CN206457450U - 一种尾气利用系统及炭黑生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种尾气利用系统及炭黑生产系统，涉及炭黑制备技术领域。尾气利用系统包括通有尾气的尾气管线、冷却设备、气液分离器和反应炉，尾气管线、冷却设备和气液分离器依次连接，气液分离器的气体出口通过连接管线与反应炉的内部连通，冷却设备的内部的顶部设有喷头和水管，水管的一端与喷头连接，另一端与冷却设备外的水箱连接。本实用新型提供的尾气利用系统能够将尾气进行再利用，提高了尾气的经济性，也方便了工业生产。

Description

一种尾气利用系统及炭黑生产系统

技术领域

本实用新型涉及炭黑制备技术领域，具体而言，涉及一种尾气利用系统及炭黑生产系统。

背景技术

炭黑的生成是以液态或气态烃为燃料，在反应炉的燃烧室内完全燃烧生成高温燃余气流传送到反应区域，与经由原料油枪喷入的雾化原料油相碰撞，小部分原料油不完全燃烧以补充不足的热量，大部分原料油裂解生成炭黑。在急冷段，通过喷入急冷水使反应中止，含水蒸汽的炭黑烟气经过一系列换热措施，进入收集系统，被收集的粉状炭黑经过造粒，干燥而成为成品炭黑颗粒。

炭黑生产过程中，会产生较多的尾气，尾气中包括大量的含可燃成分的低热值有害气体，如CO、H₂、C_mH_n、H₂S等，这些气体直接排放到空气中将对大气环境造成严重污染。而目前，国内对炭黑尾气的处理主要是焚烧炉焚烧后直接高空排放，此种方法虽然能够达到环保要求，但是其经济性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种尾气利用系统，此系统能够将尾气进行再利用，提高了尾气的经济性，也方便了工业生产。

本实用新型的另一目的在于提供一种炭黑生产系统，以降低炭黑的生产成本。

本实用新型解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

一种尾气利用系统，其包括通有尾气的尾气管线、冷却设备、气液分离器和反应炉，尾气管线、冷却设备和气液分离器依次连接，气液分离器的气体出口通过连接管线与反应炉的内部连通，冷却设备的内部的顶部设有喷头和水管，水管的一端与喷头连接，另一端与冷却设备外的水箱连接。

在本实用新型的较佳实施例中，尾气管线为多个。

在本实用新型的较佳实施例中，尾气利用系统还包括多个滤网，多个滤网均设置于连接管线内，滤网的网孔直径均为100～200目。

在本实用新型的较佳实施例中，滤网与连接管线可拆卸连接。

在本实用新型的较佳实施例中，每个连接管线包括M个柱形段和N个沙漏形段，M个柱形段和N个沙漏形段间隔式首尾连接，滤网的个数与沙漏形段的个数相同，滤网均设置于沙漏形段的中间位置，M＝N+1，M、N均为大于零的整数。

在本实用新型的较佳实施例中，以气液分离器的气体出口到反应炉的方向开始计算滤网的个数，第N个滤网上设有加热线圈。

在本实用新型的较佳实施例中，喷头的直径比冷却设备的内径小2～4cm。

另外，一种炭黑生产系统，其包括反应炉、空气预热器、袋滤器、造粒机和上述的尾气利用系统。

在本实用新型的较佳实施例中，造粒机的内腔壁上设有不锈钢壁层。

在本实用新型的较佳实施例中，炭黑生产系统还包括造粒储水罐和装有氢氧化钠溶液的碱液罐，造粒储水罐的一端与造粒机连接，另一端与碱液罐连接。

本实用新型实施例的尾气利用系统及炭黑生产系统的有益效果是：在炭黑生产过程中，各段工艺得到的炭黑尾气的含水量为38～41％，本实用新型中，将尾气管线与冷却设备、气液分离器等连接，使尾气管线中的高温尾气经一定程度的降温后进行气液分离，得到气体，此时气体仍然具有一定的热量，再通过连接管线导回反应炉中，如此，就能够对反应炉进行预热，为之后的反应做好环境条件的准备。

本实用新型能够将尾气进行再利用，有效的利用了热源，提高了尾气的经济性，也方便了工业生产。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1是本实用新型实施例一提供的尾气利用系统的示意图；

图2是本实用新型实施例二提供的尾气利用系统的连接管线的示意图。

图标：100-尾气利用系统；101-尾气管线；102-冷却设备；103-气液分离器；104-反应炉；105-连接管线；106-喷头；107-水管；200-连接管线；201-滤网；202-柱形段；203-沙漏形段。

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“中间”、“上”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“一”、“二”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。

实施例一

图1示出了本实施例提供的尾气利用系统100，包括通有尾气的尾气管线101、冷却设备102、气液分离器103和反应炉104，尾气管线101、冷却设备102和气液分离器103依次连接，气液分离器103的气体出口通过连接管线105与反应炉104的内部连通，冷却设备102的内部的顶部设有喷头106和水管107，水管107的一端与喷头106连接，另一端与冷却设备102外的水箱连接。

本实施例中，尾气管线101为四个，四个尾气管线101来自于不同的工艺段。也就是说，整个炭黑生产过程中，只要有尾气产生，就可以利用尾气管线101将尾气导入冷却设备102中，进行尾气利用。

冷却设备102实际上就是冷却罐，其中设有喷头106和水管107，炭黑尾气通入冷却设备102中，就会被喷头106喷出的水降温。由于炭黑尾气为高温气体，仅经过水喷射降温后，其温度并不会将到太低，被喷水后的气体中仍然含有一定的热量，含有热量并且夹杂有水蒸气的气体通入气液分离器103后，水蒸气就被分离出，得到的气体通过连接管线105导回反应炉104中，气体含有的热量就能够对反应炉104起到预热作用。

本实施例中，喷头106的直径比冷却设备102的内径小3cm，此种大小的喷头106能够实现最全面的喷水降温。当然，喷头106的大小只要满足“2～4cm”的条件，即为较适宜的喷头106。

本实施例还提供了一种炭黑生产系统(图未示)，包括反应炉104、空气预热器、袋滤器、造粒机和上述的尾气利用系统100。由于空气预热器、袋滤器等为本领域中的常用设备，所以对其不再做详细介绍，另外，此处炭黑生产系统仅提到了一些主要设备(如反应炉104、造粒机等)，其他生产所需的一些设备(如风机、油加热器、磁选机等)是本领域的技术人员所公知的，所以在此不再一一赘述。

实施例二

在上述实施例的基础上，图2示出了本实施例提供的尾气利用系统的连接管线200的示意图，本实施例中，尾气利用系统还包括三个滤网201，三个滤网201均设置于连接管线200内，滤网201的网孔直径均为140目，当然，网孔直径的选取并不作为限制，也可以设置为其他目数，只要满足“滤网201的网孔直径均为100～200目”的条件即可。经过冷却设备102中水的冷却降温，冲刷过程中已同时除去尾气中夹杂的大部分固体杂质，但因为炭黑尾气通入量大，而尾气在冷却设备102中的停留时间又较短，所以即使经过冷却除湿，得到的气体中仍然可能残存有少量的固体杂质。加之冷却除湿后的气体会继续通过较长的管线、通道，而设备管线通道内(特别是使用年限较长的设备、管线)也可能存在一些微小固体杂质，在气体流动过程中，就可能将这些微小固体杂质携带，最终进入反应炉104中，影响生成的炭黑的质量。而设置了网孔直径非常小的滤网201，就能够对冷却除湿后的气体中的固体杂质进行拦截，过滤气体。

本实施例中，滤网201与连接管线105可拆卸连接。可拆卸连接的设置，能够使滤网201在长期使用后，得到更换，从而降低气体中的固体杂质含量。本实施例中，连接管线105上设有三个开口和分别盖合每个开口的扣盖，开口之间存在一定间距，三个滤网201分别从三个开口插入连接管线105中，扣上扣盖即可。当然，此种方式不作为限制，也可以进行其他设置，来使滤网201与连接管线105满足“可拆卸连接”的要求。

每个连接管线105包括四个柱形段202和三个沙漏形段203，四个柱形段202和三个沙漏形段203间隔式首尾连接，滤网201均设置于沙漏形段203的中间位置。也就是说，连接时，是“柱形段202-沙漏形段203-柱形段202-沙漏形段203-柱形段202-沙漏形段203-柱形段202”的连接方式，沙漏形段203的两端分别连接了两个柱形段202，而柱形段202的两端也分别连接了两个沙漏形段203，需要注意的是，因柱形段202为四个，沙漏形段203为三个，所以首尾的两个柱形段202的其中一端并未连接沙漏形段203，而是分别与气液分离器103的气体出口和反应炉104连接。沙漏形段203为中间小、两端大的结构，滤网201就设置于中间小的位置，也就是瓶颈位置。

柱形段202、沙漏形段203以及滤网201的位置设置，能够使气液分离器103分离出的气体在连接管线105内产生不同的流速，在沙漏形段203、也就是接近滤网201时流速增大，气体中的固体杂质不会在柱形段202滞留，而被滤网201快速的拦截，如此，也避免了气体中的固体杂质在柱形段202积聚，而柱形段202-沙漏形段203重复性的结构设置，就能够使气体经过多重过滤，使进入反应炉104的气体中固体杂质含量非常少。

上述滤网201个数，是以气液分离器103的气体出口到反应炉104的方向开始计算，第三个滤网201上设有加热线圈，加热线圈盘绕在滤网201上。当气体经过冷却设备102后，其温度得到降低，而因气体还需经过气液分离器103以及几重过滤，在此过程中，其温度会进一步降低，这就可能导致进入反应炉104的气体的热量不够烘炉，所以，在第三个滤网201上设置加热线圈，就能够使过滤的气体得到加热，再进入反应炉104中，为预热炉体做好准备。

在实施例一的基础上，本实施例还提供了一种炭黑生产系统，该系统中，造粒机的内腔壁上设有不锈钢壁层。造粒过程会对造粒机的铁的内壁产生锈蚀，产生的铁锈还会混入产品中，影响产品质量，而不锈钢壁层的设置，一方面能够有效降低造粒机受到的腐蚀程度，延长设备使用寿命，另一方面，能够降低造粒得到的产品中的铁锈含量。

另外，炭黑生产系统还包括造粒储水罐和装有氢氧化钠溶液的碱液罐，造粒储水罐的一端与造粒机连接，另一端与碱液罐连接。造粒机造粒时，需要造粒储水罐来提供水，而设置与造粒储水罐连接的碱液罐，就能够利用碱液罐中的氢氧化钠溶液来调整输入造粒机的溶液的pH值，进而调整造粒得到的产品的pH值。如此，就可以生产制造pH值不同的炭黑，以适应市场不同的需求。

以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)

1.一种尾气利用系统，其特征在于：包括通有尾气的尾气管线、冷却设备、气液分离器和反应炉，所述尾气管线、所述冷却设备和所述气液分离器依次连接，所述气液分离器的气体出口通过连接管线与所述反应炉的内部连通，所述冷却设备的内部的顶部设有喷头和水管，所述水管的一端与所述喷头连接，另一端与所述冷却设备外的水箱连接。

2.根据权利要求1所述的尾气利用系统，其特征在于：所述尾气管线为多个。

3.根据权利要求1所述的尾气利用系统，其特征在于：尾气利用系统还包括多个滤网，多个所述滤网均设置于所述连接管线内，所述滤网的网孔直径均为100～200目。

4.根据权利要求3所述的尾气利用系统，其特征在于：所述滤网与所述连接管线可拆卸连接。

5.根据权利要求3所述的尾气利用系统，其特征在于：每个所述连接管线包括M个柱形段和N个沙漏形段，M个所述柱形段和N个所述沙漏形段间隔式首尾连接，所述滤网的个数与所述沙漏形段的个数相同，所述滤网均设置于所述沙漏形段的中间位置，所述M＝N+1，所述M、所述N均为大于零的整数。

6.根据权利要求5所述的尾气利用系统，其特征在于：以所述气液分离器的气体出口到所述反应炉的方向开始计算所述滤网的个数，第N个滤网上设有加热线圈。

7.根据权利要求1所述的尾气利用系统，其特征在于：所述喷头的直径比所述冷却设备的内径小2～4cm。

8.一种炭黑生产系统，其特征在于：包括反应炉、空气预热器、袋滤器、造粒机和权利要求1～7任一项所述的尾气利用系统。

9.根据权利要求8所述的炭黑生产系统，其特征在于：所述造粒机的内腔壁上设有不锈钢壁层。

10.根据权利要求8所述的炭黑生产系统，其特征在于：炭黑生产系统还包括造粒储水罐和装有氢氧化钠溶液的碱液罐，所述造粒储水罐的一端与所述造粒机连接，另一端与所述碱液罐连接。