CN1044945A

CN1044945A - 富氧生产炭黑及合成氨节能方法

Info

Publication number: CN1044945A
Application number: CN 89104111
Authority: CN
Inventors: 郝仕伟; 王会林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1989-09-29
Publication date: 1990-08-29
Anticipated expiration: 2004-09-29
Also published as: CN1020462C

Abstract

本发明涉及一种富氧生产炭黑及合成氨节能方法，富氧空气与天然气在特定的工艺装置中反应，生产炭黑。富氧生产炭黑的废烟气由于含氮量低，在特定的工艺装置中直接用于制取合成氨。

Description

本发明涉及一种富氧生产炭黑及合成氨节能方法。

目前生产炭黑的厂家均采用空气与天然气直接在反应炉反应，经冷却、袋滤等步骤生产炭黑。此过程中，炭黑生产产生的大量废烟气，由于含氮量过高而达不到工业化利用制取合成氨，反而造成环境污染。另一方面，研究人员普遍认为：富氧生产炭黑的许多工艺流程及装置不能解决，在生产中易发生爆炸事故。因而采用富氧生产炭黑及合成氨节能方法始终是个研究难题未能突破。

本发明的目的就是针对上述问题，采用富氧生产炭黑方法，通过工艺装置的氮气量减少，实现大幅度降低炭黑的原料气（油）消耗和增加炭黑装置生产能力及利用炭黑生产中的废烟气生产合成氨，降低或取消合成氨原料，代替目前合成氨制气工艺，实现富氧生产炭黑及合成氨节能方法。

本发明的目的是这样来完成的：富氧生产炭黑的方法为：在反应炉前设计了制氧、止逆防爆、氧气缓冲、含氧量控制、富氧反应工艺，富氧量控制指标为22-63.61%，炉堂温度1250-1360℃，炉尾温度≥1100℃，天然气压力0.18-0.20mpa，回压≤500mmH₂O，尾气风机进口在-80--120mmH₂O，袋滤器箱斗≤-10mmH₂O，天然气，1140-1240m³/hr。

本发明的目的同样可以这样来完成：在富氧生产炭黑工艺中设计了制氧装置，提供富氧生产炭黑的氧气。在制氧装置后设计了使氧气作单向流动的止逆防爆装置，该装置仅使气体作单向流动，防止氧气压力低于空气或天然气压力时，空气或天然气的倒流，发生爆炸事故。在止逆防爆装置后，设计了氧气缓冲装置，其主要作用是稳定氧压，保持加氧均匀，避免因氧气波动，导致炭黑生产不正常。同时还可分离出因氧气通过止逆防爆装置后带出的少量水份。在氧气缓冲装置后，设计了含氧量控制装置及氧气与天然气参与反应的富氧反应装置，含氧量控制装置可控制参加富氧生产炭黑氧气的比例，这个控制范围在22%-63.61%，富氧反应装置为天然气与一定比例的氧气反应生产炭黑的重要装置，并可避免因氧气浓度不均导致富氧反应装置指标控制困难以及保证在制氧装置出故障后，能继续维持用空气生产炭黑，在氧气输送管道上设计有放空管，直接由富氧反应环节控制，在紧急情况下，可先放掉氧气，再通知制氧工序停止送氧气。保证生产绝对安全。在止逆防爆装置和含氧量控制装置间的氧气管道上设计有远传压力装置，用于观察氧气压力和输送量，及时调节氧气的指标。

本发明的目的同样还可以这样来完成：富氧生产炭黑的废烟气制备合成氨方法为：废烟气经净化、鼓风、洗气、制取合成氨。本工艺同样可以应用在天然气、焦煤、无烟煤制合成氨及渣油裂解制合成氨中。

本发明的目的同样也可以这样来完成：在生产合成氨，工艺流程中，设计了净化装置，以消除废气（油烟）粉尘，降低其温度。设计了鼓风装置，设计了洗气装置，以防止气体倒流和冷却气体。

本发明的目的也可以这样来完成：净化装置降低废烟气的温度控制在10-50℃。

附图1为富氧生产炭黑及合成氧节能方法工艺流程图。

根据附图1及以下实施例对富氧生产炭黑及合成氨节能方法作进一步的说明：

1.用22%、27.5%、30%、33.51%、63.61%富氧空气作助燃剂生产炭黑其工艺指标见表1：

对表1说明：22%富氧空气仅起调用，保证生产的安全、稳定;27.5%、30%、33.51%富氧空气是煤焦为原料的合成氨厂，在造气工序中调减氮气的方法，以致于将炭黑尾气用于生产合成氨;63.61%富氧空气作助燃剂生产炭黑，炭黑尾气可单独用于生产合成氨。

用22%，27.5%、30%、33.5%、63.61%富氧空气作助燃剂生产炭黑，产量质量见表2：

表2

指标项目	单位	国家标准	22%富氧空气	27.5%富氧空气	30%富氧空气	33.51%富氧空气	63.61%富氧空气
								吸碘值	mg/g	11-23	16	16	15	15	15
DBp吸收值	mg/g	0.40-0.60	0.48	0.52	0.52	0.51	0.49
								PH值		8-10.5	9.0	8.4	8.7	8.8	8.4

接上表

指标项目	单位	国家标准	22％富氧空气	27.5%富氧空气	30%富氧空气	33.51%富氧空气	63.61%富氧空气
								加热减量	％	≤1.0	0.2	0.1	0.1	0.2	0.2
灰份	％	≤0.3	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
								100目筛余物	％	≤0.03	0.02	0.016	0.02	0.02	0.02
杂质		无	无	无	无	无	无
								拉断强度	kgf/cm²	≥23.5	25.8	25.7	25.3	25.4	25.2
300%定伸强度	kgf/cm²	3.4-5.9	4.1	4.0	4.7	4.6	4.9
								拉断伸长率	％	≥620	696	702	660	683	675

用22%、27.5%、30%、33.5%、63.61%富氧空气作助燃剂生产炭黑日产量见表3：

表3：

助燃剂氧含量	22％富氧空气	27.5%富氧空气	30%富氧空气	33.51%富氧空气	63.61%富氧空气
						日产量（吨）	3.7	3.8-4.0	4.0-4.2	4.25-4.4	≥4.5

用22%、27.5%、30%、33.51%、63.61%的富氧空气作助燃剂生产炭黑，废烟气成份见表4：

表4：

由表2可知富氧空气作助燃剂生产炭黑的五个实施例，证明富氧生产炭黑的方法及装置是可行的。产品质量与空气作助燃剂生产炭黑基本一样，完全可以达到国家标准。显而易见，富氧浓度对炭黑产品质量无影响。

由表3可知，在天然气消耗量一定时，用富氧空气作助燃剂生产炭黑，随着富氧浓度升高，日产量也随着提高。富氧量在22%-63.61%最佳。

由表4可知，用不同浓度的富氧空气作助燃剂生产炭黑，废烟气中и₂含量随着富氧浓度升高而降低。当富氧浓度达到33.51%时，废烟气中и₂含量降到45%左右，对用煤焦为原料生产合成氨的厂，完全可以调减氮气，让废烟气与半水煤气的混合气体，氮氢之比达到要求，实现废烟气生产合成氨。当富氧浓度达到63.61%时，炭黑废烟气可直接采用来制合成氨。

本发明具有如下优点：

1.富氧生产炭黑及合成氨节能方法，是对炭黑生产的一次较大的革命，具有显著的经济效益及社会效益。

2 对节能生产合成氨工艺同样是一个突出的贡献。

3.对废烟气的利用创造了一条途径，解决了炭黑生产中废烟气对环境污染的难题。

Claims

1、一种富氧生产炭黑及合成氨节能方法，该方法包括：天然气与空气在反应炉反应，经冷却、袋滤、反吸、旋风分离、成粒形成炭黑产品，其特征在于：在反应炉前增设了制氧、止逆防爆、氧气缓冲、含氧量控制、富氧反应工艺，富氧量控制在22-63.61%。

2、根据权利要求1所述的富氧生产炭黑及合成氨节能方法的装置，其特征在于：该方法设计了制氧装置，在制氧装置后设计了使气体作单向流动的止逆防爆装置，在止逆防爆装置后设计有氧气缓冲装置，在氧气缓冲装置后设计有含氧量控制装置及富氧空气与天然气参加反应的富氧反应装置，在氧气输送管道上设计有放空管，在止逆防爆装置和含氧量控制装置间的氧气管道上设计有远传压力装置。

3、根据权利要求1所述的富氧生产炭黑及合成氨节能方法，其特征在于：炭黑废烟气经净化、鼓风、洗气、制取合成氨。

4、根据权利要求3所述的富氧生产炭黑及合成氨节能方法的废气制备合成氨工艺装置，其特征在于：设计了消除炭黑粉尘和降低废气温度的净化装置，设计了防止气体倒流，并冷却气体的洗气装置。

5、根据权利要求4所述的净化装置，其特征在于：净化装置降低废烟气温度在10-50℃。