CN209166131U - 一种炭黑烟气余热回收利用系统 - Google Patents

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赵奋强
陈开林
严志
李龙辉
董学荣
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Abstract

本实用新型公开了一种一种炭黑烟气余热回收利用系统，包括依次连接的燃烧炉、文丘里管和炭黑反应炉，在燃烧炉上连接有燃料油管，文丘里管上连接有原料油管，炭黑反应炉上连接有急冷水管；还包括余热锅炉和多级串联的空气预热器；所述炭黑反应炉的烟道出口连接至余热锅炉的烟气入口，余热锅炉的烟气出口连接至多级空气预热器中第一级空气预热器的烟气入口，且第一级空气预热器的热空气出口通过管道连接至燃烧炉；多级所述空气预热器中最后一级空气预热器的烟气出口连接至炭黑尾气过滤系统。该系统可以对高温炭黑烟气余热进行充分回收利用，提高炭黑生产厂经济效益。

Description

一种炭黑烟气余热回收利用系统
技术领域
本实用新型涉及能源回收利用装置技术领域，特别涉及一种炭黑烟气余热回收利用系统。
背景技术
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。
目前，在炭黑的生产过程中，燃料油和预热空气在燃烧炉内进行完全燃烧反应，生成含有CO2、H2O、N2、过剩O2以及NOX、SOX和H2S等1700℃左右的高温燃烧气体，为炭黑原料油高温热裂解生成炭黑提供了高温场环境。原料油在文丘里喉管内与高温燃烧气体高度混合，大约在1400℃的温度条件下在炭黑反应炉内裂解生成炭黑，生成的炭黑悬浮于高温燃烧和热裂解气体中，为了终止炭黑的生成反应，通常在炭黑反应炉的后部用水急冷，急冷后的气体温度大约在900℃。炭黑反应炉排放的悬浮有炭黑的燃烧及热裂解气体，即为炭黑烟气，因为炭黑烟气温度较高，炭黑烟气也成为高温炭黑烟气。
炭黑烟气高达900℃以上，在收集和净化炭黑之前，需将其温度冷却到300℃左右。因此，对于炭黑烟气的余热利用与否，是影响炭黑工业能耗的重要因素之一，研究及开发对于炭黑烟气余热回收利用，对炭黑工业降低能耗具有重要意义。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种炭黑烟气余热回收利用系统，可以对高温炭黑烟气余热进行充分回收利用，提高炭黑生产厂经济效益。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：
一种炭黑烟气余热回收利用系统，包括依次连接的燃烧炉、文丘里管和炭黑反应炉，在燃烧炉上连接有燃料油管，文丘里管上连接有原料油管，炭黑反应炉上连接有急冷水管；还包括余热锅炉和多级串联的空气预热器；所述炭黑反应炉的烟道出口连接至余热锅炉的烟气入口，余热锅炉的烟气出口连接至多级空气预热器中第一级空气预热器的烟气入口，且第一级空气预热器的热空气出口通过管道连接至燃烧炉；多级所述空气预热器中最后一级空气预热器的烟气出口连接至炭黑尾气过滤系统。
进一步的，所述空气预热器设置有三级，分别为第一级空气预热器、第二级空气预热器以及第三级空气预热器。
进一步的，所述炭黑尾气过滤系统包括依次连接的旋风收尘器和袋滤器，在旋风收尘器和袋滤器的底部连接有下料管，下料管的底端连接至螺旋输送器。
进一步的，所述余热锅炉为F型工业窑余热锅炉。
进一步的，所述空气预热器为壳管式热交换器。
本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型通过应用余热锅炉和多级空气预热器对高温炭黑烟气的余热进行回收，余热锅炉烟气入口和出口的温度分别约为900℃和700℃，当空气预热器设置为三级时，空气预热器烟气入口和出口的温度分别约为700℃和300℃。通过本实用新型中的炭黑烟气余热回收利用系统，不仅可以将高温炭黑烟气从900℃降低到300℃，而且其经济效益十分可观。按照年产4万吨高耐磨炭黑的炭黑计算，当采用余热锅炉和3级空气预热器回收及利用高温炭黑烟气的余热后，每年回收和利用的余热折合标准煤约为1.44万吨，节能效果明显，经济效益可观。
(2)在炭黑工业中，采用余热锅炉和多级空气预热器回收及利用高温炭黑烟气的余热，对其他行业的节能也具有参考意义，其也可应用于化工及石油化工工业、硫酸工业、冶金等工业余热产生领域。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中，1-燃烧炉，2-文丘里管，3-炭黑反应炉，4-余热锅炉，5-空气预热器，6-旋风收尘器，7-袋滤器，8-下料管，9-螺旋输送器，10-燃料油管，20-原料油管，30-急冷水管，5a-第1级空气预热器，5b-第2级空气预热器，5c-第3级空气预热器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，一种炭黑烟气余热回收利用系统，包括依次连接的燃烧炉1、文丘里管2和炭黑反应炉3，在燃烧炉1上连接有燃料油管10，文丘里管2上连接有原料油管20，炭黑反应炉3上连接有急冷水管30；还包括余热锅炉4和多级串联的空气预热器5；所述炭黑反应炉3的烟道出口连接至余热锅炉4的烟气入口，余热锅炉4的烟气出口连接至多级空气预热器5中第一级空气预热器的烟气入口，且第一级空气预热器的热空气出口通过管道连接至燃烧炉1；多级所述空气预热器5中最后一级空气预热器的烟气出口连接至炭黑尾气过滤系统。需要说明的是，本实用新型中涉及到的所有设备均为现有技术，采用本领域技术人员所惯用的设备即可。
具体的，所述空气预热器5设置有三级，分别为第一级空气预热器5a、第二级空气预热器5b以及第三级空气预热器5c。
具体的，所述炭黑尾气过滤系统包括依次连接的旋风收尘器6和袋滤器7，在旋风收尘器6和袋滤器7的底部连接有下料管8，下料管8的底端连接至螺旋输送器9。
具体的，所述余热锅炉4为F型工业窑余热锅炉。
具体的，所述空气预热器5为壳管式热交换器。
本实用新型的工作过程：
工作时，燃料油和预热空气在燃烧炉1内进行完全燃烧反应，生成含有CO2、H2O、N2、过剩O2以及NOX、SOX和H2S等1700℃左右的高温燃烧气体，原料油在文丘里管2内与该高温燃烧气体高度混合，大约在1400℃的温度条件下在炭黑反应炉3内裂解生成炭黑，炭黑反应炉3排放的悬浮有炭黑的燃烧及热裂解气体(即高温炭黑烟气)经过烟道进入到余热锅炉4的前烟箱中，继而进入到炉管内，将炉管外的水加热气化，再途径后烟箱离开余热锅炉4，离开余热锅炉4的高温炭黑烟气温度从900℃降低到700℃左右，然后依次进入到第一级、第二级、第三级空气预热器中将待预热的空气进行预热，最后炭黑烟气进入到旋风收尘器6和袋滤器7回收和净化炭黑。在余热锅炉4内，水气化作为蒸汽资源使用，空气预热器5则将空气从常温预热到400-500℃。
以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种炭黑烟气余热回收利用系统，包括依次连接的燃烧炉(1)、文丘里管(2)和炭黑反应炉(3)，在燃烧炉(1)上连接有燃料油管(10)，文丘里管(2)上连接有原料油管(20)，炭黑反应炉(3)上连接有急冷水管(30)；其特征在于：还包括余热锅炉(4)和多级串联的空气预热器(5)；所述炭黑反应炉(3)的烟道出口连接至余热锅炉(4)的烟气入口，余热锅炉(4)的烟气出口连接至多级空气预热器(5)中第一级空气预热器的烟气入口，且第一级空气预热器的热空气出口通过管道连接至燃烧炉(1)；多级所述空气预热器(5)中最后一级空气预热器的烟气出口连接至炭黑尾气过滤系统。
2.根据权利要求1所述的一种炭黑烟气余热回收利用系统，其特征在于：所述空气预热器(5)设置有三级，分别为第一级空气预热器(5a)、第二级空气预热器(5b)以及第三级空气预热器(5c)。
3.根据权利要求1所述的一种炭黑烟气余热回收利用系统，其特征在于：所述炭黑尾气过滤系统包括依次连接的旋风收尘器(6)和袋滤器(7)，在旋风收尘器(6)和袋滤器(7)的底部连接有下料管(8)，下料管(8)的底端连接至螺旋输送器(9)。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种炭黑烟气余热回收利用系统，其特征在于：所述余热锅炉(4)为F型工业窑余热锅炉。
5.根据权利要求1至3任一项所述的一种炭黑烟气余热回收利用系统，其特征在于：所述空气预热器(5)为壳管式热交换器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110613989A (zh) * 2019-09-27 2019-12-27 安阳龙宇投资管理有限公司 一种水煤浆锅炉烟气脱硫脱硝系统
CN111841157A (zh) * 2020-06-28 2020-10-30 石嘴山市华昊化工有限公司 一种乙炔炭黑生产用富氢尾气回收系统

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