碳纤维预氧化炉技术概述

碳纤维预氧化炉设计原理：

碳纤维预氧化是制备的前期准备工作，碳纤维预氧化的过程，就是在高温环境下，将空气中的氧气分子与PAN纤维结合在一起，使聚合物链开始交联，促使纤维密度从1.18g/cc增加至1.38g/cc，其中温度控制非常重要，通常氧化炉的温度范围在200℃~300℃之间。 预氧化耗时较长，为了避免PAN纤维放热失控，造成火灾隐患，需要氧化炉充分考虑到气流的进出问题，利用多种气流来帮助散热和控温。

预氧化炉的工艺要求：

预氧化过程的目的是使热塑性的PAN线形大分子链转化为非塑性耐热梯形结构,使其在碳化高温下不熔不燃,保持纤维形态,热力学处于稳定状态,最后转化为具有乱层石墨结构的碳纤维。在预氧化过程中,大分子之间发生环化及交联,并伴随上述反应的进行发生热裂解反应,逸出许多小分子,产生大量的热。预氧化工艺的制定原则之一就是促进梯形结构的生成，抑制热解小分子的产生，以提高碳纤维的性能和碳化收率。根据预氧化工艺的要求，预氧化炉具有以下功能：

1、炉膛有效恒温区要长，以保证预氧化充足。

2、炉膛内的温度要均匀。炉膛内温度的均匀性主要包括三个方面，纵向温度均匀、横向温度的均匀和竖向温度均匀。纵向温度分布均匀，尽量减少温差的波浪式分布；横向和竖向温度均匀，在内炉膛大于1m预氧化炉，其温差尽量要求在2℃以内。

3、炉内的风速平稳、可调。进入预氧化炉内的空气应具有以下作用：供给氧化反应必须的氧；瞬时带走反应热，避免纤维的蓄热、过热而使

碳纤维烧断；带走预氧化反应的副产物小分子或焦油，以建立新的平衡；使炉内温度均匀，均匀分布和流动的热风有利于炉内温度均匀，减少温度不均匀带来的质量波动。

4、加热元件拆装方便，可以实现连续控温。

5、废气排放要集中，以保护环境。

预氧化炉设计结构：

其炉体从上到下依次设置有顶部保温层、炉体内管、填料、空气层、空气预热层、底部保温层和温控系统。沥青纤维穿过炉体内管，底部保温层设有空气入口，填料和空气预热层接入温控系统；采用填料使得氧化炉内既具有充足的空气流量以保证氧化效果，有效地带走氧化反应产生的热量和低分子烃类；风量适合且风力柔和，使得炉内空气流稳定穿过沥青纤维，减少气流对沥青纤维的冲击，保证沥青纤维不被气流吹散，提高了沥青纤维的生产质量。

技术参数：

1，氧化炉管规格：5L  D79(内)*H1000  不锈钢304材质

2，最高加热温度：≤400℃

3，控温：精度±1℃，最大升温速率5℃/min,30段程序控温。

4，恒温区长度：400mm

5，进气流量：2.5m³/H