炭黑尾氣凈化裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種炭黑尾氣凈化裝置，涉及氣體凈化【技術領域】，提供一種能夠凈化炭黑尾氣的炭黑尾氣凈化裝置。炭黑尾氣凈化裝置包括凈化塔，凈化塔包括自下而上依次設置的洗滌冷卻段、凈化噴淋段、干燥段和除霧段。洗滌冷卻段能夠對炭黑尾氣進行降溫并除去大部分SO2、H2S、NOX，使尾氣得到初步凈化。凈化噴淋段能夠對炭黑尾氣進行深度凈化。干燥段能夠去除炭黑尾氣中的飽和水。除霧段能夠對炭黑尾氣進行除霧。經本發明凈化后的炭黑尾氣能夠滿足后續利用條件。通過本發明對炭黑尾氣進行凈化既避免了資源浪費又有利于減少環境污染。
【專利說明】
炭黑尾氣凈化裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及氣體凈化【技術領域】，尤其涉及一種炭黑尾氣凈化裝置。
【背景技術】
[0002]炭黑是利用煤化工的剩余產品煤焦油、蒽油等，經過高溫下不完全燃燒、裂解產生的。主要用于橡膠制品的補強劑和填充劑，有較高的補強作用，并具有結構穩定、可塑性強、延伸性好、屈撓撕裂性能優良、磨耗率低等特點，大量運用于生產輪胎、運輸帶、膠管等各種橡膠制品，也可用于生產油漆、油墨、染料、塑料、涂料等化工制品，還可用作保溫隔熱材料，是一個前景非常廣闊的重要化工原料。炭黑尾氣是從炭黑煙氣中將炭黑分離出去后的氣體。每生產一噸炭黑可以產生尾氣80001113—120001113。其熱值為37721^/跑3。主要成分為一氧化碳15%和氫氣11.7%，另外還含有甲烷1%?2^34(:20.6%、二氧化碳4% )、氧氣(0.4% ))、氮氣(62.3% )、氮氧化物(4001118/1113)、二氧化硫(982611^/1113)、硫化氫 5371118/1113、奈、苯、焦油等。許多炭黑廠這部分氣體沒有得到利用，“點天燈”外排，不但污染了環境還造成了能源的浪費，究其原因是沒有簡便可行的凈化裝置處理尾氣進而加以利用。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是:提供一種能夠凈化炭黑尾氣的炭黑尾氣凈化裝置。
[0004]為解決上述問題采用的技術方案是:炭黑尾氣凈化裝置包括凈化塔，凈化塔包括自下而上依次設置的洗滌冷卻段、凈化噴淋段、干燥段和除霧段；
[0005]洗滌冷卻段包括洗滌冷卻槽和尾氣分布管，洗滌冷卻槽上設置有尾氣入口，洗滌冷卻槽內存儲有第一吸收液，尾氣分布管與尾氣入口連接并設置于洗滌冷卻槽內部，尾氣分布管上連接有若干鼓泡管，鼓泡管形狀為倒置的V形，鼓泡管的管口伸入第一吸收液中；
[0006]凈化噴淋段包括第一尾氣通道和環繞第一尾氣通道的第二吸收液槽，第一尾氣通道與洗滌冷卻段連通，第一尾氣通道上方設置有覆蓋第一尾氣通道的第一防護蓋，第一防護蓋與第一尾氣通道間有間隙，第一防護蓋上方設置有第二吸收液噴淋頭；
[0007]干燥段包括第二尾氣通道和環繞第二尾氣通道的液體干燥劑槽，第二尾氣通道與凈化噴淋段連通，第二尾氣通道上方設置有覆蓋第二尾氣通道的第二防護蓋，第二防護蓋與第二尾氣通道間有間隙，第二防護蓋上方自下而上依次設置有微孔填料和液體干燥劑噴頭；
[0008]除霧段與干燥段連通，除霧段包括除霧器，除霧段上設置有凈化尾氣出口。
[0009]進一步的是:炭黑尾氣凈化裝置包括尾氣換熱器，尾氣換熱器上設置有尾氣進氣管、尾氣排出管和蒸汽管，尾氣排出管與尾氣入口連接，尾氣換熱器的下部和上部分別與液體干燥劑槽和液體干燥劑噴頭連接，連接尾氣換熱器與液體干燥劑噴頭的管路上設置有液體干燥劑循環泵，尾氣換熱器內尾氣對液體干燥劑進行干燥。
[0010]進一步的是:尾氣進氣管上設置有尾氣調節閥。
[0011]進一步的是:炭黑尾氣凈化裝置包括第一吸收液冷卻氧化塔，第一吸收液冷卻氧化塔下部連接有第一廢液排出管，第一吸收液冷卻氧化塔內部設置有第一噴淋氧化器，第一噴淋氧化器與洗滌冷卻槽底部連接，連接第一噴淋氧化器與洗滌冷卻槽的管路上設置有第一吸收液循環泵，第一吸收液在第一吸收液冷卻氧化塔內冷卻凈化后返回洗滌冷卻槽。
[0012]進一步的是:炭黑尾氣凈化裝置包括第二吸收液氧化槽，第二吸收液氧化槽與第二吸收液噴淋頭連接，連接第二吸收液氧化槽與第二吸收液噴淋頭的管路上設置有第二吸收液噴淋泵，第二吸收液氧化槽下部連接有第二廢液排出管，第二吸收液氧化槽內部設置有第二噴淋氧化器，第二噴淋氧化器與第二吸收液槽連接，連接第二噴淋氧化器與第二吸收液槽的管路上設置有第二吸收液循環泵。
[0013]進一步的是:炭黑尾氣凈化裝置包括第一吸收液溶解槽，第一吸收液溶解槽與洗滌冷卻槽連接，連接第一吸收液溶解槽和洗滌冷卻槽的管路上設置有第一吸收液補液閥門。
[0014]進一步的是:炭黑尾氣凈化裝置包括第二吸收液溶解槽，第二吸收液溶解槽與第二吸收液槽連接，連接第二吸收液溶解槽和第二吸收液槽的管路上設置有第二吸收液補液閥門。
[0015]進一步的是:洗滌冷卻槽內表面設置有玻璃鱗片樹脂。
[0016]進一步的是:第一防護蓋上方自下而上設置有三層第二吸收液噴淋頭。
[0017]本發明的有益效果是:炭黑尾氣進入凈化塔后依次通過洗滌冷卻段、凈化噴淋段、干燥段和除霧段。洗滌冷卻段對炭黑尾氣進行降溫并除去大部分，使尾氣得到初步凈化。凈化噴淋段對炭黑尾氣進行深度凈化。干燥段去除炭黑尾氣中的飽和水。除霧段對炭黑尾氣進行除霧。經本發明凈化后的炭黑尾氣能夠滿足后續利用條件。通過本發明對炭黑尾氣進行凈化既避免了資源浪費又有利于減少環境污染。
【專利附圖】
【附圖說明】
:
[0018]圖1是炭黑尾氣凈化裝置結構示意圖；
[0019]圖2是尾氣分布管和鼓泡管結構不意圖；
[0020]圖3是第一噴淋氧化器結構示意圖；
[0021]圖4是第二噴淋氧化器結構示意圖；
[0022]圖中標記為:洗滌冷卻段1、洗滌冷卻槽1-1、尾氣分布管1-2、鼓泡管1-3、尾氣入口 1-4、第一吸收液1-5、凈化噴淋段2、第一尾氣通道2-1、第二吸收液槽2-2、第一防護蓋
2-3、第二吸收液噴淋頭2-4、干燥段3、液體干燥劑槽3-1、第二尾氣通道3-2、微孔填料3-3、液體干燥劑噴頭3-4、第二防護蓋3-5、除霧段4、除霧器4-1、凈化尾氣出口 4-2、尾氣換熱器5、尾氣排出管5-1、尾氣調節閥5-2、尾氣進氣管5-3、蒸汽管5-4、液體干燥劑循環泵5-5、第一吸收液冷卻氧化塔6、第一噴淋氧化器6-1、第一吸收液循環泵6-2、第一廢液排出管6-3、第二吸收液氧化槽7、第二噴淋氧化器7-1、第二吸收液噴淋泵7-2、第二廢液排出管7-3、第二吸收液循環泵7-4、第一吸收液補液閥門8、第一吸收液溶解槽9、第二吸收液補液閥門
10、第二吸收液溶解槽11。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明進一步說明。
[0024]如圖1所示，炭黑尾氣凈化裝置包括凈化塔，凈化塔包括自下而上依次設置的洗滌冷卻段1、凈化噴淋段2、干燥段3和除霧段4 ；
[0025]洗滌冷卻段1包括洗滌冷卻槽1-1和尾氣分布管1-2，洗滌冷卻槽1-1上設置有尾氣入口 1-4，洗滌冷卻槽1-1內存儲有第一吸收液1-5，尾氣分布管1-2與尾氣入口 1-4連接并設置于洗滌冷卻槽1-1內部，尾氣分布管1-2上連接有若干鼓泡管1-3，鼓泡管1-3形狀為倒置的V形，鼓泡管1-3的管口伸入第一吸收液1-5中；
[0026]凈化噴淋段2包括第一尾氣通道2-1和環繞第一尾氣通道2-1的第二吸收液槽
2-2，第一尾氣通道2-1與洗滌冷卻段1連通，第一尾氣通道2-1上方設置有覆蓋第一尾氣通道2-1的第一防護蓋2-3，第一防護蓋2-3與第一尾氣通道2-1間有間隙，第一防護蓋2-3上方設置有第二吸收液噴淋頭2-4 ；
[0027]干燥段3包括第二尾氣通道3-2和環繞第二尾氣通道3-2的液體干燥劑槽3-1，第二尾氣通道3-2與凈化噴淋段2連通，第二尾氣通道3-2上方設置有覆蓋第二尾氣通道
3-2的第二防護蓋3-5，第二防護蓋3-5與第二尾氣通道3-2間有間隙，第二防護蓋3-5上方自下而上依次設置有微孔填料3-3和液體干燥劑噴頭3-4 ；
[0028]除霧段4與干燥段3連通，除霧段4包括除霧器4-1，除霧段4上設置有凈化尾氣出口 4-2。
[0029]利用本發明凈化炭黑尾氣的過程如下:一、炭黑尾氣自尾氣入口 1-4進入尾氣分布管1-2再進入鼓泡管1-3 ；炭黑尾氣由鼓泡管1-3排入第一吸收液1-5 ；炭黑尾氣與第一吸收液1-5接觸，第一吸收液1-5吸收炭黑尾氣的熱量，冷卻炭黑尾氣；同時第一吸收液
1-5除去炭黑尾氣中的大部分炭黑粉塵；第一吸收液還與炭黑尾氣化學反應除去尾氣中的大部分洗滌冷卻段1使尾氣得到初步凈化。尾氣分布管1-2和鼓泡管1-3結構如圖2所示，尾氣分布管1-2包括多根管路，使炭黑尾氣在洗滌冷卻槽1-1內分布均勻。洗滌冷卻槽1-1內的各物質具有較強的腐蝕性，為了避免洗滌冷卻槽1-1腐蝕損壞，洗滌冷卻槽1-1內表面設置有玻璃鱗片樹脂。
[0030]二、炭黑尾氣自第一尾氣通道2-1經過第一防護蓋2-3與第一尾氣通道2-1間的間隙進入凈化噴淋段2 ；第二吸收液噴淋頭2-4噴出第二吸收液；炭黑尾氣與第二吸收液逆向運行，第二吸收液進一步與炭黑尾氣傳質傳熱，對炭黑尾氣進行深度凈化。第一防護蓋
2-3的作用是防止第二吸收液進入第一尾氣通道2-1，并引導第二吸收液進入第二吸收液槽2-2。為了提高凈化效果，第一防護蓋2-3上方自下而上設置有三層第二吸收液噴淋頭2-4。
[0031]三、炭黑尾氣自第二尾氣通道3-2經過第二防護蓋3-5與第二尾氣通道3-2間的間隙進入干燥段3 ；液體干燥劑噴頭3-4將液體干燥劑噴到微孔填料3-3上；炭黑尾氣在微孔填料3-3內與液體干燥劑接觸，液體干燥劑吸收炭黑尾氣中的水分，干燥炭黑尾氣。液體干燥劑隨后落入液體干燥劑槽3-1。第二防護蓋3-5的作用是防止液體干燥劑進入第二尾氣通道3-2，并引導液體干燥劑進入液體干燥劑槽3-1。去除炭黑尾氣中的水分避免水分影響炭黑尾氣的熱值以及含水的炭黑尾氣對金屬管道和金屬設備造成腐蝕性。氣體干燥除濕一般采用三種干燥劑，既固體干燥、液體干燥、冷凍干燥。本發明之所以選擇液體干燥主要是因為該工藝投資省。
[0032]四、炭黑尾氣進入除霧段4，除霧器4-1對炭黑尾氣進行除霧后，炭黑尾氣經凈化尾氣出口 4-2排出凈化塔，炭黑尾氣凈化完成。除霧器4-1為現有技術產品。
[0033]為節約資源，干燥段3中液體干燥劑應能循環利用，其循環利用方式如下:炭黑尾氣凈化裝置包括尾氣換熱器5，尾氣換熱器5上設置有尾氣進氣管5-3、尾氣排出管5-1和蒸汽管5-4，尾氣排出管5-1與尾氣入口 1-4連接，尾氣換熱器5的下部和上部分別與液體干燥劑槽3-1和液體干燥劑噴頭3-4連接，連接尾氣換熱器5與液體干燥劑噴頭3-4的管路上設置有液體干燥劑循環泵5-5，尾氣換熱器5內尾氣對液體干燥劑進行濃縮。炭黑尾氣初始溫度為2001左右，凈化工序要求炭黑尾氣溫度一般不能超過1001，這樣可以利用這10000的溫差去濃縮液體干燥劑的稀溶液，使得尾氣的余熱得到有效利用。液體干燥劑的稀溶液由液體干燥劑槽3-1進入尾氣換熱器5 ；炭黑尾氣由尾氣進氣管5-3進入尾氣換熱器5 ；炭黑尾氣的高溫使液體干燥劑稀溶液內的水分蒸發，濃縮液體干燥劑稀溶液。水蒸汽由蒸汽管5-4排出。濃縮后的液體干燥劑由干燥劑循環泵5-5抽入液體干燥劑噴頭3-4循環利用。降溫后的炭黑尾氣由尾氣排出管5-1排入尾氣入口 1-4。設置尾氣換熱器5既使液體干燥劑能夠循環利用又充分利用了炭黑尾氣的熱能。為了調節尾氣換熱器5內的炭黑尾氣進入量，尾氣進氣管5-3上設置有尾氣調節閥5-2。
[0034]為節約資源，洗滌冷卻段1中的第一吸收液1-5應能循環利用，其循環利用方式如下:炭黑尾氣凈化裝置包括第一吸收液冷卻氧化塔6，第一吸收液冷卻氧化塔6下部連接有第一廢液排出管6-3，第一吸收液冷卻氧化塔6內部設置有第一噴淋氧化器6-1，第一噴淋氧化器6-1與洗滌冷卻槽1-1底部連接，連接第一噴淋氧化器6-1與洗滌冷卻槽1-1的管路上設置有第一吸收液循環泵6-2，第一吸收液1-5在第一吸收液冷卻氧化塔6內冷卻凈化后返回洗滌冷卻槽1-1。第一吸收液1-5由第一吸收液循環泵6-2抽入第一噴淋氧化器6-1，并由第一噴淋氧化器6-1噴出。第一噴淋氧化器6-1結構如圖3所不，包括若干噴頭，使第一吸收液1-5分布均勻。由第一噴淋氧化器6-1噴出的第一吸收液與空氣接觸，空氣冷卻第一吸收液1-5，氧氣與第一吸收液1-5內的雜質化學反應。第一吸收液1-5隨后進入第一吸收液冷卻氧化塔6下部靜置并沉淀，各雜質下降至第一吸收液冷卻氧化塔6底部并由第一廢液排出管6-3排出。處理后的第一吸收液1-5進入洗滌冷卻槽1-1循環使用。
[0035]為節約資源，凈化噴淋段2中的第二吸收液應能循環利用，其循環利用方式如下:炭黑尾氣凈化裝置包括第二吸收液氧化槽7，第二吸收液氧化槽7與第二吸收液噴淋頭2-4連接，連接第二吸收液氧化槽7與第二吸收液噴淋頭2-4的管路上設置有第二吸收液噴淋泵7-2，第二吸收液氧化槽7下部連接有第二廢液排出管7-3，第二吸收液氧化槽7內部設置有第二噴淋氧化器7-1，第二噴淋氧化器7-1與第二吸收液槽2-2連接，連接第二噴淋氧化器7-1與第二吸收液槽2-2的管路上設置有第二吸收液循環泵7-4。第二吸收液由第二吸收液循環泵7-4抽入第二噴淋氧化器7-1，并由第二噴淋氧化器7-1噴出。第二噴淋氧化器7-1結構如圖4所示，包括若干噴頭，使第二吸收液分布均勻。由第二噴淋氧化器7-1噴出的第二吸收液與空氣接觸，空氣冷卻第二吸收液，氧氣與第二吸收液內的雜質化學反應。第二吸收液隨后進入第二吸收液氧化槽7下部靜置并沉淀，各雜質下降至第二吸收液氧化槽7底部并由第二廢液排出管7-3排出。處理后的第二吸收液由第二吸收液噴淋泵7-2抽入第二吸收液噴淋頭2-4循環使用。
[0036]第一廢液排出管6-3會排出一些第一吸收液1-5，導致第一吸收液1-5減少。為了便于補充第一吸收液1-5，炭黑尾氣凈化裝置包括第一吸收液溶解槽9，第一吸收液溶解槽9與洗滌冷卻槽1-1連接，連接第一吸收液溶解槽9和洗滌冷卻槽1-1的管路上設置有第一吸收液補液閥門8。第一吸收液溶解槽9配制第一吸收液1-5，隨后第一吸收液1-5經第一吸收液補液閥門8進入洗滌冷卻槽1-1。
[0037]同樣第二廢液排出管7-3會排出一些第二吸收液，導致第二吸收液減少。為了便于補充第二吸收液，炭黑尾氣凈化裝置包括第二吸收液溶解槽11，第二吸收液溶解槽11與第二吸收液槽2-2連接，連接第二吸收液溶解槽11和第二吸收液槽2-2的管路上設置有第二吸收液補液閥門10。第二吸收液溶解槽11配制第二吸收液，隨后第二吸收液經第二吸收液補液閥門10進入第二吸收液槽2-2。
[0038]為了便于控制第一吸收液1-5和第二吸收液的補液量，以及尾氣換熱器5內炭黑尾氣加入量，第一吸收液補液閥門8、第二吸收液補液閥門10和尾氣調節閥5-2均為電控閥門，并可設置傳感器和控制器控制第一吸收液補液閥門8、第二吸收液補液閥門10和尾氣調節閥5-2的開啟時間和開度。
【權利要求】
1.炭黑尾氣凈化裝置，其特征在于:包括凈化塔，凈化塔包括自下而上依次設置的洗滌冷卻段(I)、凈化噴淋段(2)、干燥段(3)和除霧段(4)； 洗滌冷卻段(I)包括洗滌冷卻槽(1-1)和尾氣分布管(1-2)，洗滌冷卻槽(1-1)上設置有尾氣入口(1-4)，洗滌冷卻槽(1-1)內存儲有第一吸收液(1-5)，尾氣分布管(1-2)與尾氣入口(1-4)連接并設置于洗滌冷卻槽(1-1)內部，尾氣分布管(1-2)上連接有若干鼓泡管(1-3),鼓泡管(1-3)形狀為倒置的U形,鼓泡管(1-3)的管口伸入第一吸收液(1-5)中； 凈化噴淋段(2)包括第一尾氣通道(2-1)和環繞第一尾氣通道(2-1)的第二吸收液槽(2-2)，第一尾氣通道(2-1)與洗滌冷卻段(I)連通，第一尾氣通道(2-1)上方設置有覆蓋第一尾氣通道(2-1)的第一防護蓋(2-3),第一防護蓋(2-3)與第一尾氣通道(2-1)間有間隙，第一防護蓋(2-3)上方設置有第二吸收液噴淋頭(2-4)； 干燥段(3)包括第二尾氣通道(3-2)和環繞第二尾氣通道(3-2)的液體干燥劑槽(3-1)，第二尾氣通道(3-2)與凈化噴淋段(2)連通，第二尾氣通道(3-2)上方設置有覆蓋第二尾氣通道(3-2)的第二防護蓋(3-5)，第二防護蓋(3-5)與第二尾氣通道(3-2)間有間隙，第二防護蓋(3-5)上方自下而上依次設置有微孔填料(3-3)和液體干燥劑噴頭(3-4)； 除霧段(4)與干燥段(3)連通，除霧段(4)包括除霧器(4-1)，除霧段(4)上設置有凈化尾氣出口(4-2)。
2.根據權利要求1所述的炭黑尾氣凈化裝置，其特征在于:包括尾氣換熱器(5)，尾氣換熱器(5)上設置有尾氣進氣管(5-3)、尾氣排出管(5-1)和蒸汽管(5-4)，尾氣排出管(5-1)與尾氣入口(1-4)連接，尾氣換熱器(5)的下部和上部分別與液體干燥劑槽(3-1)和液體干燥劑噴頭(3-4)連接，連接尾氣換熱器(5)與液體干燥劑噴頭(3-4)的管路上設置有液體干燥劑循環泵(5-5)，尾氣換熱器(5)內尾氣對液體干燥劑進行干燥。
3.根據權利要求2所述的炭黑尾氣凈化裝置，其特征在于:尾氣進氣管(5-3)上設置有尾氣調節閥(5-2)。
4.根據權利要求3所述的炭黑尾氣凈化裝置，其特征在于:包括第一吸收液冷卻氧化塔(6)，第一吸收液冷卻氧化塔(6)下部連接有第一廢液排出管￠-3)，第一吸收液冷卻氧化塔￠)內部設置有第一噴淋氧化器￠-1)，第一噴淋氧化器(6-1)與洗滌冷卻槽(1-1)底部連接，連接第一噴淋氧化器￠-1)與洗滌冷卻槽(1-1)的管路上設置有第一吸收液循環泵(6-2)，第一吸收液在第一吸收液冷卻氧化塔(6)內冷卻凈化后返回洗滌冷卻槽(1-1)。
5.根據權利要求4所述的炭黑尾氣凈化裝置，其特征在于:包括第二吸收液氧化槽(7)，第二吸收液氧化槽(7)與第二吸收液噴淋頭(2-4)連接，連接第二吸收液氧化槽(7)與第二吸收液噴淋頭(2-4)的管路上設置有第二吸收液噴淋泵(7-2)，第二吸收液氧化槽(7)下部連接有第二廢液排出管(7-3)，第二吸收液氧化槽(7)內部設置有第二噴淋氧化器(7-1)，第二噴淋氧化器(7-1)與第二吸收液槽(2-2)連接，連接第二噴淋氧化器(7-1)與第二吸收液槽(2-2)的管路上設置有第二吸收液循環泵(7-4)。
6.根據權利要求5所述的炭黑尾氣凈化裝置，其特征在于:包括第一吸收液溶解槽(9)，第一吸收液溶解槽(9)與洗滌冷卻槽(1-1)連接，連接第一吸收液溶解槽(9)和洗滌冷卻槽(1-1)的管路上設置有第一吸收液補液閥門(8)。
7.根據權利要求6所述的炭黑尾氣凈化裝置，其特征在于:包括第二吸收液溶解槽(11)，第二吸收液溶解槽(11)與第二吸收液槽(2-2)連接，連接第二吸收液溶解槽(11)和第二吸收液槽(2-2)的管路上設置有第二吸收液補液閥門(10)。
8.根據權利要求1至7任一項所述的炭黑尾氣凈化裝置，其特征在于:洗滌冷卻槽(1-1)內表面設置有玻璃鱗片樹脂。
9.根據權利要求8所述的炭黑尾氣凈化裝置，其特征在于:第一防護蓋(2-3)上方自下而上設置有三層第二吸收液噴淋頭(2-4)。
【文檔編號】B01D47/06GK104307344SQ201410640220
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月13日 優先權日:2014年11月13日
【發明者】周道選 申請人:攀枝花鋼城集團瑞通制冷設備有限公司