一种炭黑生成过程中焦油明水的处理装置和方法与流程

本发明涉及炭黑生产水处理技术，具体涉及一种炭黑生成过程中焦油明水的处理装置和方法。

背景技术：

我国炭黑生产的主要原料为煤焦油，煤焦油是煤化学工业的主要原料，其成分达上万种，主要含有苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽等芳烃以及芳香族含氧化合物(如苯酚等酚类化合物)；含氮、含硫的杂环化合物等多种有机物，可采用分馏的方法把煤焦油分割成不同沸点范围的馏分。煤焦油水分平均为2.5～3.5％，水是无机物，煤焦油为有机物，且两者比重不同。因而焦油储存过程中会发生静置脱水，水的比重低，水层在焦油储槽的上方，上方的水层被称为为焦油明水；煤焦油的比重高，油层在焦油储槽的下方。焦油明水主要成分是氨水，还有少量轻质油，氯离子、钾钠钙镁铁等金属离子，其中氯离子含量为1000mg/l，氯离子穿透金属表面的氧化层和防护层与内部金属发生电化学反应引起的；同时，氯离子含有一定的水合能，易被吸附在金属表面的孔隙、裂缝排挤并取代氯化层中的氧，把不溶性的氧化物变成可溶性的氯化物，使钝化态表面变成活泼表面，造成对产品极坏的不良反应；炭黑收集、精制、造粒、干燥、输送都是在密闭的金属空间内，氯离子浓度≥200mg/l在250℃的环境在对不锈钢的腐蚀作用成倍增长，因此要合理控制焦油明水的使用。

现有技术处理焦油明水的方法是将焦油明水从焦油储槽10上部排水口将明水排放到明水接收罐11，明水接收罐11出口管线上安装一个dn15的球阀，通过调节球阀保证明水连续均匀的排放到水处理积水井12中，与其他流入积水井的水混合后通过潜水泵将混合水打入水处理初沉池13，这样明水就经过了连续均匀的稀释过程；再经过其他水解酸化、接触氧化等水处理过程进入水处理二沉池14；然后进入炭黑生产用600水罐15，再通过水泵16将处理后的水用于炭黑生产，主要用于一次急冷、二次急冷、造粒用水。

现有技术主要采用增加接收罐通过对焦油明水进行稀释达标后使用，焦油明水中含氨水、轻质油在水处理处会有气体逸散，且氯离子处理效果差，对环境不友好；环保要求的提升，这种处理方法势必被否定。

技术实现要素：

根据背景技术提出的问题，本发明提供一种炭黑生成过程中焦油明水的处理装置和方法来解决，接下来对本发明做进一步地阐述。

本发明采用的技术方案如下：

一种炭黑生成过程中焦油明水的处理装置，包括反应炉、焦油储槽、焦油明水储存槽、焦油明水稀释槽和vocs处理装置，所述反应炉包括依次连接的燃烧段、喉口段、反应段、急冷段和气化停留段；焦油储槽、焦油明水储存槽、焦油明水稀释槽依次连接；焦油储槽、焦油明水储存槽、焦油明水稀释槽均与vocs处理装置连接，焦油明水稀释槽与反应炉的急冷段连接。焦油储槽内静置分层形成的焦油明水先流入焦油明水储存槽中，再输送至焦油明水稀释槽进行稀释，稀释后的焦油明水输送到反应炉的急冷段作为一次急冷水。焦油储槽、焦油明水储存槽、焦油明水稀释槽中挥发出来的气体进入vocs处理装置，被vocs处理装置净化后排放。

进一步地，焦油储槽的上部排水口通过第一管道连接焦油明水储存槽，焦油明水储存槽通过第二管道连接焦油明水稀释槽，焦油明水稀释槽通过第三管道连接反应炉的急冷段；第二管道上设有第一水泵，第三管道上设有第二水泵。第一水泵用于将焦油明水储存槽的焦油明水输送到焦油明水稀释槽，焦油明水在焦油明水稀释槽中被稀释；第二水泵用于将稀释后的焦油明水输送到反应炉的急冷段，稀释后的焦油明水作为一次急冷水。

进一步地，焦油储槽、焦油明水储存槽、焦油明水稀释槽的顶部通过第四管道连接vocs处理装置。

根据一种炭黑生成过程中焦油明水的处理装置，提出一种炭黑生成过程中焦油明水的处理方法，包括如下步骤：

(1)将焦油明水从焦油储槽上部的排水口引入焦油明水储存槽；

(2)将焦油明水储存槽的焦油明水通过第一水泵泵入焦油明水稀释槽，将焦油明水稀释槽内的焦油明水至200mg/l以下；

(3)将稀释后的焦油明水通过第二水泵泵入反应炉的急冷段作为一次急冷水使用，控制稀释后的焦油明水的使用量在急冷水总量的20％内；

(4)将焦油储槽、焦油明水储存槽、焦油明水稀释槽中挥发出来的气体引入vocs处理装置，通过vocs处理装置净化所述的气体。

在上述方法中，在焦油明水稀释槽内，通过加入污水或工业水稀释焦油明水至200mg/l以下。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明装置结构简单，方法流程短；不需要经过水处理工序，氯离子在一次急冷段就被处理，相比现有技术的二次急冷，造粒水中的氯离子显著下降，进一步降低了氯离子的腐蚀作用，增加了设备的使用寿命，减轻了炭黑生产中除铁装置的负荷，提高了炭黑产品的质量；焦油明水中的有害气体、挥发性轻质油被vocs处理装置处理，达到了环保的要求。

附图说明

图1为现有技术中焦油明水的处理装置的结构示意图。

图2为本发明中焦油明水的处理装置的结构示意图。

图3为本方法中焦油明水的处理方法的流程图。

在图中：10-焦油储槽、11-焦油明水接收罐、12-水处理积水井、13-水处理初沉池、14-水处理二沉池、15-炭黑生产用600水罐、16-水泵、20-燃烧段、21-喉口段、22-反应段、23-急冷段、24-气化停留段、25-焦油储槽、26-焦油明水储存槽、27-焦油明水稀释槽、28-第一水泵、29-第二水泵、30-vocs处理装置、31-第一管道、32-第二管道、33-第三管道、34-第四管道。

具体实施方式

接下来结合附图对本发明的一个具体实施例来做详细地阐述。

油炉法炭黑是由烃类化合物经不完全燃烧和裂解生成的，炭黑生产的反应装置是反应炉，所述反应炉分为依次连接的燃烧段、喉口段、反应段、急冷段、气化停留段；燃料在燃烧段燃烧为炭黑裂解反应提高能量，喉口段为原料注入段，反应段是炭黑不完全燃烧和裂解的区域，急冷段通过水终止炭黑生产反应，气化停留段为炭黑烟气形成区。

原料油经过炭黑反应段就形成了炭黑的基本粒子凝胶体，表面有碳-氧表面基团、碳-氢表面基团、其他化学官能基团，这些基团部分比较活跃，可以和金属非金属离子结合，使得炭黑含有金属和非金属元素，这样对炭黑的官能基团改造可以使炭黑的性能发生改变，宽展了炭黑的应用领域。

本实施例提供一种炭黑生成过程中焦油明水的处理装置，通过该处理装置处理焦油明水，将稀释后的焦油明水少量用于一次急冷水，使对不锈钢等金属有腐蚀作用的氯离子与炭黑官能基团结合，进而使氯离子浓度下降，防止设备箱体等的腐蚀，保证炭黑产品质量。

一种炭黑生成过程中焦油明水的处理装置，包括反应炉、焦油储槽25、焦油明水储存槽26、焦油明水稀释槽27、vocs处理装置30，其中，反应炉包括依次连接的燃烧段20、喉口段21、反应段22、急冷段23和气化停留段24。焦油储槽25上方的排水口通过第一管道31与焦油明水储存槽26连接，焦油明水储存槽26通过第二管道32与焦油明水稀释槽27连接，焦油明水稀释槽27通过第三管道33连接到反应炉的急冷段23；其中，第二管道32上安装有第一水泵28，第三管道33上安装有第二水泵29。焦油储油槽25、焦油明水储存槽26、焦油明水稀释槽27的顶部均通过第四管道34与vocs处理装置30相连。

利用该处理装置处理焦油明水的方法步骤如下：

(1)将焦油明水从焦油储油槽25上部的排水口排入焦油明水储存槽26中；

(2)将焦油明水储存槽26的焦油明水通过第一水泵28泵入焦油明水稀释槽27中，在焦油明水稀释槽27中加入污水或工业水，使焦油明水稀释到200mg/l以下；

(3)将焦油明水稀释槽27内稀释后的焦油明水送入反应炉的急冷段23使用，稀释后的焦油明水作为一次急冷水，控制稀释后的焦油明水的使用量在急冷水总量的20％内；

(4)将焦油储槽25、焦油明水储存槽26、焦油明水稀释槽27中挥发出来的气体引入vocs处理装置30，通过vocs处理装置30净化所述的气体。

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