CN115143732B - 一种对硝基苯胺的连续干燥系统和连续干燥方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种对硝基苯胺的连续干燥系统和连续干燥方法。本发明的连续干燥系统和连续干燥方法操作方便，不仅没有含粉尘颗粒物的废气排放，可避免干燥废气的单独处理，而且通过喷淋塔、除雾器等联合使用可大大降低冷却、加热的能耗，同时可以降低对硝基苯胺干燥的安全风险，保证干燥的连续稳定进行。通过本发明，可将对硝基苯胺连续干燥，使得其含水量稳定控制在1％以下，甚至0.5％以下，从而可使得对硝基苯胺重氮化反应放热量降低，提高重氮化反应的安全稳定性，同时也可降低作为重氮化试剂的亚硝酰硫酸的使用量。
Description
技术领域
本发明属于化学品干燥技术领域，具体涉及一种对硝基苯胺的连续干燥系统和连续干燥方法。
背景技术
对硝基苯胺是合成分散橙288、分散橙61等分散染料不可或缺的重氮组分。现有生产工艺合成的对硝基苯胺通常的含水量在7～10％，其在重氮化反应中由于含有水，因此存在放热量比较大，导致亚硝酰硫酸损耗多等问题。另外，对硝基苯胺的含水量不稳定，因此在连续化重氮过程中需要不停调整其进料比例，这不利于实现分散染料的连续化生产。并且，物料的含水量大会导致远距离输送非常困难。为此，需要对含水量高的对硝基苯胺进行干燥除水。
气流干燥技术是在上个世纪初期工业化蓬勃发展过程中研发的快速干燥技术。但采用传统气流干燥设备进行干燥会存在物料停留时间不够、能耗高、废气量大等问题。
为解决此问题，中国专利CN214950460U公开了一种密闭气流干燥机，其包括加热器，在加热器的一侧设置有干燥机，在干燥机的一侧连通有加料管道，干燥机的出料口通过脉冲干燥管连通有旋流干燥机，旋流干燥机远离干燥机的一侧设置有旋风分离机。上述设备对废气的排放量起到积极的作用，但对于对硝基苯胺的干燥仍存在一定的不匹配性。比如气体通过布袋除尘后，仍会夹带少量对硝基苯胺粉尘，如果该粉尘不经过预处理，会对后面的冷却器、加热器产生积料附着从而影响其导热性，另外除尘器分离出的循环热风单纯靠低温水降温来除去热风中的水汽，这个低温冷却产生的能耗较大。所以寻找一种适合对硝基苯胺连续干燥的系统与方法显得很有必要。
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的是克服现有干燥技术的不足，提供一种对硝基苯胺的连续干燥系统和连续干燥方法
用于解决问题的方案
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。
[1]、一种对硝基苯胺的连续干燥系统，其中，所述连续干燥系统包括干燥系统和气力输送系统，
所述干燥系统包括：加料设备E、主机、脉冲干燥管F、旋风分离器G、布袋除尘器H、引风机P1、喷淋吸收塔J、除雾器K、常温水冷却器A、低温水冷却器B，和加热器C；
所述气力输送系统包括料仓L、料仓除尘器M、气力输送管道，和气力输送风机P3；
所述常温水冷却器A中用于冷却的常温水的温度为25～35℃，所述低温水冷却器B中用于冷却的低温水的温度为0～15℃。
[2]、根据[1]所述的连续干燥系统，其中，
在所述干燥系统中，所述加料设备E的输出端连接主机的一个进口；所述主机的另一个进口连接所述加热器C的输出端，所述主机的输出端连接所述脉冲干燥管F的进口；所述脉冲干燥管F的输出端连接所述旋风分离器G的进口；所述旋风分离器G的固体出料口通过旋转出料阀连接所述气力输送管道，所述旋风分离器G的气体输出端连接所述布袋除尘器H的进口；所述布袋除尘器H的固体出料口通过旋转出料阀连接所述气力输送管道，所述布袋除尘器H的气体输出端连接所述引风机P1的进口；所述引风机P1的输出端连接所述喷淋吸收塔J的进口；所述喷淋吸收塔J的输出端连接所述除雾器K的进口；所述除雾器K的输出端连接所述常温水冷却器A；所述常温水冷却器A连接所述低温水冷却器B；所述低温水冷却器B连接所述加热器C的进口；
在所述气力输送系统中，所述料仓L的气体输出端连接所述料仓除尘器M的进口，所述料仓除尘器M的输出端通过所述气力输送管道连接所述气力输送风机P3的进口，所述气力输送风机P3的输出端通过所述气力输送管道连接所述料仓L的进口。
[3]、根据[1]或[2]所述的连续干燥系统，其中，所述加料设备E包括依次安装的加料料仓、破拱机和投料绞龙。
[4]、根据[1]或[2]所述的连续干燥系统，其中，所述主机内部装有破碎刀片D以及氮气置换管道；所述脉冲干燥管F为倒U型，其至少包括串联连接的1段扩径段和1段直管段。
[5]、根据[1]或[2]所述的连续干燥系统，其中，所述喷淋吸收塔J的输出端与所述除雾器K的进口连接的管道外面装有冷却夹套；所述除雾器K、所述常温水冷却器A和所述低温水冷却器B产生的冷凝液输出端连接所述喷淋吸收塔J。
[6]、根据[1]或[2]所述的连续干燥系统，其中，所述料仓除尘器M为布袋除尘器或者脉冲除尘器。
[7]、根据[1]或[2]所述的连续干燥系统，其中，所述加料设备E的电机、所述引风机P1和所述气力输送风机P3均为变频控制；所述加热器C为蒸汽加热器或辅助电加热器。
[8]、一种使用[1]～[7]任一项所述的连续干燥系统的对硝基苯胺的连续干燥方法，其包括以下步骤：
(1)投料：对所述连续干燥系统进行氮气置换与保护，当所述连续干燥系统中的循环气体温度达到设定温度，将对硝基苯胺投入所述加料设备E，通过变频控制所述加料设备E将对硝基苯胺送入主机内；
(2)干燥：对硝基苯胺经过热风在所述脉冲干燥管F中干燥，通过风力输送到所述旋风分离器G和所述布袋除尘器H；
(3)气固分离：所述旋风分离器G和所述布袋除尘器H中的固体通过旋转出料阀出料至所述气力输送管道，再通过气力输送到所述料仓L；所述旋风分离器G和所述布袋除尘器H中的气体通过所述引风机P1，依次经过所述喷淋吸收塔J、除雾器K、常温水冷却器A、低温水冷却器B，循环回至所述加热器C。
[9]、根据[8]所述的连续干燥方法，其中，所述加热器C出料至主机的气体温度控制在130℃以下，所述脉冲干燥管F的气体温度为50～90℃，所述主机的压力控制在-200～4000Pa。
[10]、根据[8]或[9]所述的连续干燥方法，其中，所述除雾器K出料的气体通过所述常温水冷却器A和所述低温水冷却器B进行冷却后，温度控制在10～30℃。
发明的效果
通过本发明，可将对硝基苯胺连续干燥，使得其含水量稳定控制在1％以下，甚至0.5％以下，从而可使得对硝基苯胺重氮化反应放热量降低，提高重氮化反应的安全稳定性，同时也可降低作为重氮化试剂的亚硝酰硫酸的使用量。
本发明的连续干燥系统和连续干燥方法操作方便，不仅没有含粉尘颗粒物的废气排放，可避免干燥废气的单独处理，而且通过喷淋塔、除雾器等联合使用可大大降低冷却、加热的能耗，同时可以降低对硝基苯胺干燥的安全风险，保证干燥的连续稳定进行。
附图说明
图1为本发明的对硝基苯胺的连续化干燥系统和连续化干燥方法的示意图。
附图标记说明
A：常温水冷却器、B：低温水冷却器、C：加热器、D：主机内的破碎刀片、E：加料设备、F：脉冲干燥管、G：旋风分离器、H：布袋除尘器、P1：引风机、J：喷淋吸收塔、K：除雾器、P2：循环泵、P3：气力输送风机、L：料仓、M：料仓除尘器。
具体实施方式
需要说明的是，如果没有特别说明，本发明的装置或器件以及它们的工作参数等均是本领域已知的。
在一个方面，本发明涉及一种对硝基苯胺的连续干燥系统，所述连续干燥系统包括两个子系统，分别为干燥系统和气力输送系统。
所述干燥系统包括：加料设备E、主机、脉冲干燥管F、旋风分离器G、布袋除尘器H、引风机P1、喷淋吸收塔J、除雾器K、常温水冷却器A、低温水冷却器B，和加热器C；
所述气力输送系统包括料仓L、料仓除尘器M、气力输送管道，和气力输送风机P3。
以下具体说明本发明的一个例举性的对硝基苯胺的连续干燥系统。
如图1所示，在所述干燥系统中，所述加料设备E的输出端连接主机的一个进口；所述主机的另一个进口(即，不同于上述连接所述加料设备E的输出端的进口)连接所述加热器C的输出端，所述主机的输出端连接所述脉冲干燥管F的进口；所述脉冲干燥管F的输出端连接所述旋风分离器G的进口；所述旋风分离器G的固体出料口通过旋转出料阀连接所述气力输送管道，所述旋风分离器G的气体输出端连接所述布袋除尘器H的进口；所述布袋除尘器H的固体出料口通过旋转出料阀连接所述气力输送管道，所述布袋除尘器H的气体输出端连接所述引风机P1的进口；所述引风机P1的输出端连接所述喷淋吸收塔J的进口；所述喷淋吸收塔J的输出端连接所述除雾器K的进口；所述除雾器K的输出端连接所述常温水冷却器A；所述常温水冷却器A连接所述低温水冷却器B；所述低温水冷却器B连接所述加热器C的进口。
如图1所示，在所述气力输送系统中，所述料仓L的气体输出端连接所述料仓除尘器M的进口，所述料仓除尘器M的输出端通过所述气力输送管道连接所述气力输送风机P3的进口，所述气力输送风机P3的输出端通过所述气力输送管道连接所述料仓L的进口。
本发明中通过上述连接方式的所述干燥系统和所述气力输送系统，有效实现了对硝基苯胺的气固分离，从而实现良好的干燥效果。
本发明中优选采用包括所述常温水冷却器A和所述低温水冷却器B的两级冷却器，这可以更好地实现冷却来自除雾器K的气体的效果。所述常温水冷却器A中用于冷却的常温水的温度为25～35℃，所述低温水冷却器B中用于冷却的低温水的温度为0～15℃。
本发明中，所述加热器C没有特别限制，可以为蒸汽加热器或辅助电加热器，其的作用是使得经过冷却的除水的气体回至加热器C循环使用于整个连续干燥。
本发明中，所述主机用于接收来自所述加料设备E的对硝基苯胺并且接收来自加热器C的气体。所述主机内部装有破碎刀片D以及氮气置换管道(未示出)。所述加料设备E用于将对硝基苯胺加料到本发明的连续干燥系统中。所述加料设备E没有特别限制，作为非限制性例子，其包括依次安装的加料料仓、破拱机和投料绞龙。
所述脉冲干燥管F用于干燥对硝基苯胺，其的类型没有特别限制，可以为倒U型，优选地如图1所示，其至少包括串联连接的1段扩径段和1段直管段。
所述旋风分离器G和所述布袋除尘器H用于将对硝基苯胺进行有效的气固分离，以达到提高对硝基苯胺干燥效率和干燥效果的目的。
所述喷淋吸收塔J的输出端与所述除雾器K的进口连接，并且所述连接的管道外面装有冷却夹套，以提高气体冷却效率；所述除雾器K、所述常温水冷却器A和所述低温水冷却器B产生的冷凝液输出端连接所述喷淋吸收塔J。
另外如图1所示，所述喷淋吸收塔J还可以连接有循环泵P2，其将喷淋吸收塔J中的液体从底部抽出来，再泵至塔顶，通过塔顶的分布器形成喷淋液体，从而可以促进洗涤效果。在本发明中，喷淋吸收塔J中用于喷淋气体的液体通常为水。
本发明中，所述料仓除尘器M没有特别限制，可以为布袋除尘器或者脉冲除尘器。并且在本发明中，优选地，所述加料设备E的电机、所述引风机P1和所述气力输送风机P3均为变频控制。
在另一个方面，本发明涉及一种使用本发明所述的连续干燥系统的对硝基苯胺的连续干燥方法，上面描述的本发明的连续干燥系统的相应设备和它们的操作条件均相应适用于本发明的连续干燥方法。所述连续干燥方法包括以下步骤：
(1)投料：对本发明的所述连续干燥系统进行氮气置换与保护，当所述连续干燥系统中的循环气体温度达到设定温度(设定温度通常可以为105～130℃)，将对硝基苯胺投入所述加料设备E，通过变频控制所述加料设备E将对硝基苯胺送入主机内；
(2)干燥：对硝基苯胺经过热风在所述脉冲干燥管F中干燥，通过风力输送到所述旋风分离器G和所述布袋除尘器H；
(3)气固分离：所述旋风分离器G和所述布袋除尘器H中的固体通过旋转出料阀出料至所述气力输送管道，再通过气力输送到所述料仓L；所述旋风分离器G和所述布袋除尘器H中的气体通过所述引风机P1，依次经过所述喷淋吸收塔J、除雾器K、常温水冷却器A、低温水冷却器B，循环回至所述加热器C。
通过采用包括上述步骤的连续干燥方法，可以实现对硝基苯胺的连续干燥和气固分离，具有高的干燥和分离效率。
优选地，所述加热器C出料至主机的气体温度控制在130℃以下，所述脉冲干燥管F的气体温度为50～90℃，所述主机的压力控制在-200～4000Pa。
优选地，所述除雾器K出料的气体通过所述常温水冷却器A和所述低温水冷却器B进行冷却后，温度控制在10～30℃。
以下通过实施例来进一步解释本发明，应该理解的是，实施例不应构成本发明技术方案的限制。
实施例
本实施例采用如图1所示的连续干燥系统，其的结构和连接方式如上所述。
对该连续干燥系统进行氮气置换与保护，随后依次开启引风机P1、循环泵P2、主机电机、气力输送风机P3和下料电机，引风机P1的变频设定为40Hz，主机电机的变频设定为30Hz，气力输送风机P3的变频设定45Hz。开启加热器C，通过蒸汽调节阀逐步将进风温度升至105℃，通过调节阀控制进入加热器C的循环气体温度在20～25℃。
当主机内部温度在65～70℃，开启加料设备E，通过调节加料设备E的变频(10Hz)来控制对硝基苯胺的加料速率。对硝基苯胺进料至主机内，在破碎刀片D及热风的作用下粉碎，沿着脉冲干燥管F向上运动，到达脉冲干燥管F的顶部后再旋流向下进至旋风分离器G。
在旋风分离器G中进行气固分离后，固体通过下料阀下料至气力输送管道，气体则进料至布袋除尘器再次气固分离，分离出的固体通过旋转出料阀出料至气力输送管道。通过气力输送的物料被气力输送风机P3送至料仓L储存。
料仓L中储存的固体通过料仓除尘器M去除杂质，通过气力输送风机P3与来自旋风分离器G和布袋除尘器H的固体一起再次循环回到料仓L。
布袋除尘器H分离由旋风分离器G产生的气体，通过引风机P1将该气体拉升至喷淋吸收塔J，经水喷淋吸收后的气体进入除雾器K以除去水雾，随后再经过常温水冷却器(其中水的温度为25～35℃)、低温水冷却器(其中水的温度为0～15℃)冷却除水后进至加热器C循环使用。
通过检测，通过本连续干燥方法干燥得到的对硝基苯胺的含水量为0.5％。
Claims (8)
1.一种对硝基苯胺的连续干燥系统，其特征在于，所述连续干燥系统包括干燥系统和气力输送系统，
所述干燥系统包括：加料设备(E)、主机、脉冲干燥管(F)、旋风分离器(G)、布袋除尘器(H)、引风机(P1)、喷淋吸收塔(J)、除雾器(K)、常温水冷却器(A)、低温水冷却器(B)，和加热器(C)；
所述气力输送系统包括料仓(L)、料仓除尘器(M)、气力输送管道，和气力输送风机(P3)；
所述常温水冷却器(A)中用于冷却的常温水的温度为25～35℃，所述低温水冷却器(B)中用于冷却的低温水的温度为0～15℃，所述除雾器(K)出料的气体通过所述常温水冷却器(A)和所述低温水冷却器(B)进行冷却后，温度控制在10～30℃，
在所述干燥系统中，所述加料设备(E)的输出端连接主机的一个进口；所述主机的另一个进口连接所述加热器(C)的输出端，所述主机的输出端连接所述脉冲干燥管(F)的进口；所述脉冲干燥管(F)的输出端连接所述旋风分离器(G)的进口；所述旋风分离器(G)的固体出料口通过旋转出料阀连接所述气力输送管道，所述旋风分离器(G)的气体输出端连接所述布袋除尘器(H)的进口；所述布袋除尘器(H)的固体出料口通过旋转出料阀连接所述气力输送管道，所述布袋除尘器(H)的气体输出端连接所述引风机(P1)的进口；所述引风机(P1)的输出端连接所述喷淋吸收塔(J)的进口；所述喷淋吸收塔(J)的输出端连接所述除雾器(K)的进口；所述除雾器(K)的输出端连接所述常温水冷却器(A)；所述常温水冷却器(A)连接所述低温水冷却器(B)；所述低温水冷却器(B)连接所述加热器(C)的进口；
在所述气力输送系统中，所述料仓(L)的气体输出端连接所述料仓除尘器(M)的进口，所述料仓除尘器(M)的输出端通过所述气力输送管道连接所述气力输送风机(P3)的进口，所述气力输送风机(P3)的输出端通过所述气力输送管道连接所述料仓(L)的进口。
2.根据权利要求1所述的连续干燥系统，其特征在于，所述加料设备(E)包括依次安装的加料料仓、破拱机和投料绞龙。
3.根据权利要求1或2所述的连续干燥系统，其特征在于，所述主机内部装有破碎刀片(D)以及氮气置换管道；所述脉冲干燥管(F)为倒U型，其至少包括串联连接的1段扩径段和1段直管段。
4.根据权利要求1或2所述的连续干燥系统，其特征在于，所述喷淋吸收塔(J)的输出端与所述除雾器(K)的进口连接的管道外面装有冷却夹套；所述除雾器(K)、所述常温水冷却器(A)和所述低温水冷却器(B)产生的冷凝液输出端连接所述喷淋吸收塔(J)。
5.根据权利要求1或2所述的连续干燥系统，其特征在于，所述料仓除尘器(M)为布袋除尘器或者脉冲除尘器。
6.根据权利要求1或2所述的连续干燥系统，其特征在于，所述加料设备(E)的电机、所述引风机(P1)和所述气力输送风机(P3)均为变频控制；所述加热器(C)为蒸汽加热器或辅助电加热器。
7.一种使用权利要求1～6任一项所述的连续干燥系统的对硝基苯胺的连续干燥方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)投料：对所述连续干燥系统进行氮气置换与保护，当所述连续干燥系统中的循环气体温度达到设定温度，将对硝基苯胺投入所述加料设备(E)，通过变频控制所述加料设备(E)将对硝基苯胺送入主机内；
(2)干燥：对硝基苯胺经过热风在所述脉冲干燥管(F)中干燥，通过风力输送到所述旋风分离器(G)和所述布袋除尘器(H)；
(3)气固分离：所述旋风分离器(G)和所述布袋除尘器(H)中的固体通过旋转出料阀出料至所述气力输送管道，再通过气力输送到所述料仓(L)；所述旋风分离器(G)和所述布袋除尘器(H)中的气体通过所述引风机(P1)，依次经过所述喷淋吸收塔(J)、除雾器(K)、常温水冷却器(A)、低温水冷却器(B)，循环回至所述加热器(C)。
8.根据权利要求7所述的连续干燥方法，其特征在于，所述加热器(C)出料至主机的气体温度控制在130℃以下，所述脉冲干燥管(F)的气体温度为50～90℃，所述主机的压力控制在-200～4000Pa。
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