水进入加热管602内，利用高温废气将加热管602内的水加热到高压蒸汽，从拉瓦尔喷嘴605喷出，形成的负压带动高温废气排出，形成自吸效果；

处理室2的顶部靠近连接套4的一端固定连接有一级换热器13，处理室2的顶部靠近一级换热器13的一端固定连接有二级换热器14，一级换热器13与二级换热器14的上方均上方两侧均分别固定连接有进气管19和出气管20，一级换热器13与二级换热器14的下方均固定连接有多个换热管21，工作台1的下方固定连接有底座3，底座3的上方与一级换热器13和二级换热器14相对应的位置处均设置有连通器22，一级换热器13和二级换热器14的进气管19均通过相对应的换热管21和连通器22与相对应的出气管20相连通，本发明设置的两级的换热器，配合相对应的换热管21和连通器22，可将净化过的气体，通过两级换热充分利用高温废气的热量，进行再次加热后，投入碳纤维生产中进行再利用，提高了资源利用效率；

处理室2的中部固定连接有隔板27，处理室2远离连接套4的一端中部固定连通有废气管16，处理室2的上方靠近废气管16的一端设置有喷淋座15，喷淋座15的上方中部固定连接有混液器23，混液器23的上方中部固定连通有进水管24，混液器23的上方两端均固定连通有中和药剂管道25，喷淋座15的底部阵列设置有多个喷淋头26，底座3上方与喷淋座15相对应的位置处开设有废水池18，工作台1与废水池18相对应的位置处开设有连通槽，连通槽内部设置有过滤网28，底座3下方靠近废气管16的一端设置有废水管17，废水池18的最低端与废水管17固定连通，本发明设置的喷淋座15，配合混液器23和中和药剂管道25，可喷出带有中和药剂的喷淋液体，对废气进行净化处理，并通过降低废气温度减少水蒸气含量，便于后续废气脱水再利用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。