导电炭黑分类、生产工艺及设备55
炭黑分类 （1）、按制造方法分类 按制造方法可将炭黑分为接触法炭黑、炉法炭黑、和热解法炭黑三类，其接触法炭黑按原料和生产过程不同分为槽法炭黑、槽法混气炭黑（也称混气炭黑和粗 炭黑和滚筒法炭黑三种。 （2）、按用途和使用特点分类 按用途和使用特点也可以把炭黑分为三类：橡胶用炭黑、色素炭黑和导电炭黑，其中橡胶用炭黑根据其使用特点，如：操作工艺性能、制品的耐磨和补强性等又可分为快压出炭黑、高空伸炉黑、半补强炉黑，通用炉黑等。 炭黑的生产过程和主要设备 一、工艺流程 经脱水和预热的原料油，呈汽化或半汽化状进入反应炉中，天然气或煤气经风机升压，输送至炭黑反应炉，由切向喷入，空气由空气风机升压，在空气预热器下，使其预热到350摄氏度进入反应炉，供雾化原料和助燃用，原料油雾滴在1500-1600摄氏度，高温燃余气中，经一系列换热设备，冷却至450摄氏度，送入旋风分离器和滤袋器中，以便炭黑和燃余气分离，从袋虑器排出的尾气，可用作锅炉燃料，产生蒸气或带动汽轮机发电，这样既节省了部分能源，也使生产效率有了一定的提高。 往风分离器11和袋滤器12收集的炭黑，经风筛机除去杂质后，由风送系统送入造粒2段，粉状炭黑经造粒机13造粒后，由埋刮板输送机20和斗式提升机14经磁选机16后送入炭黑贮仓，贮仓中的炭黑，经自动称量机21称量，以纸袋方式包装。 1、操作要领 生产操作要领主要包括，开气前的准备、开气顺序、正常停气操作和故障处理等。 开汽前的准备 ⑴、新炉需要按条件升温到一定温度（1750摄氏度）左右，旧炉炉温要达1000-1200摄氏度以上。 ① 、检查各岗位设备、管线、阀门、和仪表是否正常 ②、检查油嘴、水嘴的雾化情况，流量是否符合工艺要求 ③、开动油泵、原料油经计量罐循环，管式炉点火，预热原料 ④、打开鼓风机放空阀，启动鼓风机，使空气通入空气预热器中 ⑵、检查油预热器出口的油温是否达到工艺要求 ⑶、开气顺序 ①、打开放空压盖（或水封帽） ②、废热锅炉给水 ③、安装好缺向喷热器，通入夹套冷却水 ④、通入切向风，火把放入炉内并通入切向燃料 ⑤、先少量通入轴向风，安正油枪，逐渐加大风量和油量 ⑥、启动送风机、联控装臵、袋滤器、筛选机、磁选机、造粒机、 埋刮板输送机、斗式提升机和尾气风机 ⑦、当炉后已升温到一定程度后，适当调整急冷水量，盖好放空 压盖 ⑷、停气操作 ①、炉前回流旁通阀全开，关闭轴向油阀，停止进油，轴向风放空，取出油喷枪，抽出冷水嘴。 ②、打开煤气风机回流阀，关闭切向煤气阀 ③、打开空气风机放空阀，关闭切向风阀 ④、用石棉绳或橡胶石绵板堵住反应炉口，使炉内缓慢降温 ⑤、打开空气预热器放空阀，关闭尾气风机进口蝶阀 ⑥、切断空气风机、夹套水泵、废热锅炉上水泵、煤气风机电源 ⑦、将管式炉各看火门空气调节门，烟囱翻板全部打开 ⑧、用蒸汽吹扫所有油管线，待设备冷却后，放净所有夹套和管路中的水 ⑸、断电操作 ①、迅速关闭反应炉切向煤气阀和管式炉燃料气阀 ②、关闭入炉油阀，打开油回流旁通阀，关闭入炉轴向和切向风阀，取出油喷枪 ③、用蒸汽吹扫管式炉对流断和辐射段油管，蒸汽连续通入，再抽出急冷水喷嘴 ④、将总空阀烟囱翻板，防爆孔全部打开，关闭空气风机出口阀⑤、切断各电源 ⑹、断水操作 ①、打开炉前油回流旁通阀，关闭轴向入炉油阀，轴向放风空，取出油枪，抽出急冷水喷嘴 ②、打开煤气风机回流阀，和空气风机放空阀，关闭切向煤气阀和切向风阀 ③、减少炉内燃料供给并用石棉绳或橡胶石棉板堵住反应炉口，使炉温缓慢下降 ④、打开空气预热器放空阀，关闭尾气风机进口蝶阀 2、原料油 炭黑原料油主要分石油和煤焦油等两类，煤焦油等油料，如油、防腐油等历来是理想的炭黑原料，用这种油料生产的炭黑，收率较高，质量较好 。但随着炭黑需求增加，原料有需要量剧增，煤焦油等油量在数量上远远满足不了需求，为了寻求更多资源和充分利用资源，需要专门加工或从石油化工副产油料中寻找合适的石油等油料。炭黑原料油是复杂的碳氢化合物，芳香烃含量是炭黑原料油重要的质量指标，为了降低炭黑成本，炭黑工业应尽量选用廉价的高芳烃原料。由于我国炼产多为燃料油型，催化裂化油浆，催化裂化循环油和催化裂化澄清油料外，目前世界上广泛采用溶剂抽提法，热烈化法专门生产石油等炭黑原料油，随着石油化工技术的发展，乙烯焦油也是炭黑原料的重要来源。
3、主要设备 ⑴反应炉 生产超耐磨和高耐磨炉黑的反应炉主要有单室炉和双室炉两种 ① 单室炉 单室炉是一种卧式圆柱形反应炉，其内径为300-600毫米，长3000-3800毫米。典型的单空炉结构如图所示，图反应炉壳体是由普通碳素钢板剪制而成，壳体内砌有耐火材料，通常内层用刚玉砖，外层用高铅砖和粘土砖砌筑，炉子寿面取决于耐火材料的性质。 ② 双室炉 双室炉也是一种卧式圆柱形反应炉如图所示，其炉壳也是由普通碳素钢板卷制而成，与单室炉不同的是，炉子分为两个室，即燃烧室和反应室，燃烧室的直径较大而长度较小，沿燃烧室的切向方向设臵两个通道，以通入气体燃料或液体燃料和空气，这样在燃烧室中，形成高温旋转气流。原料油和雾化空气，从反应炉的轴向通入，经过燃烧室时，受到激烈的混合，吸收高温旋流的热能，使原料油雾达到裂解反应温度，然后在反应室中裂解，生成炭黑，其炭黑质量与收率均比单室炉高。 双室炉炉壳内，通常砌筑几层耐火和保温材料，反应炉的尺寸一般采用，燃烧室直径是其自身长度的3倍：反应室直径等于燃烧室长度，反应室长度是其自身直径的10倍，目前，切向通入气体燃料的双室炉，大都为燃烧室800*300毫米，反应室300*3000毫米。 ⑵、旋风分离器 ①、结构及工作原理 炭黑工业所用的旋风分离器，按其用途分可分为回收旋风分离器和风送旋风分离器两种。前者主要用做预收尘设备，串联于袋滤器之前，旋风分离器主要由三部分组成，上部为涡流式，中部为集尘锥体，下部为贮斗，其构造和工作原理如图所示，涡流室呈涡牛状柱体，没有烟气出口和入口。集尘锥体是气一固分离的主要部位，利用离心力作用，使烟气中的炭黑沉降。当烟气沿入口进入涡流室后，呈旋转运动，达到锥体部分时，由于旋转半径逐渐减小，气流速度则逐渐增大，炭黑粒子在离心力的作用下，抛向器壁。当炭黑粒子与器壁接触后便失去惯性而靠重力沿壁面下落，当烟气分离，经锥体落入贮斗中，旋转下降的升旋烟气流随圆锥的收缩向旋风分离器的靠拢，气流达到锥体下端时反转上升，形成一股自下向上的螺旋线运动，经顶部内圆筒向外排出。 ②、结构尺寸 通常进入旋风分离器的温度控制在400摄氏度左右，工作压力300-400毫米水柱。实践证明旋风分离器的烟气进口速度尽可能选择12-16米/秒，旋风分离器的气体进口速度过低，离心力太小，分离效果不好，速度过高，则设备阻力增大。 ③、故障及其排除 出灰口堵塞 旋风分离器下部的贮斗，因保温不好使烟气中的水蒸气凝结，导致炭黑的架桥、结块，往往使出灰口堵塞。解决它的根本办法是在设计时，其贮斗采用蒸汽夹套保温 壳体出现小孔 由于旋风分离器制作时，焊接质量不佳，在焊缝中出现小孔，会破坏旋风分离气流的正常运动，降低收集效率。如果发现小孔，需要进行补焊，。如果由于烟气腐蚀出现小孔并逐渐扩大，则不宜焊补，需要大修或更换设备 ⑶、螺旋输送器 螺旋输送器是一种常用的粉体连续输送设备，优点是构造简单，在机槽斗部除了传动装臵斗，不再有传动部件，占地面积小，容易密封、管理、维护，操作简单，便于多点装料和多点卸料，缺点是运行阻力大，这些阻力主要是机槽与螺旋叶片之间，螺旋面与物料之间，机槽与物料之间等，一般比其他输送机的动力消耗大，而且机件磨损较快，因此不予输送块状，磨 性大的物料，由于摩擦大，所以输送过程中物料有较大的粉碎作用，因此需要保持粒度一定的物料不宜用这种输送机，由于各部件有较大的磨损，所以这种输送设备只用于较低和中等生产率的生产中，且输送距离不宜太长。 炭黑工业应用的螺旋输送器，直径一般为200-500毫米，转轴经减建器有电机驱动，转速常为30-60转/分，在输送炭黑的过程中，对炭黑有压缩作用，用向造粒机输送粉状炭黑，有助于驱出部分吸附气体，提高成立机的效率， ⑷ 、埋刮板输送机 ①、特点 在炭黑工业输送炭黑的过程中造粒炭黑受到刮板链条沿运动方向的压力及物料自身重力的作用，在物料间产生了内摩擦力，这种摩擦力保证了炭黑粒子之间的稳定状态，便是以克服物料在机槽中移动而产生的外摩擦阻力，使物料形成连续料流而被输送。主要特点是：物料在机壳内封闭运输，扬尘少，布臵灵活，可多点装料和卸料，设备结构简单，运行平稳电耗低，水平运输长度可达80-100m，垂直高度可达20-30m。 ②、工作原理 埋刮板输送机有两个部分的封闭料槽，一部分用于工作分支，另一部分用于回程分支，固定有刮板的无端链条分别绕在头部的驱动链轮和尾部的张紧链轮上，如图所示： 物料在输送时并不由各个刮板一份一份的带动，而是以充满料槽整个工作断面或大部分断面的连续流的形式运动，这种连续牵引物料过程分析如下： 水平输送时埋刮板输送机槽道中的物料受到刮板在运动方向的压力及物料本身质量的作用，在散体内部产生摩擦力，这种内摩擦力保证了散体层之间的稳定状态，并大于物料在槽道中滑动而产生的外摩擦阻力，使物料形成了连续整体的料流而被输送。 以上是小编为您介绍的导电炭黑的相关知识，如您有相关的疑问和需求欢迎致电联系。 |
