專利名稱：一種空氣預熱器及適用該空氣預熱器的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種炭黑制備設(shè)備及工藝，具體來說，本發(fā)明涉及一種空氣預 熱器及適用該空氣預熱器的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
炭黑是一種主要成分為無定形碳的輕、松而極細的黑色粉末，比表面積非
常大，范圍從10-3000m2/g，是有機物(天然氣、重油、燃料油等)在空氣不足 的條件下經(jīng)不完全燃燒或受熱分解而得的產(chǎn)物(具有較大的粘附性)。炭黑的 應用領(lǐng)域非常廣泛，可作黑色染料，用于制造中國墨、油墨、油漆等，也用于 做橡膠的補強劑，在工業(yè)領(lǐng)域有著重要的作用。
傳統(tǒng)上，在炭黑生產(chǎn)工藝流程中，反應爐是核心設(shè)備。生產(chǎn)不同品種的炭 黑主要采用不同結(jié)構(gòu)尺寸的反應爐并控制不同的反應時間。空氣和燃料在反應 爐中燃燒，原料經(jīng)霧化后噴入燃燒的火焰中，經(jīng)高溫熱解生成炭黑。炭黑懸浮 于燃氣中形成煙氣。煙氣經(jīng)急冷后送空氣預熱器、油預熱器進一步降溫，經(jīng)空 氣預熱器降溫后的煙氣可再經(jīng)后序換熱器降溫后送入袋濾器，分離出的炭黑送 到造粒機中造粒，然后在干燥機中干燥；再經(jīng)精處理后進入成品包裝系統(tǒng)。由 此可見，在炭黑生產(chǎn)的反應爐系統(tǒng)中，預熱器有著重要的作用?？?預熱器不 僅使炭黑煙氣降溫，同時，在實際生產(chǎn)中，將要進入反應爐的空氣預先通過空 氣預熱器的外管壁，通過預熱器對通過的空氣進行預熱，以提高反應爐的熱效 率，進而增加能源的利用率，實現(xiàn)節(jié)約能源的目的。出于炭黑煙氣降溫并使空 氣得到充分加熱的雙重目的，現(xiàn)有的空氣預熱器多采用列管式結(jié)構(gòu)。列管式空氣預熱器目前已經(jīng)有了很大的發(fā)展，如一中國實用新型，授權(quán)公
告號"CN2789609Y"名稱為"空氣預熱器"就公開了一種空氣預熱器，包括高 溫段管板、帶有空氣通氣口的高溫段管箱、帶有空氣通氣口的低溫段管箱、低 溫段管板、連接高、低溫管箱的膨脹節(jié)和數(shù)根換熱管，所述的高溫段管板為雙 管板結(jié)構(gòu)，兩層管板通過設(shè)置有數(shù)個對流孔的筒體短節(jié)固定連接。
另外，中國實用新型，授權(quán)公告號"CN2906526Y"名稱為"列管式空氣預 熱器換熱管端部的密封裝置"也公開了一種空氣預熱器，包括換熱管、安裝在 換熱管一端的管板、置于該管板外側(cè)的每根換熱管外的填料密封裝置，所述該 管板包括套裝在換熱管上的上、下管板，上、下管板通過置于所有換熱管外圍 的環(huán)形短節(jié)固連，在短節(jié)上還設(shè)有一根或一根以上的進氣管。
但是，由于炭黑的粉末易粘附性及較低的導熱系數(shù)的特性和前述的預熱器 管的結(jié)構(gòu)特點，炭黑容易在預熱器的換熱管內(nèi)壁發(fā)生附著，使用一段時間后， 換熱管將會因炭黑附著層，使管徑變小，煙氣流通不暢，同時引起換熱管的污 垢熱阻上升，引起傳熱速率嚴重下降，進而影響預熱器的使用效果，上述結(jié)構(gòu) 的空氣預熱器均未能解決這一問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有空氣預熱器中，換熱管容易附著炭黑粉末造成煙氣在其內(nèi) 流通不暢、污垢熱阻上升，進而影響熱交換效率和炭黑生產(chǎn)的缺陷，提供了一 種空氣預熱器及采用該空氣預熱器的炭黑生產(chǎn)工藝，該空氣預熱器和其所對應 的炭黑生產(chǎn)工藝在實現(xiàn)炭黑煙氣降溫和對進入反應爐的空氣的預熱功能的同 時，能夠很好的解決現(xiàn)有的設(shè)備和工藝中，空氣預熱器內(nèi)部的換熱管內(nèi)容易附 著炭黑粉末的缺陷，且本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計合理可靠，熱交換效果好；其所對應的工藝簡單，不易使預熱器的換熱管附著炭黑層。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種空氣預熱器，包括空氣預熱器主體，空氣預熱器主體的側(cè)壁上設(shè)置有 煙道，所述煙道連接炭黑反應爐，所述空氣預熱器主體內(nèi)部容置有換熱管，所 述空氣預熱器主體側(cè)壁上相應于換熱管的下方設(shè)置有進水口 ，進水口連接脈沖 式?jīng)_水裝置。
進一步的，所述脈沖式?jīng)_水裝置由脈沖水泵和沖水管組合構(gòu)成，所述脈沖 水泵通過所述沖水管連接于所述進水口上。
進一步的，所述脈沖式?jīng)_水裝置由水泵、脈沖電磁閥和沖水管組合構(gòu)成， 所述脈沖電磁閥連通水泵和沖水管，所述沖水管的另一端與所述進水口相連接。
進一步的，所述沖水管的外表面環(huán)繞有冷卻裝置。
更進一步的，所述冷卻裝置為在所述沖水管的外表面環(huán)繞有冷卻水進水管， 冷卻水進水管的一端設(shè)置有冷卻水進水口 ，所述冷卻水進水管另一端連接冷卻 水出水管，所述冷卻水出水管端部設(shè)置有冷卻水出水口 。
更進一步的，所述脈沖式?jīng)_水裝置的沖水頻率為每間隔5 30分鐘噴水 一次，每次噴水時間為1 5秒。
采用所述空氣預熱器的炭黑生產(chǎn)工藝，包括以下步驟
1) 空氣和燃料在反應爐中燃燒，原料經(jīng)霧化后噴入燃燒的火焰中，經(jīng)高溫 熱解生成炭黑；
2) 將含有炭黑的煙氣經(jīng)急冷后送入空氣預熱器，由預熱器進一步降溫；
3) 經(jīng)空氣預熱器降溫后的煙氣可再經(jīng)后序換熱器降溫后送入袋濾器，分離 出的炭黑送到造粒機中造粒，然后在干燥機中干燥；再經(jīng)精處理后進入成品包 裝系統(tǒng)；所述生產(chǎn)工藝還包括預熱器的清潔步驟，所述清潔步驟為采用脈沖式進水 裝置向所述預熱器的進水口脈沖式進水。
有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果
1) 本發(fā)明在換熱管的下方進行脈沖式注水，水進入換熱管后在瞬間被霧化， 體積迅速增大，有一個脈沖抖動的效果，能將殘留在換熱管內(nèi)壁上的炭黑震動 下來，隨炭黑煙氣進入下一個環(huán)節(jié)，該空氣預熱器和其所對應的炭黑生產(chǎn)工藝 在實現(xiàn)炭黑煙氣的降溫和對進入反應爐的空氣的預熱功能的同時，能夠很好的 解決現(xiàn)有的設(shè)備和工藝中，空氣預熱器內(nèi)部的換熱管內(nèi)容易附著炭黑粉末的缺 陷。
2) 本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計合理可靠，熱交換效果好；其所對應的工藝簡單，不易 使預熱器的換熱管附著炭黑層。。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖 圖2為圖1中I處放大圖 圖3為圖2中A-A向剖視圖
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細描述 見圖1 圖3， 一種空氣預熱器，包括空氣預熱器主體l，空氣預熱器主體 1的側(cè)壁上設(shè)置有煙道11，所述煙道ll連接炭黑反應爐(圖中未示出)，所述
空氣預熱器主體1內(nèi)部容置有換熱管3，所述空氣預熱器主體1側(cè)壁上相應于換 熱管3的下方設(shè)置有進水口 10，進水口 IO連接脈沖式?jīng)_水裝置。所述脈沖式?jīng)_水裝置的沖水頻率為每間隔5 30分鐘噴水一次，每次噴水時間為1 5秒， 當然沖水頻率可以根據(jù)換熱效果作出適當?shù)恼{(diào)整。
優(yōu)選的，所述脈沖式?jīng)_水裝置由脈沖水泵和沖水管5組合構(gòu)成，所述脈沖 水泵通過所述沖水管連接于所述進水口 10上(脈沖水泵圖中未示出)。
優(yōu)選的，所述脈沖式?jīng)_水裝置由水泵、脈沖電磁閥9和沖水管5組合構(gòu)成， 所述脈沖電磁閥9連通水泵和沖水管5，所述沖水管5的另一端與所述進水口 IO相連接。
所述沖水管5的外表面環(huán)繞有冷卻裝置7，所述冷卻裝置7為在所述沖水管 5的外表面環(huán)繞有冷卻水進水管72，冷卻水進水管72的一端設(shè)置有冷卻水進水 口70，所述冷卻水進水管72另一端連接冷卻水出水管74，所述冷卻水出水管 74端部設(shè)置有冷卻水出水口 70，由于沖水管5的端部一直受70CTC 100(TC， 當沒有沖水時，沖水管5本身溫度很高，這樣一來，沖水管5本身必須采用耐 高溫的材料，制造成本高，在沖水管5外表面環(huán)繞有冷卻水進水管72，可以使 沖水管5溫度降低，從而可以使用價格較為低廉的材料來制造沖水管5，使沖水 管5的制造成本降低。
采用所述空氣預熱器的炭黑生產(chǎn)工藝，包括以下步驟
1) 空氣和燃料在反應爐中燃燒，原料經(jīng)霧化后噴入燃燒的火焰中，經(jīng)高溫 熱解生成炭黑；
2) 將含有炭黑的煙氣經(jīng)急冷后送入空氣預熱器，由預熱器進一步降溫；
3) 經(jīng)空氣預熱器降溫后的煙氣可再經(jīng)后序換熱器降溫后送入袋濾器，分離 出的炭黑送到造粒機中造粒，然后在干燥機中干燥；再經(jīng)精處理后進入成品包 裝系統(tǒng)；
所述生產(chǎn)工藝還包括預熱器的清潔歩驟，所述清潔歩驟為采用脈沖式進水裝置向所述預熱器的進水口脈沖式進水。
在炭黑煙氣進入空氣預熱器的下方進行脈沖式注水，由于進入換熱器的炭
黑煙氣本身溫度達到7ocrc ioo(rc以上，水進入后，水進入空氣預熱器后在瞬 間被霧化，體積迅速增大，使得換熱管內(nèi)炭黑煙氣突然變化，有一個脈沖抖動 的效果，能將殘留在換熱管內(nèi)壁上的炭黑粉末震動下來，隨炭黑煙氣進入下一 個環(huán)節(jié)。從而使炭黑煙氣里的炭黑粉末不能在換熱管內(nèi)壁產(chǎn)生附著層，保持換 熱管良好的換熱效果。
權(quán)利要求
1、一種空氣預熱器，其特征在于，包括空氣預熱器主體(1)，空氣預熱器主體(1)的側(cè)壁上設(shè)置有煙道(11)，所述煙道(11)連接炭黑反應爐，所述空氣預熱器主體(1)內(nèi)部容置有換熱管(3)，其特征在于，所述空氣預熱器主體(1)側(cè)壁上相應于換熱管(3)的下方設(shè)置有進水口(10)，進水口(10)連接脈沖式?jīng)_水裝置。
2、 如權(quán)利要求1所述的空氣預熱器，其特征在于，所述脈沖式?jīng)_水裝置由 脈沖水泵和沖水管(5)組合構(gòu)成，所述脈沖水泵通過所述沖水管(5)連接于 所述進水口 (10)上。
3、 如權(quán)利要求1所述的空氣預熱器，其特征在于，所述脈沖式?jīng)_水裝置由 水泵、脈沖電磁閥(9)和沖水管(5)組合構(gòu)成，所述脈沖電磁閥(9)連通水 泵和沖水管(5)，所述沖水管(5)的另一端與所述進水口 (10)相連接。
4、 如權(quán)利要求2或3所述的空氣預熱器，其特征在于，所述沖水管(5) 的外表面環(huán)繞有冷卻裝置(7)
5、 如權(quán)利要求4所述的空氣預熱器，其特征在于，所述冷卻裝置(7)為 在所述沖水管(5)的外表面環(huán)繞有冷卻水進水管(72)，冷卻水進水管(72) 的一端設(shè)置有冷卻水進水口 (70)，所述冷卻水進水管(72)另一端連接冷卻水 出水管(74)，所述冷卻水出水管(74)端部設(shè)置有冷卻水出水口 (70')。
6、 如權(quán)利要求1或2或3所述的空氣預熱器，其特征在于，所述脈沖式?jīng)_ 水裝置的沖水頻率為每間隔5 30分鐘噴水一次，每次噴水時間為1 5秒。
7、 采用所述空氣預熱器的炭黑生產(chǎn)工藝，包括以下步驟1) 空氣和燃料在反應爐中燃燒，原料經(jīng)霧化后噴入燃燒的火焰中，經(jīng)高溫 熱解生成炭黑；2) 將含有炭黑的煙氣經(jīng)急冷后送入空氣預熱器，由預熱器進一步降溫；3)經(jīng)空氣預熱器降溫后的煙氣可再經(jīng)后序換熱器降溫后送入袋濾器，分離 出的炭黑送到造粒機中造粒，然后在干燥機中干燥；再經(jīng)精處理后進入成品包 裝系統(tǒng)；其特征在于所述生產(chǎn)工藝還包括預熱器的清潔步驟，所述清潔步驟為采用脈沖式進水 裝置向所述預熱器的進水口脈沖式進水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種空氣預熱器，包括空氣預熱器主體，所述空氣預熱器主體內(nèi)部容置有換熱管，所述空氣預熱器主體側(cè)壁上相應于換熱管的下方設(shè)置有進水口，進水口連接脈沖式?jīng)_水裝置。采用所述空氣預熱器的炭黑生產(chǎn)工藝，包括預熱器的清潔步驟，所述清潔步驟為采用脈沖式進水裝置向所述預熱器的進水口脈沖式進水，本發(fā)明在炭黑煙氣進入空氣預熱器的下方進行脈沖式注水，水進入空氣預熱器后在瞬間被霧化，體積迅速增大，使得換熱管內(nèi)炭黑煙氣突然變化，有一個脈沖抖動的效果，能將殘留在換熱管內(nèi)壁上的炭黑粉末震動下來，隨炭黑煙氣進入下一個環(huán)節(jié)。從而使炭黑煙氣里的炭黑粉末不能在換熱管內(nèi)壁產(chǎn)生附著層，保持換熱管良好的換熱效果。
文檔編號F23L15/00GK101625128SQ200910099478
公開日2010年1月13日 申請日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
發(fā)明者周銀春, 朱社教, 鄭忠東, 黃錫甫 申請人:寧波德泰化學有限公司