CN114485214A - 一种白炭黑生产用余热回收装置 - Google Patents

一种白炭黑生产用余热回收装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种白炭黑生产用余热回收装置,属于白炭黑生产技术领域,包括第二筒体,所述第二筒体的内壁上设置有第一盘管,所述第一盘管围绕第二筒体内壁盘旋而上,所述第一盘管的下端口连接有进水管,所述第二筒体的一侧底部连通有进液管,所述进液管的一端连接有反应塔,本发明合理利用白炭黑生产过程中高温泡花碱的冷却热量,达到节能环保的目标,同时使得能量得到最大利用,通过高温液体泡花碱与第一盘管中的冷水进行换热,一方面加快高温液体泡花碱的冷却速度,另一方面使得冷水加热成温水,温水在生产白炭黑的后续工序中需用到,合理使用废弃能量进行最大能量利用化,减少能量浪费,一举多得。

Description

一种白炭黑生产用余热回收装置
技术领域
本发明属于白炭黑生产技术领域,具体涉及一种白炭黑生产用余热回收装置。
背景技术
白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称,主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅和超细二氧化硅凝胶,也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。白炭黑是橡胶工业重要的补强材料,因其外观颜色洁白,并在橡胶中有相近的补强性能,故被称为白炭黑。第一代白炭黑是传统的或称为“标准”的白炭黑品种。第二代被称为“高性能补强白炭黑”,即Hengsil-988高性能补强白炭黑,它是一种具有较高分散性适用于绿色轮胎的新型补强材料。现有技术中制备沉淀白炭黑过程中,需要将固体泡花碱(硅酸钠)进行加热得到溶解的液体泡花碱,然后转入冷却塔中,等待其冷却,以进行后续生产工序,在此冷却过程,热量不能得到充分利用,既不符合国家节能环保方针政策,也未能提升生产工艺技术水平及企业经济效益。
发明内容
本发明提供了一种白炭黑生产用余热回收装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种白炭黑生产用余热回收装置,包括第二筒体,所述第二筒体的内壁上设置有第一盘管,所述第一盘管围绕第二筒体内壁盘旋而上,所述第一盘管的下端口连接有进水管,所述第二筒体的一侧底部连通有进液管,所述进液管的一端连接有反应塔,所述第二筒体的另一侧底部连通有出液管,所述出液管上设置有阀门,所述第一盘管的内部设置有第二盘管,所述第二盘管上部设置为锥形,下部设置为倒锥形,所述第二盘管的下端进口端连通第一盘管下端,所述第二盘管的上端出口端连通第一盘管上端出口端。
优选的,所述第二盘管的内部设置有转动杆,所述转动杆的表面设置有搅拌叶片,所述转动杆伸出第二筒体的上端设置有电动机。
优选的,所述第二筒体的外部设置有第一筒体,所述第二筒体的外部与第一筒体形成容纳腔,所述容纳腔内设置有第一出水管,所述第一出水管一端连接第二盘管出水口端,所述第一出水管贯穿第一筒体的另一端设置有第一阀门,所述第一出水管的中部设置有第三水泵,所述第一出水管位于容纳腔内的下端连通有支管,所述支管的下端设置有第二阀门,所述第一出水管的内部设置有第一温度传感器,所述第一温度传感器设置在靠近第二盘管出水口端,所述第一筒体的内壁上设置有第二温度传感器,所述第一筒体的一侧连通有第二出水管,所述第二出水管贯穿第一筒体的外部设置有第四水泵。
优选的,所述进水管与第一盘管之间设置有三通阀,所述三通阀的进水口端连通进水管,所述三通阀的一出水口端连通第一盘管,所述三通阀的另一出水口端连通第一水泵进口端,所述第一水泵的出水口设置在容纳腔内。
优选的,所述第一盘管的进水口上端连通有支管,所述支管设置在三通阀后方,所述支管的上端设置有第三阀门,所述第三阀门设置在容纳腔内。
优选的,所述转动杆的外部设置有L型杆,所述L型杆设置在容纳腔内,所述L型杆的外部设置有搅拌杆。
优选的,所述搅拌叶片设置成围绕转动杆螺旋而上。
优选的,所述进液管的中部位置有第二水泵体,所述进液管上设置有阀门。
优选的,所述第一筒体的外部设置有保温层。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明合理利用白炭黑生产过程中高温泡花碱的冷却热量,达到节能环保的目标,同时使得能量得到最大利用,通过高温液体泡花碱与第一盘管中的冷水进行换热,一方面加快高温液体泡花碱的冷却速度,另一方面使得冷水加热成温水,温水在生产白炭黑的后续工序中需用到,合理使用废弃能量进行最大能量利用化,减少能量浪费,一举多得,且冷水从第二盘管中通过,第二盘管设置成上下锥形,接近第二筒体的中心,进一步提高其换热效率,同时搅拌叶片进行转动搅动高温液体泡花碱,使得高温液体泡花碱流动,进一步提高其高温液体泡花碱与第一盘管、第二盘管冷水的换热效率。
2、本发明通过第一温度传感器对其温水温度检测,当温水温度达到后续白炭黑生产后续中所需要的温度,则第一阀门打开,温水直接抽走,当温水达不到后续白炭黑生产后续中所需要的温度,则第一阀门关闭,第二阀门打开,温水进入容纳腔内,当温度低于后续白炭黑生产后续中所需要的温度,使得温水重新进入第二筒体中进行换热,温水进行循环换热,直到温度达到所需温度,温水温度高于后续白炭黑生产后续中所需要的温度,冷水进入容纳腔中,对其温水进行降温,直到达到所需温度,搅拌杆对其温水进行搅拌,使得容纳腔中温水各处温度快速保持一致,加快其降温速度;本发明直接通过在装置内即可完成温水的调节工作,效率高效,直接使得出来的温水直接进行使用,快速方便,且无需另外设备进行加热或降温,减少其白炭黑生产成本。
附图说明
图1为本发明一种白炭黑生产用余热回收装置的结构示意图。
图2为本发明搅拌叶片的结构示意图。
图3为本发明第二盘管与搅拌叶片的连接结构示意图。
图4为本发明第一盘管的结构示意图。
图5为本发明第二盘管的结构示意图。
图中:1、进水管;2、出液管;3、第一水泵;4、第一筒体;5、电动机;6、转动杆;7、搅拌叶片;8、第一温度传感器;9、L型杆;10、搅拌杆;11、第二温度传感器;12、第一出水管;13、第一阀门;14、反应塔;15、第二水泵;16、进液管;17、第二阀门;18、第三水泵;19、第二筒体;20、第一盘管;21、第二盘管;22、第三阀门;23、三通阀;24、第二出水管;25、第四水泵。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5,本发明提供以下技术方案:
实施例1
一种白炭黑生产用余热回收装置,包括第二筒体19,第二筒体19的内壁上设置有第一盘管20,第一盘管20围绕第二筒体19内壁盘旋而上,第一盘管20的下端口连接有进水管1,第二筒体19的一侧底部连通有进液管16,进液管16的一端连接有反应塔14,为了加快进液速度以及控制进液时间,进液管16的中部位置有第二水泵15,进液管16上设置有阀门;反应塔14装有加热溶解的液体泡花碱,第二筒体19的另一侧底部连通有出液管2,出液管2上设置有阀门,第一盘管20的内部设置有第二盘管21,第二盘管21上部设置为锥形,下部设置为倒锥形,第二盘管21的下端进口端连通第一盘管20下端,第二盘管21的上端出口端连通第一盘管20上端出口端。
本实施例中,为了加快换热效率,提高其第二筒体19内的液体泡花碱冷却速度,第二盘管21的内部设置有转动杆6,转动杆6的表面设置有搅拌叶片7,转动杆6伸出第二筒体19的上端设置有电动机5,使得液体泡花碱上下流动,进一步加快换热效率,使得液体泡花碱上下流动,搅拌叶片7设置成围绕转动杆6螺旋而上。
具体地,当固体泡花碱在反应塔14加热溶解成液体泡花碱时,打开进液管16的阀门,使得反应塔14的高温液体泡花碱进入第二筒体19中进行冷却,打开第三水泵18,使得第三水泵18进行抽水,冷水从进水管1进入第一盘管20,从而使得高温液体泡花碱与第一盘管20中的冷水进行换热,一方面加快高温液体泡花碱的冷却速度,另一方面使得冷水加热成温水,温水在生产白炭黑的后续工序中需用到,合理使用废弃能量,节能环保,同时冷水从第二盘管21中通过,由于第二筒体19的中心温度不易散发,而第二盘管21设置成上下锥形,接近第二筒体19的中心,进一步提高其换热效率,另外通过电动机5带动转动杆6转动,转动杆6带动搅拌叶片7进行转动,搅动高温液体泡花碱,使得高温液体泡花碱流动,进一步提高其高温液体泡花碱与第一盘管20、第二盘管21冷水的换热效率。
实施例2
作为一种可选情况,一种白炭黑生产用余热回收装置,第二筒体19的外部设置有第一筒体4,为了保证其第一筒体4的保温性能,使其内部热量不易散失,充分利用热量,第一筒体4的外部设置有保温层,第二筒体19的外部与第一筒体4形成容纳腔,容纳腔内设置有第一出水管12,第一出水管12一端连接第二盘管21出水口端,第一出水管12贯穿第一筒体4的另一端设置有第一阀门13,第一出水管12的中部设置有第三水泵18,第一出水管12位于容纳腔内的下端连通有支管,支管的下端设置有第二阀门17,第一出水管12的内部设置有第一温度传感器8,第一温度传感器8设置在靠近第二盘管21出水口端,第一筒体4的内壁上设置有第二温度传感器11,第一筒体4的一侧连通有第二出水管24,第二出水管24贯穿第一筒体4的外部设置有第四水泵25。
本实施例中,进水管1与第一盘管20之间设置有三通阀23,三通阀23的进水口端连通进水管1,三通阀23的一出水口端连通第一盘管20,三通阀23的另一出水口端连通第一水泵3进口端,第一水泵3的出水口设置在容纳腔内。
本实施例中,第一盘管20的进水口上端连通有支管,支管设置在三通阀23后方,支管的上端设置有第三阀门22,第三阀门22设置在容纳腔内。
本实施例中,为了容纳腔内的水温均衡,转动杆6的外部设置有L型杆9,L型杆9设置在容纳腔内,L型杆9的外部设置有搅拌杆10。
具体地,当第一盘管20、第二盘管21中的水在第二筒体19与高温液体泡花碱进行换热后变成温水流经第一出水管12,第一温度传感器8对其温水温度检测,当温水温度达到后续白炭黑生产后续中所需要的温度,则第一阀门13打开,温水直接抽走,当温水达不到后续白炭黑生产后续中所需要的温度,则第一阀门13关闭,第二阀门17打开,温水进入容纳腔内,此时,温水有两种情况,第一种情况是温度低于后续白炭黑生产后续中所需要的温度,此时,关闭三通阀23进水口,打开第三阀门22,从而使得温水重新进入第二筒体19中进行换热,温水进行循环换热,直到第二温度传感器11检测温度达到所需温度,关闭第三阀门22和第二阀门17,打开第一阀门13,温水直接抽走,第二种情况是温水温度高于后续白炭黑生产后续中所需要的温度,此时,关闭三通阀23与第一盘管20的出水口,打开三通阀23与第一水泵3的出水口,从而使得冷水直接进入容纳腔中,对其温水进行降温,直到第二温度传感器11检测温度达到所需温度,打开其第四水泵25,直接抽取容纳中的热水,在此过程中,搅拌杆10对其温水进行搅拌,使得容纳腔中温水各处温度快速保持一致,加快其降温速度。
该实施例中的方案可以与其他实施例中的方案进行选择性的组合使用。
实施例3
作为一种可选情况,一种白炭黑生产用余热回收装置,本装置采用PLC控制系统进行控制,通过控制系统控制各个信号的输入与输出,第一温度传感器8输入信号传递给控制系统,当温水温度所需温度时,控制系统输出信号控制第一阀门13打开,温水直接抽走,当温水温度低于或高于所需温度时,控制系统输出信号控制第一阀门13关闭,第二阀门17打开,当温水温度低于所需要的温度,控制系统输出信号控制三通阀23进水口关闭,第三阀门22打开,直到第二温度传感器11检测温度达到所需温度,输入信号传递给控制系统,控制系统输出信号控制第三阀门22和第二阀门17关闭,再控制第一阀门13打开,温水直接抽走,当温水温度高于所需要的温度,控制系统输出信号控制三通阀23与第一盘管20的出水口关闭,控制三通阀23与第一水泵3的出水口打开,从而使得冷水直接进入容纳腔中,对其温水进行降温,直到第二温度传感器11检测温度达到所需温度,输入信号传递给控制系统,控制系统输出信号控制第四水泵25打开,直接抽取容纳中的热水,通过第一温度传感器8和第二温度传感器11输入信号反馈给控制系统,控制系统发出输出信号,从而控制各个阀门、泵等电力原件进行关闭或打开,进行自动化管理,提高其工作效率。
本发明的工作原理及使用流程:当固体泡花碱在反应塔14加热溶解成液体泡花碱时,打开进液管16的阀门,使得反应塔14的高温液体泡花碱进入第二筒体19中进行冷却,打开第三水泵18,使得第三水泵18进行抽水,冷水从进水管1进入第一盘管20,从而使得高温液体泡花碱与第一盘管20中的冷水进行换热,一方面加快高温液体泡花碱的冷却速度,另一方面使得冷水加热成温水,温水在生产白炭黑的后续工序中需用到,合理使用废弃能量,节能环保,同时冷水从第二盘管21中通过,由于第二筒体19的中心温度不易散发,而第二盘管21设置成上下锥形,接近第二筒体19的中心,进一步提高其换热效率,另外通过电动机5带动转动杆6转动,转动杆6带动搅拌叶片7进行转动,搅动高温液体泡花碱,使得高温液体泡花碱流动,进一步提高其高温液体泡花碱与第一盘管20、第二盘管21冷水的换热效率;
当第一盘管20、第二盘管21中的水在第二筒体19与高温液体泡花碱进行换热后变成温水流经第一出水管12,第一温度传感器8对其温水温度检测,当温水温度达到后续白炭黑生产后续中所需要的温度,则第一阀门13打开,温水直接抽走,当温水达不到后续白炭黑生产后续中所需要的温度,则第一阀门13关闭,第二阀门17打开,温水进入容纳腔内,此时,温水有两种情况,第一种情况是温度低于后续白炭黑生产后续中所需要的温度,此时,关闭三通阀23进水口,打开第三阀门22,从而使得温水重新进入第二筒体19中进行换热,温水进行循环换热,直到第二温度传感器11检测温度达到所需温度,关闭第三阀门22和第二阀门17,打开第一阀门13,温水直接抽走,第二种情况是温水温度高于后续白炭黑生产后续中所需要的温度,此时,关闭三通阀23与第一盘管20的出水口,打开三通阀23与第一水泵3的出水口,从而使得冷水直接进入容纳腔中,对其温水进行降温,直到第二温度传感器11检测温度达到所需温度,打开其第四水泵25,直接抽取容纳中的热水,在此过程中,搅拌杆10对其温水进行搅拌,使得容纳腔中温水各处温度快速保持一致,加快其降温速度。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种白炭黑生产用余热回收装置,包括第二筒体(19),其特征在于:所述第二筒体(19)的内壁上设置有第一盘管(20),所述第一盘管(20)围绕第二筒体(19)内壁盘旋而上,所述第一盘管(20)的下端口连接有进水管(1),所述第二筒体(19)的一侧底部连通有进液管(16),所述进液管(16)的一端连接有反应塔(14),所述第二筒体(19)的另一侧底部连通有出液管(2),所述出液管(2)上设置有阀门,所述第一盘管(20)的内部设置有第二盘管(21),所述第二盘管(21)上部设置为锥形,下部设置为倒锥形,所述第二盘管(21)的下端进口端连通第一盘管(20)下端,所述第二盘管(21)的上端出口端连通第一盘管(20)上端出口端。
2.根据权利要求1所述的一种白炭黑生产用余热回收装置,其特征在于:所述第二盘管(21)的内部设置有转动杆(6),所述转动杆(6)的表面设置有搅拌叶片(7),所述转动杆(6)伸出第二筒体(19)的上端设置有电动机(5)。
3.根据权利要求2所述的一种白炭黑生产用余热回收装置,其特征在于:所述第二筒体(19)的外部设置有第一筒体(4),所述第二筒体(19)的外部与第一筒体(4)形成容纳腔,所述容纳腔内设置有第一出水管(12),所述第一出水管(12)一端连接第二盘管(21)出水口端,所述第一出水管(12)贯穿第一筒体(4)的另一端设置有第一阀门(13),所述第一出水管(12)的中部设置有第三水泵(18),所述第一出水管(12)位于容纳腔内的下端连通有支管,所述支管的下端设置有第二阀门(17),所述第一出水管(12)的内部设置有第一温度传感器(8),所述第一温度传感器(8)设置在靠近第二盘管(21)出水口端,所述第一筒体(4)的内壁上设置有第二温度传感器(11),所述第一筒体(4)的一侧连通有第二出水管(24),所述第二出水管(24)贯穿第一筒体(4)的外部设置有第四水泵(25)。
4.根据权利要求3所述的一种白炭黑生产用余热回收装置,其特征在于:所述进水管(1)与第一盘管(20)之间设置有三通阀(23),所述三通阀(23)的进水口端连通进水管(1),所述三通阀(23)的一出水口端连通第一盘管(20),所述三通阀(23)的另一出水口端连通第一水泵(3)进口端,所述第一水泵(3)的出水口设置在容纳腔内。
5.根据权利要求4所述的一种白炭黑生产用余热回收装置,其特征在于:所述第一盘管(20)的进水口上端连通有支管,所述支管设置在三通阀(23)后方,所述支管的上端设置有第三阀门(22),所述第三阀门(22)设置在容纳腔内。
6.根据权利要求3所述的一种白炭黑生产用余热回收装置,其特征在于:所述转动杆(6)的外部设置有L型杆(9),所述L型杆(9)设置在容纳腔内,所述L型杆(9)的外部设置有搅拌杆(10)。
7.根据权利要求2所述的一种白炭黑生产用余热回收装置,其特征在于:所述搅拌叶片(7)设置成围绕转动杆(6)螺旋而上。
8.根据权利要求1所述的一种白炭黑生产用余热回收装置,其特征在于:所述进液管(16)的中部位置有第二水泵(15),所述进液管(16)上设置有阀门。
9.根据权利要求3所述的一种白炭黑生产用余热回收装置,其特征在于:所述第一筒体(4)的外部设置有保温层。
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