炭黑生產(chǎn)基本工藝

叮叮小文庫炭黑生產(chǎn)工藝過程：（部分）工藝技術方案4.1炭黑工藝技術方案的選擇4.1.1原料路線確定的原則和依據(jù)原料路線確定的原則首先是原料油質(zhì)量能滿足擬建裝置的工藝要求，生產(chǎn)的炭黑質(zhì)量好，收率高；其次是來源渠道多，能保證長期供應；三是價格便宜；四是貯運和加工方便。炭黑行業(yè)對原料油的質(zhì)量要求是：芳烴含量要高于70或相關指數(shù)（BMCI）120），雜質(zhì)、瀝青類和膠質(zhì)要少。一般來說，蒽油，防腐油，瀝青含量較少的煤焦油和乙烯焦油是較理想的油品。根據(jù)工廠提供的原、燃料供應情況，擬建裝置生產(chǎn)用燃料、原料主要采用煤焦油以及蒽油或兩者的混合油，因此，本項目工藝技術方案采用油-油路線。4.1.2國內(nèi)、外工藝技術概況國內(nèi)炭黑生產(chǎn)技術概況目前，我國炭黑工業(yè)的炭黑生產(chǎn)裝置，大多采用中橡集團炭黑工業(yè)研究設計院于8090年代開發(fā)的新工藝炭黑生產(chǎn)技術，單臺生產(chǎn)能力為0.52.0萬噸/年，在線空氣預熱器的預熱溫度為300650；一部分廠家流程中沒有微米粉碎機等精制設備和廢（次）品回收加工設備；多數(shù)小企業(yè)均采用干法造粒，袋裝運輸，貯運過程中破損大；炭黑成品包裝基本上是手工操作，勞動強度大；自控方面，國內(nèi)除萬噸級裝置采用微機控制生產(chǎn)外，大多數(shù)企業(yè)仍是采用常規(guī)儀表或人工控制。八十年代末和九十年代，國內(nèi)部分炭黑骨干企業(yè)為了實現(xiàn)炭黑產(chǎn)品、技術的升級、換代和市場需求，陸續(xù)進行了技術改造。本裝置的特點是：擴大單爐生產(chǎn)能力，采用DCS系統(tǒng)進行集中控制，其技術來源均采用中橡集團炭黑工業(yè)研究設計院近年來開發(fā)的第四代3.04.0萬噸級新工藝硬質(zhì)炭黑生產(chǎn)技術，技術水平達國際先進水平。國外炭黑生產(chǎn)技術概況 七十年代初至八十年代初的十年間，技術開發(fā)處于空前活躍時期，國外各大公司相繼完成新工藝硬質(zhì)炭黑反應爐的開發(fā)工作，推出經(jīng)濟規(guī)模為1.53萬噸/年的反應爐用于工業(yè)化裝置，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗；空氣預熱溫度達到650800；流程中設有微米粉碎機等精制設備和廢（次）品回收加工設備；采用濕法造粒技術；炭黑成品包裝實行集中化、自動化和機械化；以散裝和集裝運輸為主，兼有袋裝運輸；全部采用計算機控制生產(chǎn)過程，工藝參數(shù)自動調(diào)節(jié)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。目前，新工藝硬質(zhì)炭黑生產(chǎn)技術相當成熟，單爐生產(chǎn)能力已達4萬噸以上。除了普遍采用計算機控制生產(chǎn)以穩(wěn)定炭黑產(chǎn)品質(zhì)量外。當前，美國炭黑工業(yè)正在推行計算機輔助操作參數(shù)最佳化統(tǒng)計調(diào)優(yōu)法（SPC）。即規(guī)定橡膠用炭黑吸碘值和吸油值的目標值，制定相應標準，規(guī)定這種方法的全過程，通過預定的計算程序，定量地表現(xiàn)出一條生產(chǎn)線產(chǎn)品質(zhì)量的均勻性和穩(wěn)定性，或者比較兩條生產(chǎn)線產(chǎn)品質(zhì)量的差異，達到長周期、滿負荷、高效率、低消耗、質(zhì)量合格、成本合理的目標。4.1.3推薦工藝技術方案說明擬建3萬噸/年炭黑項目技術來源采用中橡集團炭黑工業(yè)研究設計院開發(fā)的第四代新工藝（油-氣）路線硬質(zhì)炭黑生產(chǎn)技術。該成果具有國際先進水平，并且獲得2002年度國家科技進步二等獎。其主要特點是：單爐生產(chǎn)能力大，能耗低。采用新型反應爐，單爐生產(chǎn)能力為每天生產(chǎn)80100噸炭黑（視品種而有變化），一臺反應爐能生產(chǎn)多品種硬質(zhì)炭黑，利用在線高溫空氣預熱器和原料油預熱器，把空氣預熱到850，原料油預熱到180，強化了反應條件，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和收率，降低了單位產(chǎn)品的消耗。工藝流程完善，技術裝備水平和自控水平高。微米粉碎機、磁選機、篩選機等炭黑精制設備納入流程，確保產(chǎn)品質(zhì)量符合美國ASTM標準。采用集散型微機控制系統(tǒng)，自動控制和調(diào)節(jié)重要參數(shù)，確保生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，并有安全連鎖系統(tǒng)，確保操作安全。環(huán)保水平高，達到國家環(huán)保法規(guī)要求。采用高效的脈沖袋濾器，收集效率達99以上。主袋濾器排出的尾氣全部利用，一部分作為回轉(zhuǎn)干燥機燃燒爐的燃料，一部分用作尾氣鍋爐的燃料。排放的廢氣符合國家規(guī)定的環(huán)保要求。采用濕法造粒，防止炭黑飛揚污染環(huán)境，并便于散裝運輸。設有廢（次）品回收加工處理系統(tǒng)和負壓吸塵系統(tǒng)，使產(chǎn)品合格率達100，工作場所的粉塵濃度低于國家的標準。炭黑包裝基本實現(xiàn)自動化、機械化。炭黑產(chǎn)品按品種不同分別裝入兩個產(chǎn)品貯罐的分格內(nèi)，采用自動包裝機和運輸機，基本上實現(xiàn)機械化、自動化，減輕了工人勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率。4.2尾氣發(fā)電技術方案的選擇4.2.1國內(nèi)、外工藝技術概況隨著我國炭黑工業(yè)的發(fā)展及余熱發(fā)電機組的推廣應用，我國炭黑尾氣發(fā)電技術也日趨成熟。其中，尾氣發(fā)電關鍵設備尾氣余熱鍋爐發(fā)電技術已發(fā)展成為炭黑行業(yè)的專用設備，汽輪機組也由過去單一的采用凝汽式發(fā)展成為抽汽凝汽式、背壓式等多種型式以適應炭黑廠家對蒸汽和電力的要求。國外尾氣發(fā)電由于工廠總規(guī)模大，其余熱發(fā)電機組的蒸汽規(guī)格已達到高溫、高壓，機組規(guī)模也較大。另外在燃燒技術上，自動化程度上都具有優(yōu)勢，操作人員也較少。4.2.2主要工藝技術方案說明本裝置建成后，30/h炭黑尾氣鍋爐生產(chǎn)的蒸汽大部分將供給3000 kW汽輪發(fā)電機組。裝置需蒸汽12t/h，由炭黑裝置在線余熱鍋爐供應4t/h，所以正常情況下只需要通過汽機非調(diào)抽汽口抽出蒸汽約8 t/h供給炭黑裝置。發(fā)電裝置與國家電網(wǎng)并網(wǎng)，發(fā)電能力3000kW，除去站用電約400kW后，外供電能力2600kW。尾氣發(fā)電能力不足時由電網(wǎng)補充。4.2.3主要技術措施針對炭黑尾氣的燃燒低熱值水份高及有炭黑粉塵的特點，本裝置在技術上采取以下措施：l按照炭黑尾氣的特點，對尾氣鍋爐的燃燒器和鍋爐爐膛進行局部改進，提高爐膛燃燒溫度和燃燒效率，防止燃燒器堵塞。l加強尾氣燃燒的自動化監(jiān)控水平，整個裝置采用DCS系統(tǒng)控制，從尾氣的輸入?yún)?shù)，燃燒參數(shù)到燃余氣（煙氣）的排放溫度，排放成分都進行監(jiān)視并進行自動化調(diào)節(jié)。l采用中壓尾氣鍋爐和汽輪發(fā)電機組，和次中壓機組相比，提高了熱利用效率。l強化節(jié)能、節(jié)水措施，利用連續(xù)排污膨脹器產(chǎn)生的二次蒸氣加熱除氧器補充水；同時，對于汽機本體及蒸汽管路疏水；新蒸汽管路和隔離汽門前、后的疏水，以及汽輪機進汽管道疏水；汽機高、低壓缸疏水、抽汽口疏水；軸封管路疏水以及供向炭黑生產(chǎn)裝置蒸氣換熱產(chǎn)生的凝結水加以回收，從而達到環(huán)保和節(jié)能節(jié)水要求。4.3炭黑工藝流程和消耗定額4.3.1工藝流程說明炭黑工藝流程圖見附圖。脫水后的原料油和燃料油送入裝置原料油罐和燃料油罐。焦爐煤氣計量后噴入反應爐的燃燒室與主供風機提供的并經(jīng)空氣預熱器預熱到850的空氣在反應爐燃燒段混合、燃燒，產(chǎn)生1970的高溫燃燒氣流。原料油經(jīng)泵送至在線的原料油預熱器，預熱到180后徑向噴入反應爐喉管段，與高溫燃燒氣流混合，迅速裂解，生成炭黑。在反應爐后部，直接把水噴入高溫炭黑煙氣中，使其溫度迅速降低，終止反應。反應生成的炭黑煙氣經(jīng)袋濾器收集，收集下來的炭黑經(jīng)粉碎后氣力輸送至粉狀炭黑貯罐。主袋濾器排出的尾氣經(jīng)風機加壓后，一部分送給尾氣燃燒爐燃燒作為干燥機熱源，大部分送至尾氣鍋爐作為燃料。粉狀炭黑經(jīng)濕法造粒機造粒成型，進入回轉(zhuǎn)干燥機干燥，再通過提升、篩選、磁選，存放到產(chǎn)品貯罐。成品經(jīng)包裝入庫或直接由散裝運輸送至輪胎車間。對濕炭黑進行間接干燥的一部分熱氣流經(jīng)30米高的干燥機放空煙囪排放到大氣。進入干燥筒體內(nèi)