CN110465230A - 一种炭黑原料油混合装置 - Google Patents

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宋学智
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Abstract

本发明公开了一种炭黑原料油混合装置，包括空气压缩机和原料油罐，所述空气压缩机的出口连接进气管，进气管包括依次连接的第一进气管段、盘管以及第二进气管段，第一进气管段上沿压缩空气输送方向依次安装有压力表和第一调节阀，盘管盘设在反应炉表面，第二进气管段上沿压缩空气输送方向依次安装有放空阀、第二调节阀和止逆阀，逆止阀的作用是避免原料油罐内的原料油顺进气管逆吸，第二进气管段通过原料油罐上端的进管口通入原料油罐内，第二进气管段的另一端连接有若干进气支管，进气支管通入原料油罐的底部。本发明无需原料油混油泵和混油循环管线，不仅节省了设备、能耗，避免了使用设备、管线泄露原料，也规避了混合泵造成人员事故的发生。

Description

一种炭黑原料油混合装置
技术领域
本发明属于炭黑生产技术领域，具体涉及一种炭黑原料油混合装置。
背景技术
炭黑生产使用的原料油主要为乙烯焦油、蒽油、防腐油和煤焦油，原料是含有含烷烃、烯烃、多环芳烃的混合物，原料油在储罐中放置过程容易出现分层，各类结构不同的原料难以均匀分布。以往为了达到原料油混合均匀，采用原料油混油泵，如图2所示：把原料油自储罐内抽出，再打回储罐内，通过回流加压、压力喷射等方式，增加混合效率，提高混合的均匀度。此背景技术方式存在问题为：原料油混合油泵选择的功率大小对混合效率和混合效果有直接影响，比如：使用每小时50m3的油泵，混合1500m3的原料油，如果认为混合均匀，全部原料油通过混油泵返回原料油罐需30小时，把原料油混合均匀所需要的时间长，混油效率不高。目前也有针对原料油储罐回流喷射装置的改进，如采用多点回流喷射或者增加罐壁的搅拌装置，虽然可以提高原料混合均匀度，但是效率也不高。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于，提供一种炭黑原料油混合装置，旨在克服现有炭黑原料油混合中存在的混合效率低、混合效果差等的缺陷。
为了达到上述发明目的，进而采取的技术方案如下：
一种炭黑原料油混合装置，包括空气压缩机和原料油罐，所述空气压缩机的出口连接进气管，空气压缩机产生的压缩空气作为进气管的气源，所述进气管包括第一进气管段、盘管以及第二进气管段，所述第一进气管段的一端与空气压缩机的出口连接，另一端与盘管连接，所述第一进气管段上沿压缩空气输送方向依次安装有压力表和第一调节阀，所述盘管盘设在反应炉表面，通过反应炉将盘管内输送的压缩空气预热，热压缩空气的温度高于原料油罐内原料油的温度，所述盘管的另一端与第二进气管段连接，所述第二进气管段上沿压缩空气输送方向依次安装有放空阀、第二调节阀和止逆阀，逆止阀的作用是避免原料油罐内的原料油顺进气管逆吸，所述第二进气管段通过原料油罐上端的进管口通入原料油罐内，所述第二进气管段的另一端连接有若干进气支管，所述进气支管通入原料油罐的底部，进气支管把热压缩空气分若干个部分鼓入罐底，热压缩空气迅速膨胀，底部的原料油被压缩空气泡携带向顶部翻滚，达到原料油混合的目的。
较佳的，所述进气支管在原料油罐内均匀分布。
更佳的，所述进气支管设有4个。
较佳的，所述进气支管下部均匀设有若干喷气口。
较佳的，所述进气管、进气支管均采用碳钢材质。
本发明的有益效果是：本发明采用的动力为压缩空气，干净、环保、高效。压缩空气来自炭黑生产过程中的空气压缩机，没有再次增加混合泵、混油管线、原料混合的监控系统等。节省了油泵和混油循环监控，减少了能耗与设备，操作更简单、方便、安全。根据油泵的能力，混合均衡一罐2000立方的原料需要30小时。而本发明采用压缩空气混合，使用2000立方空气膨胀混合，折算压缩空气仅需250立方，使用20立方的输送单位，完全混合12小时就可以完成。而且，本发明使用压缩空气为动力源混合原料油，混合5-10小时的效果比使用混油泵30小时的效果更突出。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的示意图；
图2为现有技术的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
实施例1
如图1所示，一种炭黑原料油混合装置，包括空气压缩机1和原料油罐8，所述空气压缩机1的出口连接进气管，空气压缩机1产生的压缩空气作为进气管的气源，所述进气管包括第一进气管段、盘管4以及第二进气管段，所述第一进气管段的一端与空气压缩机1的出口连接，另一端与盘管4连接，所述第一进气管段上沿压缩空气输送方向依次安装有压力表2和第一调节阀3，通过压力表2便于实时检测压缩空气的压力，所述盘管4盘设在反应炉表面，通过反应炉将盘管4内输送的压缩空气预热，热压缩空气的温度高于原料油罐8内原料油的温度，所述盘管4的另一端与第二进气管段连接，所述第二进气管段上沿压缩空气输送方向依次安装有放空阀5、第二调节阀6和止逆阀7，逆止阀的作用是避免原料油罐8内的原料油顺进气管逆吸，所述第二进气管段通过原料油罐8上端的进管口通入原料油罐8内，所述第二进气管段的另一端连接有若干进气支管9，所述进气支管9通入原料油罐8的底部，进气支管9把热压缩空气分若干个部分鼓入罐底，热压缩空气迅速膨胀，底部的原料油被压缩空气泡携带向顶部翻滚，达到原料油混合的目的。
所述进气支管9在原料油罐8内均匀分布。
所述进气管、进气支管9均采用碳钢材质。
实施例2
基于实施1的结构基础上，在实施例2中，所述进气支管9设有4个。
实施例3
基于实施2的结构基础上，在实施例3中，所述进气支管9下部均匀设有若干喷气口。
工作原理：在混合原料油时，利用炭黑生产中的空气压缩机1产生的压缩空气，气体通过第一调节阀3后，压缩空气再通过盘管4经过反应炉表面把压缩空气预热，热压缩空气的温度高于原料油罐8内原料油的温度，然后热压缩空气依次经过第二调节阀6、逆止阀7，把热压缩空气分多个部分鼓入罐底，热压缩空气迅速膨胀，底部的原料油被热压缩空气泡携带向顶部翻滚，达到原料油混合的目的，逆止阀7的作用避免原料油罐8内的原料油顺进气管逆吸。在原料油混合完成后，把第一调节阀3、第二调节阀6打到关闭状态，把放空阀5门打开，达到进气管内无压力。
采用本发明炭黑原料油混合装置的数据计算：
炭黑原料油常规为煤焦油、蒽油，煤焦油的密度ρ为1.15～1.210g/cm3，而正常使用的炭黑原料油储罐的体积为(以原料油罐内原料油最大深度h＝13m计算)：V＝π×R2×h＝3.1415925×7×7×13＝2001m3；原料油底部压强P罐底＝ρ×g×h＝1.210×103×10×13＝157300Pa＝0.157Mpa，及压力大于0.157Mpa的空气泡可以从原料油罐底部鼓出；空气压缩机产生的压缩空气的压力在0.6～0.7Mpa；压缩空气经过预热后的最低压力的计算：依据等体积变化为：P2＝P1×T2/T1，T1为工况常温20℃，T2为预热后空气温度100℃，P1为压缩空气预热前的压力，预热后压缩空气最低压力P2＝0.6×(273+100)/(273+20)＝0.76Mpa；
把定量的压缩空气送入到原料油罐底，假设该位置的需要气泡的压力为0.157Mpa，定量气体体积变化为：P1/P2＝V2/V1，P1为该处最低需要鼓泡压力＝0.157Mpa，P2为预热后压缩空气压力＝0.76Mpa，V2位压缩气泡的体积，V1位气泡鼓出后该位置气泡膨胀后的体积。V1/V2＝P2/P1＝0.76/0.157＝4.8，V1/V2＝4.8，及气泡的体积在该位压力下迅速膨胀4.8倍。原料油罐的最顶部压力接近大气压，在h＝13m处的气泡，自小而上继续膨胀。P1＝0.157Mpa，P0(大气压)＝0.101Mpa，V3为气泡鼓到罐顶部放出的体积。V3/V1＝0.16/0.101＝1.6，最终再次膨胀1.6倍。那么预热的压缩空气泡从罐底部排出，再到罐顶部放出，整个气泡扩张了4.8×1.6＝7.7倍。该气泡体积膨胀的过程就是把原料油自罐底推到罐顶，把原料快速自下而上混合，气泡的迅速上升，也使得来自四面八方的原料补充到气泡空出的位置，原料油也被侧面混合均匀。相当于把原料油进行多方位循环搅拌，实现原料油充分均匀的混合，避免原料油混合不充分从而影响使用的情况发生。
本发明炭黑原料油混合装置，无需原料油混油泵和混油循环管线，不仅节省了设备、能耗，避免了使用设备、管线泄露原料，也规避了混合泵造成人员事故的发生。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进或组合等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种炭黑原料油混合装置，其特征在于：包括空气压缩机和原料油罐，所述空气压缩机的出口连接进气管，所述进气管包括第一进气管段、盘管以及第二进气管段，所述第一进气管段的一端与空气压缩机的出口连接，另一端与盘管连接，所述第一进气管段上沿压缩空气输送方向依次安装有压力表和第一调节阀，所述盘管盘设在反应炉表面，通过反应炉将盘管内输送的压缩空气预热，所述盘管的另一端与第二进气管段连接，所述第二进气管段上沿压缩空气输送方向依次安装有放空阀、第二调节阀和止逆阀，逆止阀的作用是避免原料油罐内的原料油顺进气管逆吸，所述第二进气管段通过原料油罐上端的进管口通入原料油罐内，所述第二进气管段的另一端连接有若干进气支管，所述进气支管通入原料油罐的底部。
2.根据权利要求1所述的一种炭黑原料油混合装置，其特征在于：所述进气支管在原料油罐内均匀分布。
3.根据权利要求2所述的一种炭黑原料油混合装置，其特征在于：所述进气支管设有4个。
4.根据权利要求1所述的一种炭黑原料油混合装置，其特征在于：所述进气支管下部均匀设有若干喷气口。
5.根据权利要求1所述的一种炭黑原料油混合装置，其特征在于：所述进气管、进气支管均采用碳钢材质。
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