CN111777877A - 低损耗空气预热器热交换方法 - Google Patents

低损耗空气预热器热交换方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111777877A
CN111777877A CN202010566977.5A CN202010566977A CN111777877A CN 111777877 A CN111777877 A CN 111777877A CN 202010566977 A CN202010566977 A CN 202010566977A CN 111777877 A CN111777877 A CN 111777877A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lignin
quenching
air preheater
carbon black
quenched
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010566977.5A
Other languages
English (en)
Inventor
梁世钦
林启宗
黄志波
陈林东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maoming Huanxing New Material Co ltd
Original Assignee
Maoming Huanxing New Material Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maoming Huanxing New Material Co ltd filed Critical Maoming Huanxing New Material Co ltd
Priority to CN202010566977.5A priority Critical patent/CN111777877A/zh
Publication of CN111777877A publication Critical patent/CN111777877A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44—Carbon
    • C09C1/48—Carbon black
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L15/00—Heating of air supplied for combustion
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本公开涉及炭黑生产领域，提供一种低损耗空气预热器热交换方法，包括以下步骤：(1)配制适宜浓度的木质素溶液；(2)使在(1)中获得的木质素溶液通过流量控制系统进入预先布置的急冷木质素管道，在反应炉一次急冷处添加木质素；(3)将所述木质素在所述反应炉中在高温下热解，形成苯氧自由基及其他反应性自由基，获得富含苯氧自由基的汽液共同体；(4)将在步骤(3)中获得的富含苯氧自由基的汽液共同体通入空气预热器中，与碳共汽化，得到含有一定水分的高流速碳黑烟气；急冷木质素是利用经过干燥后的压缩空气对其进行雾化。采用本公开方法能够减缓炭黑生产过程中风温下降。

Description

低损耗空气预热器热交换方法
技术领域
本公开涉及炭黑生产领域，尤其涉及一种低损耗空气预热器热交换方法。
背景技术
目前，国内外炭黑厂家在生产N326及N660两个品种时，容易产生空气预热器挂壁的现象，造成风温下降迅猛。为了维持风温平稳，需增加燃烧油流量来保障风温；但燃烧油作为燃料只是提供热动能，不能生成产品，由此导致产品单耗偏高，生产成本上升。
如何在炭黑产品的生产过程中减缓风温的下降速度，对于企业节能减排、降低成本具有很重要的意义。
发明内容
本公开提供了一种低损耗空气预热器热交换方法，解决了炭黑生产工艺中存在的空气预热器挂壁严重，风温下降迅猛的问题。
本公开提供一种低损耗空气预热器热交换方法，包括以下步骤：
(1)配制适宜浓度的木质素溶液；
(2)使在(1)中获得的木质素溶液通过流量控制系统进入预先布置的急冷木质素管道，在反应炉一次急冷处添加木质素；
(3)将所述木质素利用经过干燥后的压缩空气对急冷木质素进行雾化，并在所述反应炉中在高温下热解，形成苯氧自由基及其他反应性自由基，获得富含苯氧自由基的汽液共同体；
(4)将在步骤(3)中获得的富含苯氧自由基的汽液共同体通入空气预热器中，与碳共液化，得到高速流动的碳黑烟气；
在本公开的实施方案中，配制木质素可以利用可用于该目的的常规容器进行，例如储罐。
在本公开的实施方案中，急冷木质素的浓度统一按500/(500+1500)*100％＝25％(质量浓度)来配制。
在本公开的实施方案中，通过调整急冷木质素的使用流量来减缓风温下降。急冷木质素使用流量根据不同的产品，不同的风温变化情况来调整。
在本公开的实施方案中，急冷木质素物料依次流经木质素搅拌罐、木质素输送泵和木质素使用罐，然后进入反应炉的一次急冷中。所述反应炉是炭黑反应生产的装置。
在本公开中，炭黑生产线分硬质生产线和软质生产线两种：硬质生产线一般有16个急冷位置，目前新的产能大的硬质生产线有25个急冷位置；软质生产线有7个急冷位置。在实际生产中，要根据生产的品种质量指标要求来决定用哪个急冷位置，例如，一次急冷位置。
在本公开的实施方案中，通过压缩空气将急冷木质素储罐内的木质素压入反应炉的一次急冷水里，其中，所述压缩空气的压力为0.4-0.8MPa，例如0.5-0.6MPa。
在本公开的实施方案中，空气预热器配置在生产主供风机空气出口之后且在反应炉富含热量气体的出口之间，利用炭黑反应中的热量来换热空气。炭黑反应中的热量一般可高达1800多度，通过空气预热器的换热后，经过风机压缩后的空气从100°可升温到650°至850°(根据空气预热器的换热等级不同，换热后的空气温度也不同，有750°、850°和950°三种空气预热器)。空气预热器所发挥到的作用是在材质允许的前提下，尽量地提高风温，风温高可有效降低能耗。
在本公开的实施方案中，经由压缩机而得到压缩空气。压缩空气经过干燥设备干燥后再充入到木质素使用罐里。压缩空气所发挥的作用是输送和雾化急冷木质素的作用。急冷木质素与一次急冷水一起喷入反应炉的时候，雾化效果越好，发挥的防挂壁效果就越好，所起到的减缓风温下降的效果也就越明显。减缓风温下降速度有利于降低产品的生产能耗，降低生产成本。
在本公开的实施方案中，木质素流量控制通过计算机程序进行，在中控室的DCS系统中输入需要使用的木质素流量，DCS根据输入的流量数据给信号到自动控制阀，自动控制阀调整阀门开度而进行流量的控制。
在本公开的实施方案中，木质素高温热解形成自由基，尤其苯氧自由基是高效的活性中间体，使得煤碳中的亚甲基断裂，从而促进煤碳的解聚。
在本公开的实施方案中，木质素高温热解的温度为1600-1900℃。
在本公开的实施方案中，急冷木质素流经单独配置的木质素搅拌罐、木质素输送泵和木质素使用罐，然后进入反应炉一次急冷中，参见附图2所示。
本公开技术方案能够取得以下技术效果：
1、采用木质素可有效防止空气预热器挂壁结垢的物理特性来达到工艺风温减缓下降的目的。通过在反应炉一次急冷处添加急冷木质素，可有效地减缓N326及N660两种型号炭黑产品在生产中的风温下降速度，保障风温平稳，可节省燃烧油的用量。
2、本公开利用木素可促使煤碳中的亚甲基断裂从而促进煤碳的解聚的物理特性，达到去除炭黑生产过程中空气预热器挂壁结垢的功能效果，提高炭黑产品生产效率，降低产品生产成本，提高产品市场竞争力。
附图说明
附图示出了本公开方法的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
图1是本公开急冷木质素用于N326及N660两种型号炭黑生产的整体工艺流程图。
图2是本公开急冷木质素管道流程示意图。
图3是现有技术的风温变化曲线图。
附图标记说明
1 循环水总管
2 入料口
3 木质素搅拌罐
4 木质素输送泵
5 木质素使用罐
6 急冷水入口管
7 压缩空气入口管
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。
实施例1
首先规划急冷木质素管道。使急冷木质素依次流过木质素搅拌罐、木质素输送泵和木质素使用罐。
然后配制一定浓度的液体木质素溶液。木质素溶液的浓度依据现场工艺需求而定。特定浓度急冷木质素溶液的配制、输送过程为：用木质素原液(厂家提供的纯液)500Kg，加入到搅拌罐中，再加入1500Kg的自来水，配制的木质素溶液的浓度为：500/(500+1500)*100％＝25wt％。将配制的木质素溶液按比例加入到溶解搅拌罐里，再启动搅拌器的电机，充分搅拌均匀搅拌罐内的溶液后，再将溶解在搅拌罐内的木质素液体通过泵抽入到木质素使用储罐中备用。使用的时候，打开压缩空气阀门，向木质素储罐中充入压力为0.6MPa的压缩空气，利用压力将木质素打入到反应炉的一次急冷水中。
在木质素输入反应炉的时候，通过计算机控制系统来控制木质素溶液流量，达到调节流量的效果。具体地，在中控室的DCS操作系统中输入需要使用的木质素使用流量，DCS会根据输入的流量数据给信号到自动控制阀，自动控制阀会调整阀门开度来满足流量的控制，来达到木质素流量自控的目标。通过流量控制来调节风温。
投用前，风温从650°迅速下降到400°；投用后，风温能够长时间维持在550°左右，工艺风温持续稳定，风油比稳定，产品单耗可控。
经过试验验证，产品质量稳定达标，达到检测标准，无副作用；产品的灰分、杂质、甲苯透光率等质量指标都符合标准要求。
通过减缓风温下降速度后，产品单耗得到控制，产生较好的经济效益。根据风温对燃烧油用量的计算可得出：
燃烧温度：T(°F1)＝{〔燃烧油*27.8/(风量+雾化风)+0.37198〕+(API*0.0051139)+(风温*0.00093193)}/0.00069726
相同燃烧温度情况下，不同风温的燃烧油用量差异：
(Q1-Q2)＝风量*(T1-T2)*0.00093193/27.8
依上式计算，N326及N660生产中，理论上风温升高可节油：
N326：(Q1-Q2)＝44.45kg/h
N660：(Q1-Q2)＝58.13kg/h
根据生产N326及N660年度产量可算出所产生经济效益：
(45kg/h*24h)/1000*5200吨/60吨*2700元/吨＝252,720元
(60kg/h*24h)/1000*5000吨/65吨*2700元/吨＝299,077元
急冷木质素所需费用：
160m3/2.0m3/罐*0.5吨*2200元/吨＝88,000元
年度可产生效益为：
252,720+299,077-88,000＝463,797元
表1投用急冷木质素后风油比相关数据
Figure BDA0002548189980000051
Figure BDA0002548189980000061
表2急冷木质素投用前后产品相关质量指标数据
Figure BDA0002548189980000062
本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (8)

1.一种低损耗空气预热器热交换方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)配制适宜浓度的木质素溶液；
(2)使在(1)中获得的木质素溶液通过流量控制系统进入预先布置的急冷木质素管道，在反应炉一次急冷处添加木质素；
(3)将所述木质素利用经过干燥后的压缩空气对急冷木质素进行雾化，在所述反应炉中在高温下热解，形成苯氧自由基及其他反应性自由基，获得富含苯氧自由基的汽液共同体；
(4)将在步骤(3)中获得的富含苯氧自由基的汽液共同体通入空气预热器中，与碳共汽化，得到高速流动的碳黑烟气。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，急冷木质素流经单独配置的木质素搅拌罐、木质素输送泵和木质素使用罐，然后进入反应炉一次急冷中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，急冷木质素使用罐内的木质素经由压缩空气而压入反应炉的一次急冷水里，所述压缩空气的压力为0.4-0.8MPa。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，木质素流量控制通过计算机程序进行，在中控室的DCS系统中输入需要使用的木质素流量，DCS根据输入的流量数据给信号到自动控制阀，自动控制阀调整阀门开度而进行流量的控制。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，急冷木质素溶液的浓度为20-30wt％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，高温热解的温度为1600-1900℃。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，空气预热器配置在生产主供风机出口之后且在反应炉富含热量气体的出口之间，利用炭黑反应中的热量来换热空气。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过调整急冷木质素的使用流量来减缓风温下降。
CN202010566977.5A 2020-06-19 2020-06-19 低损耗空气预热器热交换方法 Pending CN111777877A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010566977.5A CN111777877A (zh) 2020-06-19 2020-06-19 低损耗空气预热器热交换方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010566977.5A CN111777877A (zh) 2020-06-19 2020-06-19 低损耗空气预热器热交换方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111777877A true CN111777877A (zh) 2020-10-16

Family

ID=72756898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010566977.5A Pending CN111777877A (zh) 2020-06-19 2020-06-19 低损耗空气预热器热交换方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111777877A (zh)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101625128A (zh) * 2009-06-09 2010-01-13 宁波德泰化学有限公司 一种空气预热器及适用该空气预热器的生产工艺
CN201866786U (zh) * 2010-11-19 2011-06-15 江西黑猫炭黑股份有限公司 炭黑尾气余热锅炉空气预热器热风循环装置
CN202532525U (zh) * 2012-04-22 2012-11-14 汝州市恒生科技发展有限公司 一种高温空气预热器
CN103586255A (zh) * 2013-10-23 2014-02-19 华南理工大学 利用锅炉烟道气处理碳酸法制糖厂滤泥的方法
CN103759286A (zh) * 2013-12-27 2014-04-30 陕西大唐新能电力设计有限公司 一种炭黑尾气余热锅炉冷风系统
CN103937293A (zh) * 2014-04-28 2014-07-23 北京化工大学 一种碳包覆白炭黑
CN105143417A (zh) * 2012-12-19 2015-12-09 芬兰国家技术研究中心股份公司 高摩尔质量生物材料的水热处理方法
CN106497149A (zh) * 2016-10-19 2017-03-15 武汉工程大学 一种利用木质素规模化制备纳米碳黑的方法
CN106752118A (zh) * 2016-12-01 2017-05-31 杭州中策清泉实业有限公司 内胎专用炭黑n666生产工艺
CN106957541A (zh) * 2017-03-24 2017-07-18 中昊黑元化工研究设计院有限公司 一种线外预热工艺空气的炭黑节能生产方法及装置
CN107118412A (zh) * 2017-05-22 2017-09-01 华南理工大学 一种高效无卤阻燃的丁苯橡胶组合物及其制备方法
CN206635269U (zh) * 2017-03-06 2017-11-14 江西黑猫炭黑股份有限公司 一种炭黑反应炉燃烧工艺装置
CN111117300A (zh) * 2020-01-19 2020-05-08 山西三强新能源科技有限公司 一种用于喷膜的色素炭黑生产工艺

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101625128A (zh) * 2009-06-09 2010-01-13 宁波德泰化学有限公司 一种空气预热器及适用该空气预热器的生产工艺
CN201866786U (zh) * 2010-11-19 2011-06-15 江西黑猫炭黑股份有限公司 炭黑尾气余热锅炉空气预热器热风循环装置
CN202532525U (zh) * 2012-04-22 2012-11-14 汝州市恒生科技发展有限公司 一种高温空气预热器
CN105143417A (zh) * 2012-12-19 2015-12-09 芬兰国家技术研究中心股份公司 高摩尔质量生物材料的水热处理方法
CN103586255A (zh) * 2013-10-23 2014-02-19 华南理工大学 利用锅炉烟道气处理碳酸法制糖厂滤泥的方法
CN103759286A (zh) * 2013-12-27 2014-04-30 陕西大唐新能电力设计有限公司 一种炭黑尾气余热锅炉冷风系统
CN103937293A (zh) * 2014-04-28 2014-07-23 北京化工大学 一种碳包覆白炭黑
CN106497149A (zh) * 2016-10-19 2017-03-15 武汉工程大学 一种利用木质素规模化制备纳米碳黑的方法
CN106752118A (zh) * 2016-12-01 2017-05-31 杭州中策清泉实业有限公司 内胎专用炭黑n666生产工艺
CN206635269U (zh) * 2017-03-06 2017-11-14 江西黑猫炭黑股份有限公司 一种炭黑反应炉燃烧工艺装置
CN106957541A (zh) * 2017-03-24 2017-07-18 中昊黑元化工研究设计院有限公司 一种线外预热工艺空气的炭黑节能生产方法及装置
CN107118412A (zh) * 2017-05-22 2017-09-01 华南理工大学 一种高效无卤阻燃的丁苯橡胶组合物及其制备方法
CN111117300A (zh) * 2020-01-19 2020-05-08 山西三强新能源科技有限公司 一种用于喷膜的色素炭黑生产工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李忠正主编: "《植物纤维资源化学》", 30 June 2012 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110887270B (zh) 一种空压机余热多级利用系统及方法
CN102419031B (zh) 超高温热泵装置及使用方法
CN111777877A (zh) 低损耗空气预热器热交换方法
CN219964532U (zh) 一种提升水煤浆浓度的制浆装置
CN115354140B (zh) 富氧加热炉系统
CN101988804A (zh) 环冷机余热回收用于高炉矿、焦槽烘干的装置和方法
CN210496446U (zh) 一种煤消解管式反应装置
CN209655644U (zh) 一种烷基化工艺制冷系统
CN210601566U (zh) 一种聚酯装置高低温双回路供热系统
CN208952122U (zh) 一种通过废气循环降低焦炉烟道气中的氮氧化物的装置
CN203011163U (zh) 一种烧结机余热利用装置
CN201842812U (zh) 用于提高反应釜产率和降温速度的装置
CN110791307A (zh) 一种甲醇制油的节能控温换热系统
CN214119982U (zh) 适用荒煤气的变换和脱硫脱碳的能量耦合系统
CN220969063U (zh) 一种甲醇钠与二甲醚耦合反应系统
CN221299420U (zh) 氮气压缩装置
CN219950900U (zh) 改质沥青生产系统
CN215404071U (zh) 一种防止甲烷液化冷箱冻堵的装置
CN205856032U (zh) 一种剩余氨水减压蒸馏装置
CN219546992U (zh) 一种高炉喷吹焦炉煤气用煤枪供气系统
CN106839563A (zh) 一种利用液化天然气冷能的制冷系统
CN220835505U (zh) 一种合成氨变换循环降温系统
CN207610197U (zh) 一种利用高温熔盐余热生产蒸汽的装置
CN103090611B (zh) 一种液氩冷量回收方法及装置
CN209276590U (zh) 一种高碳铬铁冶炼用矿热炉出渣导流装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201016

RJ01 Rejection of invention patent application after publication