一种低负压生产乙炔炭黑的生产系统的制作方法

本技术涉及炭黑生产系统，尤其涉及一种低负压生产乙炔炭黑的生产系统。

背景技术：

1、乙炔法制备炭黑是先将乙炔通入反应炉中燃烧，使乙炔在隔绝空气的条件下裂解为乙炔炭黑和氢气的方法。乙炔裂解为炭黑和氢气的反应是放热反应，反应可以连续进行。裂解生成的炭黑经冷却、输送、捣磨、收集、压缩包装成成品炭黑。

2、乙炔法制备炭黑时，由于裂解炉密封性不强，再加上各传动装置如大螺旋、研磨机等都是非标设备，密封材料不适应，各传动设备都有不同程度的泄漏，会导致整个系统内的空气o2含量增加。造成o2与高温炭黑和h2发生二次反应，生成co2、co、h2o等尾气，不反应的o2也会随尾气放出，造成尾气o2含量增高，h2含量降低，影响以氢气为原料的化工品生产和氢气锅炉的正常运行。特别是由于漏气造成的二次燃烧，更使得设备冷却失效，氧化腐蚀加剧，零部件受损变形，强度及寿命大大降低，严重影响炭黑生产的稳定性和炭黑的收率。

3、因此减少氧含量是减少副反应发生的最好办法，即减少进氧量。为了解决以上问题，提出了一种低负压生产乙炔炭黑的生产系统。

技术实现思路

1、本实用新型为解决现有技术中存在的问题，提出了一种低负压生产乙炔炭黑的生产系统。

2、本申请具体为：一种低负压生产乙炔炭黑的生产系统，包括：

3、封闭式裂解炉，所述封闭式裂解炉炉头入口连接有乙炔气体输送管，封闭式裂解炉下方设有炭黑尾气出口；

4、多级螺旋输送机，所述多级螺旋输送机顶部入口与所述炭黑尾气出口连接；

5、研磨机，所述研磨机入口与多级螺旋输送机出口连接；

6、旋风分离器，所述旋风分离器入口与研磨机出口连接，所述研磨机与所述旋风分离器之间设有用于将研磨后的炭黑和氢气引入旋风分离器内部的引风机；

7、尾气储存罐，所述尾气储存罐的底部入口与旋风分离器出口连接，所述尾气储存罐顶部的出口与封闭式裂解炉侧壁上的入口连接，所述封闭式裂解炉与所述尾气储存罐之间设有用于将氢气引入封闭式裂解炉内的引风机；

8、由于收集的氢气浓度并不恒定，所述尾气储存罐内还包括设置在上方、中部、下方的在线氢气浓度检测装置，通过在线氢气浓度检测装置监测氢气状况。

9、来自乙炔气柜的乙炔气，由乙炔气体输送管进入到封闭式裂解炉，隔绝空气裂解生成乙炔炭黑和氢气。在封闭式裂解炉上部引进由尾气储存罐返回氢尾气，截焰冷却，终止炭黑反应。乙炔炭黑和氢气经封闭式裂解炉的炭黑尾气出口底部排出，进入到多级螺旋输送机内部，在富氢尾气作为运输载体的作用下，输送乙炔炭黑，并同步经水冷却，经过螺旋输送，乙炔炭黑进入研磨机设备，对炭黑进行磨碎粗粒，除去炭黑焦块，经过粉碎的微小炭黑颗粒由引风机输送到旋风分离器中，经旋风分离出炭黑，重量较重的炭黑在自身重力的作用下进入到底部的存储仓内，而较轻的富氢则经旋风分离器的顶部出口排出，旋风分离器的顶部出口与尾气储存罐底部入口相连接，使得富氢气体进入尾气储存罐进行收集，收集后的富氢气体通过引风机被再次引入封闭式裂解炉内，截焰冷却，终止炭黑反应。而炭黑再经过压缩机的作用，生成炭黑产品。

10、通过设置在研磨机和旋风分离器之间的引风机，加大尾气吸力，与设置在尾气储存罐和封闭式裂解炉之间的引风机形成配合，使得封闭式裂解炉内的负压处于低负压，这样就会抑制空气进入系统，阻止副反应的发生。

11、为了使封闭式裂解炉的封闭性更好，进一步的，所述封闭式裂解炉的炉头轴向和径向空间内设有膨胀石墨填料。膨胀石墨受热温度越高，其膨胀率也越高，密封效果也越好，使得炉头的密封效果更好，从而提高炭黑生产的稳定性和炭黑的收率。

12、为了防止炭黑尾气在管道中倒流，进一步的，所述封闭式裂解炉下方出口处设置回流阀，调节回流阀减少尾气回炉量，在出料管前通入高压n2代替回炉气体来稀释炭黑，便于炭黑输送，同时减少炭黑二次燃烧。

13、为了使炭黑在输送过程中不会堵料和一次输送量大，进一步的，所述多级螺旋输送机为双级螺旋输送。

14、为了使炭黑能够有序地进入下一个设备内，进一步的，所述旋风分离器下方设有用于暂存炭黑的存储仓，所述存储仓出料管上设有用于控制炭黑出料多少的控制阀，使得炭黑每次进入螺旋压缩机内的重量都是一致的，防止炭黑重量忽然变多堵塞出料管。

15、进一步的，所述存储仓出料管与螺旋压缩机顶部入口连接，所述螺旋压缩机中部出口与水环式真空泵的顶部入口连接，所述水环式真空泵的出口与气水分离器的顶部入口连接。

16、经过分离的炭黑尾气，气体从旋风分离器的顶部出口进入尾气储存罐，重量较重的炭黑在自身重力的作用下进入存储仓，存储仓内的炭黑通过出料管进入螺旋压缩机形成炭黑产品，水环式真空泵则是利用水在高速旋转时形成的水环来吸取螺旋压缩机的气体，实现空气抽取和真空吸取，抽取的气体和蒸汽进入气水分离器中进行分离。

17、由于炭黑生产过程中，并不能保证尾气中收集氢气的恒定，进一步的，所述尾气储存罐上还设置氢气充气口，当储存罐内的氢气不够截焰所需的氢气时，可通过氢气充气口进行补气。

18、本实用新型的技术效果在于：

19、1.本实用新型中通过在炉头轴向、径向采用膨胀石墨填料。膨胀石墨受热温度越高，其膨胀率也越高，密封效果也越好，使得炉头的密封效果更好，从而提高炭黑生产的稳定性和炭黑的收率。

20、2.本实用新型中通过设置在研磨机和旋风分离器之间的引风机，加大尾气抽力，与设置在尾气储存罐和封闭式裂解炉之间的引风机形成配合，使得封闭式裂解炉内的负压处于低负压，这样就会抑制空气进入系统，阻止副反应的发生。调节回流阀减少尾气回炉量，在出料管前通入高压n2代替回炉气体来稀释炭黑，便于炭黑输送，同时减少炭黑二次燃烧。

技术特征：

1.一种低负压生产乙炔炭黑的生产系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的低负压生产乙炔炭黑的生产系统，其特征在于，所述封闭式裂解炉(1)的炉头轴向和径向空间内设有膨胀石墨填料(12)。

3.根据权利要求1所述的低负压生产乙炔炭黑的生产系统，其特征在于，所述封闭式裂解炉(1)下方出口处设置回流阀(13)，防止炭黑尾气在管道中倒流。

4.根据权利要求1所述的低负压生产乙炔炭黑的生产系统，其特征在于，所述多级螺旋输送机(2)为双级螺旋输送。

5.根据权利要求1所述的低负压生产乙炔炭黑的生产系统，其特征在于，所述旋风分离器(4)下方设有用于暂存炭黑的存储仓(41)，所述存储仓(41)出料管上设有用于控制炭黑出料多少的控制阀(42)。

6.根据权利要求5所述的低负压生产乙炔炭黑的生产系统，其特征在于，所述存储仓(41)出料管与螺旋压缩机(7)顶部入口连接，所述螺旋压缩机(7)中部出口与水环式真空泵(8)的顶部入口连接，所述水环式真空泵(8)的出口与气水分离器(9)的顶部入口连接。

7.根据权利要求1所述的低负压生产乙炔炭黑的生产系统，其特征在于，所述尾气储存罐(6)上还设置氢气充气口(62)。

技术总结
本技术提供了一种低负压生产乙炔炭黑的生产系统，包括：封闭式裂解炉，所述封闭式裂解炉炉头入口连接有乙炔气体输送管；多级螺旋输送机，所述多级螺旋输送机顶部入口与炭黑尾气出口连接；研磨机，所述研磨机入口与多级螺旋输送机出口连接；旋风分离器，所述旋风分离器入口与研磨机出口连接，所述研磨机与所述旋风分离器之间设有引风机；尾气储存罐，所述尾气储存罐的底部入口与旋风分离器出口连接，所述尾气储存罐顶部的出口与封闭式裂解炉侧壁上的入口连接，所述封闭式裂解炉与所述尾气储存罐之间设有引风机。通过两个引风机的配合，使得封闭式裂解炉内的负压处于低负压，这样就会抑制空气进入系统，阻止副反应的发生。

技术研发人员：陈翔,陈克明,李素华
受保护的技术使用者：石嘴山市惠农区大明化工有限公司
技术研发日：20230428
技术公布日：2024/1/15