一種炭黑濕法造粒的干燥加工系統(tǒng)及工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種炭黑濕法造粒干燥系統(tǒng)及工藝，本發(fā)明的炭黑濕法造粒干燥系統(tǒng)包括固氣分離裝置，煙氣排出裝置，第一煙氣調(diào)溫裝置、炭黑收集裝置以及干燥機。本發(fā)明的炭黑濕法造粒的煙氣干燥裝置及工藝，通過高溫煙氣的余熱進行穩(wěn)定的炭黑干燥加工，并減少安全隱患及環(huán)境污染的發(fā)生，使整個加熱過程節(jié)能、安全、環(huán)保，進而降低生產(chǎn)成本，適合工業(yè)應用。
【專利說明】
一種炭黑濕法造粒的干燥加工系統(tǒng)及工藝
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種炭黑濕法造粒的干燥加工系統(tǒng)及工藝，屬于炭黑生產(chǎn)領域。
【背景技術】
[0002]在傳統(tǒng)炭黑生產(chǎn)過程中需要將粉狀炭黑加水經(jīng)造粒機造粒后再經(jīng)干燥機加熱除去水分干燥后才能成為成品使用。現(xiàn)有技術的工藝流程是:采用反應爐，利用焦油為原料在爐內(nèi)攝氏1900度條件下進行熱裂解產(chǎn)生炭黑及尾氣流(即高溫煙氣)，反應后的尾氣流溫度仍達攝氏1000度以上。為了后續(xù)采用濾袋器收集分離碳黑，需要先對高溫煙氣噴水降溫，使其溫度降至250度左右進入濾袋器。通過濾袋器分離后的碳黑通過造粒機進入干燥機干燥，而通過濾袋器分離后的煙氣則進入燃燒爐燃燒，以便給干燥機提供干燥熱源。干燥機一般在轉(zhuǎn)筒外圍設有火箱(或叫加熱爐膛)，燃燒爐產(chǎn)生的高達上千度的熱氣進入火箱，通過輻射給干燥機加熱，使干燥機的滾筒內(nèi)部達到300-500度的干燥工藝要求。經(jīng)過干燥機后的煙氣還可以經(jīng)過二級袋濾器再次收集碳黑。上述工藝尚存在如下不足:一是尾氣比較浪費，需要通過燃燒爐燃燒后供給干燥爐；二是進入干燥器火箱的溫度太高，不利于安全操作；三是由于干燥爐與火箱之間非全密封，容易發(fā)生廢氣泄漏，對環(huán)境造成污染。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種炭黑濕法造粒干燥系統(tǒng)及工藝，其具有安全、節(jié)能、降低生產(chǎn)成本等優(yōu)點。
[0004]本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下:一種炭黑濕法造粒干燥系統(tǒng)，包括固氣分離裝置A，煙氣排出裝置B，第一煙氣調(diào)溫裝置C、炭黑收集裝置D以及干燥機E ；
[0005]所述固氣分離裝置包括旋風分離器Al以及位于所述旋風分離器下方的第一出料氣密閥A2，所述旋風分離器Al包括煙氣入口及煙氣出口，所述煙氣出口分為第一排氣管路A3和第二排氣管路A4，所述煙氣入口連接外部含炭黑高溫煙氣；
[0006]所述炭黑收集裝置D包括袋濾器Dl及位于袋濾器下端的第二出料氣密閥D2 ；
[0007]所述干燥機E包括物料入口、物料出口、煙氣入口及煙氣出口，所述物料入口前設有造粒機F ;所述煙氣出口通過排氣風機B3與所述第一煙氣調(diào)溫裝置C的入口連接；所述干燥機E的物料入口與煙氣出口，物料出口與煙氣入口分別設在所述干燥機的兩端；
[0008]所述煙氣排出裝置B包括第一調(diào)節(jié)閥BI以及第二調(diào)節(jié)閥B2 ；
[0009]所述第一排氣管路A3通過所述第一調(diào)節(jié)閥BI與所述干燥機的煙氣入口連接，所述第二排氣管路A4通過所述第二調(diào)節(jié)閥B2與所述第一煙氣調(diào)溫裝置C的入口連接，所述第一煙氣調(diào)溫裝置C的出口與所述袋濾器Dl的入口連接，所述第二出料氣密閥D2的出口與所述第一出料氣密閥A2的出口匯集，并通過管路與所述造粒機F的入口連接。
[0010]進一步，所述第一煙氣調(diào)溫裝置包括冷水調(diào)節(jié)閥和冷卻器。
[0011 ] 進一步，所述干燥機的物料入口與所述造粒機連接，該物料入口靠近所述排氣風機；所述干燥機的物料出口靠近所述第一調(diào)節(jié)閥。
[0012]本發(fā)明的干燥機包括物料入口、物料出口、煙氣入口及煙氣出口，物料入口與煙氣出口，物料出口與煙氣入口分別設在所述干燥機的兩端；并且物料入口靠近所述排氣風機；所述干燥機的物料出口靠近所述第一調(diào)節(jié)閥。可見，干燥機內(nèi)煙氣的輸送方向與碳粒的輸送方向相反，煙氣由第一調(diào)節(jié)閥方向進入干燥機后，向排氣風機的方向流動；碳粒由靠近所述排氣風機方向的物料入口進入，由靠近所述第一調(diào)節(jié)閥的物料出口排出。
[0013]進一步，所述旋風分離器連接反應爐的出料端，所述反應爐與旋風分離器之間設有第二煙氣調(diào)溫裝置。第二煙氣調(diào)溫裝置用于對高溫煙氣進行熱能回收及冷水降溫，將高溫煙氣的溫度由1000°c以上降至500°C左右。
[0014]本發(fā)明所述反應爐是生產(chǎn)原生炭黑的反應爐，利用焦油為原料在爐內(nèi)攝氏1900度條件下進行熱裂解產(chǎn)生炭黑及尾氣流(高溫煙氣)，反應后的尾氣流溫度仍達攝氏1000度以上，經(jīng)熱能回收及冷水降溫后扔達攝氏500度以上，可直接作干燥濕炭黑用。
[0015]本發(fā)明第二方面公開了一種炭黑濕法造粒的煙氣干燥工藝，包括前述炭黑濕法造粒干燥系統(tǒng)，所述固氣分離裝置A承接反應爐生產(chǎn)出的含炭黑高溫煙氣，含炭黑高溫煙氣通過旋風分離器Al的煙氣入口進入旋風分離器后分離獲得固體炭黑和煙氣，其中，固體炭黑被分離下沉到旋風分離器底部的第一出料氣密閥A2，從第一出料氣密閥排出后通過風送管被輸送至造粒機F ;煙氣從旋風分離器上端的煙氣出口排出；其中一股煙氣在第一調(diào)節(jié)閥BI的控制下通過第一排氣管路A3由干燥機E的煙氣入口進入干燥機，用于加熱來自造粒機F的濕碳粒，使?jié)裉剂Ｖ械乃终舭l(fā)干燥，干燥后的碳粒由干燥機的物料出口排出，干燥后含水分的煙氣通過排氣風機B3由干燥機的煙氣出口抽出；剩余的煙氣在第二調(diào)節(jié)閥B2的控制下進入第二排氣管路A4，與第一排氣管路排出的含水分煙氣匯合后通過第一煙氣調(diào)溫裝置C的入口進入第一煙氣調(diào)溫裝置，將煙氣溫度降至250?270°C后由第一煙氣調(diào)溫裝置C的出口輸出送至袋濾器D1，由袋濾器除塵后煙氣排放，袋濾器收集的固體炭黑通過第二出料氣密閥D2的控制，經(jīng)過風送管輸送至造粒機E。
[0016]進一步,干燥機內(nèi)煙氣的輸送方向與碳粒的輸送方向相反，煙氣由第一調(diào)節(jié)閥方向進入干燥機后，向排氣風機的方向流動；碳粒由靠近所述排氣風機方向的物料入口進入，由靠近所述第一調(diào)節(jié)閥的物料出口排出。
[0017]進一步，反應爐生產(chǎn)出的含炭黑高溫煙氣經(jīng)第二煙氣調(diào)溫裝置后，煙氣溫度降至5000C以上，降溫后的高溫煙氣進入旋風分離器。
[0018]更進一步，反應爐生產(chǎn)出的含炭黑高溫煙氣經(jīng)第二煙氣調(diào)溫裝置后，煙氣溫度降至500?600 °C,降溫后的高溫煙氣進入旋風分離器。
[0019]本發(fā)明第三方面公開了前述系統(tǒng)及工藝在炭黑加工領域的應用。
[0020]本發(fā)明的炭黑濕法造粒的干燥加熱工藝，包含用于承接反應爐生產(chǎn)出的高溫炭黑煙氣的固氣分離裝置，高溫炭黑煙氣經(jīng)氣固分離后，固態(tài)炭黑下沉到底部由第一出料氣密閥排出到風送管，氣態(tài)熱氣自頂部排出分流，一股熱氣經(jīng)第一調(diào)節(jié)閥后進入濕法造粒炭黑的干燥機加熱濕碳粒使其水分蒸發(fā)后干燥，熱氣夾帶水蒸氣被排氣風機抽出；另一股熱氣經(jīng)第二調(diào)節(jié)閥后與之前的夾帶水蒸氣的熱氣匯合，輸往第一煙氣調(diào)溫裝置進行急冷減溫，控制到一定溫度的濕熱氣經(jīng)過袋濾器除塵后排放，袋濾器收集的炭黑由第二出料氣密閥排出到風送管。根據(jù)炭黑干燥溫度控制第一調(diào)節(jié)閥和第二調(diào)節(jié)閥。如此不需要再依靠燃燒尾氣產(chǎn)生的熱源來干燥炭黑濕法造粒，達到節(jié)能效果，并可節(jié)省設備設置費用，進而降低生產(chǎn)成本。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:
[0022]I)將反應爐排出的高溫煙氣作為濕法造粒炭黑的干燥機的熱源，代替尾氣燃燒生成的熱量來干燥，節(jié)省了尾氣的消耗；
[0023]2)本發(fā)明工藝及系統(tǒng)的加熱方式屬于攝氏500度左右低溫干燥，比尾氣燃燒達1000攝氏度的溫度低，因此炭黑干燥溫度相對穩(wěn)定和安全；
[0024]3)由于采用低溫加熱，避免了炭黑高溫著火的發(fā)生，并且煙氣輸送過程減少了泄漏的發(fā)生，安全環(huán)保。
[0025]綜上，本發(fā)明的炭黑濕法造粒的煙氣干燥裝置及工藝，通過高溫煙氣的余熱進行穩(wěn)定的炭黑干燥加工，并減少安全隱患及環(huán)境污染的發(fā)生，使整個加熱過程節(jié)能、安全、環(huán)保，進而降低生產(chǎn)成本，適合工業(yè)應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1為炭黑濕法造粒干燥系統(tǒng)圖；
[0027]圖1為另一炭黑濕法造粒干燥系統(tǒng)圖。
[0028]圖1-2中各標號所標明的配件如下:
[0029]A.固氣分離裝置
[0030]B.煙氣排出裝置
[0031]C.第一煙氣調(diào)溫裝置
[0032]D.炭黑收集裝置
[0033]E.干燥機
[0034]F.造粒機
[0035]G.第二煙氣調(diào)溫裝置
[0036]Al.旋風分離器
[0037]A2.第一出料氣密閥
[0038]A3.第一排氣管路
[0039]A4.第二排氣管路
[0040]B1.第一調(diào)節(jié)閥
[0041]B2.第二調(diào)節(jié)閥
[0042]B3.排氣風機
[0043]Dl.袋濾器
[0044]D2.第二出料氣密閥
【具體實施方式】
[0045]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0046]如圖1所示的一種炭黑濕法造粒干燥系統(tǒng)，包括固氣分離裝置A，煙氣排出裝置B，第一煙氣調(diào)溫裝置C、炭黑收集裝置D以及干燥機E ；
[0047]所述固氣分離裝置包括旋風分離器Al以及位于所述旋風分離器下方的第一出料氣密閥A2，所述旋風分離器Al包括煙氣入口及煙氣出口，所述煙氣出口分為第一排氣管路A3和第二排氣管路A4，所述煙氣入口連接外部含炭黑高溫煙氣；
[0048]所述炭黑收集裝置D包括袋濾器Dl及位于袋濾器下端的第二出料氣密閥D2 ；
[0049]所述干燥機E包括物料入口、物料出口、煙氣入口及煙氣出口，所述物料入口前設有造粒機F ;所述煙氣出口通過排氣風機B3與所述第一煙氣調(diào)溫裝置C的入口連接；所述干燥機E的物料入口與煙氣出口，物料出口與煙氣入口分別設在所述干燥機的兩端；
[0050]所述煙氣排出裝置B包括第一調(diào)節(jié)閥BI以及第二調(diào)節(jié)閥B2 ；
[0051]所述第一排氣管路A3通過所述第一調(diào)節(jié)閥BI與所述干燥機的煙氣入口連接，所述第二排氣管路A4通過所述第二調(diào)節(jié)閥B2與所述第一煙氣調(diào)溫裝置C的入口連接，所述第一煙氣調(diào)溫裝置C的出口與所述袋濾器Dl的入口連接，所述第二出料氣密閥D2的出口與所述第一出料氣密閥A2的出口匯集，并通過管路與所述造粒機F的入口連接。
[0052]生產(chǎn)時，所述固氣分離裝置A承接反應爐生產(chǎn)出的含炭黑高溫煙氣，含炭黑高溫煙氣通過旋風分離器Al的煙氣入口進入旋風分離器后分離獲得固體炭黑和煙氣，其中，固體炭黑被分離下沉到旋風分離器底部的第一出料氣密閥A2，從第一出料氣密閥排出后通過風送管被輸送至造粒機F ;煙氣從旋風分離器上端的煙氣出口排出；其中一股煙氣在第一調(diào)節(jié)閥BI的控制下通過第一排氣管路A3由干燥機E的煙氣入口進入干燥機，用于加熱來自造粒機F的濕碳粒，使?jié)裉剂Ｖ械乃终舭l(fā)干燥，干燥后的碳粒由干燥機的物料出口排出，干燥后含水分的煙氣通過排氣風機B3由干燥機的煙氣出口抽出；剩余的煙氣在第二調(diào)節(jié)閥B2的控制下進入第二排氣管路A4，與第一排氣管路排出的含水分煙氣匯合后通過第一煙氣調(diào)溫裝置C的入口進入第一煙氣調(diào)溫裝置，將煙氣溫度降至250?270°C后由第一煙氣調(diào)溫裝置C的出口輸出送至袋濾器D1，由袋濾器除塵后煙氣排放，袋濾器收集的固體炭黑通過第二出料氣密閥D2的控制，經(jīng)過風送管輸送至造粒機E。
[0053]本發(fā)明的一種炭黑濕法造粒干燥系統(tǒng)還可以如圖2所示，包括固氣分離裝置A，煙氣排出裝置B，第一煙氣調(diào)溫裝置C、炭黑收集裝置D以及干燥機E ；
[0054]所述固氣分離裝置包括旋風分離器Al以及位于所述旋風分離器下方的第一出料氣密閥A2，所述旋風分離器Al包括煙氣入口及煙氣出口，所述煙氣出口分為第一排氣管路A3和第二排氣管路A4，所述煙氣入口連接外部含炭黑高溫煙氣；
[0055]所述炭黑收集裝置D包括袋濾器Dl及位于袋濾器下端的第二出料氣密閥D2 ；
[0056]所述干燥機E包括物料入口、物料出口、煙氣入口及煙氣出口，所述物料入口前設有造粒機F ;所述煙氣出口通過排氣風機B3與所述第一煙氣調(diào)溫裝置C的入口連接；所述干燥機E的物料入口與煙氣出口，物料出口與煙氣入口分別設在所述干燥機的兩端；
[0057]所述煙氣排出裝置B包括第一調(diào)節(jié)閥BI以及第二調(diào)節(jié)閥B2 ;所述第一排氣管路A3通過所述第一調(diào)節(jié)閥BI與所述干燥機的煙氣入口連接，所述第二排氣管路A4通過所述第二調(diào)節(jié)閥B2與所述第一煙氣調(diào)溫裝置C的入口連接，所述第一煙氣調(diào)溫裝置C的出口與所述袋濾器Dl的入口連接，所述第二出料氣密閥D2的出口與所述第一出料氣密閥A2的出口匯集，并通過管路與所述造粒機F的入口連接；所述第一煙氣調(diào)溫裝置包括冷水調(diào)節(jié)閥和冷卻器；所述干燥機的物料入口與所述造粒機連接，該物料入口靠近所述排氣風機；所述干燥機的物料出口靠近所述第一調(diào)節(jié)閥。
[0058]生產(chǎn)時，所述固氣分離裝置A承接反應爐生產(chǎn)出的含炭黑高溫煙氣，含炭黑高溫煙氣通過旋風分離器Al的煙氣入口進入旋風分離器后分離獲得固體炭黑和煙氣，其中，固體炭黑被分離下沉到旋風分離器底部的第一出料氣密閥A2，從第一出料氣密閥排出后通過風送管被輸送至造粒機F ;煙氣從旋風分離器上端的煙氣出口排出；其中一股煙氣在第一調(diào)節(jié)閥BI的控制下通過第一排氣管路A3由干燥機E的煙氣入口進入干燥機，用于加熱來自造粒機F的濕碳粒，使?jié)裉剂Ｖ械乃终舭l(fā)干燥，干燥后的碳粒由干燥機的物料出口排出，干燥后含水分的煙氣通過排氣風機B3由干燥機的煙氣出口抽出；剩余的煙氣在第二調(diào)節(jié)閥B2的控制下進入第二排氣管路A4，與第一排氣管路排出的含水分煙氣匯合后通過第一煙氣調(diào)溫裝置C的入口進入第一煙氣調(diào)溫裝置，將煙氣溫度降至250?270°C后由第一煙氣調(diào)溫裝置C的出口輸出送至袋濾器D1，由袋濾器除塵后煙氣排放，袋濾器收集的固體炭黑通過第二出料氣密閥D2的控制，經(jīng)過風送管輸送至造粒機E。干燥機內(nèi)煙氣的輸送方向與碳粒的輸送方向相反,煙氣由第一調(diào)節(jié)閥方向進入干燥機后，向排氣風機的方向流動；碳粒由靠近所述排氣風機方向的物料入口進入，由靠近所述第一調(diào)節(jié)閥的物料出口排出。反應爐生產(chǎn)出的含炭黑高溫煙氣經(jīng)第二煙氣調(diào)溫裝置后，煙氣溫度降至500?600°C，降溫后的高溫煙氣進入旋風分離器。
[0059]年產(chǎn)(8000h) 2萬噸炭黑的操作風量約12000標立/小時，可產(chǎn)生24000標立的可燃尾氣。造粒機每小時造粒2.5噸，每造粒I噸炭黑需要2000標立可燃尾氣燃燒用于干燥，因此造粒2.5噸炭黑需要5000標立炭黑，占24000標立可燃尾氣的的20%。
[0060]可見，通過高溫煙氣的顯熱作用為濕法造粒炭黑加熱干燥的熱源，體現(xiàn)了余熱利用可有效減少20%尾氣的消耗，并減少部分設備裝置，使炭黑低溫干燥并且煙氣無泄漏，不但可以降低成本，同時對環(huán)境及安全都有改善作用。
[0061 ] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種炭黑濕法造粒干燥系統(tǒng)，其特征在于，包括固氣分離裝置(A)、煙氣排出裝置(B)、第一煙氣調(diào)溫裝置(C)、炭黑收集裝置(D)以及干燥機(E)； 所述固氣分離裝置包括旋風分離器(Al)以及位于所述旋風分離器下方的第一出料氣密閥(A2)，所述旋風分離器(Al)包括煙氣入口及煙氣出口，所述煙氣出口分為第一排氣管路(A3)和第二排氣管路(A4)，所述煙氣入口連接外部含炭黑高溫煙氣； 所述炭黑收集裝置(D)包括袋濾器(Dl)及位于袋濾器下端的第二出料氣密閥(D2)； 所述干燥機(E)包括物料入口、物料出口、煙氣入口及煙氣出口，所述物料入口前設有造粒機(F);所述煙氣出口通過排氣風機(B3)與所述第一煙氣調(diào)溫裝置(C)的入口連接；所述干燥機(E)的物料入口與煙氣出口，物料出口與煙氣入口分別設在所述干燥機的兩端; 所述煙氣排出裝置(B)包括第一調(diào)節(jié)閥(BI)以及第二調(diào)節(jié)閥(B2)； 所述第一排氣管路(A3)通過所述第一調(diào)節(jié)閥(BI)與所述干燥機的煙氣入口連接，所述第二排氣管路(A4)通過所述第二調(diào)節(jié)閥(B2)與所述第一煙氣調(diào)溫裝置(C)的入口連接，所述第一煙氣調(diào)溫裝置(C)的出口與所述袋濾器(Dl)的入口連接，所述第二出料氣密閥(D2)的出口與所述第一出料氣密閥(A2)的出口匯集，并通過管路與所述造粒機(F)的入口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的炭黑濕法造粒干燥系統(tǒng)，其特征在于，所述第一煙氣調(diào)溫裝置包括冷水調(diào)節(jié)閥和冷卻器。
3.一種炭黑濕法造粒的煙氣干燥工藝，包括如權(quán)利要求1-2任一項所述炭黑濕法造粒干燥系統(tǒng)，所述固氣分離裝置(A)承接反應爐生產(chǎn)出的含炭黑高溫煙氣，含炭黑高溫煙氣通過旋風分離器(Al)的煙氣入口進入旋風分離器后分離獲得固體炭黑和煙氣，其中，固體炭黑被分離下沉到旋風分離器底部的第一出料氣密閥(A2)，從第一出料氣密閥排出后通過風送管被輸送至造粒機(F);煙氣從旋風分離器上端的煙氣出口排出；其中一股煙氣在第一調(diào)節(jié)閥(BI)的控制下通過第一排氣管路(A3)由干燥機(E)的煙氣入口進入干燥機，用于加熱來自造粒機(F)的濕碳粒，使?jié)裉剂Ｖ械乃终舭l(fā)干燥，干燥后的碳粒由干燥機的物料出口排出，干燥后含水分的煙氣通過排氣風機(B3)由干燥機的煙氣出口抽出；剩余的煙氣在第二調(diào)節(jié)閥(B2)的控制下進入第二排氣管路(A4)，與第一排氣管路排出的含水分煙氣匯合后通過第一煙氣調(diào)溫裝置(C)的入口進入第一煙氣調(diào)溫裝置，將煙氣溫度降至250?270°C后由第一煙氣調(diào)溫裝置(C)的出口輸出送至袋濾器(Dl)，由袋濾器除塵后煙氣排放，袋濾器收集的固體炭黑通過第二出料氣密閥(D2)的控制，經(jīng)過風送管輸送至造粒機(E)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的干燥工藝，其特征在于，干燥機內(nèi)煙氣的輸送方向與碳粒的輸送方向相反，煙氣由第一調(diào)節(jié)閥方向進入干燥機后，向排氣風機的方向流動；碳粒由靠近所述排氣風機方向的物料入口進入，由靠近所述第一調(diào)節(jié)閥的物料出口排出。
【文檔編號】F26B21/14GK104231677SQ201410392760
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月12日
【發(fā)明者】王曉燕, 張建雄, 王春 申請人:山東華東橡膠材料有限公司