[发明专利]等离子体裂解页岩气制备高品质炭黑的工艺及装置

权利要求书

1.一种等离子体裂解页岩气制备高品质炭黑的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将页岩气通过进料口（13）输送至封闭的等离子炭黑炉（1）进行裂解，裂解产生的灰渣通过等离子炭黑炉（1）底部的出渣口（11）排出；

（2）等离子炭黑炉（1）裂解产生的炭黑和裂解气依次进入高温旋风分离器Ⅰ（2）和高温旋风分离器Ⅱ（3），通过高温旋风分离器Ⅰ（2）和高温旋风分离器Ⅱ（3）分离出粗炭黑，粗炭黑通过高温旋风分离器Ⅰ（2）和高温旋风分离器Ⅱ（3）底部的收集箱Ⅰ（14）和收集箱Ⅱ（15）收集；

（3）经过高温旋风分离器Ⅰ（2）和高温旋风分离器Ⅱ（3）处理后的裂解气进入空气急冷器（4），空气急冷器（4）将温度从高温降至200℃，急冷过程中产生的细炭黑通过空气急冷器（4）底部的收集箱Ⅲ（16）进行收集；

（4）经过空气急冷器（4）处理后的裂解气进入布袋除尘器（5），通过布袋除尘器（5）除去杂质；

（5）裂解气经过布袋除尘器（5）去除杂质后进入燃烧炉（6），通过燃烧炉（6）回收裂解气燃烧产生的余热；

（6）燃烧炉（6）燃烧后的烟气进入洗涤塔（7），通过洗涤塔（7）进行气体净化；

（7）净化后的气体经过引风机（8）抽出，通过烟囱（9）排入大气；

所述的（3）步骤中，高温旋风分离器Ⅰ（2）和高温旋风分离器Ⅱ（3）内部的温度高于1260℃，裂解气经高温旋风分离器Ⅰ（2）和高温旋风分离器Ⅱ（3）进入空气急冷器（4）后，温度从1260℃以上的高温急冷降至200℃。

2.根据权利要求1所述的等离子体裂解页岩气制备高品质炭黑的工艺，其特征在于：所述的洗涤塔（7）内通过碱液喷枪喷出碱液中和酸性气体进行气体净化，碱液通过水泵（10）引入的洗涤塔（7）内。

3.根据权利要求1所述的等离子体裂解页岩气制备高品质炭黑的工艺，其特征在于：所述的等离子炭黑炉（1）内部的耐火材料表面温度保持在1300℃-1600℃。

4.根据权利要求1所述的等离子体裂解页岩气制备高品质炭黑的工艺，其特征在于：所述的页岩气通过不同高度的进料口（13）进入等离子炭黑炉（1）内。

5.一种等离子体裂解页岩气制备高品质炭黑的装置，其特征在于：包括依次连接的等离子炭黑炉（1）、高温旋风分离器Ⅰ（2）、高温旋风分离器Ⅱ（3）、空气急冷器（4）、布袋除尘器（5）、燃烧炉（6）和洗涤塔（7），洗涤塔（7）的进液口连接水泵（10），洗涤塔（7）的出气口通过引风机（8）连接烟囱（9），等离子炭黑炉（1）底部设置有出渣口（11），等离子炭黑炉（1）的侧面设置有多个进料口（13），进料口（ 13）与等离子炭黑炉（1）内的等离子炬（12）交错设置，高温旋风分离器Ⅰ（2）底部设置有收集箱Ⅰ（14），高温旋风分离器Ⅱ（3）底部设置有收集箱Ⅱ（15），空气急冷器（4）底部设置有收集箱Ⅲ（16）。

6.根据权利要求5所述的等离子体裂解页岩气制备高品质炭黑的装置，其特征在于：所述的进料口（13）的直径由等离子炭黑炉（1）的外面向内部逐渐扩大。

7.根据权利要求5所述的等离子体裂解页岩气制备高品质炭黑的装置，其特征在于：所述的洗涤塔（7）内设置有碱液喷枪，碱液喷枪的进液口连接洗涤塔（7）的进液管道，进液管道连接水泵（10）。

8.根据权利要求5所述的等离子体裂解页岩气制备高品质炭黑的装置，其特征在于：所述的引风机（8）采用离心风机，离心风机的材质为钛合金或玻璃钢。

9.根据权利要求5所述的等离子体裂解页岩气制备高品质炭黑的装置，其特征在于：所述的烟囱（9）的材质为碳钢镀钛。