專利名稱：碳黑的節(jié)能制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳黑的制造方法，具體來說，本發(fā)明涉及一種能耗低、設(shè) 備簡化的新型碳黑的制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的碳黑制造上，首先是以適當含有氧氣的氣體(如空氣)、燃料(如 天然氣、燃油)、原料油及其他添加物為原料，送入反應(yīng)器內(nèi)，并在反應(yīng)器內(nèi)使 原料油經(jīng)熱轉(zhuǎn)換成為碳黑及氣相副產(chǎn)物。
再以水注入反應(yīng)器中，使反應(yīng)過程冷卻降溫至低于攝氏1093度以下，以停 止反應(yīng)。另行將所生成且含有小于0.5微米碳黑顆粒的煙道氣，輸送進入一內(nèi)部 具有能源回收裝置的設(shè)備(如空氣預(yù)熱器)，使之冷卻降溫至約攝氏538度。再 經(jīng)原料油預(yù)熱器及二次急冷(COOLING TOWER)等其他裝置，使煙道氣在進入 主過濾集塵器前的溫度降至約攝氏260度。且進入主過濾集塵器的煙道氣溫度 愈高，主過濾集塵器的使用壽命將會愈短。
其次，經(jīng)主過濾集塵器，將主產(chǎn)物碳黑及副產(chǎn)物尾氣予以分離，其中碳黑 的表面積范圍是自8m2 / gm至300m2 / gm。而鄰苯二曱酸二丁酯(DBP)的吸收 范圍則從50cc/ 100g到200cc/ 100g。且燃燒反應(yīng)所產(chǎn)生的尾氣具有高水份含 量，濕熱值范圍則是介于50BTU/CF至150BTU/CF之間。有時這些氣體會被 當作燃料使用，且燃燒產(chǎn)生的熱可用于制造蒸汽的鍋爐，或提供熱量給旋轉(zhuǎn)式 及流動式等型式的碳黑干燥器，供干燥碳黑之用或作為其他的用途。而且在許 多工廠中，產(chǎn)出的蒸汽可利用汽電共生設(shè)備，以產(chǎn)生電力。
然后，將主過濾集塵器收集的碳黑，憑借空氣輸送方式輸送到制粒區(qū)，此 時碳黑是呈干燥松散的型態(tài)短暫儲存在一儲槽中。至此碳黑被送入制粒機中， 同時添加入適量的水及添加劑(如糖蜜或木質(zhì)素)，而所形成的石友黑顆粒經(jīng)積4成 成型成直徑約為1毫米或碳黑粒子104倍的碳黑顆粒，含水量的重量比在30%_ 65 %之間。隨后將之導(dǎo)入一旋轉(zhuǎn)式或流動床(FLUID BED)干燥器中，利用外界提供的熱能將水份去除，而含有蒸發(fā)水份的氣流，則由干燥器排出并加以過濾。 且濕碳黑顆粒去除水份所需的熱量，正常是由尾氣、天然氣或燃油及空氣在燃
燒爐中燃燒所提供，通常此熱氣流是在干燥筒及干燥器火箱(FIRE BOX)內(nèi)循環(huán)，
此熱氣流或部份氣流被用來將干燥器釋出的水氣送至第二過濾器(SECOND
FIXTER)。
最后將由干燥器中干燥后的碳黑采用立式斗提機、螺旋輸送機、皮帶式或 氣動式輸送機等一系列的輸送設(shè)備，輸送至成品儲槽中。且碳黑在由干燥器輸 送至成品儲槽的過程中，通常會經(jīng)過篩網(wǎng)及磁性分離機，過濾雜質(zhì)及磁性物質(zhì)， 以利儲槽中的碳黑可進 一 步輸送至包裝設(shè)備。
然而，前述現(xiàn)有的碳黑制造方法，其不僅在冷卻過程中的耗水量甚為可觀， 且干燥過程中需利用燃燒廢氣、天然氣或油料，以提供所需的熱源，因此頗為 浪費能源，間接提高了生產(chǎn)成本，明顯存有待改進之處。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種碳黑的節(jié)能制造方法， 是一種節(jié)約能源、減少耗水量，更可降低生產(chǎn)設(shè)備的工程及維修費用，進而降 低生產(chǎn)成本的碳黑節(jié)能制造方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 一種碳黑的節(jié)能制造方法，其特征在于，其包含下列步驟
a. 將碳氫原料油注入反應(yīng)器內(nèi)；
b. 將碳氫原料油在反應(yīng)器內(nèi)進行不完全燃燒，以形成含有碳黑粒子及可燃 燒氣體的煙道氣產(chǎn)物；
c. 將含有碳黑粒子及可燃燒氣體的煙道氣予以急驟冷卻，以終止反應(yīng)；
d. 使煙道氣經(jīng)過一集塵設(shè)備，以收集一部分的碳黑粒子；
e. 再將含有碳黑粒子及可燃燒氣體的煙道氣分流成兩道；
f. 分流后其中一道煙道氣在低于主過濾集塵器操作上限溫度的溫度下，將 碳黑粒子與副產(chǎn)物尾氣分離；
g. 將分離后的碳黑粒子輸送至制粒區(qū)，與水混合，以制成濕碳黑顆粒；
h. 將濕碳黑顆粒與分流出的另 一道煙道氣進行表面直接接觸，以干燥濕碳 黑顆粒，而制作出碳黑。
優(yōu)選的實施方案中，煙道氣分流后，每道煙道氣的溫度至少在攝氏370度以上。
優(yōu)選的實施方案中，干燥濕碳黑顆粒用的煙道氣然后回流到主過濾集塵器 內(nèi)，以供回收碳黑粒子。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有的有益效果是
1. 本發(fā)明是完全利用分流后煙道氣的高熱，以作為干燥濕碳黑顆粒之用，因 此，與現(xiàn)有的制法比較，明顯具有節(jié)約能源的效用。
2. 由于本發(fā)明干燥過程不需借助燃燒，因此可省略燃燒爐設(shè)備，加上分流后 供干燥用的煙道氣是直接導(dǎo)入干燥器中，更可省去干燥器火箱(FIRE BOX)等配 備，且干燥筒(DRYERDRUM)不再用火加熱，也可延長其使用壽命，筒內(nèi)的溫 度分布也更加均勻，故可有效精簡操作程序，降低維修費用。
3. 本發(fā)明將煙道氣予急驟冷卻以終止反應(yīng)的過程中，其用水量比現(xiàn)有方法為 停止燃燒反應(yīng)所需的明顯減少，使水的總耗用量得以顯著降低。這是因為現(xiàn)有 方法為了避免主過濾集塵器內(nèi)的濾袋材質(zhì)受到損壞，在煙道氣進入主集塵器前， 必須在管道中用水噴霧降溫，故消耗相當多的水量。而本發(fā)明的方法則是通過 分流煙道氣將濕碳煙干燥后，煙道氣溫度下降，再回到主過濾集塵器，所以節(jié) 省用水量。
4. 本發(fā)明用來干燥濕碳黑顆粒的煙道氣，可回流至主過濾集塵器或空氣預(yù)熱 器之前，以供回收碳黑粒子或作為將煙道氣予冷卻之用，可充分發(fā)揮其經(jīng)濟效 益。


圖l是本發(fā)明的制造流程圖。
具體實施例方式
予逐項-說明如下
1. 首先將碳氫原料油等含碳原料注入反應(yīng)器內(nèi)。
2. 將碳氫原料油等含碳原料在反應(yīng)器內(nèi)進行不完全燃燒，以形成含有碳黑 粒子及可燃燒氣體的煙道氣。
3. 再將含有碳黑粒子及可燃燒氣體的煙道氣予以急驟冷卻(本實施例中， 煙道氣在反應(yīng)器內(nèi)用水噴霧降溫冷卻)，以終止反應(yīng)。4. 使煙道氣經(jīng)過一集塵設(shè)備，以收集一部分的碳黑粒子。
5. 然后，將煙道氣予以分流成兩道，且每道煙道氣的溫度至少在攝氏370 度以上。
6. 將分流后其中一道煙道氣經(jīng)空氣預(yù)熱器降溫，使之在低于主過濾集塵器 橾作上限溫度的溫度下(優(yōu)選為攝氏200 250。C )，輸送至主過濾集塵器，將碳 黑粒子與副產(chǎn)物尾氣分離。
7. 將步驟6中分離出的碳黑粒子輸送至制粒區(qū)，并和水混合，制成濕碳黑 顆粒。
8. 再將濕碳黑顆粒與煙道氣分流出的另一道溫度在攝氏370度以上的煙道 氣，在干燥器中進行表面直接接觸，將濕碳黑顆粒予以干燥，以制作出碳黑。
本發(fā)明確可憑借將含有碳黑粒子及可燃燒氣體的煙道氣予以急驟冷卻，并 經(jīng)分流過程，而將煙道氣分成兩道。且使其中一道煙道氣在低于主過濾集塵器 操作上限溫度的溫度下，輸送到主過濾集塵器，然后將碳黑粒子與尾氣分離。 并經(jīng)制粒區(qū)和水混合后，以制成濕碳黑顆粒。再將濕碳黑顆粒與未經(jīng)空氣預(yù)熱 氣降溫，且溫度高于主過濾集塵器操作上限溫度的另一道煙道氣直接接觸，而 予干燥，以制作出碳黑。相較之下，本發(fā)明是完全利用分流后煙道氣的高熱， 以作為干燥濕碳黑顆粒之用，因此，比現(xiàn)有的制法需燃燒尾氣、天然氣或油料， 以提供干燥所需的熱源，明顯具有節(jié)約能源的效用。此外，由于本發(fā)明干燥過 程不需借助燃燒，因此可省略燃燒爐設(shè)備，加上分流后供干燥用的煙道氣是直 接導(dǎo)入干燥器中，更可省去干燥器火箱(FIREBOX)等配備，且干燥筒(DRYER DRUM)不再用火加熱，也可延長其使用壽命，筒內(nèi)的溫度分布也更加均勻，故 可有效精簡操作程序，降低維修費用。此外，本發(fā)明將煙道氣予急驟冷卻以終 止反應(yīng)的過程中，其用水量比現(xiàn)有方法為停止燃燒反應(yīng)所需的明顯減少，使水 的總耗用量得以顯著降低。其次，本發(fā)明用來干燥濕碳黑顆粒的煙道氣，是可 回流至主過濾集塵器或空氣預(yù)熱器之前，以供回收碳黑粒子或作為將煙道氣予 冷卻之用，可充分發(fā)揮其經(jīng)濟效益。
以上說明對本發(fā)明而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、 變化或等效，但都將落入本發(fā)明的權(quán)利要求可限定的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種碳黑的節(jié)能制造方法，其特征在于，包含下列步驟a. 將碳氫原料油注入反應(yīng)器內(nèi)；b. 將碳氫原料油在反應(yīng)器內(nèi)進行不完全燃燒，以形成含有碳黑粒子及可燃燒氣體的煙道氣；c. 將含有碳黑粒子及可燃燒氣體的煙道氣予以急驟冷卻，以終止反應(yīng)；d. 使煙道氣經(jīng)過一集塵設(shè)備，以收集一部分的碳黑粒子；e. 再將含有碳黑粒子及可燃燒氣體的煙道氣分流成兩道；f. 分流后其中一道煙道氣在低于主過濾集塵器操作上限溫度的溫度下，將碳黑粒子與副產(chǎn)物尾氣分離；g. 將分離后的碳黑粒子輸送至制粒區(qū)，與水混合，以制成濕碳黑顆粒；h. 將濕碳黑顆粒與分流出的另一道煙道氣進行表面直接接觸，以干燥濕碳黑顆粒，而制作出碳黑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳黑的節(jié)能制造方法，其特征在于煙道氣分流 后，每道煙道氣的溫度至少在攝氏370度以上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳黑的節(jié)能制造方法，其特征在于干燥濕碳黑 顆粒用的煙道氣回流至主過濾集塵器，以供回收碳黑粒子。
全文摘要
本發(fā)明是一種碳黑的節(jié)能制造方法，是包含下列的過程將碳氫原料油等含碳原料注入反應(yīng)器內(nèi)；使碳氫原料油等含碳原料在反應(yīng)器內(nèi)進行不完全燃燒，以形成含有碳黑粒子及可燃燒的氣體；將含有碳黑粒子及可燃燒氣體的煙道氣急驟冷卻，以終止反應(yīng)；使煙道氣經(jīng)過一集塵設(shè)備，以收集一部分碳黑粒子；將煙道氣予分流成兩道；令分流后其中一道煙道氣降溫，并輸送經(jīng)主過濾集塵器，將碳黑粒子與副產(chǎn)物尾氣分離；將分離后的碳黑粒子輸送至制粒區(qū)，并與水混合，制成濕碳黑顆粒；將濕碳黑顆粒與分流出的另一道煙道氣，在干燥器中進行表面直接接觸，使之干燥，以制作出碳黑。如此，可有效節(jié)約能源、減少耗水量及簡化操作程序，進而降低生產(chǎn)成本。
文檔編號C09C1/48GK101469142SQ20071030567
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月27日
發(fā)明者謝東源 申請人:中國合成橡膠股份有限公司