CN206447810U - 一种炭黑造粒干燥系统以及炭黑生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及炭素制备领域，具体而言，涉及一种炭黑造粒干燥系统以及炭黑生产系统。炭黑造粒干燥系统包括辅料制备系统、主料运输系统、造粒设备、利用尾气进行干燥的干燥系统。辅料制备系统以及主料运输系统均与造粒设备的进料口通过管道连接。造粒设备的出料口与干燥系统连通。运输主料的同时在线制备辅料，提升了辅料对主料的粘接、填充等作用，提升了辅料的性能，提升了炭黑粒的质量。利用生产炭黑粉末以及收集炭黑粉末过程中剩余的尾气的热量对造粒完成的炭黑粒进行烘干，降低了烘干炭黑粒所需的能耗，节约了能源。

Description

一种炭黑造粒干燥系统以及炭黑生产系统

技术领域

本实用新型涉及炭素制备领域，具体而言，涉及一种炭黑造粒干燥系统以及炭黑生产系统。

背景技术

碳黑又名炭黑，是一种无定形碳。轻、松而极细的黑色粉末，表面积非常大，范围从10—3000m²/g，是含碳物质(煤、天然气、重油、燃料油等)在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物。

现有的炭黑制备一般为天然气高温裂解生成炭黑，生成炭黑的副产物水蒸气以及氧气依然具有很高的温度，具有很高的热量，一般工业直接将其排除或用作其他加热。制备炭黑的过程中所需的热量不变，需要不断的增加能量，增加了能量的损耗，进而增加了生产成本，造成能量的浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种炭黑造粒干燥系统，辅料制备与主料运输同时进行，节约了生产时间、节约了辅料的用量，利用尾气的余热进行干燥炭黑粒，节约能源。

本实用新型的另一目的在于提供一种炭黑生产系统，通过该生产系统能够大幅度的减少能耗，节约资源，进而节约生产成本。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种炭黑造粒干燥系统，其包括辅料制备系统、主料运输系统、造粒设备、利用尾气进行干燥的干燥系统。辅料制备系统以及主料运输系统均与造粒设备的进料口通过管道连接。造粒设备的出料口与干燥系统连通。

在本实用新型较佳的实施例中，上述辅料制备系统包括粘结剂制备装置。粘结剂制备装置包括用于储存粘结剂粉末的粘结剂罐、用于混合软水与粘结剂粉末的第一混合罐、用于输送软水的软水泵以及用于输送软水与粘结剂粉末的混合物的粘结剂泵。粘结剂罐的出料口和软水泵均与第一混合罐的进料口连通。第一混合罐的出料口与粘结剂泵连通，粘结剂泵与造粒设备的进料口通过管道连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述辅料制备系统还包括添加剂制备装置。添加剂制备装置包括用于储存添加剂粉末的添加剂罐、用于混合软水与添加剂粉末的第二混合罐、用于输送软水与添加剂粉末的混合物的添加剂泵。添加剂罐的出料口和软水泵均与第二混合罐的进料口连通，第二混合罐的出料口与添加剂泵连通，添加剂泵与造粒设备通过管道连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述主料运输系统包括用于分离炭黑粉末与杂质气体的旋风分离器、用于储存炭黑粉末的储存罐。旋风分离器的出料口与储存罐的进料口连通，储存罐的出料口与造粒设备的进料口连通。

在本实用新型较佳的实施例中，上述主料运输系统还包括气密阀、输送机。输送机的进料口与储存罐的出料口通过设置有气密阀的管道连接，输送机的出料口与造粒设备的进料口连通。

在本实用新型较佳的实施例中，上述干燥系统包括用于干燥炭黑粒的干燥设备。干燥设备的进料口与造粒设备的出料口连通。

在本实用新型较佳的实施例中，上述干燥设备包括尾气燃烧炉干燥机。造粒设备的出料口与干燥机的进料口连通。尾气燃烧炉的进料口通入尾气以及燃料，尾气燃烧炉的出气口与干燥机的进气口连通。

在本实用新型较佳的实施例中，上述干燥机包括回旋干燥机本体以及干燥机火箱。干燥机火箱套设于回旋干燥机本体外，造粒设备的出料口与回旋干燥机本体连通，尾气燃烧炉的出气口与干燥机火箱连通。

在本实用新型较佳的实施例中，上述干燥系统还包括用于回收尾气中炭黑粉末的回收装置。回收装置与干燥机火箱的出汽口连通。

一种炭黑生产系统，其包括上述炭黑造粒干燥系统。

本实用新型实施例的有益效果是：本实用新型的炭黑造粒干燥系统通过运输主料的同时在线制备辅料，提升了辅料对主料的粘接、填充等作用，提升了辅料的性能，进一步提升了炭黑粒的质量。干燥系统充分利用生产炭黑粉末以及收集炭黑粉末过程中剩余的尾气的热量对造粒完成的炭黑粒进行烘干，降低了烘干炭黑粒所需的能耗，节约了能源。辅料制备、主料运输、造粒、烘干同时进行，缩短了炭黑粒生产步骤，节约了生产时间，进而节约了生产成本。炭黑生产系统中利用上述的炭黑造粒干燥系统时，能够大量的节约能源以及时间，便于工业应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的炭黑造粒干燥系统的流程示意图；

图2为本实用新型实施例提供的旋风分离器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的造粒设备的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的干燥机的结构示意图。

图标：100-炭黑造粒干燥系统；200-辅料制备系统；300-主料运输系统；400-造粒设备；500-干燥系统；210-粘结剂制备装置；211-粘结剂罐；213-第一混合罐；212-第一软水泵；214-第一软水管；215-粘结剂泵；220-添加剂制备装置；221-添加剂罐；223-第二混合罐；222-第二软水泵；225-添加剂泵；216-第二软水管；310-旋风分离器；320-储存罐；311-叶片；312-储存区；313-出料口；314-顶部出口；315-旋风筒体；330-输送机；340-气密阀；410-搅拌桨；420-切割刀；430-出料口；510-尾气燃烧炉；520-干燥机；521-干燥机火箱；522-回旋干燥机本体。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连通”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，本实施例提供一种炭黑造粒干燥系统100，其包括辅料制备系统200、主料运输系统300、造粒设备400、利用尾气进行干燥的干燥系统500。辅料制备系统200以及主料运输系统300均与造粒设备400的进料口通过管道连接。造粒设备400的出料口与干燥系统500连通。

辅料制备系统200包括粘结剂制备装置210，粘结剂制备装置210包括用于储存粘结剂粉末的粘结剂罐211、用于混合软水与粘结剂粉末的第一混合罐213、用于输送软水的第一软水泵212。粘结剂罐211的出料口与第一混合罐213的进料口连通，能够将粘结剂粉末输送进入第一混合罐213内。第一软水泵212通过第一软水管214与第一混合罐213的进料口连通，能够输送软水进入第一混合罐213内。粘结剂粉末与软水在第一混合罐213内进行搅拌并混合均匀。

当需要制备粘结剂时，开启第一软水泵212以及第一混合罐213，从而能够立即现时地制备具有粘性的粘结剂，避免了粘结剂放置时间过长而使得其粘性下降从而导致的不能与炭黑粉末紧密黏结在一起形成炭黑粒，也避免了形成的炭黑粒过于松散或容易破裂。同时，在粘结剂不能过量不能使用完的时候，关闭第一混合罐213的搅拌功能，第一混合罐213还可以作为临时储蓄具有粘性的粘结剂的储物罐。减少了设备的数量，节约了空间以及生产成本。

需要说明的是，第一混合罐213的数量可以根据生产需求进行调整，可以为1个也可为多个。在本实施例中，为了防止第一混合罐213不能正常运行进而影响造粒干燥系统500的运行，设置2个第一混合罐213。

进一步地，粘结剂制备装置210还包括用于输送软水与粘结剂粉末的混合物的粘结剂泵215。粘结剂泵215与造粒设备400的进料口通过管道连接。由于粘结剂粉末与软水混合后具有粘性，其流动性降低，因此为了保证粘结剂能够顺利输送至造粒设备400处，使用粘结剂泵215为输送粘结剂提供动力。需要说明的是粘结剂泵215的数量可以根据生产需求选择其型号、规格以及数量。

优选地，为了保证粘结剂的性能，在将粘结剂输送到造粒设备400的管道上设置一个阀门(图未示)以及一个监测点(图未示)。当监测点检测的粘结剂不符合要求，通过信号传送到中控系统(图未示)，通过中控系统控制该阀门关闭，防止不符合要求的粘结剂进入造粒设备400。保证炭黑粒的质量，减少了反复检测的步骤。

如图1所示，辅料制备系统200还包括添加剂制备装置220。添加剂制备装置220包括用于储存添加剂粉末的添加剂罐221、用于混合软水与添加剂粉末的第二混合罐223以及第二软水泵222。添加剂罐221的出料口与第二混合罐223的进料口连通，将添加剂粉末输送到第二混合罐223中。第二软水泵222与第二混合罐223的进料口连通，将软水输送到第二混合罐223中。添加剂粉末与软水在第二混合罐223中搅拌并混合均匀，现时制备帮助炭黑成粒添加剂。

现时制备添加剂的好处是，保证了添加剂的性能，避免与软水混合后的添加剂放置时间过久，而降低其帮助炭黑粉末成粒的性能。同时，可以根据生产需求进行制备添加剂，避免了生产多余的添加剂，进而节约了生产成本。同时，若有少量添加剂剩余时，关闭第二混合罐223的搅拌功能，第二混合罐223还可作为临时储蓄添加剂的储物罐，进一步地减少了设备的数量。

需要说明的是，第二软水泵222和第一软水泵212可以是同一个输送泵也可为两个不同的输送泵。同时，第二混合罐223的数量也可根据生产需求进行增加或减少。本实施例中第二混合罐223的数量为2，多设置一个第二混合罐223是为了避免有一个第二混合罐223不能正常运行时，能够保证造粒干燥系统500的正常运行。

进一步地，添加剂制备装置220还包括用于输送软水和添加剂粉末的混合物的添加剂泵225。添加剂泵225与与造粒设备400的进料口通过管道连接。添加剂粉末与软水混合后流动性降低，因此，为了保证添加剂能够顺利输送至造粒设备400处，使用添加剂泵225为输送添加剂提供动力。需要说明的是添加剂泵225的数量可以根据生产需求选择其型号、规格以及数量。

优选地，为了保证通入造粒设备400的添加剂的性能良好，在添加剂泵225与造粒设备400之间设置有阀门和监测点，以便于检测到添加剂性能不符合要求时，中控系统控制阀门关闭，进而保障了添加剂的性能以及数量，提升了炭黑粒的质量。

进一步地，造粒设备400通过第二软水管216与第一软水泵212连接，使得软水能够进入造粒设备400，进而将添加剂、炭黑粉末、添加剂混合搅拌均匀。同时，为了保证通入造粒设备400的软水的量适当，在第二软水管216上设置有阀门以及监控软水流量的监控点。通过监控点监控软水的流量，当流量过大时，通过中控系统控制阀门关闭，缩小流量。当流量过小是，通过中控系统控制阀门打开，增大流量。

主料运输系统300包括用于分离炭黑粉末与杂质气体的旋风分离器310、用于储存炭黑粉末的储存罐320。旋风分离器310的出料口与储存罐320的进料口连通，储存罐320的出料口与造粒设备400的进料口连通。

参见图2，含有杂质气体的炭黑粉末通入到旋风分离器310中，气流受导向叶片311的导流作用而产生强烈旋转，气流沿筒体呈螺旋形向下进入旋风筒体315，密度大炭黑粉末在离心力作用下被甩向器壁，并在重力作用下，沿筒壁下落流出旋风管排尘口至设备底部储存区312，从设备底部的出料口313流出。而进入到储存罐320中。而旋转的气流在旋风分离器310的筒体内收缩向中心流动，向上形成二次涡流经导气管流经设备顶部出口314流出。杂质气体内还含有部分的炭黑粉末，优选地，将杂质气体再被通入到前工序对炭黑粉末进行收集，减少炭黑粉末的浪费。

主料输送系统还包括输送机330，将储存罐320内的炭黑粉末输送到造粒设备400内进行造粒。每次加入到造粒设备400内的炭黑粉末要符合生产需求，如果直接将储存罐320内的炭黑粉末通入到造粒设备400内，生产得到的炭黑粒可能不符合要求。设置输送机330，通过设置输送机330的速率，控制输送进入造粒设备400的炭黑粉末的数量。

炭黑粉末颗粒较细，在旋风分离器310内分离后不能快速沉淀下来，同时质量过少便输送炭黑粉末，不利于后续造粒。同时，炭黑粉末容易泄漏，进而造成炭黑粉末的浪费。

为了解决上述问题，本实施例在输送机330的进料口与储存罐320的出料口之间的管路上设置有气密阀340以及监控点。监控点监控储存罐320炭黑粉末的重量，当重量达到设定值时，中控系统控制气密阀340打开，将储存罐320内的炭黑粉末输送到输送机330内，输送机330将其输送到造粒设备400内，进行造粒。

参见图3，炭黑粉末、粘结剂、添加剂在造粒设备400的搅拌桨410的作用下混合均匀并通过切割刀420将混合成团或块的黏稠浆液进行切割，得到炭黑粒。炭黑粒在离心力的作用下被甩入到造粒设备400的出料口430，进而被输送出造粒设备400。

参见图1，干燥系统500包括用于干燥炭黑粒的干燥设备。干燥设备的进料口与造粒设备400的出料口430连通。造粒完成后的炭黑粒被输送到干燥设备内进行干燥得到去湿的炭黑粒。

干燥设备包括尾气燃烧炉510和干燥机520，尾气燃烧炉510的进料口通入燃料、空气以及具有一定热量的尾气，尾气燃烧炉510的出气口与干燥机520连通。上述三者在尾气燃烧炉510进行燃烧得到高温、具有大量热量的气体，具有大量热量的气体通过管路进入到干燥机520内，对炭黑粒进行干燥。

参见图4，干燥机520包括干燥机火箱521以及回旋干燥机本体522。干燥机火箱521套设于回旋干燥机本体522外，造粒设备400的出料口430与回旋干燥机本体522连通，尾气燃烧炉510的出气口与干燥机火箱521的进气口连通。具有大量热量的气体内含有许多杂质，因此干燥机520采用套筒式结构进行干燥避免炭黑粒被杂质污染，保证了炭黑粒的质量。同时，干燥机520的本体采用回旋式，保证了回旋干燥机本体522内的炭黑粒受热均匀，干燥程度一致。

优选地，干燥系统500还包括回收干燥气体中炭黑粉末的回收装置(图未示)，回收装置与干燥机火箱521的出气口连通。经过干燥后的气体的温度下降，具有的能量降低，其水蒸气直接被排除，而其余的气体被通入到前工序再次对气体内含有的炭黑粉末进行收集。

优选地，在输送尾气、空气、燃料的管路上均设置有监控点以及阀门，便于自动化控制该系统，在保证炭黑粒干燥的基础上尽可能节约燃料。

本实施例中，炭黑造粒干燥系统的操作方法及原理：

通过将制备得到的炭黑粉末通入到旋风分离器中，将具有一定重量的炭黑粉末沉积到储蓄罐内，而其余的气体则回到炭黑粉末收集工序，对气体内未沉积的炭黑粉末进行再次收集。沉积到储蓄罐内的炭黑粉末达到一定的重量气密阀打开，炭黑粉末被输送机输送到造粒设备内进行造粒。同时，将软水通过第一软水泵输送到第一混合罐内与从粘结剂罐内输送而来的粘结剂粉末混合均匀，通过粘结剂泵将粘结剂输送到造粒设备内。同时，将软水通过第二软水泵输送到第二混合罐内与从添加剂罐内输送而来的添加剂粉末混合均匀，通过添加剂泵将添加剂输送到造粒设备内。添加剂、粘结剂、炭黑粉末在造粒设备内混合并被切割得到炭黑粒，炭黑粒被输送到回旋干燥机本体内。将尾气、空气、染料通入到尾气燃烧炉内进行燃烧得到具有大量热量的气体，该气体被通入到干燥机火箱内对炭黑粒进行干燥。干燥后的炭黑粒进行后续工序，具有大量热量的气体经过干燥所具有的能量降低，其内的水蒸气被排除，剩余的气体被会回收到前面工序，对其内含有的炭黑粉末进行收集。

综上所述，本实用新型通过运输主料的同时在线制备辅料，提升了辅料对主料的粘接、填充等作用，提升了辅料的性能，提升了炭黑粒的质量。干燥系统充分利用生产炭黑粉末以及收集炭黑粉末过程中剩余的尾气的热量对造粒完成的炭黑粒进行烘干，降低了烘干炭黑粒所需的能耗，节约了能源。采用套筒式干燥机进行隔离干燥，避免了炭黑粒被污染，而干燥机本体采用旋转式则保证了炭黑粒受热均匀使得炭黑粒之间的干燥程度一致。同时，将干燥气体再度通入到前段炭黑粉末收集工序对干燥气体内未沉积的炭黑粉末进行再次回收，减少了炭黑的浪费，提升了整个系统生产效果。收集辅料制备、主料运输、造粒、烘干同时进行缩短了炭黑粒生产步骤，节约了生产时间，进而节约了生产成本。炭黑生产系统中利用上述的炭黑造粒干燥系统时，能够大量的节约能源以及时间，便于工业应用。

上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种炭黑造粒干燥系统，其特征在于，包括辅料制备系统、主料运输系统、造粒设备、利用尾气进行干燥的干燥系统；所述辅料制备系统以及所述主料运输系统均与所述造粒设备的进料口通过管道连接，所述造粒设备的出料口与所述干燥系统连通。

2.根据权利要求1所述的炭黑造粒干燥系统，其特征在于，所述辅料制备系统包括粘结剂制备装置，所述粘结剂制备装置包括用于储存粘结剂粉末的粘结剂罐、用于混合软水与所述粘结剂粉末的第一混合罐、用于输送所述软水的软水泵以及用于输送所述软水与所述粘结剂粉末的混合物的粘结剂泵；所述粘结剂罐的出料口和所述软水泵均与所述第一混合罐的进料口连通，所述第一混合罐的出料口与所述粘结剂泵连通，所述粘结剂泵与所述造粒设备的所述进料口通过管道连接。

3.根据权利要求2所述的炭黑造粒干燥系统，其特征在于，所述辅料制备系统还包括添加剂制备装置，所述添加剂制备装置包括用于储存添加剂粉末的添加剂罐、用于混合所述软水与所述添加剂粉末的第二混合罐、用于输送所述软水与所述添加剂粉末的混合物的添加剂泵；所述添加剂罐的出料口和所述软水泵均与所述第二混合罐的进料口连通，所述第二混合罐的出料口与所述添加剂泵连通，所述添加剂泵与所述造粒设备通过管道连接。

4.根据权利要求1所述的炭黑造粒干燥系统，其特征在于，所述主料运输系统包括用于分离炭黑粉末与杂质气体的旋风分离器、用于储存所述炭黑粉末的储存罐，所述旋风分离器的出料口与所述储存罐的进料口连通，所述储存罐的出料口与所述造粒设备的所述进料口连通。

5.根据权利要求4所述的炭黑造粒干燥系统，其特征在于，所述主料运输系统还包括气密阀、输送机；所述输送机的进料口与所述储存罐的所述出料口通过设置有所述气密阀的管道连接，所述输送机的出料口与所述造粒设备的所述进料口连通。

6.根据权利要求1所述的炭黑造粒干燥系统，其特征在于，所述干燥系统包括用于干燥炭黑粒的干燥设备，所述干燥设备的进料口与所述造粒设备的所述出料口连通。

7.根据权利要求6所述的炭黑造粒干燥系统，其特征在于，所述干燥设备包括尾气燃烧炉和干燥机，所述造粒设备的所述出料口与所述干燥机的进料口连通，所述尾气燃烧炉的进料口通入尾气以及燃料，所述尾气燃烧炉的出气口与所述干燥机的进气口连通。

8.根据权利要求7所述的炭黑造粒干燥系统，其特征在于，所述干燥机包括回旋干燥机本体以及干燥机火箱，所述干燥机火箱套设于所述回旋干燥机本体外，所述造粒设备的所述出料口与所述回旋干燥机本体连通，所述尾气燃烧炉的所述出气口与所述干燥机火箱的进气口连通。

9.根据权利要求8所述的炭黑造粒干燥系统，其特征在于，所述干燥系统还包括用于回收干燥气体中炭黑粉末的回收装置，所述回收装置与所述干燥机火箱的出气口连通。

10.一种炭黑生产系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的炭黑造粒干燥系统。