本實(shí)用新型涉及炭黑領(lǐng)域,具體而言,涉及一種炭黑加工設(shè)備及其系統(tǒng)。
背景技術(shù):
炭黑材料因其導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性能優(yōu)良、高溫下機(jī)械強(qiáng)度高、耐腐蝕性強(qiáng)、價格低廉,故被廣泛用于顏料、填料、補(bǔ)強(qiáng)劑和耐候性改善劑等各個領(lǐng)域。
但是,目前炭黑加工工藝中存在的主要問題是:因供給能量利用不充分造成炭黑的加工成本偏高,因其加工設(shè)備本身的一些結(jié)構(gòu)性缺陷造成整個炭黑的加工效率偏低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于提供一種炭黑加工設(shè)備,其可提高炭黑加工過程的能量利用率,降低炭黑加工成本。
本實(shí)用新型的另一目在于提供一種炭黑加工系統(tǒng),其可提升炭黑加工的效率,降低企業(yè)的生產(chǎn)成本,幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)利益最大化。
本實(shí)用新型的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種炭黑加工設(shè)備,其包括反應(yīng)系統(tǒng)、收集系統(tǒng)、造粒干燥系統(tǒng)和儲存包裝系統(tǒng),并且反應(yīng)系統(tǒng)、收集系統(tǒng)、造粒干燥系統(tǒng)和儲存包裝系統(tǒng)依次連通。其中,反應(yīng)系統(tǒng)包括反應(yīng)爐,反應(yīng)爐設(shè)置有燃料入口,反應(yīng)爐內(nèi)靠近燃料入口的一端設(shè)置有高溫燃燒室,高溫燃燒室內(nèi)遠(yuǎn)離燃料入口的一端設(shè)置有用于加快高溫氣體流速的調(diào)節(jié)孔。
在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中,上述調(diào)節(jié)孔的孔徑沿高溫氣體流動方向逐漸減小。
在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中,上述燃料入口處設(shè)置有霧化件。
在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中,上述霧化件為噴油嘴。
在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中,上述噴油嘴的噴孔直徑為1.6-2.6mm。
在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中,上述噴油嘴的噴孔直徑為2mm。
在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中,上述反應(yīng)系統(tǒng)還包括空氣預(yù)熱器和尾氣預(yù)熱器,空氣預(yù)熱器和尾氣預(yù)熱器均連通于反應(yīng)爐,空氣預(yù)熱器和尾氣預(yù)熱器的出口端均連通于收集系統(tǒng)。
在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中,上述儲存包裝系統(tǒng)包括依次連通的篩選裝置、除雜裝置和產(chǎn)品分配包裝系統(tǒng),造粒干燥系統(tǒng)和篩選裝置相連通。
在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中,上述除雜裝置包括磁選機(jī),磁選機(jī)為強(qiáng)磁磁選機(jī)。
一種炭黑加工系統(tǒng),其包括上述的炭黑加工設(shè)備。
本實(shí)用新型實(shí)施例的有益效果是:通過將反應(yīng)系統(tǒng)、收集系統(tǒng)、造粒干燥系統(tǒng)和儲存包裝系統(tǒng)依次連通,形成了從炭黑的產(chǎn)生收集到造粒包裝的一條完整生產(chǎn)線,整體上提高了炭黑加工過程的效率;通過在高溫燃燒室內(nèi)遠(yuǎn)離燃料入口的一端設(shè)置加快高溫氣體流速的調(diào)節(jié)孔,使高溫氣體的能量能夠聚集且快速傳遞給需要裂解的原油,達(dá)到了充分利用燃料熱能,提高能量利用率的目的。故包含有上述炭黑加工設(shè)備的炭黑加工系統(tǒng),整體上提升了炭黑加工的工藝效率,降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本,有利于企業(yè)實(shí)現(xiàn)利益最大化。
附圖說明
為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹,應(yīng)當(dāng)理解,以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例,因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
圖1為本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供炭黑加工設(shè)備的平面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供反應(yīng)系統(tǒng)的平面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供造粒干燥系統(tǒng)的平面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供儲存包裝系統(tǒng)的平面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供炭黑加工設(shè)備的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖標(biāo):100-炭黑加工設(shè)備;200-炭黑加工設(shè)備;110-罐區(qū)系統(tǒng);120-反應(yīng)系統(tǒng);121-燃料入口;122-反應(yīng)爐;123-高溫燃燒室;124-空氣預(yù)熱器;125-高溫氣體傳輸室;126-尾氣預(yù)熱器;127-裂解反應(yīng)室;128-調(diào)節(jié)孔;129-霧化件;140-收集系統(tǒng);160-造粒干燥系統(tǒng);162-造粒預(yù)處理系統(tǒng);164-造粒系統(tǒng);166-造粒輔助系統(tǒng);168-干燥系統(tǒng);180-儲存包裝系統(tǒng);182-篩選裝置;184-除雜裝置;186-產(chǎn)品分配包裝系統(tǒng);220-反應(yīng)系統(tǒng);222-換熱裝置;240-收集系統(tǒng);260-造粒干燥系統(tǒng);262-換熱裝置;280-儲存包裝系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖,對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。
因此,以下對在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍,而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施例?;诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng),因此,一旦某一項(xiàng)在一個附圖中被定義,則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。
在本實(shí)用新型的描述中,需要說明的是,術(shù)語“上”、“下”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,或者是該實(shí)用新型產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。此外,術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述,而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本實(shí)用新型的描述中,還需要說明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語“設(shè)置”、“連接”應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機(jī)械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。
第一實(shí)施例
請參照圖1,本實(shí)施例提供了一種炭黑加工設(shè)備100,其包括了炭黑加工過程中的四個核心部分,即反應(yīng)系統(tǒng)120、收集系統(tǒng)140、造粒干燥系統(tǒng)160和儲存包裝系統(tǒng)180。
進(jìn)一步地,反應(yīng)系統(tǒng)120、收集系統(tǒng)140、造粒干燥系統(tǒng)160和儲存包裝系統(tǒng)180依次連通,以使得炭黑粉能夠在反應(yīng)系統(tǒng)120產(chǎn)生后順利依次的通過收集系統(tǒng)140、造粒干燥系統(tǒng)160和儲存包裝系統(tǒng)180。需要說明的是,炭黑的產(chǎn)生是發(fā)生在反應(yīng)系統(tǒng)120中,炭黑的收集主要是在收集系統(tǒng)140中進(jìn)行,收集后得到的炭黑粉主要是通過造粒干燥系統(tǒng)160進(jìn)行造粒和干燥處理,最終造粒干燥得到的炭黑粒在儲存包裝系統(tǒng)180進(jìn)行包裝。故上述四個核心的系統(tǒng)構(gòu)成了炭黑加工過程一條完整的生產(chǎn)線,對于加快炭黑加工的整體生產(chǎn)效率具有重要作用。
進(jìn)一步地,請參照圖2,反應(yīng)系統(tǒng)120包括反應(yīng)爐122、空氣預(yù)熱器124和尾氣預(yù)熱器126。其中,反應(yīng)爐122是石油裂解產(chǎn)生炭黑的主要場所,且其沿長度方向從左到右依次包括高溫燃燒室123、高溫氣體傳輸室125和裂解反應(yīng)室127;空氣預(yù)熱器124和尾氣預(yù)熱器126并聯(lián)且均與反應(yīng)爐122靠近裂解反應(yīng)室127的一端相通。需要說明的是,空氣預(yù)熱器124和尾氣預(yù)熱器126與反應(yīng)爐122相通的主要作用是將反應(yīng)爐122產(chǎn)生的炭黑混合物通過管道傳輸?shù)绞占到y(tǒng)140中。需要強(qiáng)調(diào)的是,空氣預(yù)熱器124還可以利用反應(yīng)爐122輸送過來的熱量將空氣先進(jìn)行預(yù)熱,再通過空氣輸送管道將預(yù)熱后的空氣輸送到高溫燃燒室123內(nèi),為高溫燃燒室123中燃料的燃燒提供充足的氧氣,并且預(yù)熱后的空氣更有利于燃燒的進(jìn)行,進(jìn)而使得燃料能夠在高溫燃燒室123內(nèi)進(jìn)行充分的燃燒,釋放出更大的熱能,為原油在裂解反應(yīng)室127內(nèi)的裂解反應(yīng)提供充足的能量;另外,尾氣預(yù)熱器126除了具有將炭黑粉混合氣體傳輸?shù)绞占到y(tǒng)140的作用外,還有一個重要的功能就是可以將系統(tǒng)中處理過的尾氣預(yù)熱并輸送給高溫燃燒室123內(nèi)進(jìn)行二次燃燒,以此達(dá)到燃料回收再利用的目的。
進(jìn)一步地,反應(yīng)爐122內(nèi)的燃料和裂解反應(yīng)原料均來自于罐區(qū)系統(tǒng)110提供的原油。具體地,高溫燃燒室123和裂解反應(yīng)室127均與罐區(qū)系統(tǒng)110相通,在反應(yīng)爐122正常工作時,罐區(qū)系統(tǒng)110會將原油分兩個路徑源源不斷的輸送給高溫燃燒室123和裂解反應(yīng)室127,高溫燃燒室123內(nèi)的原油和空氣預(yù)熱器124輸送來的空氣被點(diǎn)燃燃燒后,釋放出高溫能量且經(jīng)由高溫氣體傳輸室125進(jìn)入到裂解反應(yīng)室127內(nèi),裂解反應(yīng)室127內(nèi)的原油在高溫的條件下發(fā)生裂解反應(yīng),生成炭黑粉、碳氧化物、氮氧化物、氫氣和水等產(chǎn)物。
進(jìn)一步地,為了使得高溫燃燒室123內(nèi)的原油燃料燃燒的更加充分釋放出更大的熱能。本實(shí)施例在反應(yīng)爐122靠近高溫燃燒室123的一端設(shè)置的燃料入口121處設(shè)置有霧化件129,通過霧化件129的霧化作用使得原油燃料能夠以小液滴的方式在高溫燃燒室123內(nèi)進(jìn)行燃燒,這樣燃燒的方式能夠使原油燃料的燃燒更加充分,最大限度的釋放原油的燃燒熱能,達(dá)到了降低能耗以及提高燃料利用效率的目的。
更進(jìn)一步地,為了使霧化件129的霧化效果獲得較佳的效果,霧化件129采用噴油嘴。需要說明的是,由于原油的粘稠度相對較高,因此噴油嘴的噴孔直徑設(shè)置為1.6-2.6mm,優(yōu)選地,噴孔直徑設(shè)置為2mm。
進(jìn)一步地,為了實(shí)現(xiàn)高溫燃燒室123內(nèi)的高溫氣體能量最大限度傳遞給裂解反應(yīng)室127供原油發(fā)生裂解反應(yīng),本實(shí)施例在高溫燃燒室123靠近高溫氣體傳輸室125的一端設(shè)置了用于加速高溫氣體流速的調(diào)節(jié)孔128,具體地,調(diào)節(jié)孔128沿高溫氣體流動方向逐漸減小,以使得高溫氣體的能量能夠聚集且快速傳遞給需要裂解的原油。因此,調(diào)節(jié)孔128的設(shè)置不但可以充分利用燃料的熱能,提高能量利用效率,而且也在降低能耗的同時,幫助企業(yè)降低炭黑加工成本。
反應(yīng)系統(tǒng)120中發(fā)生裂解反應(yīng)后,反應(yīng)得到的含有炭黑粉的反應(yīng)產(chǎn)物被輸送到收集系統(tǒng)140中利用各種過濾裝置進(jìn)行收集,最終再將收集得到的炭黑粉輸送到造粒干燥系統(tǒng)160進(jìn)行造粒和干燥處理。需要說明的是,請參照圖3,造粒干燥系統(tǒng)160包括造粒預(yù)處理系統(tǒng)162、造粒系統(tǒng)164、造粒輔助系統(tǒng)166以及干燥系統(tǒng)168,并且收集系統(tǒng)140、造粒預(yù)處理系統(tǒng)162、造粒系統(tǒng)164以及干燥系統(tǒng)168依次連通,造粒輔助系統(tǒng)166連通于造粒系統(tǒng)164。
進(jìn)一步地,收集系統(tǒng)140收集得到的炭黑粉被輸送到造粒預(yù)處理系統(tǒng)162后,經(jīng)過除雜和對炭黑粉進(jìn)給量的控制后,進(jìn)一步輸送給造粒系統(tǒng)164的造粒機(jī)進(jìn)行造粒,在造粒機(jī)進(jìn)行造粒的過程中,與造粒系統(tǒng)164相通的造粒輔助系統(tǒng)166會不斷輸送造粒添加劑到造粒機(jī)中,以使得炭黑粉能夠在造粒機(jī)中更好的進(jìn)行造粒,最終,造粒系統(tǒng)164完成整個造粒的任務(wù)后,所造粒得到的炭黑粒被輸送到干燥系統(tǒng)168中進(jìn)行干燥處理,即干燥處理結(jié)束后整個炭黑的加工生產(chǎn)環(huán)節(jié)結(jié)束。
炭黑的加工生產(chǎn)環(huán)節(jié)結(jié)束后,最后一步是對干燥處理過的炭黑粒進(jìn)行包裝,形成最終的產(chǎn)品。具體地,進(jìn)行包裝的過程是在炭黑加工設(shè)備100的儲存包裝系統(tǒng)180中完成的。需要說明的是,請參照圖4,炭黑加工設(shè)備100的儲存包裝系統(tǒng)180包括依次連通的篩選裝置182、除雜裝置184和產(chǎn)品分配包裝系統(tǒng)186,其中,篩選裝置182與造粒干燥系統(tǒng)160相連通接受造粒干燥系統(tǒng)160傳輸來的炭黑粒,除雜裝置184主要對篩選裝置182進(jìn)行篩選后的炭黑粒進(jìn)行進(jìn)一步的除雜,產(chǎn)品分配包裝系統(tǒng)186主要是將上述經(jīng)過篩選除雜后的炭黑粒進(jìn)行最后的分類包裝。
進(jìn)一步地,上述的除雜裝置184主要是對炭黑粒進(jìn)行除鐵銹和鐵粉,其包括的除鐵銹核心裝置為磁選機(jī)。磁選機(jī)是利用其自身的磁力將炭黑粒中混雜的鐵銹和鐵粉進(jìn)行去除的一種裝置,本實(shí)施例為了使其除雜效果更佳,優(yōu)選使用強(qiáng)磁磁選機(jī)。
本實(shí)施例提供的炭黑加工設(shè)備100的工作原理:炭黑加工設(shè)備100正常工作時,首先,罐區(qū)系統(tǒng)110將原油分兩個路徑分別輸送給反應(yīng)爐122的高溫燃燒室123和裂解反應(yīng)室127,進(jìn)而高溫燃燒室123內(nèi)接受罐區(qū)系統(tǒng)110輸送的原油燃料和空氣預(yù)熱器124輸送來的空氣進(jìn)行混合的同時被點(diǎn)燃,釋放出高溫能量且經(jīng)由高溫氣體傳輸室125進(jìn)入到裂解反應(yīng)室127內(nèi),裂解反應(yīng)室127內(nèi)所接受的罐區(qū)系統(tǒng)110輸送的原油在高溫的條件下發(fā)生裂解反應(yīng),生成炭黑粉、碳氧化物、氮氧化物、氫氣和水等產(chǎn)物,這些產(chǎn)物進(jìn)一步地被輸送到與反應(yīng)爐122相通的空氣預(yù)熱器124和尾氣預(yù)熱器126中,其中,空氣預(yù)熱器124能夠利用這些產(chǎn)物所攜帶的大量能量對空氣進(jìn)行預(yù)熱并輸送給高溫燃燒室123幫助原油燃料燃燒;其次,空氣預(yù)熱器124和尾氣預(yù)熱器126會將含有炭黑粉的混合產(chǎn)物輸送給收集系統(tǒng)140,經(jīng)過收集系統(tǒng)140對炭黑粉進(jìn)行收集后,得到的炭黑粉進(jìn)一步被輸送到造粒干燥系統(tǒng)160中進(jìn)行造粒和干燥處理;最后,儲存包裝系統(tǒng)180通過依次連通的篩選裝置182、除雜裝置184和產(chǎn)品分配包裝系統(tǒng)186對造粒干燥后的炭黑粒進(jìn)行產(chǎn)品包裝,即可得到最終的炭黑產(chǎn)品。
本實(shí)施例還提供了一種炭黑加工系統(tǒng),其包括本實(shí)施提供的炭黑加工設(shè)備100。本實(shí)施例提供的炭黑加工系統(tǒng)通過利用炭黑加工設(shè)備100,整體上提升了炭黑加工的工藝效率,降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本,有利于企業(yè)實(shí)現(xiàn)利益最大化。
第二實(shí)施例
請參照圖5,本實(shí)施例提供了本實(shí)施例提供了一種炭黑加工設(shè)備200,其包括了炭黑加工過程中的四個核心部分,即反應(yīng)系統(tǒng)220、收集系統(tǒng)240、造粒干燥系統(tǒng)260和儲存包裝系統(tǒng)280,且反應(yīng)系統(tǒng)220、收集系統(tǒng)240、造粒干燥系統(tǒng)260和儲存包裝系統(tǒng)280依次相通。需要說明的是,炭黑的產(chǎn)生是發(fā)生在反應(yīng)系統(tǒng)220中,炭黑的收集主要是在收集系統(tǒng)240中進(jìn)行,收集后得到的炭黑粉主要是通過造粒干燥系統(tǒng)260進(jìn)行造粒和干燥處理,最終造粒干燥得到的炭黑粒在儲存包裝系統(tǒng)280進(jìn)行包裝。故上述四個核心的系統(tǒng)構(gòu)成了炭黑加工過程一條完整的生產(chǎn)線,對于加快炭黑加工的整體生產(chǎn)效率具有重要作用。需要強(qiáng)調(diào)的是,反應(yīng)系統(tǒng)220內(nèi)的燃料和裂解反應(yīng)原料均來自于罐區(qū)系統(tǒng)110提供的原油。
進(jìn)一步地,本實(shí)施例提供的炭黑加工設(shè)備200與第一實(shí)施例提供的炭黑加工設(shè)備100大致相同,不同之處在于本實(shí)施例提供的炭黑加工設(shè)備200在造粒干燥系統(tǒng)260和反應(yīng)系統(tǒng)220上分別設(shè)置了換熱裝置262和換熱裝置222。
具體地,本實(shí)施例提供的炭黑加工設(shè)備200通過設(shè)置管道將換熱裝置262和換熱裝置222連通,使得換熱裝置262能夠?qū)⒃炝8稍锵到y(tǒng)260中換熱得來的調(diào)溫水輸送到反應(yīng)系統(tǒng)220的換熱裝置222中進(jìn)行能量再利用,從而最終使得炭黑加工設(shè)備200實(shí)現(xiàn)能量利用效率的最大化,故進(jìn)一步促進(jìn)了企業(yè)生產(chǎn)成本的降低。
本實(shí)施例提供的炭黑加工設(shè)備200的工作原理:炭黑加工設(shè)備200與第一實(shí)施例中炭黑加工設(shè)備100的工作原理大致相同,不同之處在于,本實(shí)施例炭黑加工設(shè)備200通過在造粒干燥系統(tǒng)260和反應(yīng)系統(tǒng)220上分別設(shè)置相互連通的換熱裝置262和換熱裝置222,使得換熱裝置262能夠?qū)⒃炝8稍锵到y(tǒng)260中換熱得來的調(diào)溫水輸送到反應(yīng)系統(tǒng)220的換熱裝置222中進(jìn)行能量再利用,從而提高了炭黑加工工藝中的能量使用效率,降低了炭黑加工過程的能耗,使得企業(yè)實(shí)現(xiàn)利益最大化。
綜上所述,本實(shí)用新型提供的炭黑加工設(shè)備通過將反應(yīng)系統(tǒng)、收集系統(tǒng)、造粒干燥系統(tǒng)和儲存包裝系統(tǒng)依次連通,形成了從炭黑的產(chǎn)生收集到造粒包裝的一條完整生產(chǎn)線,整體上提高了炭黑加工過程的效率;通過在高溫燃燒室內(nèi)遠(yuǎn)離燃料入口的一端設(shè)置加快高溫氣體流速的調(diào)節(jié)孔,使高溫氣體的能量能夠聚集且快速傳遞給需要裂解的原油,達(dá)到了充分利用燃料熱能,提高能量利用率的目的。通過設(shè)置換熱裝置提高了炭黑加工工藝中的能量利用率。故包含有上述炭黑加工設(shè)備的炭黑加工系統(tǒng),整體上提升了炭黑加工的工藝效率,降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本,有利于企業(yè)實(shí)現(xiàn)利益最大化。
以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本實(shí)用新型,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。