本发明专利技术公开了一种硬质炭黑生产节能装置及生产方法，其特点是依次由硬质炭黑反应炉（７），第一烟气出口（１０）的高温空气预热器（１３），第二烟气进口（２１）和第二烟气出口（２２）的尾气预热器，第三烟气进口（１４）和第三烟气出口（１５）的原料油预热器，与袋滤箱尾气出口（１９）连通的低温空气预热器（２５）和低压风机（３５），低温空气预热器与冷凝器（２６）连通，冷凝器与气水分离器（２７）连通，气水分离器与连通的增压风机（２８）连通，增压风机与流量阀（３０）连通，流量阀与尾气预热器回收尾气进口（２３）连通。在尾气出口（１９）与低温空气预热器（２５）之间设有尾气流量分配阀（３７），在低温空气预热器与冷凝器之间增设低压风机（３５），在高温空气预热器高温空气出口（８）与高温富氧空气进口（４）之间增设富氧混合器（３６）和制氧机（３１），富氧混合器与制氧机连接。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属炭黑生产领域。
技术介绍
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C0，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°C到250°C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°C以上，因此该方法不能用于硬质 炭黑的生产。本专利技术者已获得中国专利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，本专利技术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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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°c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800-85(TC，经高温空气预 热器13出来的650-700°C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°C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)。(4)湿尾气经流量分配阀(37)分配后经低压风机(35)增压后进入冷凝器(26) 将湿尾气中的水蒸气液化，经气水分离器(27)去除湿尾气中大部分水份后，含水率达到 5-7%，再经增压风机(28)增压后经流量阀(30)，进入尾气预热器(24)，预热至500-550°C， 通过与高温富氧进口(4)流出的600-800°C含氧25-35%高温富氧空气进行组织燃烧，为 炭黑生产线提供全部热能，从而达到循环利用炭黑自身产生的尾气燃烧完全替代燃料油 (气)使用的目的。性能测试采用GB 3778-2003标准测试性能，详见表2所示，结果表明各项指标均符合国家 标准。本专利技术具有以下优点1、安全可靠本装置在尾气处理系统、组织燃烧系统、余热收集系统以及管路输送 系统上全程使用了高科技自动化处理系统，确保了生产过程中的安全和稳定使用性能。2、节能增效通过实现尾气自身循环利用和燃烧确保了炭黑生产线原有生产工 艺的正常进行和连续运转使用，从而有效地实现了使低热值、低价值、高污染的炭黑尾气 (低品位燃料)完全替代高热值、高价值、燃料油(高品位燃料)燃烧的目的。利用炭黑 生产伴生尾气中的一部分(其余部分仍可用于发电等用途)，便可实现每小时节约燃料油 (气)600kg左右，按市场价3000元/吨核算每年可直接节约燃料费近1500万左右(按2 万吨/年生产线)，每年直接可为全行业节约燃料油(气)近百万吨，为企业带来最直接的 节能、降耗、增效的实际效果。3、减少排放直接向天空排放的有害气体被综合利用，本身便达到了减排的目的。再由于通过取代燃料油的使用又直接避免了燃料油燃烧所带来的C02的排放等问题，单线 (按2万吨/年生产线)直接减少有害气体(干尾)气排放超过48000000Nm7年。按行 业进行测算每年可减少⑶、CH4、CnHn等有害气体排放150亿标方以上。减排效果显著， 社会效益巨大而深远。4、技术成熟、实用性强由于采用只在原有生产线上另外加装一套特殊处理系统， 不需改变现有的生产线工艺、规模及现状，可实现在线改造，即改即用。可广泛适用于炭黑 生产企业的旧线升级改造同时也非常适用于企业新建生产线的使用，对现行炭黑生产线有 着升级换代的作用。附图说明图1为硬质炭黑生产节能装置结构示意图1燃料油进口，2第一原料油进口，3添加剂进口，4高温富氧空气进口，5高温烟气 出口，6预热尾气进口，7炭黑反应炉，8高温空气出，9高温第一烟气进口，10高温第一烟气 出口，11主风机，12空气进口，13高温空气预热器，14第三烟气进口，15第三烟气出口，16 第二原料油进口，17第一原料油出口，18原料油预热器，19尾气出口，20袋滤箱，21第二烟 气进口，22第二烟气出口，23回收尾气进口，24尾气预热器，25低温空气预热器，26冷凝器， 27气水分离器，28增压风机，29管道，30流量阀，31制氧机，32三通阀，33预热尾气出口，3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种硬质炭黑生产节能装置，包括有燃料油进口（１）、第一原料油进口（２）、添加剂进口（３）、高温富氧空气进口（４）、高温烟气出口（５）、预热尾气进口（６）的炭黑反应炉（７），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（８）、高温第一烟气进口（９）及第一烟气出口（１０）、与主风机（１１）连通的空气进口（１２）的高温空气预热器（１３），有第三烟气进口（１４）和第三烟气出口（１５）、第二原料油进口（１６）及与硬质炭黑反应炉第一原料油进口（２）连通的第一原料油出口（１７）的原料油预热器（１８），与原料油预热器第三烟气出口（１５）连通的且有尾气出口（１９）的袋滤箱（２０），有分别与高温空气预热器第一烟气出口（１０）和原料油第三烟气进口连通的第二烟气进口（２１）和第二烟气出口（２２）及回收尾气进口（２３）、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（３３）的尾气预热器（２４），与袋滤箱尾气出口连通的低温空气预热器（２５），与低温空气预热器（２５）连通的冷凝器（２６），与冷凝器连通的气水分离器（２７），与气水分离器连通的增压风机（２８），增压风机通过管道（２９）与尾气预热器回收尾气进口（２３）连通，管道（２９）上装有流量阀（３０），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第一三通阀（３２），在连通原料油预热器（１８）和袋滤箱间管道上装第二三通阀（３４），其特征在于低温空气预热器（２５）与冷凝器（２６）之间增设低压风机（３５），在高温空气预热器高温空气出口（８）与高温富氧空气进口（４）之间增设富氧混合器（３６）和制氧机（３１），富氧混合器与制氧机连接。...
【技术特征摘要】
一种硬质炭黑生产节能装置，包括有燃料油进口(1)、第一原料油进口(2)、添加剂进口(3)、高温富氧空气进口(4)、高温烟气出口(5)、预热尾气进口(6)的炭黑反应炉(7)，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(8)、高温第一烟气进口(9)及第一烟气出口(10)、与主风机(11)连通的空气进口(12)的高温空气预热器(13)，有第三烟气进口(14)和第三烟气出口(15)、第二原料油进口(16)及与硬质炭黑反应炉第一原料油进口(2)连通的第一原料油出口(17)的原料油预热器(18)，与原料油预热器第三烟气出口(15)连通的且有尾气出口(19)的袋滤箱(20)，有分别与高温空气预热器第一烟气出口(10)和原料油第三烟气进口连通的第二烟气进口(21)和第二烟气出口(22)及回收尾气进口(23)、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(33)的尾气预热器(24)，与袋滤箱尾气出口连通的低温空气预热器(25)，与低温空气预热器(25)连通的冷凝器(26)，与冷凝器连通的气水分离器(27)，与气水分离器连通的增压风机(28)，增压风机通过管道(29)与尾气预热器回收尾气进口(23)连通，管道(29)上装有流量阀(30)，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第一三通阀(32)，在连通原料油预热器(18)和袋滤箱间管道上装第二三通阀(34)，其特征在于低温空气预热器(25)与冷凝器(26)之间增设低压风机(35)，在高温空气预热器高温空气出口(8)与高温富氧空气进口(4)之间增设富氧混合器(36)和制氧机(31)，富氧混合器与制氧机连接。2.如权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：张云斌，
申请(专利权)人：张云斌，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]
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