本實(shí)用新型涉及炭黑制備技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種炭黑生產(chǎn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

炭黑的生成是以液態(tài)或氣態(tài)烴為燃料，在反應(yīng)爐的燃燒室內(nèi)完全燃燒生成高溫燃余氣流傳送到反應(yīng)區(qū)域，與經(jīng)由原料油槍噴入的霧化原料油相碰撞，小部分原料油不完全燃燒以補(bǔ)充不足的熱量，大部分原料油裂解生成炭黑。在急冷段，通過(guò)噴入急冷水使反應(yīng)中止，含水蒸汽的炭黑煙氣經(jīng)過(guò)一系列換熱措施，進(jìn)入收集系統(tǒng)，被收集的粉狀炭黑經(jīng)過(guò)造粒，干燥而成為成品炭黑顆粒。但利用現(xiàn)有的炭黑生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)得到的炭黑的質(zhì)量較低。

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生產(chǎn)系統(tǒng)，此生產(chǎn)系統(tǒng)能夠生產(chǎn)出質(zhì)量較好的炭黑。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

一種炭黑生產(chǎn)系統(tǒng)，其包括油氣總管線、火嘴箱、空氣管線、原料油管線、原料油槍、反應(yīng)爐、袋濾器、造粒機(jī)和尾氣利用系統(tǒng)，反應(yīng)爐包括依次連接的燃燒段、反應(yīng)段和冷卻控制段，油氣總管線與火嘴箱的一端連通，火嘴箱的另一端與燃燒段連通，空氣管線與燃燒段連通，原料油管線通過(guò)原料油槍與反應(yīng)段連通，冷卻控制段、袋濾器、造粒機(jī)依次連接。

在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，油氣總管線中通有油田伴生氣。

在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，炭黑生產(chǎn)系統(tǒng)還包括用于輸出壓縮空氣以使袋濾器的濾袋外壁附著的炭黑被吹掃的空壓站。

在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，造粒機(jī)的內(nèi)腔壁上設(shè)有不銹鋼壁層。

在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，炭黑生產(chǎn)系統(tǒng)還包括造粒儲(chǔ)水罐和裝有氫氧化鈉溶液的堿液罐，造粒儲(chǔ)水罐的一端與造粒機(jī)連接，另一端與堿液罐連接。

在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，尾氣利用系統(tǒng)包括連接于產(chǎn)生尾氣的各工藝段的多個(gè)尾氣管線、冷卻設(shè)備、氣液分離器和多個(gè)濾網(wǎng)，尾氣管線、冷卻設(shè)備和氣液分離器依次連接，氣液分離器的氣體出口通過(guò)連接管線與燃燒段連通，冷卻設(shè)備的內(nèi)部的頂部設(shè)有噴頭和水管，水管的一端與噴頭連接，另一端與冷卻設(shè)備外的水箱連接，多個(gè)濾網(wǎng)均設(shè)置于連接管線內(nèi)，濾網(wǎng)的網(wǎng)孔直徑均為100～200目。

在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，每個(gè)連接管線包括M個(gè)柱形段和N個(gè)沙漏形段，M個(gè)柱形段和N個(gè)沙漏形段間隔式首尾連接，濾網(wǎng)的個(gè)數(shù)與沙漏形段的個(gè)數(shù)相同，濾網(wǎng)均設(shè)置于沙漏形段的中間位置，M＝N+1，M、N均為大于零的整數(shù)。

在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，以氣液分離器的氣體出口到燃燒段的方向開(kāi)始計(jì)算濾網(wǎng)的個(gè)數(shù)，第N個(gè)濾網(wǎng)上設(shè)有加熱線圈。

在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，原料油槍包括套管型的內(nèi)管、外管和外支管，內(nèi)管的一端與原料油管線連接，外管的一端通過(guò)管線與火嘴箱連接，內(nèi)管的另一端、外管的另一端均與反應(yīng)段連通，外支管的一端連接于外管的外表面并與外管的內(nèi)部連通，外支管的另一端朝向內(nèi)管的管口的正下方，內(nèi)管的管口為內(nèi)管的與反應(yīng)段連通的一端的管口。

在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，外支管的另一端與內(nèi)管的管口之間的間距為22～28cm，內(nèi)管的管口為內(nèi)管的與反應(yīng)段連通的一端的管口。

本實(shí)用新型實(shí)施例的炭黑生產(chǎn)系統(tǒng)的有益效果是：油氣總管線中的油氣進(jìn)入火嘴箱處理后，再通入反應(yīng)爐，來(lái)自空氣管線的空氣也進(jìn)入反應(yīng)爐的燃燒段，在反應(yīng)爐的燃燒段，經(jīng)火嘴箱處理得到的天然氣與空氣旋轉(zhuǎn)混合，一部份天然氣燃燒放出熱量，供另一部份天然氣和原料油管線通入的原料油裂解生成炭黑。炭黑煙氣經(jīng)冷卻控制段進(jìn)行降溫，再進(jìn)入袋濾器，然后經(jīng)造粒機(jī)造粒，得到炭黑產(chǎn)品。而尾氣則通過(guò)尾氣利用系統(tǒng)進(jìn)行回收利用。

本實(shí)用新型提供的炭黑生產(chǎn)系統(tǒng)，能夠制得質(zhì)量較好的炭黑產(chǎn)品。

附圖說(shuō)明

為了更清楚的說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的炭黑生產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的炭黑生產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的炭黑生產(chǎn)系統(tǒng)的局部示意圖。

圖標(biāo)：100-炭黑生產(chǎn)系統(tǒng)；101-油氣總管線；102-空氣管線；103-原料油管線；104-原料油槍?zhuān)?05-反應(yīng)爐；106-火嘴箱；107-袋濾器；108-造粒機(jī)；109-尾氣利用系統(tǒng)；110-燃燒段；111-反應(yīng)段；112-冷卻控制段；113-尾氣管線；114-冷卻設(shè)備；115-氣液分離器；116-連接管線；200-炭黑生產(chǎn)系統(tǒng)；201-濾網(wǎng)；202-柱形段；203-沙漏形段；204-內(nèi)管；205-外管；206-外支管。

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(duì)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(lái)布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對(duì)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(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)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(hào)和字母在下面的附圖中表示類(lèi)似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)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(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“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(shí)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(jiǎn)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(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本實(shí)用新型的描述中，還需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“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(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)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(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

實(shí)施例一

圖1示出了本實(shí)施例提供的炭黑生產(chǎn)系統(tǒng)100，包括油氣總管線101、火嘴箱106、空氣管線102、原料油管線103、原料油槍104、反應(yīng)爐105、袋濾器107、造粒機(jī)108和尾氣利用系統(tǒng)109，反應(yīng)爐105包括依次連接的燃燒段110、反應(yīng)段111和冷卻控制段112，油氣總管線101與火嘴箱106的一端連通，火嘴箱106的另一端與燃燒段110連通，空氣管線102與燃燒段110連通，原料油管線103通過(guò)原料油槍104與反應(yīng)段111連通，冷卻控制段112、袋濾器107、造粒機(jī)108依次連接。

本實(shí)施例中，油氣總管線101中通有油田伴生氣，油田伴生氣經(jīng)過(guò)濾除塵后進(jìn)入火嘴箱106，經(jīng)火嘴箱106處理后，進(jìn)入反應(yīng)爐105的燃燒段110的氣體可以稱作天然氣。

本實(shí)施例中，尾氣利用系統(tǒng)109包括連接于產(chǎn)生尾氣的各工藝段的四個(gè)尾氣管線113、用于給尾氣降溫的冷卻設(shè)備114和分離出氣體和水的氣液分離器115，尾氣管線113、冷卻設(shè)備114和氣液分離器115依次連接，氣液分離器115的氣體出口通過(guò)連接管線116與燃燒段110連通，冷卻設(shè)備114的內(nèi)部的頂部設(shè)有噴頭和水管，水管的一端與噴頭連接，另一端與冷卻設(shè)備114外的水箱連接。在炭黑生產(chǎn)過(guò)程中，各段工藝得到的炭黑尾氣的含水量為38～41％，本實(shí)施例中，將尾氣管線113與冷卻設(shè)備114、氣液分離器115等連接，冷卻設(shè)備114實(shí)際上就是冷卻罐，其中設(shè)有噴頭和水管，炭黑尾氣通入冷卻設(shè)備114中，就會(huì)被噴頭噴出的水降溫，高溫尾氣經(jīng)一定程度的降溫后進(jìn)入氣液分離器115，水蒸氣被分離出，得到氣體，此時(shí)氣體仍然具有一定的熱量，再通過(guò)連接管線116導(dǎo)回反應(yīng)爐105中，如此，就能夠?qū)Ψ磻?yīng)爐105進(jìn)行預(yù)熱，為之后的反應(yīng)做好環(huán)境條件的準(zhǔn)備。而且，此種方式將尾氣進(jìn)行再利用，有效的利用了熱源，提高了尾氣的經(jīng)濟(jì)性，也方便了工業(yè)生產(chǎn)。

本實(shí)施例中，四個(gè)尾氣管線113來(lái)自于不同的工藝段，也就是說(shuō)，整個(gè)炭黑生產(chǎn)過(guò)程中，只要有尾氣產(chǎn)生，就可以利用尾氣管線113將尾氣導(dǎo)入冷卻設(shè)備114中，進(jìn)行尾氣利用。

本實(shí)施例中，并未對(duì)火嘴箱106、空氣管線102、反應(yīng)爐105、袋濾器107等設(shè)備做過(guò)多介紹，因?yàn)檫@些設(shè)備本身是現(xiàn)有的，各結(jié)構(gòu)不再贅述。本實(shí)施例的重點(diǎn)是將這些設(shè)備進(jìn)行上述連接，并且用于生產(chǎn)炭黑，這是本實(shí)施例的發(fā)明點(diǎn)。

實(shí)施例二

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例提供的炭黑生產(chǎn)系統(tǒng)還包括用于輸出壓縮空氣以使袋濾器107的濾袋外壁附著的炭黑被吹掃的空壓站(圖未示)。當(dāng)炭黑進(jìn)入袋濾器107，附在袋濾器107的濾袋外壁上的炭黑可以用來(lái)自空壓站的壓縮空氣周期性脈沖吹掃，使炭黑落入袋濾器107的下箱體中，然后送入風(fēng)送系統(tǒng)。

本實(shí)施例中，造粒機(jī)108的內(nèi)腔壁上設(shè)有不銹鋼壁層。造粒過(guò)程會(huì)對(duì)造粒機(jī)108的鐵的內(nèi)壁產(chǎn)生銹蝕，產(chǎn)生的鐵銹還會(huì)混入產(chǎn)品中，影響產(chǎn)品質(zhì)量，而不銹鋼壁層的設(shè)置，一方面能夠有效降低造粒機(jī)108受到的腐蝕程度，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，另一方面，能夠降低造粒得到的產(chǎn)品中的鐵銹含量。

炭黑生產(chǎn)系統(tǒng)還包括造粒儲(chǔ)水罐(圖未示)和裝有氫氧化鈉溶液的堿液罐(圖未示)，造粒儲(chǔ)水罐的一端與造粒機(jī)108連接，另一端與堿液罐連接。造粒機(jī)108造粒時(shí)，需要造粒儲(chǔ)水罐來(lái)提供水，而設(shè)置與造粒儲(chǔ)水罐連接的堿液罐，就能夠利用堿液罐中的氫氧化鈉溶液來(lái)調(diào)整輸入造粒機(jī)108的溶液的pH值，進(jìn)而調(diào)整造粒得到的產(chǎn)品的pH值。如此，就可以生產(chǎn)制造pH值不同的炭黑，以適應(yīng)市場(chǎng)不同的需求。

實(shí)施例三

經(jīng)過(guò)尾氣利用系統(tǒng)109的冷卻設(shè)備114中水的冷卻降溫，沖刷過(guò)程中已同時(shí)除去尾氣中夾雜的大部分固體雜質(zhì)，但因?yàn)樘亢谖矚馔ㄈ肓看?，而尾氣在冷卻設(shè)備114中的停留時(shí)間又較短，所以即使經(jīng)過(guò)冷卻除濕，得到的氣體中仍然可能殘存有少量的固體雜質(zhì)。加之冷卻除濕后的氣體會(huì)繼續(xù)通過(guò)較長(zhǎng)的管線、通道，而設(shè)備管線通道內(nèi)(特別是使用年限較長(zhǎng)的設(shè)備、管線)也可能存在一些微小固體雜質(zhì)，在氣體流動(dòng)過(guò)程中，就可能將這些微小固體雜質(zhì)攜帶，最終進(jìn)入反應(yīng)爐105中，影響生成的炭黑的質(zhì)量。所以，在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，圖2示出了本實(shí)施例提供的炭黑生產(chǎn)系統(tǒng)200，其中，尾氣利用系統(tǒng)還包括三個(gè)濾網(wǎng)201，三個(gè)濾網(wǎng)201均設(shè)置于連接管線116內(nèi)，濾網(wǎng)201的網(wǎng)孔直徑均為140目。設(shè)置了網(wǎng)孔直徑非常小的濾網(wǎng)201，就能夠?qū)鋮s除濕后的氣體中的固體雜質(zhì)進(jìn)行攔截，過(guò)濾氣體。

每個(gè)連接管線116包括四個(gè)柱形段202和三個(gè)沙漏形段203，四個(gè)柱形段202和三個(gè)沙漏形段203間隔式首尾連接，濾網(wǎng)201均設(shè)置于沙漏形段203的中間位置。也就是說(shuō)，連接時(shí)，是“柱形段202-沙漏形段203-柱形段202-沙漏形段203-柱形段202-沙漏形段203-柱形段202”的連接方式，沙漏形段203的兩端分別連接了兩個(gè)柱形段202，而柱形段202的兩端也分別連接了兩個(gè)沙漏形段203，需要注意的是，因柱形段202為四個(gè)，沙漏形段203為三個(gè)，所以首尾的兩個(gè)柱形段202的其中一端并未連接沙漏形段203，而是分別與氣液分離器115的氣體出口和反應(yīng)爐105連接。沙漏形段203為中間小、兩端大的結(jié)構(gòu)，濾網(wǎng)201就設(shè)置于中間小的位置，也就是瓶頸位置。柱形段202、沙漏形段203以及濾網(wǎng)201的位置設(shè)置，能夠使氣液分離器115分離出的氣體在連接管線116內(nèi)產(chǎn)生不同的流速，在沙漏形段203、也就是接近濾網(wǎng)201時(shí)流速增大，氣體中的固體雜質(zhì)不會(huì)在柱形段202滯留，而被濾網(wǎng)201快速的攔截，如此，也避免了氣體中的固體雜質(zhì)在柱形段202積聚，而柱形段202-沙漏形段203重復(fù)性的結(jié)構(gòu)設(shè)置，就能夠使氣體經(jīng)過(guò)多重過(guò)濾，使進(jìn)入反應(yīng)爐105的氣體中固體雜質(zhì)含量非常少。

上述濾網(wǎng)201個(gè)數(shù)，是以氣液分離器115的氣體出口到燃燒段110的方向開(kāi)始計(jì)算的，第三個(gè)濾網(wǎng)201上設(shè)有加熱線圈。加熱線圈盤(pán)繞在濾網(wǎng)201上。當(dāng)氣體經(jīng)過(guò)冷卻設(shè)備114后，其溫度得到降低，而因氣體還需經(jīng)過(guò)氣液分離器115以及幾重過(guò)濾，在此過(guò)程中，其溫度會(huì)進(jìn)一步降低，這就可能導(dǎo)致進(jìn)入反應(yīng)爐105的氣體的熱量不夠烘爐，所以，在第三個(gè)濾網(wǎng)201上設(shè)置加熱線圈，就能夠使過(guò)濾的氣體得到加熱，再進(jìn)入反應(yīng)爐105中，為預(yù)熱爐體做好準(zhǔn)備。

本實(shí)施例中，參見(jiàn)圖3，炭黑生產(chǎn)系統(tǒng)200的原料油槍104包括套管型的內(nèi)管204、外管205和外支管206，內(nèi)管204的一端與原料油管線103連接，外管205的一端通過(guò)管線與火嘴箱106連接，內(nèi)管204的另一端、外管205的另一端均與反應(yīng)段111連通，外支管206的一端連接于外管205的外表面并與外管205的內(nèi)部連通，外支管206的另一端朝向內(nèi)管204的管口的正下方，內(nèi)管204的管口是指內(nèi)管204的與反應(yīng)段111連通的一端的管口。也就是說(shuō)，外支管206中也通天然氣，其天然氣出氣口朝向內(nèi)管204的正下方。當(dāng)原料油噴入反應(yīng)爐105時(shí)，其從原料油槍104噴出時(shí)形成油滴霧化，實(shí)現(xiàn)一次霧化，由于通天然氣的外支管206的管口朝向了內(nèi)管204正下方，所以，當(dāng)一次破碎的油滴繼續(xù)下落時(shí)，又因外支管206噴出的天然氣實(shí)現(xiàn)二次霧化，破碎成更細(xì)小的油滴，這些油滴進(jìn)入反應(yīng)爐105中，受高溫高速氣流的剪切再一次分散為更小的油滴，實(shí)現(xiàn)三次霧化。二次霧化彌補(bǔ)了因油滴在高溫高速氣流中分散時(shí)間段而造成的迅速的“硬碳核”的增長(zhǎng)，有效降低了其結(jié)焦的量，也因?yàn)槎戊F化、三次霧化的時(shí)間短，所以油滴重量不會(huì)過(guò)于小，而被氣流帶到后部，成為篩余物。外支管206的設(shè)置，能夠提高炭黑的產(chǎn)量，也能降低原料損耗。

本實(shí)施例中，外支管206為四個(gè)，四個(gè)外支管206環(huán)繞外管205周向排列。多個(gè)外支管206環(huán)繞設(shè)置，能夠使霧化效果更好。

外支管206的另一端與內(nèi)管204的管口之間的間距為22～28cm，所說(shuō)的內(nèi)管204的管口為內(nèi)管204的與反應(yīng)段111連通的一端的管口。此種間距，為原料油一次霧化之后，進(jìn)行二次霧化的最佳的距離。

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(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，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)。