一種使用硫磺燃燒熱干燥白炭黑的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種使用硫磺燃燒熱干燥白炭黑的方法，該方法包括：將硫磺燃燒中產(chǎn)生的第一溫度的風與送風裝置產(chǎn)生的第二溫度的風共同輸送至熱風換熱器中進行熱交換，從而將第二溫度的風加熱為第三溫度的風，使用第三溫度的風對白炭黑漿液進行干燥以生成白炭黑粉末，其中，第一溫度高于第二溫度，且第一溫度也高于第三溫度。通過本發(fā)明的方法，可以有效減少在白炭黑的干燥步驟中的能源消耗。
【專利說明】一種使用硫磺燃燒熱干燥白炭黑的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及化工生產(chǎn)【技術領域】，具體來說，涉及一種使用硫磺燃燒熱干燥白炭黑的方法。

【背景技術】
[0002]白炭黑的應用領域十分廣泛，例如可以應用于農(nóng)業(yè)化學制品、日用化工制品、膠結(jié)齊U、抗結(jié)塊劑、造紙?zhí)盍弦约跋鹉z制品中。由于節(jié)能減排與綠色環(huán)保的要求，越來越多的白炭黑應用于輪胎橡膠工業(yè)。將二氧化硅作為填料與天然膠和合成膠混煉，應用于輪胎可以降低滾動阻力，改善濕滑性能，因而使汽車耗油低、減少廢氣排放。
[0003]傳統(tǒng)的制造白炭黑的方法為沉淀法，在傳統(tǒng)的制造方法中硫酸與硅酸鈉作為原料必不可少，且所使用的硫酸均為使用燃燒法進行制造。
[0004]現(xiàn)有技術中提供了一種制造白炭黑的方法，這種方法的步驟包括:(a)將稀硅酸鈉溶液加入到反應釜中；(b)將硫酸加入到稀硅酸鈉溶液中反應；(C)將反應后的混合溶液靜置，使其老化，形成晶種；(d)將老化后的混合溶液攪拌均勻；(e)將高溫水蒸氣通入混合溶液中進行加熱直到溶液溫度加熱到70°C?80°C，再加入稀硅酸鈉直至溶液PH值為11.0?11.5 ;(f)將高溫水蒸氣通入反應釜內(nèi)的溶液中進行加熱，當溶液溫度加熱到86°C?95°C時，停止通入高溫水蒸汽，并將硫酸加入溶液中；(g)當溶液的PH值為3.0?5.0是有沉淀物析出；(h)將沉淀物經(jīng)過濾、打漿、干燥形成成品。
[0005]干燥工藝是利用熱風將白炭黑漿料中的水分蒸發(fā)，通過控制干燥器出口溫度來使最終產(chǎn)品的水分合格。現(xiàn)有技術中通常將冷空氣通過送風機送入燃燒器(燃燒器采用天然氣燃燒爐)，天然氣和加壓冷空氣直接在爐內(nèi)燃燒放熱，使冷空氣升溫至400?750°C。產(chǎn)生的熱風作為壓力干燥的熱源以去除白炭黑濃漿中的水分。由于水的汽化潛熱大，蒸發(fā)一噸100C的水需要2.257 X 106KJ的熱量，干燥工藝需要耗費大量的能源。因此在現(xiàn)有技術中，如何減少干燥步驟的能源消耗是亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術中在白炭黑干燥過程中能源消耗大的問題，本發(fā)明提供給了一種使用硫磺燃燒熱干燥白炭黑的方法，該方法包括:
[0007]將硫磺燃燒中產(chǎn)生的第一溫度的高溫氣與送風裝置產(chǎn)生的第二溫度的風共同輸送至熱風換熱器中進行熱交換，從而將第二溫度的風加熱為第三溫度的風；
[0008]使用第三溫度的風對白炭黑漿液進行干燥以生成白炭黑粉末；
[0009]其中，第一溫度高于第二溫度，且第一溫度也高于第三溫度。
[0010]根據(jù)以上方法，熱風換熱器的換熱面積為2000平方米至4000平方米，優(yōu)選值為2800平方米至3600平方米，進一步優(yōu)選值為3200平方米至3600平方米。
[0011]方法中所使用的送風裝置為送風機。
[0012]方法中，硫磺產(chǎn)生的第一溫度介于900°C至1500°C，優(yōu)選值為1000°C ;送風機所輸送的風的第二溫度為室溫；且所生成的風的第三溫度介于400°C至750°C之間，優(yōu)選值介于500°C至700°C之間，進一步優(yōu)選值為650°C。
[0013]并且，本發(fā)明所述方法中第一溫度的風與第二溫度的風分別沿各自的風道通過所述熱風換熱器。
[0014]通過本發(fā)明的上述方法，可以有效減少在白炭黑的干燥步驟中消耗的能源，并進一步降低了白炭黑工業(yè)中的生產(chǎn)成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是利用硫磺燃燒余熱干燥白炭黑的流程圖。
[0016]圖2是熱風換熱器的換熱面積與加熱后冷風的溫度的柱狀圖。

【具體實施方式】
[0017]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0018]如圖1中的步驟SlOl所示，在焚硫爐中進行硫磺燃燒，所進行反映如以下方程式所示:
[0019]S+02=S02-9.28 X 103KJ/KG
[0020]其中，所使用原料為黃鐵礦或硫橫。
[0021]如上述方程式所示，在硫磺燃燒中，產(chǎn)生大量的熱量，I噸硫磺進行充分燃燒后，可以產(chǎn)生3.4噸的過熱蒸汽(壓力:23kg/cm2)。燃燒塔出口高溫氣的溫度為1000°C。
[0022]如圖1中的步驟S103所示，將硫磺燃燒中產(chǎn)生的高溫氣(第一溫度的高溫氣)通入熱風換熱器中，同時使用送風機將溫度為室溫的冷風(第二溫度的風)輸送至熱風交換器。由于高溫氣中含有SO2,且SO2具有強腐蝕性，若直接使用含SO2的高溫氣對白炭黑漿液進行干燥，則會腐蝕干燥系統(tǒng)，并破壞成品白炭黑的性能。因此，在熱風換熱器中，使用不同的風道對冷風與高溫氣進行輸送。
[0023]如圖1中的步驟S105所示，在熱風換熱器中進行熱交換，從而利用高溫氣對來自送風機的冷風進行加熱成用于干燥白炭黑漿液的風，其中，可以調(diào)節(jié)熱風換熱器的換熱面積，且不同的換熱面積可以對應不同的第三溫度，即，用于干燥白炭黑漿液的風的溫度。如圖2所示，在熱風換熱器中若有效的換熱面積為2000?2400平方厘米，則用于干燥白炭黑漿液的風的溫度為500?560°C ;若有效的換熱面積為2400?2800平方厘米，則用于干燥白炭黑漿液的風的溫度為560?620°C ;若有效的換熱面積為2800?3200平方厘米，則用于干燥白炭黑漿液的風的溫度為620?670°C ;若有效的換熱面積為3200?3600平方厘米，則用于干燥白炭黑漿液的風的溫度為670?720°C。由于白炭黑的干燥溫度為620°C至6700C，優(yōu)選值為650°C，因此，優(yōu)選的熱風換熱器的有效換熱面積為2800?3200平方厘米。
[0024]如圖1中的步驟S107所示，將溫度介于620°C至670°C之間的用于干燥白炭黑漿液的風通入干燥塔中，使用噴霧式干燥方式對白炭黑漿料進行干燥，使白炭黑漿液的含水量由70%?80%下降至3%?10% (優(yōu)選值為5%?8%)。在本發(fā)明中，可以使用的干燥工藝包括高速離心霧化干燥，噴霧壓力干燥，閃蒸干燥，氣流干燥等所有干燥工藝。
[0025]在現(xiàn)有技術中，硫磺燃燒后產(chǎn)生的含有SO2的高溫氣需降溫至400°C，并送入一段轉(zhuǎn)化塔中進行一段轉(zhuǎn)化。通常，所使用的方法為在焚燒爐出口處加入低壓鍋爐，從而利用高溫氣的熱量產(chǎn)生蒸汽，再進行發(fā)電。然而這種工藝對過熱蒸汽的能源轉(zhuǎn)化效率僅為30%?50%。而且，在干燥白炭黑的現(xiàn)有技術，需使用燃燒天然氣的方法產(chǎn)生熱量進而對白炭黑進行干燥。這種方法進一步加重了能源的消耗。本發(fā)明的方法使用熱風換熱器替代傳統(tǒng)方法中所使用的低壓鍋爐，從而直接使用焚燒硫磺產(chǎn)生的熱量用于加熱干燥白炭黑的空氣。使用這種方法，不僅將對過熱蒸汽的能源轉(zhuǎn)化效率提高為40%?85%，并且，避免了在干燥工藝中用于加熱冷空氣的二次能源消耗。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種使用硫磺燃燒熱干燥白炭黑的方法，其特征在于，包括: 將硫磺燃燒中產(chǎn)生的第一溫度的高溫氣與送風裝置產(chǎn)生的第二溫度的風共同輸送至熱風換熱器中進行熱交換，從而將第二溫度的風加熱為第三溫度的風； 使用所述第三溫度的風對白炭黑漿液進行干燥以生成白炭黑粉末； 其中，所述第一溫度高于所述第二溫度，且第一溫度也高于第三溫度。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述熱風換熱器的換熱面積為2000平方米至4000平方米。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述熱風換熱器的換熱面積為2800平方米至3600平方米。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述熱風換熱器的換熱面積為2800平方米至3200平方米。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一溫度介于90(TC至1500°C。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一溫度為1000°C。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二溫度為室溫。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三溫度介于500°C至720°C之間。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，所述第三溫度介于620°C至720°C之間。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于，所述第三溫度介于620°C至670°C之間。
11.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一溫度的高溫氣與所述第二溫度的風分別沿各自的風道通過所述熱風換熱器。
【文檔編號】C01B33/113GK104418329SQ201310374436
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月23日 優(yōu)先權日:2013年8月23日
【發(fā)明者】王永慶, 闕偉東, 初亮 申請人:確成硅化學股份有限公司