CN205061949U - 炭黑生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种炭黑生产系统，包括：至少一个储油罐；燃油罐，反应炉，其具有第一入口、第二入口和第三入口，所述第一入口与所述储油罐的出口连通，所述第二入口与一供风机的出风口连通，所述第三入口与所述燃油罐的出口连通，所述反应炉内靠近所述第三入口的位置还设有打火装置；排气袋滤器，其入口与所述反应炉的出口连通；粉碎机，其入口与所述排气袋滤器的出口连通；收集袋滤器，其入口与所述粉碎机的出口连通。本实用新型结构简单，操作方便，使用寿命长。

Description

炭黑生产系统

技术领域

本实用新型涉一种炭黑生产系统。

背景技术

碳黑(carbonblack)，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，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，可作黑色染料，用于制造中国墨、油墨、油漆等，也用于做橡胶的补强剂。难而，在生产炭黑的过程中为制备不同品质的炭黑时，会同时使用不同种类的原料油，若原料油各成分不均一，会造成生产的炭黑品质不均一；在炭黑生产系统中，产生的炭黑烟气中含有一定量的二氧化硫，会对炭黑生产系统中的设备产生腐蚀作用，另外，炭黑尾气排出时，会产生大气污染；在炭黑生产的过程中，高温燃气气流进入到喉管段，会造成喉管段的变形。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是在炭黑生产系统中设置了静态混合器，能够将不同种类的原料进行混合，一方面能提高生产炭黑的品质，另一方面使用静态混合器混合，省去了使用机械搅拌的能耗。

本实用新型还有一个目的是采用了脱硫装置进行脱硫，能够将炭黑气流中的二氧化硫除去，同时减少对大气的污染。

本实用新型还有一个目的是在后管段的外壁上设置了外壳体，外壳体与所述喉管段的外壁形成一容纳空间，所述外壳体上设有入水口和出水口，所述入水口与水源连通，能够防止高温燃气气流造成喉管段的变形。

本发明还有一个目的是采用了三缸柱塞泵，能够精确的输送原料油，制备所需要的炭黑。

一种炭黑生产系统，包括：

至少一个储油罐，其用于盛装原料油；

燃油罐，其用于盛装燃料油；

反应炉，其具有第一入口、第二入口和第三入口，所述第一入口与所述储油罐的出口连通，用于引入所述原料油，所述第二入口与一供风机的出风口连通，用于引入空气，所述第三入口与所述燃油罐的出口连通，用于引入燃料油，所述反应炉内靠近所述第三入口的位置还设有打火装置，用于将所述燃料油点燃；

排气袋滤器，其入口与所述反应炉的出口连通，用于对反应炉内反应产生的炭黑烟气进行过滤；

粉碎机，其入口与所述排气袋滤器的出口连通，用于对经过滤得到的炭黑固体进行粉碎；

收集袋滤器，其入口与所述粉碎机的出口连通，用于对粉碎的炭黑固体进行过滤；

其中，所述储油罐的出口与所述第一入口之间设有油预热器，所述油预热器具有原料油流道和第一炭黑烟气流道，所述原料油流道的入口和出口分别与所述储油罐的出口和所述第一入口连通，所述第一炭黑烟气流道的入口和出口分别与所述反应炉的出口和所述排气袋滤器的出口连通，所述原料油流道与所述第一炭黑烟气流道由导热材料隔开，以使炭黑烟气加热原料油；使用油预热器能够将原料油预热，有助于原料油的燃烧和裂解。

其中，所述供风机的出风口与所述第二入口间设有空气预热器，所述空气预热器具有空气流道和第二炭黑烟气流道，所述空气流道的入口和出口分别与所述供风机的出口和所述第二入口连通，所述第二炭黑烟气流道的入口和出口分别与所述反应炉的出口和所述排气袋滤器的出口连通，所述空气流道与所述第二炭黑烟气流道由导热材料隔开，以使炭黑烟气加热空气。使用空气预热器将空气预热，能够减少燃料油的用量，节约成本。

优选的是，所述的炭黑生产系统中，还包括：

湿法造粒机，其入口与所述收集袋滤器的出口联通；

干燥机，其入口与所述湿法造粒机的出口联通；

贮罐，其入口与干燥机出口联通。

优选的是，所述的炭黑生产系统中，还包括：

三缸柱塞泵，其进口通过第一管道和第二管道与所述储油罐的出口分别连通，所述三缸柱塞泵的出口与所述第一入口联通；

其中，所述第一管道上设有第一阀门，所述第二管道上设有静态混合器和第二阀门。

优选的是，所述的炭黑生产系统中，还包括：

脱硫装置，所述脱硫装置设置在所述反应炉和所述空气预热器之间，用于对炭黑烟气进行脱硫，所述脱硫装置为两端开口的圆筒状结构，所述脱硫装置的两端分别与所述反应炉的出口与所述第一炭黑烟气流道的入口连通，所述脱硫装置的内壁的上垂直设置了多个脱硫网；

所述脱硫网包括：

第一管道，沿着所述脱硫装置的内壁环设在所述脱硫装置内；

多个第二管道，其彼此平行的设置在所述第一管道所形成的平面内，并分别与所述第一管道连通；

多个第三管道，其彼此平行的设置在所述第一管道所形成的平面内，并分别与所述第一管道连通，所述第三管道与所述第二管道彼此垂直连通；

所述第一管道、所述第二管道和所述第三管道上设置了多个通孔。

所述第一管道、所述第二管道和所述第三管道内填充了氧化钙颗粒，所述氧化钙颗粒的粒径大于所述多个通孔的孔径。

优选的是，所述的炭黑生产系统中，所述脱硫网上还设有多个振动器。

优选的是，所述的炭黑生产系统中，所述反应炉包括：燃烧段和喉管段，所述燃烧段设有所述点火装置，所述燃料油经点火后在所述燃烧段燃烧并形成燃烧气流，并向所述喉管段流动，所述喉管段的内径沿所述燃烧气流流动方向逐渐减小，所述喉管段的内壁上设有多个喷油嘴，所述多个喷油嘴与所述储油罐的出口联通。

优选的是，所述的炭黑生产系统中，所述喉管段外部还设有外壳体，所述外壳体与所述喉管段的外壁形成一容纳空间，所述外壳体上设有入水口和出水口，所述入水口与水源连通。

优选的是，所述的炭黑生产系统中，还包括：

过滤器，其进口与所述储油罐的出口连通，用于对原料油进行过滤。

优选的是，所述的炭黑生产系统中，所述容纳空间内还设有多个挡板，所述挡板上设有多个凸起。

优选的是，所述的炭黑生产系统中，所述振动器的个数为2-10个。

本实用新型至少包括以下有益效果：

1、在原料油罐和三缸柱塞泵之间设置了静态混合器，能够将不同种类的原料油进行混合后使用，能够提升生产的炭黑的品质。

2、在炭黑生产系统中设有脱硫装置，在脱硫网中放置了氧化钙，能够将炭黑烟气中的二氧化硫除去，起到保护环境的作用。

3、使用三缸柱塞泵输送原料油，能够精确输送到反应炉里面原料油的量，能够根据炭黑品质的要求将原料油输送到反应炉中制备不同品质的炭黑。

4、在喉管段的外壁上设有可以进行热交换的外壳体，喉管段中的燃气气流一部分热量能传递给外壳体中的水，能够防止喉管段因燃气气流而变形。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为炭黑生产系统的结构示意图；

图2为喉管段的结构示意图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为脱硫装置的结构示意图；

图5为脱硫网的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1-5所示，本实用新型提供一种炭黑生产系统，包括：

至少一个储油罐1，其用于盛装原料油；在生产炭黑的时候，会使用不同种类的原料油，因此需要设置多个储油罐1来储存不同种类的原料油。

燃油罐9，其用于盛装燃料油；燃料油燃烧时产生燃烧气流，使得原料油燃烧和裂解后产生炭黑。

反应炉8，其具有第一入口、第二入口和第三入口，所述第一入口与所述储油罐的出口连通，用于引入所述原料油，所述第二入口与一供风机的出风口连通，用于引入空气，所述第三入口与所述燃油罐的出口连通，用于引入燃料油，所述反应炉内靠近所述第三入口的位置还设有打火装置，用于将所述燃料油点燃；原料油在反应炉中燃烧和裂解后产生炭黑。燃料油输送到反应炉的燃烧段，经打火后燃烧，产生的燃烧气流具有巨大的能量和极高的温度，在喉管段20喷油嘴26喷油后，反应炉的中的原料油因燃烧气流的作用使得原料油迅速燃烧和裂解，产生炭黑烟气。

排气袋滤器12，其入口与所述反应炉的出口连通，用于对反应炉内反应产生的炭黑烟气进行过滤；炭黑烟气进入到排气袋滤器后，炭黑颗粒就会留在排气袋滤器12内，而过滤后产生的尾气就会从排气袋滤器12的尾气排出口排除。

粉碎机14，其入口与所述排气袋滤器的出口连通，用于对经过滤得到的炭黑固体进行粉碎；粉碎后能够提升炭黑固体的品质，使得炭黑颗粒大小更均一。

收集袋滤器16，其入口与所述粉碎机的出口连通，用于对粉碎的炭黑固体进行过滤；

其中，所述储油罐1的出口与所述第一入口之间设有油预热器7，所述油预热器7具有原料油流道和第一炭黑烟气流道，所述原料油流道的入口和出口分别与所述储油罐1的出口和所述第一入口连通，所述第一炭黑烟气流道的入口和出口分别与所述反应炉的出口和所述排气袋滤器的出口连通，所述原料油流道与所述第一炭黑烟气流道由导热材料隔开，以使炭黑烟气加热原料油；原料油经油预热器7预热后进入到反应炉中，因此原料油具有了一定的温度，再输送到反应炉后，有助于原料油的燃烧和裂解，提高炭黑的生产效率。

其中，所述供风机13的出风口与所述第二入口间设有空气预热器11，所述空气预热器11具有空气流道和第二炭黑烟气流道，所述空气流道的入口和出口分别与所述供风机的出口和所述第二入口连通，所述第二炭黑烟气流道的入口和出口分别与所述反应炉的出口和所述排气袋滤器12的出口连通，所述空气流道与所述第二炭黑烟气流道由导热材料隔开，以使炭黑烟气加热空气。空气预热器11预热空气的原理是将反应炉中产生的具有较高温度的炭黑气流与供风机输送的空气进行热交换，一方面降低了炭黑烟气的温度，实现了对炭黑烟气的高效利用，另一方面提高了空气的温度，这样空气经空气预热器11预热后进入到反应炉8后，有助于燃料油的燃烧，能减少燃料油的使用，节约能源。

在另一种实施例中，所述的炭黑生产系统中，还包括：

湿法造粒机17，其入口与所述收集袋滤器的出口联通；湿法造粒机用于制造炭黑颗粒。

干燥机18，其入口与所述湿法造粒机的出口联通；干燥机用于将炭黑颗粒干燥。

贮罐19，其入口与干燥机出口联通。贮罐用于贮存炭黑。

在另一种实施例中，所述的炭黑生产系统中，还包括：

三缸柱塞泵6，其进口通过第一管道和第二管道与所述储油罐1的出口分别连通，所述三缸柱塞泵6的出口与所述第一入口联通；三缸柱塞泵依靠柱塞在缸体中运动，将原料油进行输送，能够控制输送到反应炉里面原料油的量，能够根据炭黑的要求输入合适的原料油的量，使原料油在反应炉中完全燃烧和裂解，一方面提高了原料油的使用效率，另一方面可根据需要等到的炭黑的品质将一定量的原料油输入反应炉中来制备炭黑。

其中，所述第一管道上设有第一阀门3，所述第二管道上设有静态混合器5和第二阀门4。设置第一阀门3和第二阀门4的原因是，假如使用单一原料油的时候可以关闭第二阀门4，使原料油直接输送到三缸柱塞泵6中；在同时使用多种原料油时，则关闭第一阀门3，开启第二阀门4，使原料油通过第二阀门4后，进入到静态混合器5中进行混合。静态混合器5是一种没有运动部件的高效混合设备，其基本工作机理是利用固定在管内的混合单元体改变流体在管内的流动状态，以达到不同流体之间良好分散和充分混合的目的。在原料油罐1和三缸柱塞泵6之间设置了静态混合器5，能够将不同种类的原料油进行混合后使用，能够提升生产的炭黑的品质，使得生产的炭黑更均一。

在另一种实施例中，所述的炭黑生产系统中，还包括：

脱硫装置10，所述脱硫装置10设置在所述反应炉8和所述空气预热器11之间，用于对炭黑烟气进行脱硫，所述脱硫装置10为两端开口的圆筒状结构，所述脱硫装置10的两端分别与所述反应炉8的出口与所述第一炭黑烟气流道的入口连通，所述脱硫装置10的内壁的上垂直设置了多个脱硫网28；在炭黑生产系统中设有脱硫装置，在脱硫网中放置了氧化钙，能够将炭黑烟气中的二氧化硫除去，一方面能防止二氧化硫对炭黑生产系统中的设备产生腐蚀作用，另一方面能起到保护环境的作用。

所述脱硫网28包括：

第一管道29，沿着所述脱硫装置的内壁环设在所述脱硫装置10内；

多个第二管道30，其彼此平行的设置在所述第一管道29所形成的平面内，并分别与所述第一管道29连通；

多个第三管道31，其彼此平行的设置在所述第一管道29所形成的平面内，并分别与所述第一管道29连通，所述第三管道31与所述第二管道30彼此垂直连通；

所述第一管道29、所述第二管道30和所述第三管道31上设置了多个通孔。

所述第一管道29、所述第二管道30和所述第三管道31内填充了氧化钙颗粒，所述氧化钙颗粒的粒径大于所述多个通孔的孔径。脱硫网28为第一管道29、第二管道30和第三管道31组成的网状结构，同时设置多个通孔的目的是二氧化硫能直接与脱硫网28中的氧化钙接触，氧化钙颗粒的粒径大于通孔的孔径的目的是防止氧化钙颗粒从脱硫网28中掉出来使得脱硫效率降低；这样反应炉8中产生的炭黑烟气能够从网状结构的空隙中通过，而二氧化硫会与脱硫网28中的氧化钙颗粒发生反应而被除去。

在另一种实施例中，所述的炭黑生产系统中，所述脱硫网28上还设有多个振动器。振动器能使脱硫网28振动，有助于脱硫网28中的氧化钙颗粒处于运动状态，使得氧化钙颗粒各个面都有可能与二氧化硫发生化学反应，能提高二氧化硫的除去效率。

在另一种实施例中，所述的炭黑生产系统中，所述反应炉8包括：燃烧段和喉管段20，所述燃烧段设有所述点火装置，所述燃料油经点火后在所述燃烧段燃烧并形成燃烧气流，并向所述喉管段20流动，所述喉管段20的内径沿所述燃烧气流流动方向逐渐减小，所述喉管段20的内壁上设有多个喷油嘴26，所述多个喷油嘴26与所述储油罐1的出口联通。设置多个喷嘴能提高原料油能增大原料油与燃烧气流的接触面积，有助于原料油的燃烧和裂解，进而提高炭黑的生产效率。

在另一种实施例中，所述的炭黑生产系统中，所述喉管段20外部还设有外壳体25，所述外壳体25与所述喉管段的外壁形成一容纳空间21，所述外壳体25上设有入水口22和出水口23，所述入水口22与水源连通。设置的外壳体的容纳空间里面有流动的水，这样燃烧气流产生的热量一部分会传递给外壳体中的水，能防止喉管段因高温的燃烧气流而变形。

在另一种实施例中，所述的炭黑生产系统中，还包括：

过滤器2，其进口与所述储油罐的出口连通，用于对原料油进行过滤。过滤器能将原料油中的杂质除去，提高生产的炭黑的品质。

在另一种实施例中，所述的炭黑生产系统中，所述容纳空间内还设有多个挡板24，所述挡板上设有多个凸起。设置多个挡板能够减小水流的速度，提高水的利用效率。

在另一种实施例中，所述的炭黑生产系统中，所述振动器的个数为2-10个。设置2-10个振动器的目的是为了增大脱硫网28的振动幅度，进而有助于氧化钙在脱硫网28中的运动，提高脱硫效率。

在另一种实施例中，所述的炭黑生产系统中，在所述粉碎机14和收集袋滤器16之间还设有风送风机15，能够将粉碎后的炭黑输送到收集袋滤器中进行收集。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种炭黑生产系统，其特征在于，包括：

至少一个储油罐，其用于盛装原料油；

燃油罐，其用于盛装燃料油；

反应炉，其具有第一入口、第二入口和第三入口，所述第一入口与所述储油罐的出口连通，用于引入所述原料油，所述第二入口与一供风机的出风口连通，用于引入空气，所述第三入口与所述燃油罐的出口连通，用于引入燃料油，所述反应炉内靠近所述第三入口的位置还设有打火装置，用于将所述燃料油点燃；

排气袋滤器，其入口与所述反应炉的出口连通，用于对反应炉内反应产生的炭黑烟气进行过滤；

粉碎机，其入口与所述排气袋滤器的出口连通，用于对经过滤得到的炭黑固体进行粉碎；

收集袋滤器，其入口与所述粉碎机的出口连通，用于对粉碎的炭黑固体进行过滤；

其中，所述储油罐的出口与所述第一入口之间设有油预热器，所述油预热器具有原料油流道和第一炭黑烟气流道，所述原料油流道的入口和出口分别与所述储油罐的出口和所述第一入口连通，所述第一炭黑烟气流道的入口和出口分别与所述反应炉的出口和所述排气袋滤器的出口连通，所述原料油流道与所述第一炭黑烟气流道由导热材料隔开，以使炭黑烟气加热原料油；

其中，所述供风机的出风口与所述第二入口间设有空气预热器，所述空气预热器具有空气流道和第二炭黑烟气流道，所述空气流道的入口和出口分别与所述供风机的出口和所述第二入口连通，所述第二炭黑烟气流道的入口和出口分别与所述反应炉的出口和所述排气袋滤器的出口连通，所述空气流道与所述第二炭黑烟气流道由导热材料隔开，以使炭黑烟气加热空气。

2.如权利要求1所述的炭黑生产系统，其特征在于，还包括：

湿法造粒机，其入口与所述收集袋滤器的出口联通；

干燥机，其入口与所述湿法造粒机的出口联通；

贮罐，其入口与干燥机出口联通。

3.如权利要求1所述的炭黑生产系统，其特征在于，还包括：

三缸柱塞泵，其进口通过第一管道和第二管道与所述储油罐的出口分别连通，所述三缸柱塞泵的出口与所述第一入口联通；

其中，所述第一管道上设有第一阀门，所述第二管道上设有静态混合器和第二阀门。

4.如权利要求1所述的炭黑生产系统，其特征在于，还包括：

脱硫装置，所述脱硫装置设置在所述反应炉和所述空气预热器之间，用于对炭黑烟气进行脱硫，所述脱硫装置为两端开口的圆筒状结构，所述脱硫装置的两端分别与所述反应炉的出口与所述第一炭黑烟气流道的入口连通，所述脱硫装置的内壁的上垂直设置了多个脱硫网；

所述脱硫网包括：

第一管道，沿着所述脱硫装置的内壁环设在所述脱硫装置内；

多个第二管道，其彼此平行的设置在所述第一管道所形成的平面内，并分别与所述第一管道连通；

多个第三管道，其彼此平行的设置在所述第一管道所形成的平面内，并分别与所述第一管道连通，所述第三管道与所述第二管道彼此垂直连通；

所述第一管道、所述第二管道和所述第三管道上设置了多个通孔；

所述第一管道、所述第二管道和所述第三管道内填充了氧化钙颗粒，所述氧化钙颗粒的粒径大于所述多个通孔的孔径。

5.如权利要求4所述的炭黑生产系统，其特征在于，所述脱硫网上还设有多个振动器。

6.如权利要求1所述的炭黑生产系统，其特征在于，所述反应炉包括：燃烧段和喉管段，所述燃烧段设有点火装置，所述燃料油经点火后在所述燃烧段燃烧并形成燃烧气流，并向所述喉管段流动，所述喉管段的内径沿所述燃烧气流流动方向逐渐减小，所述喉管段的内壁上设有多个喷油嘴，所述多个喷油嘴与所述储油罐的出口联通。

7.如权利要求6所述的炭黑生产系统，其特征在于，所述喉管段外部还设有外壳体，所述外壳体与所述喉管段的外壁形成一容纳空间，所述外壳体上设有入水口和出水口，所述入水口与水源连通。

8.如权利要求1所述的炭黑生产系统，其特征在于，还包括：

过滤器，其进口与所述储油罐的出口连通，用于对原料油进行过滤。

9.如权利要求7所述的炭黑生产系统，其特征在于，所述容纳空间内还设有多个挡板，所述挡板上设有多个凸起。

10.如权利要求5所述的炭黑生产系统，其特征在于，所述振动器的个数为2-10个。