一种炭黑干燥装置的制作方法

本实用新型涉及炭黑生产技术领域，特别涉及一种炭黑干燥装置。

背景技术：

制备炭黑的工艺很多，如炉法、喷雾法、灯烟法、槽法、热裂法、乙炔法和等离子体法，所用的原料主要有乙烯焦油、煤焦油、催化裂化渣油等。当前，我国炭黑生产的现状是原料短缺、产品稳定性差、生产技术和装备水平落后、企业规模小、生产能力低等。近年来，中国炭黑工业进行了以装置大型化、技术集约化为特征的技术改造，以减少燃料油的用量。

石化行业重油(渣油)制气是以重油(或渣油)、氧气、蒸汽为原料在高温下产生一氧化碳和氢气，伴有一定的炭黑废渣生成。为避免产生环境污染，石化行业对重油(渣油)制气过程产生的炭黑废渣普遍采取水洗、过滤的办法将其从系统中分离出来，将炭黑废渣经过烘干后可成为高性能导电炭黑产品，从而变废为宝，大大节约生产炭黑时燃料油的用量。

目前湿炭黑的烘干设备普遍采用滚筒和桨叶烘干机，利用尾气燃烧或饱和蒸汽间接加热进行干燥，但在生产中发现，在对高水份炭黑烘干的过程中，得到的炭黑成品易结块、水份不均匀、炭黑结构被破坏，严重影响炭黑质量。因此，如何提高炭黑产品质量是干燥过程中的关键问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服了上述缺陷，提供一种干燥效率高、炭黑产品质量好的炭黑干燥装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种炭黑干燥装置，包括减温减压装置、桨叶烘干机、空气换热器、旋风除尘器、布袋除尘器、引风机和热风换热器，所述桨叶烘干机的进料端上设有拨料件和螺旋进料器，所述拨料件上设有排气口，所述排气口对应螺旋进料器的下料口设置，所述排气口的排气方向与螺旋进料器的下料方向成角度设置，所述角度为60°～90°，所述桨叶烘干机上设有尾气出口，所述减温减压装置分别与桨叶烘干机、空气换热器和热风换热器相连，所述尾气出口、旋风除尘器、布袋除尘器和引风机依次连接，所述热风换热器的出口与布袋除尘器的进口相连。

本实用新型的有益效果在于：湿炭黑通过螺旋进料器被输送至桨叶烘干机，在受到桨叶烘干机头部的挤压前即被拨料件的排气口上排出的过热蒸汽吹散闪蒸而失去一部分水分，使炭黑松散，提高了炭黑的流动性，同时减少了湿炭黑在烘干机头部的停留时间，避免炭黑结块、挤压而破坏炭黑结构，提高炭黑的干燥效率也提高了炭黑产品质量；闪蒸干燥后的炭黑受到桨叶烘干机的干燥，蒸发出的水分经空气换热器加热后随热空气被带出尾气出口，进入后期尾气处理阶段，减少对环境的污染；尾气在进入布袋除尘器之前，通过热风换热器对外部的冷空气进行加热，补充一部分热空气，将尾气温度控制在露点之上，避免了布袋除尘器糊袋，便于旋风除尘器和布袋除尘器中炭黑的收集。

附图说明

图1是本实用新型实施例炭黑干燥装置结构图的俯视图(图中箭头表示对应的气体、冷凝水或炭黑的流向)。

图2是本实用新型实施例炭黑干燥装置的桨叶烘干机的主视图。

标号说明：

1-减温减压装置；2-桨叶烘干机；3-旋风除尘器；4-布袋除尘器；5-引风机；6-热风换热器；7-拨料件；8-螺旋进料器；9-空气换热器；10-尾气出口；11-溢料口；12-冷凝水槽；13-下料口；14-星型卸料阀；15-第一阀门；16-第二阀门；17-第三阀门；18-第四阀门；21-壳体；22-桨叶；71-钢管；72-排气口。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

本实用新型最关键的构思在于：炭黑未被干燥前即被拨料件的排气口上排出的过热蒸汽吹散闪蒸，提高了炭黑的流动性；通过热风换热器对尾气补充一部分热空气，避免了布袋除尘器糊袋。

请参阅图1-2，本实施例的炭黑干燥装置，包括减温减压装置1、桨叶烘干机2、空气换热器9、旋风除尘器3、布袋除尘器4、引风机5和热风换热器6，所述桨叶烘干机2的进料端上设有拨料件7和螺旋进料器8，所述拨料件7上设有排气口72，所述排气口72对应螺旋进料器8的下料口13设置，所述排气口72的排气方向与螺旋进料器8的下料方向成角度设置，所述角度为60°～90°，所述桨叶烘干机2上设有尾气出口10，所述减温减压装置1分别与桨叶烘干机2、空气换热器9和热风换热器相连，所述尾气出口10、旋风除尘器3、布袋除尘器4和引风机5依次连接，所述热风换热器6的出口与布袋除尘器3的进口相连。

本实用新型的工作过程为：向减温减压装置1内通入过热蒸汽，过热蒸汽在减温减压装置1的减温减压作用后变为热交换效率高的0.7Mpa、165℃的饱和蒸汽。饱和蒸汽分为三路通过管道分别与桨叶烘干机2、空气换热器9和热风换热器6相连；进入桨叶烘干机2内的饱和蒸汽用于间接加热湿炭黑；进入空气换热器9内的饱和蒸汽用于加热进入桨叶烘干机2内的空气；进入热风换热器6内的饱和蒸汽用于加热外部进入热风换热器6内的空气，热空气用于对布袋除尘器4补充空气，避免了布袋除尘器4糊袋；拨料件7通过管道通入过热蒸汽，过热蒸汽通过拨料件7上的排气口72排出，用于对螺旋进料器8输送至桨叶烘干机2内的炭黑进行喷蒸，使得炭黑被过热蒸汽吹散而变得蓬松。

湿炭黑从螺旋进料器8输送至桨叶烘干机2的过程中，首先会被过拨料件7上排气口72排出的过热蒸汽吹散，湿炭黑在与过热蒸汽直接接触的过程中，失去一部分水分，从而使得湿炭黑变得更为蓬松，流动性更强，避免了桨叶烘干机2头部对湿炭黑的挤压；经过拨料件7后初步干燥的湿炭黑随着桨叶烘干机2继续向前，并受到桨叶烘干机2内饱和蒸汽的间接加热，湿炭黑蒸发出的水分经空气换热器9加热后，随热空气通过桨叶烘干机2的尾气出口10带出桨叶烘干机2；湿炭黑在桨叶烘干机2内停留足够长的时间后，达到预先设定的水分含量后通过桨叶烘干机2的溢料口11流出桨叶烘干机2，进入包装区域。

湿炭黑在烘干过程中产生的所有气体，包括湿炭黑蒸发出的少量水蒸汽、过热蒸汽产生的蒸汽、热空气及夹带的部分炭黑等统称为尾气。尾气在引风机5的作用下通过管道进入旋风除尘器3，除掉一部分炭黑；从旋风除尘器3出来的尾气温度会降低一部分，为避免布袋除尘器4糊袋，在进入布袋除尘器4之前，通过热风换热器6加热外部的冷空气来补充一部分热风至尾气中，保证尾气的温度在115-125℃。尾气进入布袋除尘器4之后进一步除去其中的炭黑，达到粉尘排放标准后，通过20m高烟囱排放。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：湿炭黑通过螺旋进料器被输送至桨叶烘干机的过程中，在受到桨叶烘干机头部的挤压前即被拨料件的排气口上排出的过热蒸汽吹散，并在与过热蒸汽直接接触的过程中，失去一部分水分，使炭黑松散，变得更为蓬松，流动性更强，同时减少了湿炭黑在烘干机头部的停留时间，避免炭黑结块、挤压而破坏炭黑结构，提高炭黑的干燥效率，也提高了炭黑产品质量；初步干燥后的炭黑受到桨叶烘干机的间接干燥，蒸发出的水分经空气换热器加热后随热空气被带出尾气出口，进入后期尾气处理阶段，减少对环境的污染；尾气在引风机的作用下进入旋风除尘器和布袋除尘器后，收集到一部分质量优良的炭黑；尾气在进入布袋除尘器之前，通过热风换热器对外部的冷空气进行加热，补充一部分热空气至布袋除尘器上，将尾气温度控制在露点之上，避免了布袋除尘器糊袋，便于旋风除尘器和布袋除尘器中炭黑的收集。

进一步的，所述拨料件7为一钢管71，所述钢管71的一端与外部的管道相连，所述钢管71的另一端为封闭管口，所述排气口72沿平行于钢管71的轴线方向设置。

进一步的，所述拨料件7设置在螺旋进料器8的下方，所述拨料件7垂直于螺旋进料器8设置，所述拨料件7与螺旋进料器8间的距离为8-10cm。

进一步的，所述排气口72的长度与螺旋进料器8的下料口13平行于钢管71轴线的长度相等或排气口72的长度大于螺旋进料器8的下料口13平行于钢管71轴线的长度。

由上述描述可知，排气口沿平行与钢管的轴线方向设置，且排气口的长度大于等于螺旋进料器的下料口平行于钢管轴线的长度，同时拨料件与螺旋进料器的下料口垂直设置，使得排气口排出的过热蒸汽与从下料口排出的湿炭黑垂直，保证湿炭黑与过热蒸汽的充分接触，湿炭黑与过热蒸汽的接触面积最大，干燥效率高。

进一步的，所述与拨料件7上设有第一阀门15。

由上述描述可知，通过第一阀门控制进入拨料件内过热蒸汽的量，从而控制排气口排出的过热蒸汽的温度，使温度控制在不会破坏炭黑结构的温度。

进一步的，所述桨叶烘干机2包括桨叶22和壳体21，所述桨叶22和壳体21上分别设有夹套，所述减温减压装置1通过管道与桨叶22和壳体21相连。

由上述描述可知，向桨叶和壳体上的夹套内通入经减温减压装置进行减温减压作用后的饱和蒸汽，对进入桨叶烘干机内的炭黑进行间接干燥，饱和蒸汽与炭黑的热交换效率最大，提高炭黑干燥效率。

进一步的，还包括冷凝水槽12，所述冷凝水槽12与减温减压装置1的减温水进口相连，所述冷凝水槽12与桨叶烘干机2、热风换热器6和空气换热器9的冷凝水管道相连接。

由上述描述可知，桨叶烘干机、热风换热器和空气换热器经过换热后产生的冷凝水分别通过相连的冷凝水管道全部回流至冷凝水槽内，整个系统的冷凝水均回用到减温减压装置，作为减温减压装置的补水，循环利用水资源，做到能源充分利用。

进一步的，所述减温减压装置1通过管道分别与桨叶烘干机2、空气换热器9和热风换热器6相连，所述减温减压装置1与桨叶烘干机2、空气换热器9和热风换热器6间的管道上分别设有第二阀门16、第三阀门17和第四阀门18。

由上述描述可知，通过第二阀门、第三阀门和第四阀门可实现分别对桨叶烘干机、空气换热器和热风换热器中通入的饱和蒸汽的量进行控制，从而控制桨叶烘干机、空气换热器和热风换热器中的温度。

进一步的，所述旋风除尘器3和布袋除尘器4的下部分别设有星型卸料阀14。

由上述描述可知，星型卸料阀是一种性能稳定、简便快捷的输送设备，通过星型卸料阀实现对旋风除尘器和布袋除尘器中收集的炭黑进行卸料，操作简单，易于实现。

请参照图1-2，本实用新型的实施例一为：

一种炭黑干燥装置，包括减温减压装置1、桨叶烘干机2、空气换热器9、旋风除尘器3、布袋除尘器4、引风机5和热风换热器6，所述桨叶烘干机2的进料端上设有拨料件7和螺旋进料器8，所述拨料件7上设有排气口72，所述排气口72对应螺旋进料器8的下料口13设置，所述排气口72的排气方向与螺旋进料器8的下料方向成角度设置，所述角度为60°～90°，所述拨料件7为一钢管71，所述钢管71的一端与外部的管道相连，所述钢管71的另一端为封闭管口，所述钢管71穿过螺旋进料器8的下料口13，所述钢管71的长度为420mm、直径为32mm，所述螺旋进料器8的下料口13为上下开口的长方体，开口的尺寸为400×300mm，所述排气口72沿平行于钢管71的轴线方向设置，所述拨料件7设置在螺旋进料器8的下方，所述拨料件7垂直于螺旋进料器8设置，所述拨料件7与螺旋进料器8间的距离为10cm，所述排气口72的长度与螺旋进料器8的下料口13平行于钢管71轴线的长度相等，即为400mm或300mm，所述桨叶烘干机2上设有尾气出口10，所述减温减压装置1分别与桨叶烘干机2、空气换热器9和热风换热器相连，所述尾气出口10、旋风除尘器3、布袋除尘器4和引风机5依次连接，所述热风换热器6的出口与布袋除尘器3的进口相连。

请参照图1-2所示，本实用新型的实施例二为：

本实施例在实施例一的基础上对拨料件7和桨叶烘干机2等做进一步的改进，所述拨料件7上设有第一阀门15，所述第一阀门15用于控制排气口12排出的过热蒸汽的量，所述排气口72的长度大于螺旋进料器8的下料口13平行于钢管71轴线的长度20mm，所述桨叶烘干机2包括桨叶22和壳体21，所述桨叶22和壳体21上分别设有夹套，所述减温减压装置1通过管道与桨叶22和壳体21相连，所述减温减压装置1与桨叶烘干机2、空气换热器9和热风换热器6间的管道上分别设有第二阀门16、第三阀门17和第四阀门18，还包括冷凝水槽12，所述冷凝水槽12与减温减压装置1的减温水进口相连，所述冷凝水槽12与桨叶烘干机2、热风换热器6和空气换热器9的冷凝水管道相连接。

综上所述，本实用新型提供的炭黑干燥装置，湿炭黑通过螺旋进料器被输送至桨叶烘干机，在受到桨叶的挤压前即被拨料件的排气口上排出的过热蒸汽吹散闪蒸而失去一部分水分，使炭黑松散，提高了炭黑的流动性，同时减少了湿炭黑在烘干机头部的停留时间，避免炭黑结块、挤压而破坏炭黑结构，提高炭黑的干燥效率也提高了炭黑产品质量；拨料件以钢管形式存在，排气口设计成沿平行与钢管的轴线方向设置，且排气口的长度大于等于螺旋进料器的下料口平行于钢管轴线的长度，同时拨料件与螺旋进料器的下料口垂直设置，使得排气口排出的过热蒸汽与从下料口排出的湿炭黑垂直，保证湿炭黑与过热蒸汽的充分接触，湿炭黑与过热蒸汽的接触面积最大，湿炭黑的闪蒸干燥效率高，且此状态下吹散程度最大；拨料件、桨叶烘干机、空气换热器和热风换热器中的蒸汽的进量的控制通过相应管道上设置的阀门进行控制，使温度控制在不会破坏炭黑结构的温度；闪蒸干燥后的炭黑经过桨叶和壳体上的夹套内通入的饱和蒸汽的间接干燥，干燥效果好；桨叶烘干机干燥后蒸发出的水分经空气换热器加热后而产生的热空气被带出尾气出口，进入后期尾气处理阶段，减少对环境的污染；尾气在进入布袋除尘器之前，通过热风换热器对外部的冷空气进行加热，补充一部分热空气，将尾气温度控制在露点之上，避免了布袋除尘器糊袋；通过星型卸料阀实现对旋风除尘器和布袋除尘器中收集的炭黑进行卸料，操作简单，易于实现，便于旋风除尘器和布袋除尘器中炭黑的收集；桨叶烘干机、热风换热器和空气换热器经过换热后产生的冷凝水分别通过相连的冷凝水管道全部回流至冷凝水槽内，整个系统的冷凝水均回用到减温减压装置，作为减温减压装置的补水，循环利用水资源，做到能源充分利用。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。