[发明专利]一种硬质炭黑生产节能装置及其生产方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种硬质炭黑生产节能装置及其生产方法，属炭黑生产领域。

背景技术：

现有的炭黑生产一直是采用燃烧燃料来提供原料的裂解所需的热动力能量，在原料油裂解生成炭黑的同时伴生出的尾气中含有大量的可燃物质如含CO，H2，CH4等成份。现行的方法是利用尾气燃烧进行余热发电，采用上电网为社会提供电力。余热发电除能满足自身动力需求外还有多余，但是余热发电必竞成本很高且热能回收利用效率很低。为达到提高热能的回收效率和减少排放的目的，经调查和研究发现：其一：现行炭黑生产线上，烟气温度从1200℃到250℃范围内所携带的大量物理热除部分用于预热空气和余热回收外，还有大量的优质热能(物理热)没有充分利用，而这部分热能均可被直接用于增加燃烧室的总热量。其二，尾气中的可燃物质虽然可以通过普通燃烧获取热能，但由于热值较低，燃烧产生的温度达不到燃料油燃烧所要达到的工艺温度要求。中国专利CN101270234A公开了一种软质炭黑的制造方法，该方法适用于软质炭黑的生产，原因是软质炭黑生产对于温度要求不高，而硬质炭黑的生产温度要求达到目的1900℃以上，因此该方法不能用于硬质炭黑的生产。本发明者已获得中国专利ZL200920080818.3公开了一种硬质炭黑的生产的节能装置，但该专利未提及尾气富氧助燃事宜，至使其燃烧温度不易达到硬质炭黑的生产的温度要求。基于以上方面的考虑，本发明在有效利用硬质炭黑生产线可回收物理热量的同时通过富氧合理组织燃烧使低热值的尾气燃烧达到燃料油(高热值燃料)燃烧所达到的效果。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术而提供的一种硬质炭黑生产节能装置及生产方法，其特点是将炭黑生产过程中产生尾气的一部分进行综合处理，使其变得干燥并带有大量物理热能后与富氧组织燃烧，达到硬质炭黑生产所需的热量、温度和候管段流速等要求；通过对炭黑反应再次产生的尾气中氮气量的控制使该尾气中的可燃份得到稳定从而实现循环燃烧，确保炭黑生产线原有生产工艺的正常进行。

本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重要份数。

硬质炭黑生产节能装置，包括有燃料油进品、第一原料油进口、添加剂进口、高温富氧空气进口、高温烟气出口、预热尾气进口的炭黑反应炉，有分别与硬质炭黑反应炉高温空气进口和高温烟气出口连通的高温空气出口、高温第一烟气进口及第一烟气出口、与主风机连通的空气进口的高温空气预热器，有第三烟气进口和第三烟气出口、第二原料油进口及与硬质炭黑反应炉第一原料油进口连通的第一原料油出口的原料油预热器，与原料油预热器第三烟气出口连通的且有尾气出口的袋滤箱，有分别与高温空气预热器第一烟气出口和原料油第三烟气进口连通的第二烟气进口和第二烟气出口及回收尾气进口、与硬质炭黑反应炉上的预热尾气进口连通的预热尾气出口的尾气预热器，与袋滤箱尾气出口连通的低温空气预热器，与低温空气预热器连通的冷凝器，与冷凝器连通的气水分离器，与气水分离器连通的增压风机，增压风机通过管道与尾气预热器回收尾气进口连通，管道上装有流量阀，尾气预热器预热尾气出口和炭黑反应炉预热尾气进口间的管道上装三通阀，在连通原料油预热器和袋滤箱间管道上装有三通阀，其特征在于低温空气预热器与冷凝气之间增设低压风机，在高温空气预热器气出口与高温空气进口之间增设富氧混合器和制氧机，富氧混合器与制氧机连接。

在袋滤器与低温空气预热器之间设有尾气流量分配阀。

硬质炭黑生产节能的生产方法包括以下步骤：

(1)炭黑生产线烤炉、预热时，先将三通阀32、34开启至放空状态。

(2)启动燃料油或气系统供燃料油或气点火烤炉、预热，烤炉温度升到投原料油的温度时或，原料油供应系统开始通过原料油进口向硬质炭黑反应炉7供原料油，关闭三通阀34，开始生产。

(3)硬质炭黑反应炉7产生炭黑烟气，将终止反应急冷水急冷到1000-950℃的烟气通入高温空气预热器13作热介质预热空气，预热空气温度为800-850℃，经高温空气预热器13出来的650-700℃烟气通入尾气预热器24作热介质预热尾气，尾气预热器24出来的烟气又通入原料油预热器18作热介质预热原料油后，烟气再用二次喷水急冷调节到200℃进入袋滤箱20，烟气进入袋滤箱20滤出烟气中炭黑后逸出含有30-40％水份的尾气(称湿尾气)。