炭黑生產(chǎn)基本工藝

1、炭黑生產(chǎn)基本工藝炭黑生產(chǎn)工藝過程 :（ 部分 ）工藝技術(shù)方案4.1 炭黑工藝技術(shù)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(yīng)，三是價(jià)格便宜，四是貯運(yùn) 和加工方便。 炭黑行業(yè)對(duì)原料油的質(zhì)量要求是 : 芳烴含量要高于 70, 或相關(guān)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(yīng)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(xiàng)目工藝技術(shù)方案采用油 -油路線。4.1.2

2、國內(nèi)、外工藝技術(shù)概況國內(nèi)炭黑生產(chǎn)技術(shù)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(tuán)炭黑工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 于8090 年代開發(fā)的新工藝炭黑生產(chǎn)技術(shù)單臺(tái)生產(chǎn)能力為0.5，2.0 萬噸/ 年在線空氣預(yù)熱器的預(yù)熱溫度為 300，650?, 一部分廠家流程中沒有微米粉碎機(jī)等精制 設(shè)備和廢 , 次, 品回收加工設(shè)備 , 多數(shù)小企業(yè)均采用干法造粒袋裝運(yùn)輸貯運(yùn)過程 中破損大 , 炭黑成品包裝基本上是手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大 , 自控方面國內(nèi)除萬噸級(jí)裝置采用微機(jī)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(shí)現(xiàn)炭黑產(chǎn)品、技術(shù)的升級(jí)、換代和市場(chǎng)需求陸續(xù)進(jìn)行了技 術(shù)改造

3、。本裝置的特點(diǎn)是：擴(kuò)大單爐生產(chǎn)能力采用 DCS 系統(tǒng)進(jìn)行集中控制其技 術(shù)來源均采用中橡集團(tuán)炭黑工業(yè)研究設(shè)計(jì)院近年來開發(fā)的第四代 3.04.0 萬噸級(jí)新 工藝硬質(zhì)炭黑生產(chǎn)技術(shù)技術(shù)水平達(dá)國際先進(jìn)水平。國外炭黑生產(chǎn)技術(shù)概況七十年代初至八十年代初的十年間技術(shù)開發(fā)處于空前活躍時(shí)期國外各大公 司相繼完成新工藝硬質(zhì)炭黑反應(yīng)爐的開發(fā)工作推出經(jīng)濟(jì)規(guī)模為1.5，3 萬噸/ 年的反應(yīng)爐用于工業(yè)化裝置實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗 , 空氣預(yù)熱溫度達(dá)到 650， 800?,流 程中設(shè)有微米粉碎機(jī)等精制設(shè)備和廢 , 次, 品回收加工設(shè)備 , 采用濕法造粒技術(shù) , 炭黑 成品包裝實(shí)行集中化、自動(dòng)化和機(jī)械化 , 以散裝和集裝運(yùn)輸為主

4、兼有袋裝運(yùn)輸 , 全 部采用計(jì)算機(jī)控制生產(chǎn)過程工藝參數(shù)自動(dòng)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(shù)相當(dāng)成熟單爐生產(chǎn)能力已達(dá) 4 萬噸以上。除了普遍采用計(jì)算機(jī)控 制生產(chǎn)以穩(wěn)定炭黑產(chǎn)品質(zhì)量外。當(dāng)前美國炭黑工業(yè)正在推行計(jì)算機(jī)輔助操作參數(shù) 最佳化一統(tǒng)計(jì)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(biāo)值制定相 應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定這種方法的全過程通過預(yù)定的計(jì)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(dá)到長周期、滿負(fù)荷、高效率、低消耗、質(zhì) 量合格、成本合理的目標(biāo)。4.1.3推薦工藝技術(shù)方案說明擬建 3 萬噸/年炭黑項(xiàng)目技術(shù)來源采用中橡集團(tuán)炭黑工業(yè)研究設(shè)計(jì)院開發(fā)

5、的第 四代新工藝 , 油-氣,路線硬質(zhì)炭黑生產(chǎn)技術(shù)。該成果具有國際先進(jìn)水平并且獲得 2002 年度國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。其主要特點(diǎn)是 :單爐生產(chǎn)能力大能耗低。采用新型反應(yīng)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(tái)反應(yīng)爐能生產(chǎn)多品種硬質(zhì)炭黑利用在線高溫空氣 預(yù)熱器和原料油預(yù)熱器把空氣預(yù)熱到 850?原料油預(yù)熱到 180?強(qiáng)化了反應(yīng)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(shù)裝備水平和自控水平高。微米粉碎機(jī)、磁選機(jī)、篩選機(jī)等炭黑精制設(shè)備納入流程確保產(chǎn) 品質(zhì)量符合美國 ASTMS 準(zhǔn)。 采用集散型微機(jī)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)重要參數(shù) 確保生產(chǎn)工藝穩(wěn)定并有

6、安全連鎖系統(tǒng)確保操作安全。環(huán)保水平高達(dá)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(dá)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(jī)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(yáng)污染環(huán)境并便于散裝運(yùn)輸。設(shè)有廢, 次, 品回收加工處理系統(tǒng)和負(fù)壓吸塵系統(tǒng)使產(chǎn)品合格率達(dá) 100,工作場(chǎng)所的粉塵濃度 低于國家的標(biāo)準(zhǔn)。炭黑包裝基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、機(jī)械化。炭黑產(chǎn)品按品種不同分別裝 入兩個(gè)產(chǎn)品貯罐的分格內(nèi)采用自動(dòng)包裝機(jī)和運(yùn)輸機(jī)基本上實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化 減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。4.2 尾氣發(fā)電技術(shù)方案的選擇4.2.1國內(nèi)、外工藝技術(shù)概況

7、 隨著我國炭黑工業(yè)的發(fā)展及余熱發(fā)電機(jī)組的推廣應(yīng)用我國炭黑尾氣發(fā)電技術(shù)也日趨成熟。其中尾氣發(fā)電關(guān)鍵設(shè)備尾氣余熱鍋爐發(fā)電技術(shù)已發(fā)展成為炭黑行業(yè) 的專用設(shè)備汽輪機(jī)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(yīng)炭黑廠家對(duì)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(jī)組的蒸汽規(guī)格已達(dá)到高溫、高壓機(jī)組規(guī)模也較大。另外在燃燒技術(shù) 上自動(dòng)化程度上都具有優(yōu)勢(shì)操作人員也較少。4.2.2主要工藝技術(shù)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(jī)組。裝置需蒸汽 12t/h 由炭黑裝置在線余熱鍋爐供應(yīng) 4t/h 所以正常情況下只 需要通過

8、汽機(jī)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 3000kM 除去站用電約 400kW 后外供電 能力 2600kW 尾氣發(fā)電能力不足時(shí)由電網(wǎng)補(bǔ)充。4.2.3主要技術(shù)措施 針對(duì)炭黑尾氣的燃燒低熱值水份高及有炭黑粉塵的特點(diǎn)本裝置在技術(shù)上采取以下措施 :l 按照炭黑尾氣的特點(diǎn)對(duì)尾氣鍋爐的燃燒器和鍋爐爐膛進(jìn)行局部改進(jìn)提高 爐膛燃燒溫度和燃燒效率防止燃燒器堵塞。l 加強(qiáng)尾氣燃燒的自動(dòng)化監(jiān)控水平整個(gè)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(jìn)行監(jiān)視并進(jìn)行自動(dòng)化 調(diào)節(jié)。 l 采用中壓尾氣鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)組和次中壓機(jī)組相比提高了

9、熱利用 效率。l 強(qiáng)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(bǔ)充 水,同時(shí)對(duì)于汽機(jī)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(jī)進(jìn)汽管道疏水 , 汽機(jī)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(jié)水加以回收從而達(dá)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?fàn)t煤氣計(jì)量后噴 入反應(yīng)爐的燃燒室與主供風(fēng)機(jī)提供的并經(jīng)空氣預(yù)熱器預(yù)熱到850?的空氣在反應(yīng)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(yù)熱器預(yù)熱到180?后徑向噴入反應(yīng)爐喉管段與高溫燃燒氣流混合迅速裂解生成炭黑。在反應(yīng)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(yīng)。反應(yīng)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(fēng)機(jī)加壓后一部分送給尾氣燃燒爐燃燒作為干燥機(jī)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(jī)造粒成型進(jìn)入回轉(zhuǎn)干燥機(jī)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(yùn)輸送至輪胎車間。對(duì)濕炭黑進(jìn)行間接干燥的一部分熱氣流經(jīng) 30 米高的干燥機(jī)放空煙囪排放到大 氣。進(jìn)