碳纖維（wéi）預（yù）氧化爐技術概述

碳纖維預氧化爐設計原理：

碳纖維（wéi）預氧化是（shì）製備的前期準備（bèi）工（gōng）作，碳纖維預（yù）氧化的過程，就是在高溫環（huán）境下（xià），將空氣中的氧氣（qì）分子與PAN纖維結合在一起，使聚合物鏈開始交聯，促使（shǐ）纖（xiān）維密度從1.18g/cc增加至1.38g/cc，其中溫度控製非（fēi）常重要，通常氧化爐的（de）溫度範圍在200℃~300℃之（zhī）間。 預氧化耗時較長，為了避免PAN纖維放熱失控，造成火災（zāi）隱患，需要氧化爐充分考慮到氣流的進（jìn）出問題，利用多種（zhǒng）氣流來（lái）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（liàn）轉化為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,熱力學處於穩定狀態（tài）,最後（hòu）轉化為具（jù）有亂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（suí）上述反應的進行發生熱裂（liè）解反應,逸出許多小分子,產生大（dà）量的熱。預氧化（huà）工（gōng）藝的製（zhì）定原則之一就是促進梯形結構的生成，抑製熱解小分（fèn）子（zǐ）的產生（shēng），以提高碳纖維的性能和碳化收率（lǜ）。根據預氧化工藝的要求，預（yù）氧化爐具有以下功能：

1、爐膛有效恒溫區（qū）要長，以保證預氧化充（chōng）足。

2、爐膛內的溫度要均勻。爐膛內溫度的均勻性主要包（bāo）括三個（gè）方麵，縱向溫（wēn）度均勻（yún）、橫向溫（wēn）度的均勻（yún）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（shì）分布；橫（héng）向和豎向溫度均勻，在內爐膛大於1m預氧化（huà）爐，其溫差盡量要求在2℃以內。

3、爐內的風速（sù）平穩、可調。進入預氧化（huà）爐內的空氣（qì）應具有以下作用：供給氧化反（fǎn）應必（bì）須的氧；瞬時帶走反應熱，避免（miǎn）纖維的（de）蓄熱、過熱（rè）而使

碳纖維燒（shāo）斷；帶走預氧化反應的副產物小分子或焦油，以建立新的平衡（héng）；使爐內溫（wēn）度均勻，均（jun1）勻分布和流（liú）動的熱風有利於爐內溫（wēn）度均勻，減（jiǎn）少溫度不（bú）均勻帶來的質量波動。

4、加（jiā）熱元件（jiàn）拆裝方便，可以實現連續控溫。

5、廢氣（qì）排放要集中，以保護環境。

預氧化爐設計（jì）結構：

其爐體從（cóng）上到下依次設置有頂部保（bǎo）溫層、爐體內（nèi）管、填料、空（kōng）氣層（céng）、空氣預熱（rè）層、底部保溫（wēn）層和溫控（kòng）係統。瀝青（qīng）纖維穿過爐體內管，底部保溫層設有空氣（qì）入口，填料和空氣預熱層接入溫控係統；采用填（tián）料使得（dé）氧化爐內既具（jù）有充足的空氣流量以保證氧（yǎng）化效果（guǒ），有效地帶走（zǒu）氧化反應產生的熱量和低分子烴類；風量適合（hé）且風力柔和，使得爐內空氣流穩定穿過瀝青纖維，減少氣流對瀝青纖維（wéi）的衝擊，保證瀝青（qīng）纖維不被氣流吹散，提高了瀝青纖維的生產質量。

技術參數（shù）：

1，氧化爐管規格：5L  D79(內)*H1000  不鏽鋼304材質

2，最高加熱（rè）溫度：≤400℃

3，控溫：精度±1℃，最大升（shēng）溫速率5℃/min,30段程序（xù）控溫。

4，恒溫區長度（dù）：400mm

5，進氣流量（liàng）：2.5m³/H