碳纖維預氧化爐技術概（gài）述

碳纖維預氧化爐（lú）設（shè）計原理：

碳（tàn）纖維預氧化是製備的前期（qī）準（zhǔn）備工作，碳纖維預氧化的過程，就是在（zài）高溫環境下，將空氣中的氧氣分子與PAN纖維結合在一起，使聚合物鏈開始（shǐ）交聯，促使纖（xiān）維密度從1.18g/cc增加至（zhì）1.38g/cc，其中溫度控製非常重要（yào），通常（cháng）氧化爐的溫度範圍在（zài）200℃~300℃之間。 預氧化耗時較長，為了避免PAN纖維放熱失控，造成火災隱患，需要氧化爐充分（fèn）考（kǎo）慮到氣流的進出問題，利用多種氣（qì）流來（lái）幫助散（sàn）熱和控溫。

預氧化爐的工藝要求：

預氧化過程（chéng）的目的是使熱塑性的PAN線形大分子鏈轉化為非塑性（xìng）耐熱梯形結構,使其在碳化高溫下不熔不燃,保（bǎo）持纖（xiān）維形態（tài）,熱力學處於穩（wěn）定狀態,最後轉化為具有亂層石墨結構的碳纖維。在預氧（yǎng）化過程中,大分子之間（jiān）發生環化及交（jiāo）聯,並伴隨上述反應的進行發生（shēng）熱裂解反應（yīng）,逸出許多小分子,產生大量的熱。預氧化工藝的製定原則之一就是促進梯形結構的（de）生成，抑製熱（rè）解小分子（zǐ）的產生，以提高碳纖維的（de）性能（néng）和碳化收率。根據預氧化工藝的要（yào）求，預氧化爐具有以下功能（néng）：

1、爐（lú）膛有效恒溫區要長，以保證預氧化充足。

2、爐膛內的溫度要均勻。爐膛內溫度的均勻性主要包括三個方麵（miàn），縱向溫度均勻、橫（héng）向溫度的均勻和豎向溫度（dù）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（zài）內爐膛大於1m預氧化爐，其溫差盡量要求在2℃以內。

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

碳纖維燒斷；帶走預氧化反應的副產物（wù）小分子或焦油，以（yǐ）建立新的平衡；使爐內溫度均勻，均勻分布和流動的熱風有利於爐內溫度均（jun1）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（pái）放要集中，以保護環境。

預氧化爐設（shè）計結構（gòu）：

其爐體從上到下依次設置有頂部保溫層、爐體（tǐ）內管、填料、空（kōng）氣層、空氣預熱層、底部保溫層和（hé）溫控係統。瀝青纖維穿過爐體內管，底（dǐ）部保溫層設（shè）有空氣入口，填料和空氣預熱層接入溫控係統；采（cǎi）用填料使得氧化爐（lú）內既（jì）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生的熱量和低分（fèn）子（zǐ）烴類；風（fēng）量適合且風力柔和，使得（dé）爐內空氣流穩定穿過瀝青（qīng）纖維，減少氣流對瀝青纖維的衝擊（jī），保證（zhèng）瀝青纖維不被（bèi）氣流吹散（sàn），提高了瀝青纖維的生產質量。

技術（shù）參數：

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

2，最高加熱溫度：≤400℃

3，控溫：精度±1℃，最（zuì）大升溫速率5℃/min,30段程序控溫。

4，恒溫（wēn）區長度：400mm

5，進氣（qì）流量：2.5m³/H