一种炭黑烟气余热回收系统的制作方法

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1.本实用新型属于化工生产技术领域，涉及一种炭黑烟气余热回收系统。

背景技术：

2.炉法是生产炭黑方法中最常见的方法，炭黑烟气自反应炉生成后途径空气预热器、余热回收器、原料油预热器后烟气温度约460℃，后续通过主袋滤器和负压管线进入收集系统，而主袋滤器和负压管线运行状态直接决定生产能否正常进行，主袋滤器的作用是将炭黑烟气分离成炭黑和尾气，压力要求为微正压，温度要求为不超过230℃，当温度大于230℃时，滤袋存在高温损坏隐患，造成环境风险。当温度处于130-180℃时为炭黑尾气酸露点，对箱体腐蚀性较大，在正常生产情况下，烟气温度应处于180-230℃之间。收集后的炭黑经负压管线输送至收集装置，输送性能取决于炭黑含水量及送风温度，当送风温度过低时，炭黑中水蒸汽逐渐由气态凝结成液态，与炭黑同时粘附于管道内壁，逐渐出现管道内径变小，输送风机入口压力、主袋箱体压力同时升高，主袋下料越来越困难，振打效果越差，长时间运行将出现滤袋灌肠现象，导致主袋滤器失去收集效果，被迫停产，需要人工处理，不仅造成环境污染，同时增加了维修人员的工作量以及对身体的危害性增加，造成人力、物力的浪费。
3.炭黑烟气自反应炉生成后途径空气预热器、余热回收器、原料油预热器后烟气温度约460℃，由于主袋滤器滤袋材质为p84覆膜滤袋，耐温要求小于230℃，为满足设备正常运行，在原料油预热器与主袋箱体之间设置二次急冷装置，其原理为喷入雾化水与炭黑烟气混合降低温度至230℃以下，满足工艺需求，但喷入大量冷却水导致烟气含水量增加，同时与烟气中的so2形成硫酸和亚硫酸，对设备及管线腐蚀性增加，降低设备使用寿命，以及对检修门等硬密封装置腐蚀更为严重，造成炭黑尾气外泄，对外部保温产生腐蚀，影响设备管理效果，同时尾气外泄造成环境污染。
4.负压管线是炭黑经主袋滤器传送至粉碎机的主要设施，炭黑自主袋箱体收集后温度约175℃，负压管线入口空气温度为常温，夏季约20℃，冬季约-15℃，当炭黑进入负压管线与常温空气接触后，自身携带水蒸气迅速凝结成水，在传送过程中与管壁接触后附着于管壁，逐渐出现管道内径变小，输送风机入口压力、主袋箱体压力同时升高，主袋下料越来越困难，振打效果越差，长时间运行将出现滤袋灌肠现象，导致主袋滤器失去收集效果，被迫停产。
5.生产用余热锅炉及平衡罐，主要作用是利用炭黑烟气热量将软化水加热形成蒸汽，提供现场工艺及伴热使用，在运行过程中加入的软化水为20℃左右的常温水，一方面在注水过程中对设备存在急冷急热现象，影响设备使用寿命，另一方面水温过低，影响热效率的发挥。
6.尾气燃烧炉用氧气为专用风机将室外空气经过滤后通入炉内与炭黑尾气混合燃烧，使用常温空气对燃烧效率存在一定限制，特别是冬季室外温度在-20℃以下影响更为明显。
7.目前，反应炉生产的炭黑烟气温度约为850℃，分别流经空气预热器、余热锅炉、原料油预热器后温度降低为460℃，而主袋滤器设备工艺要求为入口烟气温度应处于180-230℃之间，温度过高对主袋滤器滤袋存在高温损坏风险，影响设备设施使用寿命。为满足该生产工艺，各企业均采用二次急冷装置喷入急冷水对烟气降温，一方面增加了炭黑烟气含水量，影响产品质量，同时与烟气中的二氧化硫元素反应形成硫酸、亚硫酸等腐蚀性介质，影响设备使用寿命。另一方面使用急冷水降温，浪费水资源。

技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种炭黑烟气余热回收系统，解决了炭黑烟气生成后利用率不高，且容易影响设备设施使用寿命的问题。
9.为此，本实用新型采取以下技术方案：
10.一种炭黑烟气余热回收系统，包括余热锅炉，所述余热锅炉的出汽口通过管道依次与原料油预热器、二次急冷装置、第一空气预热装置、软化水预热装置、第二空气预热装置和主袋滤器相连接，所述余热锅炉的入水口通过管道依次与平衡罐、第一闸阀与软化水预热装置的出口相连接，所述软化水预热装置的进口通过管道与第二闸阀、软化泵相连接，所述第一闸阀、第二闸阀通过管道相连通，且二者之间设有第三闸阀。
11.进一步地，所述第一空气预热装置的入口处设有第一过滤装置，所述第一空气预热装置的出口处通过管道与第一蝶阀、第二蝶阀、尾气炉供风机和尾气燃烧炉相连接。
12.进一步地，所述主袋滤器的出口处设有负压管道，且二者呈连通状态。
13.进一步地，所述第二空气预热装置的入口处设有第二过滤装置，所述第二空气预热装置的出口与负压管道相连通，且二者之间设有第三蝶阀。
14.进一步地，所述负压管道的端部设有第三过滤装置，且二者之间设有第四蝶阀。
15.本实用新型的有益效果在于：
16.本实用新型本通过在原料油预热器出口与主袋滤器设备中间管道区域加装换热装置，分别连接至负压管道、尾气炉供风机、平衡罐等设备，并分别安装阀门，控制各管道温度，保障生产工艺，同时经换热后的烟气温度大幅降低，减少了二次急冷水用量，间接降低酸性气体生成量，提高设备使用寿命，同时降低环境风险。
附图说明
17.图1为本实用新型的结构示意图。
18.图中，1-余热锅炉，2-原料油预热器，3-二次急冷装置，4-第一空气预热装置，5-软化水预热装置，6-第二空气预热装置，7-主袋滤器，8-平衡罐，9-第一闸阀，10-第二闸阀，11-软化泵，12-第三闸阀，13-第一过滤装置，14-第一蝶阀，15-第二蝶阀，16-尾气炉供风机，17-尾气燃烧炉，18-负压管道，19-第二过滤装置，20-第三蝶阀，21-第三过滤装置，22-第四蝶阀。
具体实施方式
19.下面结合附图与实施方法对本实用新型的技术方案进行相关说明。
20.如图1所示，一种炭黑烟气余热回收系统，包括余热锅炉1，余热锅炉1的出汽口通
过管道依次与原料油预热器2、二次急冷装置3、第一空气预热装置4、软化水预热装置5、第二空气预热装置6和主袋滤器7相连接，余热锅炉1的入水口通过管道依次与平衡罐8、第一闸阀9与软化水预热装置5的出口相连接，软化水预热装置5的进口通过管道与第二闸阀10、软化泵11相连接，第一闸阀9、第二闸阀10通过管道相连通，且二者之间设有第三闸阀12。具体地，在正常生产过程中，关闭第三闸阀12，打开第一闸阀9和第二闸阀10，软化水经软化水泵11加压后通过软化水预热装置5预热后进入平衡罐2再流至余热锅炉1形成蒸汽，提供现场使用，以进一步提高蒸汽形成效率，同时避免平衡罐设备进入冷水引起的急冷急热水击现象对设备使用寿命的影响，有效降低平衡罐设备因水击现象引起的震动，保障设备的稳定运行。
21.第一空气预热装置4的入口处设有第一过滤装置13，第一空气预热装置4的出口处通过管道与第一蝶阀14、第二蝶阀15、尾气炉供风机16和尾气燃烧炉17相连接。具体地，在正常生产过程中，通过调整第一蝶阀14和第二蝶阀15开度，综合考虑进入风机空气温度，在保证风机轴承温度小于70℃的前提下，最大限度提高空气温度，提高尾气燃烧炉17燃烧效果及换热效率，减少尾气投入量，降低能源消耗。
22.另外，主袋滤器7的出口处设有负压管道18，且二者呈连通状态；第二空气预热装置6的入口处设有第二过滤装置19，第二空气预热装置19的出口与负压管道18相连通，且二者之间设有第三蝶阀20；负压管道18的端部设有第三过滤装置21，且二者之间设有第四蝶阀22；具体地，在正常生产过程中，通过调整第三蝶阀20和第四蝶阀22开度，综合考虑进入负压管道温度，控制风送管道温度在180-230℃之间，有效避免送风温度处于炭黑尾气酸露点130-180℃时对管道的腐蚀影响，并且在温度提高的同时，避免因送风温度过低时，炭黑中水蒸汽逐渐由气态凝结成液态，与炭黑同时粘附于管道内壁，逐渐出现管道内径变小，影响输送效果。
23.本实用新型使用过程如下，600℃炭黑烟气经余热锅炉1、原料油预热器2后温度降至460℃，通过二次急冷装置3喷入冷却水量控制后部烟气温度，烟气经过空气换热装置4，空气经过滤装置13过滤、空气换热装置4提升温度后使用第一蝶阀14、第二蝶阀15调节空气温度后经离心通风机16送入尾气燃烧炉17参与燃烧，烟气经过软化水换热装置5，软化水通过软化水泵11加压后通过软化水换热装置5提高软化水温度后调节第一闸阀9、第二闸阀10、第三闸阀12开度，控制流入平衡罐8的软化水温度、流量，后进入余热锅炉1进行汽化反应，烟气经过空气换热装置6，空气经过滤装置19过滤、空气换热装置6提升温度后与空气经过滤装置21过滤后的空气使用第三蝶阀20、第四蝶阀22调节风量及混合温度后进入负压管线18，保持恒温输送，烟气最后进入主袋滤器7，此时温度应处于180-230℃，根据反馈的温度调节二次急冷装置3的急冷水流量，满足正常生产工艺需求，达到预期目的。

技术特征：

1.一种炭黑烟气余热回收系统，其特征在于，包括余热锅炉，所述余热锅炉的出汽口通过管道依次与原料油预热器、二次急冷装置、第一空气预热装置、软化水预热装置、第二空气预热装置和主袋滤器相连接，所述余热锅炉的入水口通过管道依次与平衡罐、第一闸阀与软化水预热装置的出口相连接，所述软化水预热装置的进口通过管道与第二闸阀、软化泵相连接，所述第一闸阀、第二闸阀通过管道相连通，且二者之间设有第三闸阀。2.根据权利要求1所述的一种炭黑烟气余热回收系统，其特征在于，所述第一空气预热装置的入口处设有第一过滤装置，所述第一空气预热装置的出口处通过管道与第一蝶阀、第二蝶阀、尾气炉供风机和尾气燃烧炉相连接。3.根据权利要求1所述的一种炭黑烟气余热回收系统，其特征在于，所述主袋滤器的出口处设有负压管道，且二者呈连通状态。4.根据权利要求3所述的一种炭黑烟气余热回收系统，其特征在于，所述第二空气预热装置的入口处设有第二过滤装置，所述第二空气预热装置的出口与负压管道相连通，且二者之间设有第三蝶阀。5.根据权利要求3所述的一种炭黑烟气余热回收系统，其特征在于，所述负压管道的端部设有第三过滤装置，且二者之间设有第四蝶阀。

技术总结

本实用新型提供了一种炭黑烟气余热回收系统，包括余热锅炉，所述余热锅炉的出汽口通过管道依次与原料油预热器、二次急冷装置、第一空气预热装置、软化水预热装置、第二空气预热装置和主袋滤器相连接，所述余热锅炉的入水口通过管道依次与平衡罐、第一闸阀与软化水预热装置的出口相连接。本实用新型通过在原料油预热器出口与主袋滤器设备中间管道区域加装换热装置，分别连接至负压管道、尾气炉供风机、平衡罐等设备，并分别安装阀门，控制各管道温度，保障生产工艺，同时经换热后的烟气温度大幅降低，减少了二次急冷水用量，间接降低酸性气体生成量，提高设备使用寿命，同时降低环境风险。风险。风险。