一种天然气制乙炔联产炭黑的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种天然气制乙炔联产炭黑的处理方法，涉及工业固体废物处理技术领域，该处理方法包括以下步骤：将生成的乙炔与炭黑混合烟气经降温后通入炭黑分离装置进行分离，得到炭黑粉末，接着对通过炭黑分离装置后的气相进行洗涤，得到炭黑浆料，并对炭黑浆料进行干燥，得到炭黑粉料，然后将炭黑粉料送入热处理装置中进行改性处理，得到炭黑半成品，再把炭黑半成品与炭黑粉末混合后依次进行粉碎分级、气固分离、造粒成型、贮存包装，即可制得炭黑成品。本发明专利技术的处理方法，能够大大的提高炭黑的内在性能，扩大炭黑的利用领域，从而极大的提升了炭黑的经济价值，同时有效的实现了废物的再次利用，减少了环境污染。

A method for the production of acetylene from carbon black by natural gas

The invention discloses a treatment method for producing carbon black from natural gas and acetylene, which relates to the technical field of industrial solid waste treatment. The treatment method comprises the following steps: the mixture flue gas of acetylene and carbon black is cooled and passed into the carbon black separation device for separation, and the carbon black powder is obtained, and then the carbon black separation device is used for separation. Carbon black slurry is obtained by washing in gas phase and drying it to obtain carbon black powder. Carbon black powder is then put into heat treatment equipment for modification to obtain carbon black semi-finished products. Carbon black semi-finished products are then mixed with carbon black powder for grinding and classification, gas-solid separation, granulation molding, storage in turn. The product of carbon black can be made by storing and packing. The treatment method of the invention can greatly improve the intrinsic performance of carbon black, expand the utilization field of carbon black, thereby greatly improving the economic value of carbon black, effectively realizing the reuse of waste, and reducing environmental pollution.

【技术实现步骤摘要】
一种天然气制乙炔联产炭黑的处理方法
本专利技术涉及工业固体废物处理
，尤其是一种在天然气制乙炔中副产的炭黑的回收处理方法。
技术介绍
目前，以天然气为原料制造乙炔时，会同时产生副产物炭黑，其产量通常可达到乙炔产品的4％,一个乙炔产量为20万吨/年的工厂就会副产8000吨/年的炭黑。对于副产的炭黑，传统处理方式采用水洗乙炔和炭黑混合烟气的工艺，炭黑经水洗后与乙炔分离，形成黑色浆状物料，即炭黑水；现实中，有的将形成的炭黑水不加以处理直接排放，此举对环境的破坏极大；而有的虽然设置有炭黑水处理装置，通过该装置将部分炭黑从水中分离、去除，接着将分离出的炭黑经压滤、烘干后，成饼、块、粉状，但是最终得到的炭黑含水量通常高达20％～80％，几无利用价值，一般的做法是将其直接就地填埋或者进行焚烧处理，又由于其产量大，从而大大的污染了环境，成为工厂必须面对的环保问题，同时这种处理方式也是一种对炭黑资源的浪费。为了解决上述存在的问题，提高天然气制乙炔中副产炭黑的商业利用价值，同时减少环境污染，现有技术中存在对水洗后得到的炭黑水进行深度处理的实例，比如，专利公开号为CN104860492B的中国专利“乙炔副产炭黑泥的处理方法和系统”，其处理方法包括以下步骤：(1)一级干燥：加热干燥炭黑泥至其水份含量小于45％；(2)湿法造粒：将一级干燥后的炭黑泥、造粒助剂和除有机油污助剂按照质量比1000∶(5～10)∶(4～5)的比例混合投入造粒机中造粒得到颗粒状炭黑，其中造粒助剂选择比重小的矿物油或有机物溶剂，除有机油污助剂选择有机强氧化剂；(3)二级干燥：加热干燥造粒后的颗粒状炭黑至其水份含量小于2％得到成品颗粒炭黑。经此处理方法干燥得到的炭黑，其甲苯透光率达到92％，其吸油值、吸碘值、300％定伸值都得到了明显提升，根据此专利中公开的测试结果，处理后的炭黑性能可达到吸油值为122(10-5m3/kg)、吸碘值为124g/kg、300％定伸为-9.2Mpa，确实提高了再生炭黑的品质。但是，为了更好的提高天然气制乙炔中副产炭黑的环保效益和经济价值，更好的提高最终获得炭黑的品质与性能，有必要对天然气制乙炔中的副产炭黑进行进一步的研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种运行稳定、制得的炭黑产品性能优良与实用的联产炭黑处理方法，变废为宝，获取显著经济效益，同时彻底解决原有工厂的环保问题。本专利技术所采用的技术方案是：一种天然气制乙炔联产炭黑的处理方法,包括以下步骤：将生成的乙炔与炭黑混合烟气经降温后通入炭黑分离装置进行分离，得到炭黑粉末，接着对通过炭黑分离装置后的气相进行洗涤，得到炭黑浆料，并对炭黑浆料进行干燥，得到炭黑粉料，然后将炭黑粉料送入热处理装置中进行改性处理，得到炭黑半成品，再把炭黑半成品与炭黑粉末混合后依次进行粉碎分级、气固分离、造粒成型、贮存包装，即可制得炭黑成品。优选地，所述的一种天然气制乙炔联产炭黑的处理方法,包括以下步骤：(a)将生成的乙炔与炭黑混合烟气降温到400～700℃后通入炭黑分离装置进行分离，即可得炭黑粉末；(b)对通过炭黑分离装置后的气相进行洗涤，得到炭黑浆料，并对炭黑浆料进行干燥，得到含水量低于2％的炭黑粉料；(c)将干燥所得的炭黑粉料送入热处理装置，并向热处理装置中通入介质气，然后打开加热设备对炭黑粉料进行加热，并控制炭黑粉料的温度为350～750℃，改性处理后即得到炭黑半成品；(d)把炭黑半成品与炭黑粉末混合后依次进行粉碎分级、气固分离、造粒成型、贮存包装，即可制得炭黑成品。本专利技术的炭黑处理方法，相比传统只采用水洗分离的处理方法而言，主要特点在于采用的是两种分离方式相结合的形式，首先可以采用旋风分离等方式将混合烟气中70～85％的炭黑分离出去，然后再使用水洗分离的方式将混合烟气中剩余的炭黑全部分离出去；由于经过旋风分离等方式分离得到的炭黑未经过水的处理，其含水量极低，几乎无杂质且比较纯净，所以该炭黑物料的各项性能都非常好；而剩余的采用水洗分离得到的炭黑浆料，其各项性能就相对比较差，但是在经过本专利技术的干燥以及加热进行改性处理后也能获得比较良好的炭黑半成品，接着再将炭黑半成品与第一次分离出的炭黑物料混合，之后再进行一系列精细加工，就可以最终得到性能优良的炭黑产品。对于混合烟气需要将其降温到400～700℃后才能通入炭黑分离装置，这是因为如果将混合烟气的温度降得太低会大大减弱收集炭黑的应用性能，而降温后的温度过高虽然于产品性能无影响，但会增加工艺控制难度，使设备难以承受，所以经过不断试验，最好将混合烟气降温到400～700℃。其次，本专利技术中将炭黑浆料干燥到含水量低于2％的炭黑粉料后才送入热处理装置进行加热改性处理，这样做的目的是为了在炭黑进入热处理装置前就完成炭黑干燥的工作，使其满足国家标准，而在进入热处理装置后就可以专门的进行炭黑的改性工作，使炭黑除去其中的有机油污、减少杂质、提高产品性能，而不必再在这个步骤为了干燥炭黑浪费更多的能量，从而减少了能源的消耗，并且采用这样干燥与改性分离的形式，也降低了整个工艺过程的复杂性，使得工艺流程更易操控，从而保证工艺流程的稳定性以及最终制得产品的稳定性。而在热处理装置中需要控制炭黑粉料的温度为350～750℃，这是因为在这个温度区间才能使炭黑物料改性成为满足性能要求的炭黑产品，在此区间工作温度越高，得到的炭黑产品性能越好，此外，需要说明的是由于此处的炭黑粉料有介质气的保护，同时介质气也会将炭黑物料中的有机油污带走，所以此处炭黑物料的工作温度可以比步骤(b)中干燥时的工作温度高，而不会发生燃烧，但是也不宜太高，太高会使得设备难以承受。优选地，步骤(c)中所述加热设备为微波发生器、电加热保温套中的一种或两种组合。加热设备主要为炭黑物料提供热能，使炭黑物料达到设定温度并完成改性处理；而此两加热设备的选择可根据对最终炭黑产品的性能要求，进行单独或组合运行。进一步地，步骤(c)中所述介质气为N2、CO2中的一种或两种以上的组合气。步骤(c)中所述介质气的通入温度为300～900℃。优选地，步骤(c)中所述介质气的通入温度为600～750℃。在热处理装置中，炭黑物料中含有有机油污等非炭黑组分，其容易发生燃烧，为了防止燃烧情况的发生、防止炭黑被氧化，因而需要充入介质气作为保护气，将热处理装置中的氧气排出，使炭黑物料处于隔绝氧气的状态；介质气除了作为保护气的功能外，还具有加热炭黑物料使物料发生改性的作用，由于要考虑到控制炭黑粉料的温度为350～750℃，所以介质气的温度不宜过高，不然会导致炭黑的温度很高，而如果介质气温度过低，则介质气充入热处理装置时会吸收其中的热能，使炭黑物料的温度控制工艺变得复杂与困难，同时也使得介质气对炭黑的改性作用减弱，因此经过不断的试验，介质气的温度宜为300～900℃，优选为600～750℃；并且因为介质气处于流动的状态，其还可以将炭黑物料中的有机油污等非炭黑组分带离炭黑，排出热处理装置，从而起到净化炭黑的作用。优选地，步骤(a)中将生成的乙炔与炭黑混合烟气降温到480～580℃后通入炭黑分离装置。进一步地，所述炭黑分离装置为旋风分离器。采用旋风分离器进行分离，可以达到将乙炔与炭黑混合烟气中70～85％的炭黑分离出去的效果。进一步地，所述的一种天本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然气制乙炔联产炭黑的处理方法,其特征是：包括以下步骤：将生成的乙炔与炭黑混合烟气经降温后通入炭黑分离装置进行分离，得到炭黑粉末，接着对通过炭黑分离装置后的气相进行洗涤，得到炭黑浆料，并对炭黑浆料进行干燥，得到炭黑粉料，然后将炭黑粉料送入热处理装置中进行改性处理，得到炭黑半成品，再把炭黑半成品与炭黑粉末混合后依次进行粉碎分级、气固分离、造粒成型、贮存包装，即可制得炭黑成品。

【技术特征摘要】
1.一种天然气制乙炔联产炭黑的处理方法,其特征是：包括以下步骤：将生成的乙炔与炭黑混合烟气经降温后通入炭黑分离装置进行分离，得到炭黑粉末，接着对通过炭黑分离装置后的气相进行洗涤，得到炭黑浆料，并对炭黑浆料进行干燥，得到炭黑粉料，然后将炭黑粉料送入热处理装置中进行改性处理，得到炭黑半成品，再把炭黑半成品与炭黑粉末混合后依次进行粉碎分级、气固分离、造粒成型、贮存包装，即可制得炭黑成品。2.如权利要求1所述的一种天然气制乙炔联产炭黑的处理方法,其特征是：包括以下步骤：(a)将生成的乙炔与炭黑混合烟气降温到400～700℃后通入炭黑分离装置进行分离，即可得炭黑粉末；(b)对通过炭黑分离装置后的气相进行洗涤，得到炭黑浆料，并对炭黑浆料进行干燥，得到含水量低于2％的炭黑粉料；(c)将干燥所得的炭黑粉料送入热处理装置，并向热处理装置中通入介质气，然后打开加热设备对炭黑粉料进行加热，并控制炭黑粉料的温度为350～750℃，改性处理后即得到炭黑半成品；(d)把炭黑半成品与炭黑粉末混合后依次进行粉碎分级、气固分离、造粒成型、贮存包装，即可制得炭黑成品。3.如权利要求2所述的一种天然气制乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘欣，王诚卓，周聪，
申请(专利权)人：刘欣，
类型：发明
国别省市：四川,51