CN110862701A - 一种用于炭黑ph值的调节装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于炭黑PH值的调节装置和方法，包括碱性溶液配制罐，该罐内通过筛网分为第一、二室，第一室内装有搅拌器，第二室底部与柱塞泵的输入端通过管道相接通，该管道中装有过滤器，柱塞泵输出端装有调压阀，调压阀输出管路上装有流量计，流量计的进、出口管路分别安装有闸阀，流量计出口管路安装的闸阀与分别安装有闸阀的两根管线同时接通，两管线与造粒水管接通。本发明与造粒水管接通相通，使碱性溶液和造粒水混合均匀，在造粒水和粘结剂进入造粒机前通入碱性溶液，用以改变炭黑表面酸碱性，通过加碱装置中和了粘结剂的酸性，但并不降低粘合性能，有效提高炭黑的PH值，可以有效保证炭黑产品质量稳定，满足客户需求。

Description

一种用于炭黑PH值的调节装置和方法
技术领域
本发明属于炭黑生产技术领域， 涉及炭黑生产装置，具体涉及一种用于炭黑PH值的调节装置和方法。
背景技术
“橡胶的硫化”又称交联、熟化，在橡胶中加入硫化剂和促进剂等交联助剂，在一定的温度、压力条件下，使线型大分子转变为三维网状结构的过程。经过硫化后的橡胶，改变了固有的强度低、弹性小、冷硬热粘、易老化等缺陷，耐磨性、抗溶胀性、耐热性等方面有明显改善，扩大了应用范围。
炭黑在橡胶硫化反应时的作用如同催化剂,使硫化起始反应更快发生。炭黑在硫化反应中主要影响项目有焦烧时间、硫化速度。炭黑的表面酸碱性、表面活性均影响胶料的焦烧时间及硫化速度。炭黑PH值高,胶料的焦烧时间越短,硫化速度越快;炭黑的表面酸碱度(pH)越低,焦烧时间越长,硫化速度越慢。橡胶的硫化速度受炭黑PH值的影响，硫化速度又影响橡胶行业的经济效益。因此橡胶行业所需的“炭黑PH值”一般偏碱性。
但目前由于炭黑生产所使用的原料油及燃料煤气中硫含量的升高，在炭黑反应过程中原料油中的硫多半以硫化氢或二氧化硫的形态进入炭黑尾气中，而湿法造粒炭黑所使用的粘结剂为酸性成分，在干燥过程中，以尾气为热源的热气流与炭黑进行直接及间接接触换热，尾气中的硫化氢进一步氧化成二氧化硫或三氧化硫，这些酸性物质与湿炭黑粒子接触时会吸附在炭黑的表面，形成炭黑的表面酸性集团，因此炭黑的PH值下降，检测结果为显酸性。
现有炭黑行业一般采用提高粘结剂PH值、提高造粒水的PH值及控制原料油硫元素含量来提高炭黑的PH值；但提高粘结剂的PH，相应的粘结剂的灰分会有所提高，灰分会对炭黑产品质量有影响。造粒水一般使用工业水，为提高水的酸碱性，需增加水处理设备。而对原料油的技术指标提高，会增加一定的成本，且原料油中的硫元素并不能完全去除，仍然会形成酸性物质。因此存在以下缺点：（1）提高炭黑造粒用PH值，会增加炭黑的灰分，影响产品质量。（2）改变造粒水的性质，需增加水处理装置，投入成本较大。（3）控制原料油中的硫含量，会使原料油成本增加。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种用于炭黑PH值的调节装置用以改变炭黑酸碱性。
本发明采用的技术方案为：一种用于炭黑PH值的调节装置，包括碱性溶液配制罐，碱性溶液配制罐内通过筛网将其内分隔为第一、二室，第一室内安装有搅拌器，第二室底部与柱塞泵的输入端通过管道相接通，该管道中安装有过滤器，柱塞泵的输出端安装有调压阀，调压阀的输出管路上安装有流量计，流量计的进、出口管路分别安装有闸阀，流量计与任一闸阀之间的连接管与带排污阀的排污管相接通，两闸阀、及流量计三者并联有一旁通管路，该旁通管路中安装有阀门，流量计出口管路安装的闸阀与两根管线同时接通，两管线的输出端与造粒水管接通。
所述流量计的进、出口管路上的闸阀、及流量计三者并联有一旁通管路，该旁通管路中安装有阀门。
流量计与任一闸阀之间的连接管与带排污阀的排污管相接通，所有排污管通入污水处理系统。
进一步的，还包括缓冲罐，流量计进口安装的闸阀与调压阀之间的连接管与缓冲罐相接通。
优选的，缓冲罐顶部安装有用以排气的2号闸阀。
所述过滤器入口的连接管中安装有1号闸阀。
进一步的，柱塞泵设有变频器，采用DCS集散控制系统对柱塞泵变频器进行控制。
一种采用上述装置用于炭黑PH值的调节方法，具体包括以下步骤
步骤（1）. 在造粒水和粘结剂混合后进入造粒机之前通入碱性溶液，碱性溶液流量根据造粒水的流量进行调节控制；
步骤（2）.碱性溶液和造粒水充分混合后通入造粒机中进行炭黑造粒用。
本发明的有益效果在于：
1.本发明的加碱装置与造粒水管接通相通，使碱性溶液和造粒水混合均匀，在造粒水和粘结剂混合后进入造粒机之前通入碱性溶液，用以改变炭黑表面酸碱性。通过加碱装置中和粘结剂的酸性，但并不降低粘合性能，有效提高炭黑的PH值，可以有效保证炭黑产品质量稳定，满足客户需求。
2.通过DCS集散控制系统对柱塞泵进行变频控制使碱性溶液和造粒水达到按比值加入，使碱性溶液流量稳定，保证炭黑产品质量稳定；且加入碱性溶液，使炭黑偏碱性，可以中和部分炭黑尾气中的酸性物质，可以减少对炭黑干燥机的腐蚀。
3.本系统中三台排污阀由一根管线连接，最后接入污水处理系统，便于排污处理。
4. 通过本发明在炭黑造粒过程中添加一种不饱和碱性溶液，不仅可以中和炭黑在造粒过程中添加的粘结剂的酸性，而且在湿炭黑干燥过程中可以在湿炭黑粒子表面形成阻隔剂，阻止以尾气为热源的酸性集团吸附在炭黑的表面，防止酸性物质改变炭黑性质。
附图说明
图1.本发明的结构示意图。
图中：1. 碱性溶液配制罐、2. 搅拌器 、3. 筛网 、4. 1号闸阀 、5. 柱塞泵 、6.1号排污阀、7. 过滤器 、8. 调压阀 、9. 流量计 、10.2号排污阀 、11. 3号排污阀 、12.缓冲罐 、13. 2号闸阀 、14.3号闸阀、15. 4号闸阀、16. 5号闸阀 、17. 6号闸阀 、18. 阀门 、19.污水处理系统。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步解释和说明；
一种用于炭黑PH值的调节装置，包括碱性溶液配制罐1，配制罐内通过筛网3将其内分隔为第一、二室，第一室内安装有搅拌器2，第一室的下部接有排污管，该排污管中安装有1号排污阀6。第二室底部与柱塞泵5的输入端通过管道相接通，该管道中安装有过滤器7，过滤器7入口的连接管中安装有1号闸阀4，柱塞泵5的输出端安装有调压阀8，与调压阀8输出口相接的管路上安装有流量计9，流量计9进口管路安装有5号闸阀16，流量计9出口管路安装有6号闸阀17，5号闸阀16、流量计9、及6号闸阀17三者并联有一安装阀门18的旁通管路。流量计9与5号闸阀16之间的连接管与带2号排污阀10的排污管相接通，流量计9与6号闸阀17与带3号排污阀11的排污管相接通，1 、 2 、3号排污阀的输出端通过管线相接通，通入污水处理系统。流量计9出口管路安装的6号闸阀17的出口与安装有3号闸阀14的管线和4号闸阀15的管线的一端同时相接，两管线的另一端同时与造粒水管线接通。还包括缓冲罐12，流量计9进口的5号闸阀16与调压阀8出口之间的连接管与缓冲罐12通过连接管接通。缓冲罐12顶部安装有用以排气的2号闸阀13。
为了加碱控制精确方便，还包括DCS集散控制系统，通过DCS集散控制系统控制柱塞泵的变频器，将碱性溶液流量和造粒水为定比输出。将碱性溶液流量和造粒水设定为比值控制，碱性溶液流量可根据造粒水流量变化调节，造粒水和碱性溶液可以充分混合，与炭黑均匀接触，使炭黑的性质更加稳定。
实施例
一种采用上述装置用于炭黑生产调节PH值的方法，将定量的水加入碱性溶液配制罐1中，在装设有搅拌器2 的第一室加入固体碱性物质，搅拌器充分搅拌均匀，通过筛网3过滤杂质后，经1号闸阀4后再通过过滤器7精密过滤，通过柱塞泵5加压后,经管线经过调压阀8调节柱塞泵出口压力，通过5号闸阀16进入流量计9和6号闸阀17，最后主管线分为2支支管线，通过3号闸阀14、4号闸阀15连接入造粒水管线与造粒水充分混合后进入造粒机造粒。图中12为缓冲罐，缓冲罐出口连接2号闸阀 13，主要用于排出管线内空气，保证碱性溶液流量稳定。图中1号排污阀6、2号排污阀10、3号排污阀11为排污用闸阀，排污口连接污水处理系统，污水处理后经检测合格可回收利用。
本装置采用DCS集散控制系统，柱塞泵采用变频控制，在DCS系统中，将碱性溶液和造粒水设定为比值调节，给定一个比值后，将柱塞泵打自动控制，DCS系统会依据造粒水流量的变化计算得出碱性溶液流量，反馈至柱塞泵变频器自动调节柱塞泵频率，使碱性溶液流量与计算得出流量趋于吻合，保证碱性溶液流量稳定。

Claims (8)

1.一种用于炭黑PH值的调节装置，其特征在于：包括碱性溶液配制罐（1），碱性溶液配制罐（1）内通过筛网将其内分隔为第一、二室，第一室内安装有搅拌器（2），第二室底部与柱塞泵（5）的输入端通过管道相接通，该管道中安装有过滤器（7），柱塞泵（5）的输出端安装有调压阀（8），调压阀（8）的输出管路上安装有流量计（9），流量计（9）的进、出口管路分别安装有闸阀，流量计（9）出口管路安装的闸阀与两根管线同时接通，两管线的输出端与造粒水管接通。
2.根据权利要求1所述的一种用于炭黑PH值的调节装置，其特征在于：流量计（9）的进、出口管路上的闸阀、及流量计三者并联有一旁通管路，该旁通管路中安装有阀门。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于炭黑PH值的调节装置，其特征在于：流量计（9）与任一闸阀之间的连接管与带排污阀的排污管相接通，所有排污管通入污水处理系统。
4.根据权利要求3所述的一种用于炭黑PH值的调节装置，其特征在于：还包括缓冲罐（12），流量计（9）进口安装的闸阀与调压阀（8）之间的连接管与缓冲罐（12）相接通。
5.根据权利要求1、 2或4所述的一种用于炭黑PH值的调节装置，其特征在于：缓冲罐（12）顶部安装有用以排气的2号闸阀（13）。
6.根据权利要求5所述的一种用于炭黑PH值的调节装置，其特征在于：过滤器（7）入口的连接管中安装有1号闸阀（4）。
7.根据权利要求1、 2、4或6所述的一种用于炭黑PH值的调节装置，其特征在于：柱塞泵（5）设有变频器，采用DCS集散控制系统对柱塞泵变频器进行控制。
8.一种采用如权利要求7所述的装置用于炭黑PH值的调节方法，其特征在于：具体包括以下步骤
步骤（1）. 在造粒水和粘结剂混合后进入造粒机之前通入碱性溶液，碱性溶液流量根据造粒水的流量进行调节控制；
步骤（2）.碱性溶液和造粒水充分混合后通入造粒机中进行炭黑造粒用。
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