一种炭黑造粒包装系统以及炭黑生产系统的制作方法

本实用新型涉及炭素制备技术领域，具体而言，涉及一种炭黑造粒包装系统以及炭黑生产系统。

背景技术：

碳黑又名炭黑，是一种无定形碳。轻、松而极细的黑色粉末，表面积非常大，范围从10—3000m²/g，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。

现有的炭黑制备一般为天然气高温裂解生成炭黑，生成炭黑的副产物水蒸气以及氧气依然具有很高的温度，具有很高的热量，一般工业直接将其排除或用作其他加热。制备炭黑的过程中所需的热量不变，需要不断的增加能量，增加了能量的损耗，进而增加了生产成本，造成能量的浪费。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种炭黑造粒包装系统，辅料制备与主料运输同时进行，节约了辅料的用量，利用尾气的余热进行干燥炭黑粒，节约能源，造粒后立刻进行包装，节约了生产时间。

本实用新型的另一目的在于提供一种炭黑生产系统，通过该生产系统能够大幅度的减少能耗，节约资源，进而节约生产成本。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种炭黑造粒包装系统，其包括辅料制备系统、主料运输系统、造粒系统以及包装系统，其中造粒系统包括造粒设备以及利用尾气进行干燥的干燥设备。辅料制备系统以及主料运输系统均与造粒设备的进料口通过管道连接，造粒设备的出料口与干燥设备的进料口连通，干燥设备的出料口与包装系统的进料口连通。

一种炭黑生产系统，其包括上述炭黑造粒包装系统。

本实用新型实施例的有益效果是：本实用新型的炭黑造粒包装系统通过运输主料的同时在线制备辅料，提升了辅料对主料的粘接、填充等作用，提升了辅料的性能，进一步提升了炭黑粒的质量。干燥设备充分利用生产炭黑粉末以及收集炭黑粉末过程中剩余的尾气的热量对造粒完成的炭黑粒进行烘干，降低了烘干炭黑粒所需的能耗，节约了能源。辅料制备、主料运输、造粒、烘干以及包装同时进行，缩短了炭黑粒生产步骤，节约了生产时间，进而节约了生产成本。炭黑生产系统中利用上述的炭黑造粒包装系统时，能够大量的节约能源以及时间，便于工业应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的炭黑造粒包装系统的流程示意图；

图2为本实用新型实施例提供的炭黑造粒干燥的流程示意图；

图3为本实用新型实施例提供的干燥机的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的炭黑包装的流程示意图。

图标：100-炭黑造粒包装系统；200-辅料制备系统；300-主料运输系统；400-造粒系统；500-包装系统；410-造粒设备；420-干燥设备；210-粘结剂制备装置；211-粘结剂罐；213-第一混合罐；212-第一软水泵；214-第一软水管；215-粘结剂泵；220-添加剂制备装置；221-添加剂罐；223-第二混合罐；222-第二软水泵；225-添加剂泵；216-第二软水管；310-旋风分离器；320-储存罐；330-输送机；340-第一气密阀；421-尾气燃烧炉；422-干燥机；423-干燥机火箱；424-回旋干燥机本体；510-第一提升机；520-筛选机；530-第一输送设备；540-第一筛选设备；550-第二输送设备；560-包装设备；511-第一三通阀；512-不合格品储罐；513-第二气密阀；531-第一螺旋输送机；532-第二提升机；541-磁选机；542-风选器；543-第二三通阀；561-储存装置；562-包装装置；551-第二螺旋输送器；552-第三螺旋输送器；563-第一储存器；565-第二储存器；564-第一包装器；566-第二包装器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连通”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，本实施例提供一种炭黑造粒包装系统100，其包括辅料制备系统200、主料运输系统300、造粒系统400、包装系统500。辅料制备系统200以及主料运输系统300均与造粒系统400的进料口连通。造粒系统400的出料口与包装系统500连通。

参见图2，辅料制备系统200包括粘结剂制备装置210，粘结剂制备装置210包括用于储存粘结剂粉末的粘结剂罐211、用于混合软水与粘结剂粉末的第一混合罐213、用于输送软水的第一软水泵212。粘结剂罐211的出料口与第一混合罐213的进料口连通，能够将粘结剂粉末输送进入第一混合罐213内。第一软水泵212通过第一软水管214与第一混合罐213的进料口连通，能够输送软水进入第一混合罐213内。粘结剂粉末与软水在第一混合罐213内进行搅拌并混合均匀。

当需要制备粘结剂时，开启第一软水泵212以及第一混合罐213，从而能够立即现时地制备具有粘性的粘结剂，避免了粘结剂放置时间过长而使得其粘性下降，从而导致的其不能与炭黑粉末紧密黏结在一起形成炭黑粒，也避免了形成的炭黑粒过于松散或容易破裂。同时，在粘结剂不能过量不能使用完的时候，关闭第一混合罐213的搅拌功能，第一混合罐213还可以作为临时储蓄具有粘性的粘结剂的储物罐。减少了设备的数量，节约了空间以及生产成本。

需要说明的是，第一混合罐213的数量可以根据生产需求进行调整，可以为1个也可为多个。在本实施例中，为了防止第一混合罐213不能正常运行进而影响造粒干燥设备420的运行，设置2个第一混合罐213。

进一步地，粘结剂制备装置210还包括用于输送软水与粘结剂粉末的混合物的粘结剂泵215。粘结剂泵215与造粒设备410的进料口通过管道连接。由于粘结剂粉末与软水混合后具有粘性，其流动性降低，因此为了保证粘结剂能够顺利输送至造粒设备410处，使用粘结剂泵215为输送粘结剂提供动力。需要说明的是粘结剂泵215的数量可以根据生产需求选择其型号、规格以及数量。

如图2所示，辅料制备系统200还包括添加剂制备装置220。添加剂制备装置220包括用于储存添加剂粉末的添加剂罐221、用于混合软水与添加剂粉末的第二混合罐223以及第二软水泵222。添加剂罐221的出料口与第二混合罐223的进料口连通，将添加剂粉末输送到第二混合罐223中。第二软水泵222与第二混合罐223的进料口连通，将软水输送到第二混合罐223中。添加剂粉末与软水在第二混合罐223中搅拌并混合均匀，现时制备帮助炭黑成粒添加剂。

现时制备添加剂的好处是，保证了添加剂的性能，避免与软水混合后的添加剂放置时间过久，而降低其帮助炭黑粉末成粒的性能。同时，可以根据生产需求进行制备添加剂，避免了生产多余的添加剂，进而节约了生产成本。同时，若有少量添加剂剩余时，关闭第二混合罐223的搅拌功能，第二混合罐223还可作为临时储蓄添加剂的储物罐，进一步地减少了设备的数量。

需要说明的是，第二软水泵222和第一软水泵212可以是同一个输送泵也可为两个不同的输送泵。同时，第二混合罐223的数量也可根据生产需求进行增加或减少。本实施例中第二混合罐223的数量为2，多设置一个第二混合罐223是为了避免有一个第二混合罐223不能正常运行时，能够保证造粒干燥设备420的正常运行。

进一步地，添加剂制备装置220还包括用于输送软水和添加剂粉末的混合物的添加剂泵225。添加剂泵225与造粒设备410的进料口通过管道连接。添加剂粉末与软水混合后流动性降低，因此，为了保证添加剂能够顺利输送至造粒设备410处，使用添加剂泵225为输送添加剂提供动力。需要说明的是添加剂泵225的数量可以根据生产需求选择其型号、规格以及数量。

进一步地，造粒系统400包括造粒设备410和干燥设备420，造粒设备410的进料口通入炭黑粉末以及粘结剂、添加剂以及软水，造粒设备410的出料口与干燥设备420的进料口连通，干燥设备420的出料口与包装系统500的进料口连通。造粒设备410通过第二软水管216与第一软水泵212连接，使得软水能够进入造粒设备410，进而将添加剂、炭黑粉末、添加剂混合搅拌均匀。同时，为了保证通入造粒设备410的软水的量适当，在第二软水管216上设置有阀门以及监控软水流量的监控点。通过监控点监控软水的流量，当流量过大时，通过中控系统控制阀门关闭，缩小流量。当流量过小是，通过中控系统控制阀门打开，增大流量。

主料运输系统300包括用于分离炭黑粉末与杂质气体的旋风分离器310、用于储存炭黑粉末的储存罐320。旋风分离器310的出料口与储存罐320的进料口连通，储存罐320的出料口与造粒设备410的进料口连通。

主料输送系统还包括输送机330，将储存罐320内的炭黑粉末输送到造粒设备410内进行造粒。每次加入到造粒设备410内的炭黑粉末要符合生产需求，如果直接将储存罐320内的炭黑粉末通入到造粒设备410内，生产得到的炭黑粒可能不符合要求。设置输送机330，通过设置输送机330的速率，控制输送进入造粒设备410的炭黑粉末的数量。

炭黑粉末颗粒较细，在旋风分离器310内分离后不能快速沉淀下来，同时，炭黑粉末容易泄漏，进而造成炭黑粉末的浪费。

为了解决上述问题，本实施例在输送机330的进料口与储存罐320的出料口之间的管路上设置有第一气密阀340以及监控点。监控点监控储存罐320炭黑粉末的重量，当重量达到设定值时，中控系统控制第一气密阀340打开，将储存罐320内的炭黑粉末输送到输送机330内，输送机330将其输送到造粒设备410内，进行造粒。

干燥设备420包括尾气燃烧炉421和干燥机422，尾气燃烧炉421的进料口通入燃料、空气以及具有一定热量的尾气，尾气燃烧炉421的出气口与干燥机422连通。上述三者在尾气燃烧炉421进行燃烧得到高温、具有大量热量的气体，具有大量热量的气体通过管路进入到干燥机422内，对炭黑粒进行干燥。

参见图3，干燥机422包括干燥机火箱423以及回旋干燥机本体424。干燥机火箱423套设于回旋干燥机本体424外，造粒设备410的出料口与回旋干燥机本体424连通，尾气燃烧炉421的出气口与干燥机火箱423的进气口连通。具有大量热量的气体内含有许多杂质，因此干燥机422采用套筒式结构进行干燥避免炭黑粒被杂质污染，保证了炭黑粒的质量。同时，干燥机422的本体采用回旋式，保证了回旋干燥机本体424内的炭黑粒受热均匀，干燥程度一致。

优选地，经过干燥后的气体的温度下降，具有的能量降低，其水蒸气直接被排除，而其余的气体被通入到前工序再次对气体内含有的炭黑粉末进行收集。

参见图4，包装系统500包括依次连接的第一提升机510、筛选机520、第一输送设备530、第一筛选设备540、第二输送设备550以及包装设备560。第一提升机510的进料口与回旋干燥机本体424的出料口连通。

炭黑粉末造粒以及干燥完成后具有很高的热量，不能立刻进行包装，因此采用第一提升机510输送炭黑粒，不仅仅可以运输炭黑粒，运输过程在炭黑粒还可以空气进行热交换进而被冷却降温。

进一步地，炭黑粉末造粒过程中不能监控炭黑粒的粒径，为了保证炭黑粒的质量，需要对其进行粒径筛选，因此，在本实施例中采用筛选机520进行粒径筛选。

优选地，第一提升机510和筛选机520之间还设置有第一三通阀511和不合格品储罐512。第一三通阀511的进口端与第一提升机510连通，第一三通阀511的第一出口与不合格品储罐512连通，第一三通阀511的第二出口与筛选机520连通。进一步地，在第一提升机510与第一三通阀511之间的输送管道上设置有监测点，检测通过该输送管道的炭黑粒的温度是否符合要求。若检测的炭黑粒不符合要求，监测点将传送信号至中控系统，中控系统控制第一三通阀511的第一出口打开，第二出口关闭，进而不符合要求的炭黑粒进入不合格品储罐512。若检测的炭黑粒符合要求，监测点将传送信号至中控系统，中控系统控制第一三通阀511的第二出口打开，第一出口关闭，进而符合生产要求的炭黑粒进入筛选机520进行粒径筛选，不符合粒径筛选的炭黑粒也被输送到不合格品储罐512中进行储蓄。

炭黑粒的质量轻，易于扬尘且易于泄漏，为了解决这一问题本实施例在不合格品储罐512的出料口设置第二气密阀513。第二气密阀513能够有效的密封不合格品储罐512的出料口，进而有效地防止炭黑粒泄漏。当不合格品储罐512内的炭黑粒积蓄到一定程度时，打开第二气密阀513，将不合格品储罐512内的炭黑粒输送到前段炭黑粉末收集或造粒工序，对炭黑粒再次利用。

合格的炭黑粒通过筛选机520的第一出口达到第一输送设备530。第一输送设备530包括第一螺旋输送机531和第二提升机532。第一螺旋输送机531的进料口与筛选机520的出料口连通，第一螺旋输送机531的出料口与第二提升机532的进料口连通，第二提升机532的出料口与第一筛选设备540的进料口连通。

优选地，第一螺旋输送机531为有轴螺旋输送机，采用在输送炭黑粒的过程中还可以对炭黑粒进行进一步的冷却以及混合。同时螺旋输送机的密封性好能够有效地防止炭黑粒泄漏或者飞扬。对炭黑粒进行分次输送，便于控制进入下一步筛选的炭黑粒的数量，进而提升整个炭黑造粒包装系统100的效率。

再参见图4，进一步地，第一筛选设备540包括用于去除铁锈的磁选机541以及用于去除杂质的风选器542，磁选机541的进料口与第二提升机532的出料口连通，磁选机541的出料口与风选器542的进料口连通，风选器542的出料口与第二输送设备550的进料口连通。

由于造粒设备410以及第一提升机510、第一螺旋输送机531等设备经过长时间使用，其内部可能生成铁锈，在炭黑造粒以及输送的过程中，这些铁锈可能被附着到炭黑表面，降低了炭黑的质量。炭黑通过电磁振动给料机均匀地被输送到磁选机541内正在转动的滚筒上部磁场区，磁性物质即铁锈被吸附在滚筒表面，并随着滚筒一起转动到费磁场区被卸下。而不具有磁性的炭黑则被积蓄并排除。

优选地，磁选机541运动的过程中带动炭黑运动，部分质轻的炭黑不能及时沉积而漂浮于磁选机541上部，收集这些未及时沉积的炭黑并输送到前段的炭黑收集以及造粒工序，对炭黑进行二次回收利用，减少了炭黑的损耗，增加整个包装系统500的效率。

优选地，在磁选机541和风选器542之间设置一个监控点，监控炭黑的温度是否符合要求，若不符合要求则将其通入到前段的造粒、收集工序进行再次的造粒或者收集，进一步减少了炭黑的损耗，节约生产成本。

为了提高包装系统500整体的生产能力，设置两组包装器进行炭黑包装。同时当一组包装器发生故障不能正常运行时，可以开启另一包装器进行包装，保证了包装系统500能顺利运行。为了将风选器542内的炭黑分别输送到两组包装器内，本实施例进一步地，在风选器542与第二输送设备550之间设置有第二三通阀543，包装设备560包括储存装置561和包装装置562。第二三通阀543的第一出料口以及第二三通阀543的第二出料口均与储存装置561的进料口连通，储存装置561的出料口与包装装置562的进料口连通。

进一步地，为了分别将风选器542内的炭黑分别输送到储存装置561内，本实施例提供的第二输送设备550包括第二螺旋输送器551和第三螺旋输送器552。第二螺旋输送器551的进料口与第二三通阀543的第一出料口连通，第三螺旋输送器552的进料口与第二三通阀543的第二出料口连通，第二螺旋输送器551的出料口以及第三螺旋输送器552的出料口均与储存装置561的进料口连通。

进一步地，储存装置561包括第一储存器563和第二储存器565。第一储存器563的进料口与第二螺旋输送器551的出料口连通，第二储存器565的进料口与第三螺旋输送器552的出料口连通。第一储存器563的出料口以及第二储存器565的出料口均与包装装置562的进料口连通。由于包装炭黑需要炭黑具有一定数量，不能直接将通过第二输送设备550的炭黑进行包装，需要对其进行储蓄以及沉积。同时，减少炭黑的浪费，进而节约生产成本。

进一步地，包装装置562包括第一包装器564和第二包装器566。第一包装器564的进料口以及第二包装器566的进料口均与第一储存器563的出料口连通。

需要说明的是包装器的数量可以根据生产需求进行增加或减少。同时，第二储蓄器也连接有包装器，个数可以与第一储蓄器连接的包装器的个数相同也可不同。

优选地，在包装炭黑的过程中，部分炭黑飘落到包装器外或未被包装到包装袋中，将这些炭黑进行回收再次利用。

综上所述，本实用新型通过运输主料的同时在线制备辅料，提升了辅料对主料的粘接、填充等作用，提升了辅料的性能，提升了炭黑粒的质量。干燥设备充分利用生产炭黑粉末以及收集炭黑粉末过程中剩余的尾气的热量对造粒完成的炭黑粒进行烘干，降低了烘干炭黑粒所需的能耗，节约了能源。采用套筒式干燥机进行隔离干燥，避免了炭黑粒被污染，而干燥机本体采用旋转式则保证了炭黑粒受热均匀使得炭黑粒之间的干燥程度一致。同时，将干燥气体再度通入到前段炭黑粉末收集工序对干燥气体内未沉积的炭黑粉末进行再次回收，减少了炭黑的浪费，提升了整个系统生产效果。通过对炭黑粒进行多次运输，炭黑粒得到自然冷却，同时在运输的过程中还可以对炭黑进行再一次的混合。分别对炭黑进行粒径筛选、去除铁锈、去除其余杂质，以保证炭黑的质量。同时，通过不停将各个设备内未沉积的炭黑进行回收再利用，减少了炭黑的浪费，节约了生产成本。炭黑生产系统中利用上述的炭黑造粒包装系统时，能够大量的节约能源以及时间，便于工业应用。

上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。