專利名稱：一種白炭黑合成液的洗滌脫水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工生產(chǎn)用設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種白炭黑合成液的洗滌脫水裝置。
背景技術(shù)：
白炭黑又名水合二氧化硅，目前常規(guī)生產(chǎn)方法主要有氣相法和沉淀法。其中，白炭黑主要用作硅橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑、涂料和不飽、樹脂增稠劑、天然橡膠和合成橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑、牙
膏摩擦劑等。我國沉淀法生產(chǎn)工藝主要是采用的以硫酸和水玻璃為原料生產(chǎn)，反應(yīng)后得到的白炭黑合成液為二氧化硅、硫酸鈉以及水的混合體系。因此，反應(yīng)完成后還需對合成液進(jìn)行洗滌、壓濾、打漿和噴霧干燥，才能得到合格的白炭黑產(chǎn)品。傳統(tǒng)的白炭黑合成液洗滌工藝是通過采用壓濾機(jī)完成洗滌、壓濾過程，該工藝耗水量大、洗滌不完全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中采用壓濾機(jī)對白炭黑合成液進(jìn)行洗滌、壓濾存在耗水量大、洗滌不完全的技術(shù)問題，提供一種新的白炭黑合成液的洗滌脫水裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案為
一種白炭黑合成液的洗滌脫水裝置，包括固液分離器、水洗罐、錯(cuò)流式膜過濾器、濃漿料貯槽和若干用于連接的管道；
所述固液分離器上設(shè)有合成液入口和母液出口，所述固液分離器內(nèi)設(shè)有若干組過濾膜，且所述過濾膜位于合成液入口和母液出口之間；所述固液分離器的底部設(shè)有白炭黑漿液料出口，所述白炭黑漿液料出口通過第一管道與水洗罐連接；
所述水洗罐內(nèi)設(shè)有攪拌器；水洗罐底部設(shè)有洗滌物料出口和清洗液出口，頂部設(shè)有白炭黑漿液料入口和洗滌液入口 ；水洗罐的洗滌物料出口通過第二管道與錯(cuò)流式膜過濾器連接；
所述錯(cuò)流式膜過濾器內(nèi)設(shè)有若干組濃縮過濾膜；錯(cuò)流式膜過濾器底部設(shè)有物料入口、水相出口和清洗液入口 ；頂部設(shè)有白炭黑濃縮漿料出口，白炭黑濃縮漿料出口通過第三管道與水洗罐連接，且白炭黑濃縮漿料出口通過第五管道與濃漿料貯槽連接。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一管道的一端與固液分離器的白炭黑漿液料出口連接，第一管道的另一端與水洗罐的漿液料入口連接；所述第一管道上設(shè)有出料閥。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述合成液入口的前端設(shè)有進(jìn)料閥，所述母液出口處設(shè)有出料閥。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述合成液入口位于過濾膜下方，母液出口位于過濾膜上方。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述固液分離器底部為錐形，白炭黑漿液料出口位于·錐形底部；所述固液分離器的頂部還設(shè)有反吹口，反吹口的前端還設(shè)有閥門。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第二管道的一端與水洗罐的洗滌物料出口連接，第二管道的另一端與錯(cuò)流式膜過濾器的物料入口連接；所述第二管道上設(shè)有泵、取樣口和清水入口。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述錯(cuò)流式膜過濾器頂部的白炭黑濃縮漿料出口還連接有第三管道，該第三管道的另一端與水洗罐連接。所述水洗罐頂部設(shè)有第二入口，所述第三管道的另一端與第二入口連接。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第二入口上還連接有用于疏通的第四管道，所述第四管道上連接有閥門。所述錯(cuò)流式膜過濾器的底部還設(shè)有清洗液入口。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述固液分離器中過濾膜的數(shù)量為2(Γ50。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述錯(cuò)流式膜過濾器中濃縮過濾膜的數(shù)量為2(Γ50。本發(fā)明提供的洗滌脫水裝置，通過先采用固液分離器對白炭黑合成稀漿液進(jìn)行粗·過濾，將含硫酸鈉較高的水相母液先排出，剩余的白炭黑漿液料轉(zhuǎn)入水洗罐中進(jìn)行水洗，可節(jié)約洗滌工藝中水的用量；然后在水洗罐中對白炭黑漿液料進(jìn)行洗滌，洗滌水用量可根據(jù)產(chǎn)品中對硫酸鈉不同含量的要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，然后將洗滌后的物料轉(zhuǎn)入錯(cuò)流式膜過濾器中進(jìn)行濃縮，濃縮后得到的白炭黑濃縮漿料再進(jìn)入水洗罐，并根據(jù)該濃縮漿料中硫酸鈉的含量和白炭黑濃漿料中的水含量進(jìn)行循環(huán)洗滌和濃縮，當(dāng)該濃縮漿料中硫酸鈉的含量和水含量達(dá)到工藝指標(biāo)時(shí)，即該濃縮漿料記為合格的白炭黑濃漿料，此時(shí)即可將該合格的白炭黑濃漿料放入濃漿料貯槽，并從濃漿料貯槽底部排出進(jìn)入到干燥系統(tǒng)。本發(fā)明提供的洗滌脫水裝置能有效降低水耗，并得到硫酸鈉含量不同的各種規(guī)格的白炭黑產(chǎn)品。


圖I為本發(fā)明提供的白炭黑合成液的洗滌脫水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中100——固液分離器，200——水洗罐，300——錯(cuò)流式膜過濾器，400——濃漿料貯槽；I——第一管道，2——第二管道，3——第三管道，4——第四管道，5——第五管道；10——過濾膜，11——合成液入口，12——母液出口，13——白炭黑漿液料出口，14——出料閥，15——反吹口 ；20——攪拌器，21——白炭黑漿液料入口，22——洗滌液入口，23——洗滌物料出口，24——第二入口，25——清洗液出口，26——泵，27——清水入口，28——取樣口 ；30——濃縮過濾膜，31——物料入口，32——水相出口，33——白炭黑濃縮漿料出口，34——清洗液入口，35——濃漿料放料閥。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種白炭黑合成液的洗滌脫水裝置，如圖I所示，包括固液分離器100、水洗罐200、錯(cuò)流式膜過濾器300、濃漿料貯槽400和若干用于連接的管道。其中，固液分離器100上設(shè)有合成液入口 11和母液出口 12，所述固液分離器100內(nèi)設(shè)有若干組過濾膜10，且所述過濾膜10位于合成液入口 11和母液出口 12之間。具體地，合成液入口 11位于過濾膜10下方，母液出口 12位于過濾膜10上方。固液分離器100的底部設(shè)有白炭黑漿液料出口 13，水洗罐200頂部設(shè)有白炭黑漿液料入口 21。白炭黑漿液料出口 13與水洗罐200的白炭黑漿液料入口 21之間通過第一管道I連接。過濾膜10用于對白炭黑合成稀漿液進(jìn)行粗過濾，還含有自然沉降的過程。本發(fā)明中，所述固液分離器100中過濾膜10的數(shù)量可為2(Γ50。過濾后，得到含硫酸鈉的水相母液，其從母液出口 12排出；而得到的白炭黑漿液料則從白炭黑漿液料出口 13經(jīng)過第一管道I進(jìn)入水洗罐200中進(jìn)行下一道工序。如圖I所示，第一管道I上設(shè)有出料閥14。合成液入口 11的前端也可設(shè)有進(jìn)料閥，母液出口 12處設(shè)有出料閥。因此，先打開合成液入口 11前端的進(jìn)料閥和母液出口 12處的出料閥，關(guān)閉第一管道I上的出料閥14，將白炭黑合成液送入固液分離器100內(nèi)，通過過濾膜10進(jìn)行固液分離，分離完成后，關(guān)閉合成液入口 11前端的進(jìn)料閥和母液出口 12處的出料閥，打開第一管道I上的出料閥14和反吹口閥，將分離后得到的白炭黑漿液料通過第一管道I進(jìn)入水洗罐200內(nèi)。為保證分離后的白炭黑漿液料快速進(jìn)入水洗罐200內(nèi)，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述固液分離器的頂部還設(shè)有反吹口 15。更優(yōu)選情況下，反 吹口 15的前端還可設(shè)置有閥門。為方便白炭黑合成液中白炭黑的沉降和聚集，優(yōu)選情況下，所述固液分離器100底部為錐形，白炭黑漿液料出口 13位于錐形底部。水洗罐200內(nèi)設(shè)有攪拌器20，水洗罐200頂部設(shè)有洗滌液入口 22 ;通過該洗滌液入口 22通入洗滌液(例如熱水)，并通過攪拌器20攪拌水洗罐200內(nèi)洗滌液與白炭黑漿液料的混合體系，從而對白炭黑漿液料進(jìn)行充分洗滌。水洗罐200底部設(shè)有洗滌物料出口 23和清洗液出口 25，錯(cuò)流式膜過濾器300的底部設(shè)有物料入口 31。物料出口 23與物料入口31之間通過第二管道2連接。洗滌完成后的物料從物料出口 23經(jīng)過第二管道2進(jìn)入錯(cuò)流式膜過濾器300內(nèi)進(jìn)行下一道工序。為方便洗滌后的物料進(jìn)入錯(cuò)流式膜過濾器300中，優(yōu)選情況下，第二管道2上設(shè)有泵26。本發(fā)明中，所述第二管道上還設(shè)有清水入口 27和取樣口 28，其中清水入口 27位于泵26的后端，而取樣口 28位于泵26的前端。清水入口 27和取樣口 28上均設(shè)有對應(yīng)的閥門。取樣口 28用于取樣檢測脫水后的白炭黑濃縮漿中硫酸鈉的含量及濃漿料的水含量是否達(dá)到工藝控制指標(biāo)。本發(fā)明中，所述洗滌脫水裝置可實(shí)現(xiàn)循環(huán)操作。具體地，達(dá)到產(chǎn)品要求指標(biāo)的白炭黑濃縮漿料即為合格的白炭黑濃漿料，其可通過第五管道5進(jìn)入濃漿料貯槽400，并通過該濃漿料貯槽400送入下一道工序，從而生產(chǎn)出合格的白炭黑產(chǎn)品。而未達(dá)到產(chǎn)品要求指標(biāo)的白炭黑濃縮漿料則繼續(xù)進(jìn)行循環(huán)洗滌和濃縮。錯(cuò)流式膜過濾器300內(nèi)設(shè)有若干組濃縮過濾膜30，該濃縮過濾膜30用于對物料進(jìn)行脫水過濾，以得到白炭黑濃縮漿料。所述錯(cuò)流式膜過濾器300中濃縮過濾膜30的數(shù)量可為20 50。如圖I所示，錯(cuò)流式膜過濾器300底部設(shè)有水相出口 32，頂部設(shè)有白炭黑濃縮漿料出口 33。物料脫水過濾后，得到的硫酸鈉水相從水相出口 32排出，而白炭黑濃縮漿料則從該白炭黑濃縮漿料出口 33輸出。如圖I所示，在錯(cuò)流式膜過濾器300頂部的白炭黑濃縮漿料出口 33通過第三管道3與水洗罐200連接，同時(shí)，白炭黑濃縮漿料出口 33還通過第五管道5與濃漿料貯槽400連接。具體地，白炭黑濃縮漿料出口 33可通過一個(gè)三通接口同時(shí)與第三管道3和第五管道5連接，而水洗罐200頂部設(shè)有第二入口 24，該第三管道3的另一端與第二入口 24連接，第五管道5的另一端則與濃漿料貯槽400連接。第三管道3上設(shè)有閥門，該閥門位于第二入口24的前端。第五管道5上也設(shè)有閥門，即為濃漿料放料閥35，如圖I所示。經(jīng)過脫水后白炭黑濃縮漿料可從白炭黑濃縮漿料出口 33經(jīng)第三管道3送回水洗罐200中進(jìn)行循環(huán)洗滌脫水，即未達(dá)到工藝指標(biāo)的白炭黑濃縮漿料可從白炭黑出口 33經(jīng)第三管道3送回水洗罐200中，繼續(xù)進(jìn)行洗滌，然后再經(jīng)錯(cuò)流式膜過濾器300進(jìn)行濃縮過濾，直至濃縮漿料中的工藝指標(biāo)值達(dá)到工藝控制指標(biāo)，以得到合格的白炭黑濃漿料。而達(dá)到工藝指標(biāo)的白炭黑濃縮漿料(即為合格的白炭黑濃漿料)則通過第五管道5進(jìn)入濃漿料貯槽400，并通過該濃漿料貯槽400送入下一道工序，以生產(chǎn)出合格的白炭黑產(chǎn)品。作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，水洗罐200的第二入口 24上還連接有第四管道4，該第四管道4為用于疏通管道的輔助管道。作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，錯(cuò)流式膜過濾器300的底部還設(shè)有清洗液入 口 34，其作用是對錯(cuò)流式膜過濾器300及濃縮過濾膜30進(jìn)行清洗。 本發(fā)明提供的洗滌脫水裝置的工作原理為
先關(guān)閉固液分離器100底部的出料閥14，打開固液分離器100的合成液入口 11前端的進(jìn)料閥和母液出口 12處的出料閥，將白炭黑合成稀漿液以O(shè). 5MPa的壓力(流速約17m3/h)從合成液入口 11進(jìn)入固液分離器100內(nèi)，通過過濾膜10進(jìn)行固液分離，分離后的含硫酸鈉的水相母液從母液出口 12排出。當(dāng)合成液進(jìn)料流量急速下降時(shí)，則漿液已加滿，關(guān)閉合成液入口 11前端的進(jìn)料閥和母液出口 12處的出料閥，打開第一管道I上的出料閥14和反吹口閥，將分離后的含白炭黑的漿液料勻速地經(jīng)過第一管道I進(jìn)入水洗罐200中，并取樣分析白炭黑漿液料中硫酸鈉含量，同時(shí)開啟攪拌器20，從洗滌液入口 22內(nèi)勻速通入洗滌熱水，熱水的用量根據(jù)取樣分析得到的硫酸鈉含量數(shù)據(jù)和所需濃漿料中硫酸鈉的含量計(jì)算得到，在水洗罐200中進(jìn)行洗滌，熱水加量完成后，再攪拌洗滌15分鐘后用泵26將水洗罐200中的物料經(jīng)第二管道2勻速的送入錯(cuò)流式膜過濾器300中通過濃縮過濾膜30進(jìn)行脫水過濾，并通過第三管道3進(jìn)行循環(huán)操作。如果脫水后的白炭黑濃縮漿料中硫酸鈉的含量及濃漿料的水含量達(dá)到工藝控制指標(biāo)，此時(shí)即為合格的白炭黑濃漿料，則關(guān)閉第三管道3上的閥門，開啟第五管道5上的濃漿料放料閥35，將合格的白炭黑濃漿料送入濃漿料貯槽400，并通過該濃漿料貯槽400的底部出口送干燥工序。在將濃漿料送入濃漿料貯槽400的過程中，當(dāng)水洗罐200的物料液位平到洗滌物料出口 23的位置時(shí)，則關(guān)閉第五管道5上的濃漿料放料閥35和第二管道2上的泵26，打開第二管道2上的清水入口 27前端的閥門和第三管道3上的閥門，關(guān)閉水相出口 32處的閥門，將錯(cuò)流式膜過濾器300中的物料清洗到水洗罐200中，當(dāng)?shù)诙肟?24出清液后，關(guān)閉清水入口 27前端的閥門，準(zhǔn)備進(jìn)行下一輪的作業(yè)。如果脫水后的白炭黑濃縮漿料中硫酸鈉的含量偏高，則將該白炭黑濃縮漿料經(jīng)第三管道3送回水洗罐200內(nèi)進(jìn)行再次洗滌，然后轉(zhuǎn)入錯(cuò)流式膜過濾器300中再進(jìn)行濃縮脫水，重復(fù)操作，直至脫水后的白炭黑濃縮漿料中硫酸鈉的含量達(dá)到產(chǎn)品要求指標(biāo)；因此，可得到硫酸鈉含量不同的各種規(guī)格的白炭黑產(chǎn)品。脫水過濾后得到的硫酸鈉水相通過底部的水相出口 32排出，其可送入配制罐作為合成反應(yīng)的助劑。以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，所作出的若干改進(jìn)，也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種白炭黑合成液的洗滌脫水裝置，其特征在于，所述洗滌脫水裝置包括固液分離器、水洗罐、錯(cuò)流式膜過濾器、濃漿料貯槽和若干用于連接的管道； 所述固液分離器上設(shè)有合成液入口和母液出口，所述固液分離器內(nèi)設(shè)有若干組過濾膜，且所述過濾膜位于合成液入口和母液出口之間；所述固液分離器的底部設(shè)有白炭黑漿液料出口，所述白炭黑漿液料出口通過第一管道與水洗罐連接； 所述水洗罐內(nèi)設(shè)有攪拌器；水洗罐底部設(shè)有洗滌物料出口和清洗液出口，頂部設(shè)有白炭黑漿液料入口和洗滌液入口 ；水洗罐的洗滌物料出口通過第二管道與錯(cuò)流式膜過濾器連接； 所述錯(cuò)流式膜過濾器內(nèi)設(shè)有若干組濃縮過濾膜；錯(cuò)流式膜過濾器底部設(shè)有物料入口、水相出口和清洗液入口 ；頂部設(shè)有白炭黑濃縮漿料出口，白炭黑濃縮漿料出口通過第三管道與水洗罐連接，且白炭黑濃縮漿料出口通過第五管道與濃漿料貯槽連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的洗滌脫水裝置，其特征在于，所述第一管道的一端與固液分離器的白炭黑漿液料出口連接，第一管道的另一端與水洗罐的漿液料入口連接；所述第一管道上設(shè)有出料閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的洗滌脫水裝置，其特征在于，所述合成液入口的前端設(shè)有進(jìn)料閥，母液出口處設(shè)有出料閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的洗滌脫水裝置，其特征在于，所述合成液入口位于過濾膜下方，母液出口位于過濾膜上方。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的洗滌脫水裝置，其特征在于，所述固液分離器底部為錐形，白炭黑漿液料出口位于錐形底部；所述固液分離器的頂部還設(shè)有反吹口，反吹口的前端還設(shè)有閥門。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的洗滌脫水裝置，其特征在于，所述第二管道的一端與水洗罐的洗滌物料出口連接，第二管道的另一端與錯(cuò)流式膜過濾器的物料入口連接；所述第二管道上設(shè)有泵、取樣口和清水入口。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的洗滌脫水裝置，其特征在于，所述錯(cuò)流式膜過濾器頂部的白炭黑濃縮漿料出口還連接有第三管道，該第三管道的另一端與水洗罐連接； 所述水洗罐頂部設(shè)有第二入口，所述第三管道的另一端與第二入口連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的洗滌脫水裝置，其特征在于，所述第二入口上還連接有用于疏通的第四管道，所述第四管道上連接有閥門； 所述錯(cuò)流式膜過濾器的底部還設(shè)有清洗液入口。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的洗滌脫水裝置，其特征在于，所述固液分離器中過濾膜的數(shù)量為20 50。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的洗滌脫水裝置，其特征在于，所述錯(cuò)流式膜過濾器中濃縮過濾膜的數(shù)量為20 50。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種白炭黑合成液的洗滌脫水裝置，包括固液分離器、水洗罐、錯(cuò)流式膜過濾器、濃漿料貯槽和若干管道；固液分離器上設(shè)有合成液入口和母液出口，內(nèi)部設(shè)有若干組過濾膜；固液分離器底部設(shè)有白炭黑漿液料出口，其與水洗罐連接；水洗罐內(nèi)設(shè)有攪拌器，頂部設(shè)有白炭黑漿液料入口，底部設(shè)有洗滌物料出口，該洗滌物料出口與錯(cuò)流式膜過濾器連接；錯(cuò)流式膜過濾器內(nèi)設(shè)有若干組濃縮過濾膜，頂部設(shè)有白炭黑濃縮漿料出口，白炭黑濃縮漿料出口通過三通管道與水洗罐和濃漿料貯槽分別連接。本發(fā)明提供的洗滌脫水裝置，能對白炭黑合成液進(jìn)行完全洗滌并脫水濃縮，同時(shí)可降低水耗，并得到硫酸鈉含量不同的各種規(guī)格的白炭黑產(chǎn)品。
文檔編號C01B33/12GK102910636SQ20121047626
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者周敏, 唐建強(qiáng), 唐志凡, 彭令軍, 唐任志, 張潔 申請人:株洲興隆化工實(shí)業(yè)有限公司