专利名称：新型炭黑的生产工艺及其设备的制作方法
技术领域：
本发明属于化学工业技术领域，它是关于生产CSF半补强炭黑的生产工艺及其设备目前，以重油为原料生产合成氨並加工成尿素的氮肥厂，在造气气化炉重油裂解反应中，除产生有效裂化气之外，又产生3～4%的余留物-炭黑，经过洗涤后，以炭黑水的形态排至池沼、河流中，严重污染了环境，因此余留炭黑的回收利用是一项急需解决的技术课题，以往油头化肥厂大都采用重油萃取法回收余留炭黑返炉燃烧，其工艺流程复杂，设备投资大，衢州化学工业公司合成氨厂，刘家峡化肥厂、浩良河化肥厂，对重油萃取法均有生产总结。见全国中氮肥技术情报协作组出版的期刊《中氮肥》上(《重油萃取炭黑和油炭浆返炉气化生产总结》1986年第二期;《油碳浆返烧气化炉生产小结》1986年第4期;《重油萃取炭黑及油炭浆返气化炉总结》1987年第2期)，一致评论此法存在问题，一是重油螺杆泵易被磨损，检修频繁，一是难以操作，不能长周期运行，影响产量，开车率低，设备闲置时间长。
本发明的目的是提出一种新的回收炭黑的工业化生产工艺和相配套的设备，克服以往提取炭黑过程中存在的问题，为利用炭黑废料提取炭黑创出一条新路。
本发明所提出的新型炭黑的生产工艺，是利用化肥厂生产化肥时，排出的废料为原料，通过炭黑水换热器后，进入两台炭黑水贮罐，炭黑水在罐内沉积6～8小时，清水自然流入澄清槽，炭黑泥浆经炭黑泥浆泵加压通过过滤器除去杂质后，进入真空过滤机，真空过滤机由水环真空泵抽真空，水和气经分离罐分离，
来自真空过滤机的稀炭黑水，经过稀炭黑水泵送到稀炭黑水贮罐，进一步澄清，而后进入澄清槽。软水泵将澄清的软水送入软水管线，再供造气车间使用，真空过滤机得到的滤饼送入自然干燥室中，而后进入由蒸汽作热源的予干燥室，炭黑经过予干燥室进一步蒸发水份，然后由螺旋输料器把炭黑输入精干燥室中，予、精干燥室中的炭黑粉尘经鼓风机进入水洗塔，后经澄清池，排水后泥浆炭黑进入炭黑水贮罐。
混配槽中按一定比例混配成一定比例的改性剂，经计量泵送入精干燥室中，使得成品中含有规定比例的改性剂，加入改性剂的炭黑，由精干燥室出来后通过滚筒筛进一步除去杂质得到成品。
新型炭黑的生产工艺要求从真空过滤机出来的滤饼含水量为80%～90%。自然干燥室得到的炭黑含水量在70%以下，经予干燥室进一步蒸发水份后炭黑水份含量要求降低到小于50%，炭黑由精干燥室干燥后，含水量应降低到1%以下，该生产工艺在予精干燥室中，温度要求控制在120～150℃之间，蒸汽压力保持在4Kg/cm2左右。
本发明为新型炭黑的生产工艺提供了专用设备，予干燥室为平面刮板式干燥床，它由电动机、齿轮减速机、偏心轮、偏心连杆、十字头、保温墙、加热床、漏料溜溜、加热系统构成。该设备的技术要点是一是干燥床采用薄钢制成槽形，槽上沿两侧为槽钢等轨，刮板机构在槽内沿导轨往复移动，二是数个刮板通过铰链固定，组成刮板机构，刮板连杆通过十字头和偏心轮连杆联接。
当蒸汽从蒸汽入口进入加热床之后，使得予干燥室温度达到120～150℃之间，这时起动电机，齿轮减速机带动偏心轮连杆，偏心轮连杆通过十字头带动刮板连杆，使每个刮板先旋转，继而与底板离开一定间隙(人为控制)，而后刮板机构整体沿导轨平移(大约250mm)终止后，刮板连杆向反方向移动，首先使刮板旋转至垂直位置，则刮板与底板接触，刮板连杆继续移动从而推动炭黑物料前进，完成一个周期。
本发明为新型炭黑的生产工艺提供的另一设备混配槽，它是由电动机、齿轮减速机、链条构成。该设备的上部为漏斗式，下部为卧式圆柱形，圆柱部份内有一翅片式搅拌轮，在上部漏斗处有一喷液管，下部有一可调漏板。
当起动电动机带动片式搅拌轮旋转时，从喷液管向混配槽内加入改性剂，调解漏板螺栓，从而控制下料数量。
本发明为新型炭黑的生产工艺提供的又一设备是螺旋输料器，它由电动机、齿轮减速机、连轴器、轴承、填料盖、外套、入料口、水蒸汽集洁腔，传动轴、水蒸汽出口、工作腔、正螺旋叶片、填料室、热蒸汽入口、石墨填料、出料口、冷凝液出口，加热腔构成，该设备的技术要点是在靠近入料口处的传动轴上焊有搅拌浆叶片棍、叶片棍的前部为长方形叶片。
在螺旋输料器工作时热蒸汽从热蒸汽入口进入工作腔，这时予干燥室的炭黑从入料口进入螺旋输料器，传动轴转动拌浆叶片使得工作腔内的炭黑均匀受热，炭黑经正螺旋叶片从出料口排出，拌浆叶片不仅有使炭黑均匀受热蒸发水份含量作用，而且能够把炭黑推进到正螺旋叶片处。
本发明的生产工艺及设备，为以重油为原料生产合成氨並加工成尿素的氮肥厂，回收炭黑废料，解除环境污染，提供了有效方法，解决了以往回收炭黑时，工艺流程复杂，设备不能长期运行，检修频繁操作难度大，开车率低等问题。
为了更易于理解本发明，参照附图，叙述如下
图1为新型炭黑的生产工艺流程图，其中A为4kg/cm2蒸汽管线，B为生活水管线，C为炭黑水废料输送管线，D为在此排污，E为在此排水，F为分析点，P为压力，T为电控。1、2为炭黑水贮罐，3为真空过滤机，4、5为炭黑泥浆泵，6为过滤器，7、8为稀炭黑水贮槽，9、10为澄清槽。11、12为稀炭黑水泵，13为分离罐，14、15为水环真空泵，16为水洗塔，17为鼓风机，18为澄清池，19为自然干燥室，20为予干燥室，21为螺旋输料器，22为混配槽，23精干燥室，24、25为计量泵，26为滚筒筛，27、28为软水泵。
图2为予干燥室(平面刮板式干燥床)结构示意图，其中1、为漏料溜子、2为加热床、3为保温墙，4为刮板机构，5为加热系统，6为十字头、7为偏心轮连杆、8为偏心轮、9为齿轮减速机，10电动机，11为蒸汽入口、12为刮板连杆。
图3为混配槽的结构示意图，其中1为电机机，2为齿轮减速机，3为链条，4为链轮，5为支腿，6为调料板、7为翅片式搅拌轮，8为喷液管、9为壳体、10为漏板螺栓。
图4为螺旋输料器的结构示意图，其中1为电动机、2为齿轮减速机、3为连轴器、4为轴承、5为填料盖、6为外套、7为入料口、8为搅浆叶片，9为水蒸汽集结腔、10为传动轴、11为水蒸汽出口、12为工作腔、13为正螺旋叶片、14为反螺旋叶片、15为填料室、16石墨填料、17为轴承、18为出料口，19为冷凝液出口，20为加热腔、21为加热蒸汽入口。
参照图1、混配槽中按一定比例混配成一定浓度的改性剂，再由计量泵按物料数量也按一定比例计量喷洒，改性剂是在该工艺过程中添加0.1～5.0(重量份数)络合剂，络合剂可以是钛酸酯类，如钛酸二乙酯、二丁酯、二辛酯、二癸酯、二异丁酯、二异癸酯，钛酸丁基异癸酯、钛酸戊基癸酯、钛酸辛基癸酯、钛酸丁基月桂酯、钛酯丁 酯等，络合剂也可以是有机胺盐，如以氨基二乙酸为基本的有机螯合剂，如氨基三乙酸及盐类(NTA);乙二胺四乙酸及其盐(EDTA);环乙烷二胺基四乙酸盐(CDTA);双(双基乙基)-乙二醇二乙醚四乙酸及其盐(ECTA)，二乙基三胺五酸及其盐(DTPA);三基乙基四胺基六乙酸及其盐(TTHA)等络合剂，还可以是马来酸，柠檬酸，葡萄糖酸，谷氨酸等，混配后的改性剂经计量泵送入予干燥室入口处，当每小时生产230公斤炭黑时，平板式干燥床可放两排槽。
本发明生产工艺中可设两套电控调节系统，一是微机随机自动调节系统，该系统由微机配比调解仪，炭黑流量检测仪、小流量检测仪、变送器、数字显示仪、调解阀(小流量调节阀)构成，当炭黑流量检测仪测得炭黑流量信号时，经过变送器变为0～5V信号，送给微机配比调节仪计算出炭黑流量Qt;又通过小流量检测仪，测得改性剂流量信号，经过(信号)变送器，变为0～5V信号，送给微机配比调节仪，计算出改性剂流量Qg，並计算出Qt/Qg＝KQ的真实流量比值，根据生产需要设工艺要求比值K，计算出(KQ-K＝△K)测量偏差，系统要求改性剂流量随时跟着炭黑流量变化，使Qt/Qg＝KQ＝K，这样，每当△K不等于零(即KQ≠K)时，微机配比调节仪就发出一个电信号(0-10mA)，通过阀门定位器，改变(小流量)调节阀的开度，也就是改变了改性剂的流量，直到Qt＝Qg×KQ＝Qg×K，即△K＝0为止，这样就完成改性剂流量随着炭黑流量按比例K变化，完成随动配比调节工作，二是干燥室程序控制系统，它是由程序控制器，四通电磁阀、气动执行器构成(活塞式气缸)。根据生产需要，干燥室每隔一定时间(程序控制器序中有1分钟，5分钟，10分钟、20分钟、30分钟等)向下送炭黑一次，根据选定时间，程序控制器发出一个电信号，控制器通过电磁阀动作，切换活塞式气缸的进出气四路，使活塞式气缸动作，带动机械动作，完成干燥室工作。同时程序控制器，又协调各个干燥室是同时工作还是分时工作，又向微机随动调节仪发送信号，完成全部程序控制工作。
权利要求
1.新型炭黑的生产工艺，其特征在于a、它是由化肥厂生产化肥时，最终排出的废料为原料，通过炭黑水换热器后，进入两台炭黑水贮罐，炭黑水在罐内沉积6～8小时，清水自然流入澄清槽，b、炭黑泥浆经炭黑泥浆泵加压通过过滤器，除去杂质，进入真空过滤器，c、来自真空过滤机的稀炭黑水经过稀炭黑水泵送到稀炭黑水贮槽进一步澄清，而后进入澄清槽，经软水泵将澄清的软水送入软水管线，d、将真空过滤机出来的滤饼送入自然干燥室，而后进入予干燥室，再经螺旋输料器输入精干燥室中，予精干燥室中的炭黑粉尘经鼓风机进入水洗塔，后经澄清池，排水后泥浆炭黑水送入炭黑水贮罐。e、混配槽中按一定比例混配成一定浓度的改性剂，经计量泵送入精干燥室中，加入改性剂的炭黑由精干燥室出来后通过滚筒筛，进一步除去杂质。
2.根据权利要求1所述的新型炭黑的生产工艺，其特征在于a、从真空过滤得到的炭黑滤饼，含水量为80%～90%，b、从自然干燥室得到的炭黑含水量在70%以下于5c、经予干燥室进一步蒸发水份后，炭黑水份含量要求降低到小于50%，d、炭黑由精干燥室干燥后，要求含水量降低到1%以下，
3.根据权利要求1所述的新型炭黑的生产工艺，其特征在于在予、精干燥室中，温度要求控制在120～150℃之间，蒸汽压力保持在4kg/cm2左右，
4.新型炭黑的设备予干燥室为平面刮板式干燥床，它由电动机、齿轮减速机、偏心轮、偏心轮连杆、十字头、保温墙、加热床、漏料溜子、加热系统组成，其特征在于a、该干燥床采用薄钢制成槽形，槽上沿两侧为槽钢导轨，刮板机构在槽内沿导轨往复移动，b、数个刮板通过铰链和刮板架联接，刮板连杆与每个刮板通过铰链固定，组成刮板机构，刮板连杆通过十字头和偏心轮连杆联接，
5.新型炭黑的设备混配槽，是由电动机、减速减速机、链条组成，其特征在于混配槽的上部为漏斗式，下部卧式园柱形，圆柱部份内有一翅片式搅拌轮，在上部漏斗处有一喷液管，下部有一可调漏板，
6.新型炭黑的设备螺旋输料器，是由电动机，齿轮减速机、连轴器、轴承、填料盖、外套、入料口、水蒸汽结腔、传动轴、水蒸汽出口、工作腔、正螺旋叶片、填料室、加热蒸汽入口、石墨填料、出料口、冷凝液出口、加热腔组成，其特征在于在靠近入料口处的传动轴上焊有拌浆叶片棍，叶片棍的前部为长方形叶片。
全文摘要
本发明是关于CSF半补强炭黑的生产工艺及其设备。以往以重油为原料生产合成氨并加工成尿素的氮肥厂，回收炭黑，均采用重油萃取炭黑返炉燃烧的工艺流程，该流程中的重油螺杆泵易磨损，检修频繁，操作困难，设备投资大。本发明提出了炭黑生产工艺及其设备是经过过滤澄清、自然干燥、预干燥、精干燥，并在干燥过程中加入适量的改性剂从而完成回收炭黑的工艺流程。本发明的工艺过程简单、设备投资小，为利用废料提取炭黑开辟了新路。
文档编号C09C1/48GK1033825SQ87108199
公开日1989年7月12日 申请日期1987年12月27日 优先权日1987年12月27日
发明者佟伯元, 许清阁, 王秀华, 曹风吉, 赵景阳, 李树森, 张永万, 郭克明, 张守礼 申请人:吉林省长山化肥厂环境治理联合实验场