CN101469142B - 碳黑的节能制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种碳黑的节能制造方法，是包含下列的过程：将碳氢原料油等含碳原料注入反应器内；使碳氢原料油等含碳原料在反应器内进行不完全燃烧，以形成含有碳黑粒子及可燃烧的气体；将含有碳黑粒子及可燃烧气体的烟道气急骤冷却，以终止反应；使烟道气经过一集尘设备，以收集一部分碳黑粒子；将烟道气予分流成两道；令分流后其中一道烟道气降温，并输送经主过滤集尘器，将碳黑粒子与副产物尾气分离；将分离后的碳黑粒子输送至制粒区，并与水混合，制成湿碳黑颗粒；将湿碳黑颗粒与分流出的另一道烟道气，在干燥器中进行表面直接接触，使之干燥，以制作出碳黑。如此，可有效节约能源、减少耗水量及简化操作程序，进而降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳黑的制造方法，具体来说，本发明涉及一种能耗低、设备简化的新型碳黑的制造方法。
背景技术
现有的碳黑制造上，首先是以：适当含有氧气的气体(如：空气)、燃料(如：天然气、燃油)、原料油及其他添加物为原料，送入反应器内，并在反应器内使原料油经热转换成为碳黑及气相副产物。
再以水注入反应器中，使反应过程冷却降温至低于摄氏1093度以下，以停止反应。另行将所生成且含有小于0.5微米碳黑颗粒的烟道气，输送进入一内部具有能源回收装置的设备(如：空气预热器)，使之冷却降温至约摄氏538度。再经原料油预热器及二次急冷(COOLING TOWER)等其他装置，使烟道气在进入主过滤集尘器前的温度降至约摄氏260度。且进入主过滤集尘器的烟道气温度愈高，主过滤集尘器的使用寿命将会愈短。
其次，经主过滤集尘器，将主产物碳黑及副产物尾气予以分离，其中碳黑的表面积范围是自8m2/gm至300m2/gm。而邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的吸收范围则从50cc/100g到200cc/100g。且燃烧反应所产生的尾气具有高水份含量，湿热值范围则是介于50BTU/CF至150BTU/CF之间。有时这些气体会被当作燃料使用，且燃烧产生的热可用于制造蒸汽的锅炉，或提供热量给旋转式及流动式等型式的碳黑干燥器，供干燥碳黑之用或作为其他的用途。而且在许多工厂中，产出的蒸汽可利用汽电共生设备，以产生电力。
然后，将主过滤集尘器收集的碳黑，凭借空气输送方式输送到制粒区，此时碳黑是呈干燥松散的型态短暂储存在一储槽中。至此碳黑被送入制粒机中，同时添加入适量的水及添加剂(如：糖蜜或木质素)，而所形成的碳黑颗粒经机械成型成直径约为1毫米或碳黑粒子104倍的碳黑颗粒，含水量的重量比在30％-65％之间。随后将之导入一旋转式或流动床(FLUID BED)干燥器中，利用外界提供的热能将水份去除，而含有蒸发水份的气流，则由干燥器排出并加以过滤。且湿碳黑颗粒去除水份所需的热量，正常是由尾气、天然气或燃油及空气在燃烧炉中燃烧所提供，通常此热气流是在干燥筒及干燥器火箱(FIRE BOX)内循环，此热气流或部份气流被用来将干燥器释出的水气送至第二过滤器(SECONDFLLTER)。
最后将由干燥器中干燥后的碳黑采用立式斗提机、螺旋输送机、皮带式或气动式输送机等一系列的输送设备，输送至成品储槽中。且碳黑在由干燥器输送至成品储槽的过程中，通常会经过筛网及磁性分离机，过滤杂质及磁性物质，以利储槽中的碳黑可进一步输送至包装设备。
然而，前述现有的碳黑制造方法，其不仅在冷却过程中的耗水量甚为可观，且干燥过程中需利用燃烧废气、天然气或油料，以提供所需的热源，因此颇为浪费能源，间接提高了生产成本，明显存有待改进之处。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种碳黑的节能制造方法，是一种节约能源、减少耗水量，更可降低生产设备的工程及维修费用，进而降低生产成本的碳黑节能制造方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种碳黑的节能制造方法，其特征在于，其包含下列步骤：
a.将碳氢原料油注入反应器内；
b.将碳氢原料油在反应器内进行不完全燃烧，以形成含有碳黑粒子及可燃烧气体的烟道气产物；
c.将含有碳黑粒子及可燃烧气体的烟道气予以急骤冷却，以终止反应；
d.使烟道气经过一集尘设备，以收集一部分的碳黑粒子；
e.再将含有碳黑粒子及可燃烧气体的烟道气分流成两道；
f.分流后其中一道烟道气在低于主过滤集尘器操作上限温度的温度下，将碳黑粒子与副产物尾气分离；
g.将分离后的碳黑粒子输送至制粒区，与水混合，以制成湿碳黑颗粒；
h.将湿碳黑颗粒与分流出的另一道烟道气进行表面直接接触，以干燥湿碳黑颗粒，而制作出碳黑。
优选的实施方案中，烟道气分流后，每道烟道气的温度至少在摄氏370度以上。
优选的实施方案中，干燥湿碳黑颗粒用的烟道气然后回流到主过滤集尘器内，以供回收碳黑粒子。
与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：
1.本发明是完全利用分流后烟道气的高热，以作为干燥湿碳黑颗粒之用，因此，与现有的制法比较，明显具有节约能源的效用。
2.由于本发明干燥过程不需借助燃烧，因此可省略燃烧炉设备，加上分流后供干燥用的烟道气是直接导入干燥器中，更可省去干燥器火箱(FIRE BOX)等配备，且干燥筒(DRYER DRUM)不再用火加热，也可延长其使用寿命，筒内的温度分布也更加均匀，故可有效精简操作程序，降低维修费用。
3.本发明将烟道气予急骤冷却以终止反应的过程中，其用水量比现有方法为停止燃烧反应所需的明显减少，使水的总耗用量得以显着降低。这是因为现有方法为了避免主过滤集尘器内的滤袋材质受到损坏，在烟道气进入主集尘器前，必须在管道中用水喷雾降温，故消耗相当多的水量。而本发明的方法则是通过分流烟道气将湿碳烟干燥后，烟道气温度下降，再回到主过滤集尘器，所以节省用水量。
4.本发明用来干燥湿碳黑颗粒的烟道气，可回流至主过滤集尘器或空气预热器之前，以供回收碳黑粒子或作为将烟道气予冷却之用，可充分发挥其经济效益。
附图说明
图1是本发明的制造流程图。
具体实施方式
兹再将本发明为达成上述目的所运用的技术手段及其步骤，配合流程图，予逐项说明如下：
1.首先将碳氢原料油等含碳原料注入反应器内。
2.将碳氢原料油等含碳原料在反应器内进行不完全燃烧，以形成含有碳黑粒子及可燃烧气体的烟道气。
3.再将含有碳黑粒子及可燃烧气体的烟道气予以急骤冷却(本实施例中，烟道气在反应器内用水喷雾降温冷却)，以终止反应。
4.使烟道气经过一集尘设备，以收集一部分的碳黑粒子。
5.然后，将烟道气予以分流成两道，且每道烟道气的温度至少在摄氏370度以上。
6.将分流后其中一道烟道气经空气预热器降温，使之在低于主过滤集尘器橾作上限温度的温度下(优选为摄氏200～250℃)，输送至主过滤集尘器，将碳黑粒子与副产物尾气分离。
7.将步骤6中分离出的碳黑粒子输送至制粒区，并和水混合，制成湿碳黑颗粒。
8.再将湿碳黑颗粒与烟道气分流出的另一道温度在摄氏370度以上的烟道气，在干燥器中进行表面直接接触，将湿碳黑颗粒予以干燥，以制作出碳黑。
本发明确可凭借将含有碳黑粒子及可燃烧气体的烟道气予以急骤冷却，并经分流过程，而将烟道气分成两道。且使其中一道烟道气在低于主过滤集尘器操作上限温度的温度下，输送到主过滤集尘器，然后将碳黑粒子与尾气分离。并经制粒区和水混合后，以制成湿碳黑颗粒。再将湿碳黑颗粒与未经空气预热气降温，且温度高于主过滤集尘器操作上限温度的另一道烟道气直接接触，而予干燥，以制作出碳黑。相较之下，本发明是完全利用分流后烟道气的高热，以作为干燥湿碳黑颗粒之用，因此，比现有的制法需燃烧尾气、天然气或油料，以提供干燥所需的热源，明显具有节约能源的效用。此外，由于本发明干燥过程不需借助燃烧，因此可省略燃烧炉设备，加上分流后供干燥用的烟道气是直接导入干燥器中，更可省去干燥器火箱(FIRE BOX)等配备，且干燥筒(DRYERDRUM)不再用火加热，也可延长其使用寿命，筒内的温度分布也更加均匀，故可有效精简操作程序，降低维修费用。此外，本发明将烟道气予急骤冷却以终止反应的过程中，其用水量比现有方法为停止燃烧反应所需的明显减少，使水的总耗用量得以显着降低。其次，本发明用来干燥湿碳黑颗粒的烟道气，是可回流至主过滤集尘器或空气预热器之前，以供回收碳黑粒子或作为将烟道气予冷却之用，可充分发挥其经济效益。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的权利要求可限定的范围之内。
Claims (2)
1.一种碳黑的节能制造方法，其特征在于，包含下列步骤：
a.将碳氢原料油注入反应器内；
b.将碳氢原料油在反应器内进行不完全燃烧，以形成含有碳黑粒子及可燃烧气体的烟道气；
c.将含有碳黑粒子及可燃烧气体的烟道气予以急骤冷却，以终止反应；
d.使烟道气经过一集尘设备，以收集一部分的碳黑粒子；
e.再将含有碳黑粒子及可燃烧气体的烟道气分流成两道；
f.分流后其中一道烟道气在低于主过滤集尘器操作上限温度的温度下，将碳黑粒子与副产物尾气分离；
g.将分离后的碳黑粒子输送至制粒区，与水混合，以制成湿碳黑颗粒；
h.将湿碳黑颗粒与分流出的另一道烟道气进行表面直接接触，以干燥湿碳黑颗粒，而制作出碳黑，干燥湿碳黑颗粒用的烟道气回流至主过滤集尘器，以供回收碳黑粒子。
2.根据权利要求1所述的碳黑的节能制造方法，其特征在于：烟道气分流后，每道烟道气的温度至少在摄氏370度以上。
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