1.本发明涉及针状焦生产技术领域，具体为一种高效率针状焦的生产装置及方法。


背景技术：

2.针状焦是炭素材料中大力发展的一个优质品种，其外观为银灰色、有金属光泽的多孔固体，生产的针状焦根据使用的原料可分为石油系和煤系两类，是生产超高功率电极、特种炭素材料、炭纤维及其复合材料等高端炭素制品的原料，尤其是在制造高功率和超高功率电极方面，针状焦是不二的优质材料，用针状焦制成的石墨电极具有耐热冲击性能强、机械强度高、氧化性能好、电极消耗低及允许的电流密度大等优点。
3.公开号为cn203440306u的专利文献中提出了一种技术方案，通过将焦化塔中逸出的高温油气导入副分馏塔进行除渣分馏、净化缓冲的方式来保证主分馏塔内部分段提取采出的高温油气内不会出现过多的焦粒，使得设备以及管线可以长效稳定运行，但是，该方案中高温油气进入副分馏中进行除渣净化，虽然保证了主分馏塔中高温油气的纯净，却对副分馏塔以及焦化塔至副分馏塔部分的管线造成了较大压力；同时，该方案中采用了一种较好的升温程序，生产出的针状焦具有较低的热膨胀系数，可满足制造高功率电极和超高功率电极的技术要求，但是，由于焦化塔内部的原料量较多，在进行加热时，靠近加热装置的附近会首先进行升温，再将热量传递至各处，并且温度升高气体密度减小的原因，最终焦化塔的顶部温度会高于底部，容易造成焦化塔内部的温度有差别，从而影响针状焦的产率。
4.针对上述技术问题，本技术提出一种解决方案。


技术实现要素：

5.本发明的目的就在于为了解决焦化过程中焦粒容易堵塞设备管线以及焦化过程中温度不均匀的问题，而提出一种高效率针状焦的生产装置及方法。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种高效率针状焦的生产装置，包括焦化反应塔，所述焦化反应塔输出端通过管道连接有净化塔，所述净化塔通过管道连接有分馏塔，所述焦化反应塔底端固定安装有出料管，所述焦化反应塔顶端设置有进料管，所述焦化反应塔侧壁设置有导气管，所述出料管内部设置有出料机构；所述出料机构包括有转动杆、螺旋叶片、电机和安装孔，所述安装孔开设在出料管底面，所述转动杆通过安装孔从出料管底部穿入，所述转动杆顶端凸出于焦化反应塔底面，所述转动杆上半部固定安装有螺旋叶片，所述螺旋叶片顶部凸出于焦化反应塔底面，所述转动杆底端与电机输出轴固定连接，所述电机固定安装在出料管下表面，所述转动杆外表壁套接有密封轴承，所述密封轴承安装在转动杆与安装孔的间隙中，所述密封轴承与转动杆转动连接，所述转动杆与出料管下表面的连接处固定安装有密封罩。
7.作为本发明的一种优选实施方式，所述导气管远离焦化反应塔的一端固定安装有净化机构，所述净化机构一侧与导气管对称设置有管道，所述净化机构底端连接有回流管，
所述回流管一端收集处理装置相连，所述净化机构包括有过滤机构、清洁机构和箱体外壳。
8.作为本发明的一种优选实施方式，所述过滤机构包括有气缸、滤板外壳、卡块、滑轨、诱捕过滤板、底板和刮板，所述气缸固定安装在箱体外壳外部，所述气缸输出轴穿入箱体外壳内部，所述气缸输出端固定安装有滤板外壳，所述滤板外壳内部固定安装有诱捕过滤板，所述滤板外壳底端固定安装有刮板，所述底板固定安装在箱体外壳内部，所述刮板与底板上表面滑动连接，所述底板两端均开设有槽。
9.作为本发明的一种优选实施方式，所述清洁机构包括有支撑杆、固定轴、转动轴、安装座、清洁板、滑块和滑槽，所述固定轴固定安装在箱体外壳内部，所述支撑杆顶端转动连接在固定轴外壁，所述支撑杆靠近底端的位置固定安装有转动轴，所述转动轴外壁套接有安装座，所述安装座外壁固定安装有清洁板，所述滑块固定安装在支撑杆底端。
10.作为本发明的一种优选实施方式，所述滑槽开设在滤板外壳两侧，所述滑块卡合连接在滑槽内部，所述清洁板滑动连接在诱捕过滤板外壁。
11.作为本发明的一种优选实施方式，所述滤板外壳顶端两侧均固定安装有卡块，所述卡块卡合连接在滑轨内部，两组所述滑轨对称开设在箱体外壳内壁两侧一种高效率针状焦的生产装置的使用方法，包括以下步骤：步骤一：精制煤焦油软沥青由泵从原料槽中抽出，在经过预热后输送至分馏塔的底部，同时分馏塔另一侧会输送来自于焦化反应塔的高温油气，精制煤焦油软沥青在分馏塔内部与高温油气进行热交换，形成高温油气与精制煤焦油软沥青的混合物，然后混合物再泵送至焦化反应塔，在泵送过程中，通过加热炉对混合物进行加热；步骤二：高温油气与精制煤焦油软沥青的混合物在进入焦化反应塔之后，焦化反应塔开始阶段式有序升温，促使内部原料的焦化反应进行，在升温的同时，焦化反应塔底部的出料机构开始运作，由电机通过转动杆带动螺旋叶片转动，此时螺旋叶片转动方向为顺时针转动，使得内部的原料混合物的中心部分不断向上翻涌；步骤三：在焦化反应塔内部的原料在进行反应时，内部产生的高温油气会通过导气管从焦化反应塔中逸出，进入净化机构中，净化机构中的诱捕过滤板在气缸的推动下往复运动，对逸出的高温油气中裹挟的焦粒进行捕获，减少逸出的高温油气中的焦粒数量；步骤四：在气缸推动诱捕过滤板往复运动时，诱捕过滤板会带动其上的清洁机构运动，清洁机构在滤板外壳的挤压与拉伸下，绕固定轴往复的进行一定角度的圆周运动，从而带动清洁板在滤板上往复运动，将诱捕过滤板上的焦粒刮下，并沿回流管落下，进入焦化反应塔中，在经由出料机构的搅拌翻涌重新融入原料混合物中；步骤五：净化后的高温油气从净化机构另一端输送出去，经由管路输送至净化塔进行进一步除渣分馏，然后再将除渣分馏后的高温油气输送进分馏塔，继续与新的精制煤焦油软沥青进行热交换；步骤六：在焦化反应塔内部的反应完成后，出料机构开始反转，推动内部产品从焦化反应塔底部送出。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、在对焦化反应塔内部的产物进行加热时，通过焦化反应塔底部设置的出料机构顺时针转动，此时，螺旋叶片相对内部的原料呈向下旋进的趋势，也就可以带动其叶片缝隙中的原料向上输送，而内部的原料向上输送后，叶片缝隙中形成空隙，从而带动四周的原料
涌进叶片缝隙中，再经由螺旋叶片向上输送，如此往复，实现原料在焦化反应塔内部进行翻涌循环，保证深处与表层的原料温度相同，提高焦化反应的彻底程度，提高产率，同时，在反应完成后，还可以通过螺旋叶片逆时针旋转，带动焦化反应塔内部的原料从出料管中输送出去，加速出料，避免了内部形成的部分固体堵塞出料管的情况出现。
13.2、在焦化反应塔内部的高温油气导出时，为避免逸出的高温油气中裹挟的大量焦粒影响设备的稳定长效运行，在高温油气输出的管道之间增加净化机构，通过携带有静电的诱捕过滤板对高温油气中的焦粒进行过滤，实现了对高温油气进行初步净化的效果，然后再将初步净化后的高温油气通入净化塔中进行除渣分馏，实现进一步净化，有效减少了净化塔以及从焦化反应塔通向净化塔的管线的运行压力，增加了设备运行的稳定性，保证了设备长效稳定的运行。
14.3、在诱捕过滤板的过滤进行过程中，过滤网会逐渐吸附越来越多的焦粒，为了防止诱捕过滤板在使用过程中积累过多的焦粒而影响使用效果，在诱捕过滤板往复推动的过程中，诱捕过滤板会周期性的挤压与拖拽清洁机构的支撑杆，从而使得支撑杆前端的清洁板在诱捕过滤板上上下往复运动，将诱捕过滤板上吸附的焦粒刮下，掉落至底板上，并再次利用诱捕过滤板的往复运动，将底板上的焦粒推下，从回流管中掉落至收集装置中，保证了诱捕过滤板的使用效果。
附图说明
15.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
16.图1为本发明的结构主视示意图；图2为本发明的侧视剖视图示意图；图3为本发明的出料机构结构示意图；图4为本发明图4中b处放大结构示意图；图5为本发明的净化机构结构示意图；图6为本发明的过滤机构结构示意图；图7为本发明的清洁机构结构示意图；图8为本发明的清洁板工作状态结构示意图；图9为本发明的图8中a处放大结构示意图；图10为本发明的部分生产流程示意图。
17.图中：1、焦化反应塔；2、导气管；3、出料管；4、回流管；5、净化机构；501、过滤机构；5011、气缸；5012、滤板外壳；5013、卡块；5014、滑轨；5015、诱捕过滤板；5016、底板；5017、刮板；502、清洁机构；5021、支撑杆；5022、固定轴；5023、转动轴；5024、安装座；5025、清洁板；5026、滑块；5027、滑槽；503、箱体外壳；6、出料机构；601、转动杆；602、螺旋叶片；603、电机；604、安装孔；7、密封轴承；8、密封罩；9、净化塔；10、分馏塔；11、进料管。
具体实施方式
18.下面将结合实施例对本发明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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的
范围。
19.实施例一：请参阅图1-图10所示，一种高效率针状焦的生产装置，包括焦化反应塔1，焦化反应塔1输出端通过管道连接有净化塔9，用于高温油气进行彻底的净化分馏，以保证进入分馏塔10的高温油气内部不会存在焦粒，净化塔9通过管道连接有分馏塔10，焦化反应塔1底端固定安装有出料管3，出料管3设置有阀门启闭装置，可以用来控制出料管3的启闭，焦化反应塔1顶端设置有进料管11，进料管11与分馏塔10相连，用来将分馏塔10中的高温油气以及精制煤焦油软沥青混合物输送进焦化反应塔1，焦化反应塔1侧壁设置有导气管2，用于焦化反应塔1内部的高温油气循环出料，出料管3内部设置有出料机构6；出料机构6包括有转动杆601、螺旋叶片602和电机603，安装孔604开设在出料管3底面，转动杆601通过安装孔604从出料管3底部穿入，转动杆601顶端凸出于焦化反应塔1底面，用于安装螺旋叶片602并控制螺旋叶片602转动，实现对内部原料的加工时的控制以及加工完成后的出料辅助，转动杆601上半部固定安装有螺旋叶片602，螺旋叶片602顶部凸出于焦化反应塔1底面，便于带动焦化反应塔1底部的原料转动，螺旋叶片602旋转时螺旋叶片602相对内部的原料呈向下旋进的趋势，也就可以带动其螺旋叶片602缝隙中的原料向上输送，而内部的原料向上输送后，螺旋叶片602缝隙中原有的原料缺失，螺旋叶片602相邻两圈叶片之间形成空隙，从而带动四周的原料涌进相邻两组螺旋叶片602的缝隙中，并再次经由螺旋叶片602向上输送，如此往复，实现原料在焦化反应塔1内部进行翻涌循环，保证深处与表层的原料温度相同，提高焦化反应的彻底程度，提高产率，转动杆601底端与电机603输出轴固定连接，电机603采用常见的减速机形式，通过合理的控制电机603的低转速，使得螺旋叶片602在焦化反应塔1内部低速旋转，防止螺旋叶片602因旋转速度过快而影响球状晶体的长大、融并，保证焦化的顺利进行，电机603固定安装在出料管3下表面，转动杆601外表壁套接有密封轴承7，密封轴承7安装在转动杆601与安装孔604的间隙中，增加转动杆601外壁与安装孔604内径之间的密闭性，密封轴承7与转动杆601转动连接，转动杆601与出料管3下表面的连接处固定安装有密封罩8，通过维持密封罩8内部的气压稳定，来进一步增强密封轴承7以及密封罩8内部的密封性能，防止安装孔604中产生产品泄露；另外，在反应完成后，还可以通过螺旋叶片602逆时针旋转，带动焦化反应塔1内部的原料从出料管3中输送出去，加速出料，避免了内部形成的部分固体堵塞出料管3的情况出现。
20.实施例二：请参阅图1、图5-图10所示，导气管2远离焦化反应塔1的一端固定安装有净化机构5，在焦化反应塔1内部的高温油气导出时，逸出的高温油气中裹挟有大量焦粒，容易影响设备的稳定长效运行，净化机构5旨在通过物理方法对逸出的高温油气进行初步净化处理，从而减轻后方的输送管道以及净化塔9除渣分馏的压力，净化机构5一侧与导气管2对称设置有管道，该管道用于连接净化机构5与净化塔9，净化机构5底端连接有回流管4，回流管4一端与收集处理装置相连，对收集起来的焦粒进行集中处理，提高经济效益，净化机构5包括有过滤机构501、清洁机构502和箱体外壳503，过滤机构501包括有气缸5011、滤板外壳5012、卡块5013、滑轨5014、诱捕过滤板5015、底板5016和刮板5017，气缸5011固定安装在箱体外壳503外部，气缸5011输出轴穿入箱体外壳503内部，气缸5011输出端固定安装有滤板外壳5012，用于推动滤板外壳5012运动，滤板外壳5012内部固定安装有诱捕过滤板5015，且
该诱捕过滤板5015上连接有静电发生装置，使得诱捕过滤板5015上附着有静电，通过静电增加诱捕过滤板5015对焦粒的吸附力，增强诱捕过滤板5015的过滤效果，同时，滤板外壳5012为绝缘材料，使得静电只存在于诱捕过滤板5015上，滤板外壳5012底端固定安装有刮板5017，底板5016固定安装在箱体外壳503内部，刮板5017与底板5016上表面滑动连接，使得滤板外壳5012在往复运动时，可以对底板5016上方进行刮动，将底板5016上堆积的焦粒推向两端，底板5016两端均开设有槽，使得底板5016两端的焦粒从槽中掉落，并进入回流管4进行收集，滤板外壳5012顶端两侧均固定安装有卡块5013，卡块5013卡合连接在滑轨5014内部，两组滑轨5014对称开设在箱体外壳503内壁两侧，保证滤板外壳5012以及诱捕过滤板5015保持竖直姿态并稳定往复运动，实现了对高温油气进行初步净化的效果。
21.实施例三：请参阅图1和图7-图10所示，导气管2远离焦化反应塔1的一端固定安装有净化机构5，在焦化反应塔1内部的高温油气导出时，逸出的高温油气中裹挟有大量焦粒，容易影响设备的稳定长效运行，净化机构5旨在通过物理方法对逸出的高温油气进行初步净化处理，从而减轻后方的输送管道以及净化塔9除渣分馏的压力，净化机构5一侧与导气管2对称设置有管道，该管道用于连接净化机构5与净化塔9，净化机构5底端连接有回流管4，回流管4一端与收集处理装置相连，对收集起来的焦粒进行集中处理，提高经济效益，净化机构5包括有过滤机构501、清洁机构502和箱体外壳503，过滤机构501包括有气缸5011、滤板外壳5012、诱捕过滤板5015和底板5016，气缸5011输出端固定安装有滤板外壳5012，滤板外壳5012内部固定安装有诱捕过滤板5015，通过带有静电的诱捕过滤板5015对高温油气中的焦粒进行捕捉过滤，而清洁机构502包括有支撑杆5021、固定轴5022、转动轴5023、安装座5024、清洁板5025、滑块5026和滑槽5027，固定轴5022固定安装在箱体外壳503内部，支撑杆5021顶端转动连接在固定轴5022外壁，使得支撑杆5021可以绕固定轴5022转动，支撑杆5021靠近底端的位置固定安装有转动轴5023，转动轴5023外壁套接有安装座5024，安装座5024外壁固定安装有清洁板5025，滑块5026固定安装在支撑杆5021底端，滑槽5027开设在滤板外壳5012两侧，滑块5026卡合连接在滑槽5027内部，使得在诱捕过滤板5015往复推动的过程中，诱捕过滤板5015会周期性的挤压与拖拽清洁机构502的支撑杆5021，清洁板5025滑动连接在诱捕过滤板5015外壁，从而使得支撑杆5021前端的清洁板5025在诱捕过滤板5015上上下往复运动，将诱捕过滤板5015上吸附的焦粒刮下，掉落至底板5016上，并再次利用诱捕过滤板5015的往复运动，将底板5016上的焦粒推下，从回流管4中掉落至收集装置中，保证了诱捕过滤板5015持续有效。
22.实施例四：请参阅图1-图10所示，一种高效率针状焦的生产装置的使用方法，包括以下步骤：步骤一：精制煤焦油软沥青由泵从原料槽中抽出，在经过预热后输送至分馏塔10的底部，同时分馏塔10另一侧会输送来自于焦化反应塔1的高温油气，精制煤焦油软沥青在分馏塔10内部与高温油气进行热交换，形成高温油气与精制煤焦油软沥青的混合物，然后混合物再泵送至焦化反应塔1，在泵送过程中，通过加热炉对混合物进行加热；步骤二：高温油气与精制煤焦油软沥青的混合物在进入焦化反应塔1之后，焦化反应塔1开始阶段式有序升温，促使内部原料的焦化反应进行，在升温的同时，焦化反应塔1底部的出料机构6开始运作，由电机603通过转动杆601带动螺旋叶片602转动，此时螺旋叶片
602转动方向为顺时针转动，使得内部的原料混合物的中心部分不断向上翻涌；步骤三：在焦化反应塔1内部的原料在进行反应时，内部产生的高温油气会通过导气管2从焦化反应塔1中逸出，进入净化机构5中，净化机构5中的诱捕过滤板5015在气缸5011的推动下往复运动，对逸出的高温油气中裹挟的焦粒进行捕获，减少逸出的高温油气中的焦粒数量；步骤四：在气缸5011推动诱捕过滤板5015往复运动时，诱捕过滤板5015会带动其上的清洁机构502运动，清洁机构502在滤板外壳5012的挤压与拉伸下，绕固定轴5022往复的进行一定角度的圆周运动，从而带动清洁板5025在滤板上往复运动，将诱捕过滤板5015上的焦粒刮下，并沿回流管4落下，进入焦化反应塔1中，在经由出料机构6的搅拌翻涌重新融入原料混合物中；步骤五：净化后的高温油气从净化机构5另一端输送出去，经由管路输送至净化塔9进行进一步除渣分馏，然后再将除渣分馏后的高温油气输送进分馏塔10，继续与新的精制煤焦油软沥青进行热交换；步骤六：在焦化反应塔1内部的反应完成后，出料机构6开始反转，推动内部产品从焦化反应塔1底部送出。
23.本发明在使用时，高温油气在焦化反应塔1、净化塔9以及分馏塔10中循环时，每次从焦化反应塔1中导出时都会经过净化机构5的初步净化，从而减轻了净化塔9的净化压力，也保证了分馏塔10中的高温油气不会含有焦粒杂质，在后续的焦化阶段，既不会因为泡沫层中存在过的焦粒而影响效果，也不会因为焦粒而堵塞设备与管线，同时因为内部出料机构6的存在，既在内部焦化反应时，使得原料缓慢运动，增加了温度的均匀性，提高了产率，又可以使得出料时通过出料机构6的辅助增加出料速度，防止了堵塞出料管3的情况出现。
24.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。