尾氣聯產熱裂法炭黑制備工藝，天然氣經過裂解后，含有炭黑的富氫氣氣體進入袋濾器(12)進行氣固分離，分離的炭黑和富氫氣氣體作為聯產產品分別輸出，當裂解爐(3)溫度降到規定值，用半補強炭黑生產線的尾氣作為燃料對裂解爐(3)進行加熱，加熱后的廢氣經冷卻排空。通過用低品位的可燃尾氣回輸裂解爐，置換出高品位富氫氣氣體，作為聯產產品輸出，代替氮氣維持缺氧燃燒環境，增加工藝的經濟收益，工藝簡便安全，環保經濟，實現生產量的擴增和連續高效生產，不僅能夠充分利用低熱值尾氣資源，反應效率高，而且溫室氣體排放少，實現了低碳清潔循環生產，實現高品質炭黑和高純氫氣的聯產，適用于對各種方式炭黑生產產生的尾氣處理。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及涉及國際專利分類C09C1/50爐法炭黑的處理方法，或者B01D53/00廢氣例如煙氣、煙霧、煙道氣或氣溶膠的化學或生物凈化及利用技術，尤其是尾氣聯產熱裂法炭黑制備工藝。
技術介紹
公知技術中，以天然氣為原料，部分天然氣在1400°C至1100°C缺氧不完全燃燒裂解生成半補強炭黑，同時產生氫氣，在常規技術中，所有半補強反應爐均采用雙爐頭結構，助燃空氣和燃燒、裂解天然氣從爐頭進入爐膛邊燃燒邊裂解，其單爐產量只有210kg/h，而 且存在調整產品質量手段有限，能耗高，余熱未采取有效綜合利用等缺陷。如多年從事半補強炭黑生產的新疆雅克拉炭黑有限責任公司，新建2000t/a熱裂法炭黑生產線，每年產生大量的富氫氣氣體，熱值在14000KJ/M3至15000KJ/M3，尚沒有很好利用技術方案，因此致力于改進技術的研發。半補強熱裂法炭黑生產工藝中，聯產產生大量富氫氣氣體，雖然，隨著環境保護意識越來越強，國內城市交通采用氫氣作為動力源越來越多，氫氣還可以作為其他化工產品原料，使得氫氣價格較高，但是，前述工藝富含氫氣氣體直接被應用于回引入裂解爐助燃，而同時工藝中中產生的大量仍然含有2000KJ/M3至3000KJ/M3熱值尾氣，卻作為低品質尾氣一般采取排空處理，卻未能完全利用，無疑這樣做既產生巨大熱值浪費，還潛在環境污染危害。在現有技術中，相關改進技術公開較少，如中國專利申請201110144227. X 一種炭黑與油加工聯產方法及設備，在炭黑反應爐和空氣預熱器之間設置一在線管式爐，在線管式爐從下至上依次分為輻射段、過熱段和對流段，還設置含水油加熱溫度調節、過熱蒸汽溫度調節、無水油加熱溫度調節、溫度報警聯鎖系統等，將高溫炭黑煙氣的物理熱作為加熱原料油的熱源，使含水油和無水油加熱至需求的溫度，將飽和蒸汽過熱至指定的溫度，滿足油加工裝置的進料要求，同時油加工裝置一段蒸發器頂部出來的含油脫出水可直接混入炭黑裝置的急冷水中，解決了含油廢水處理的難題，有效減少了急冷水的加入量，使得尾氣量減少，增加了尾氣的化學熱值，減少了尾氣輸送能耗和處理設備的需求能力，同時實現了安全操作。中國專利申請201010577069. 2 一種炭黑尾氣的處理方法，方法步驟為(I)把尾氣中的H2O氣體和H2S洗滌下來，并收集廢液及中和處理；⑵洗滌后的尾氣進變壓吸附裝置進行干燥，把尾氣中的未完全干燥的水分吸附掉；(3)干燥后的尾氣進入變溫吸附裝置，把尾氣中的H2S、S02雜質脫除；(4)儲存在氮氣儲罐中，供各種應用；(5)以上方法處理后的炭黑尾氣進入尾氣總管，供各種燃燒使用。中國專利申請201010287389. 4 —種炭黑尾氣鍋爐的燃燒方法，其特征是炭黑尾氣鍋爐采用耐火磚呈四方形砌筑的“絕熱”燃燒室，“絕熱”燃燒室布置在爐膛的下部，“絕熱”燃燒室四角布置了 4只整體多管型燃燒器；設置在“絕熱”燃燒室上部的爐膛的水冷壁集箱以上I米內的水冷壁部分澆注衛燃帶隔熱。中國專利申請200910103872. X以炭黑尾氣做炭黑生產燃料循環利用的方法及其裝置。針對現有燃料油是使用煤焦油、乙烯焦油、蒽油等燃料，其霧化效果影響因數較多，導致燃燒不穩定，溫度變化大，能耗較高、影響工藝的穩定性和炭黑質量等缺陷。本專利技術在袋慮器與反應爐之間設置冷卻器、汽水分離器、干燥器、分子篩系統、尾氣預熱器、尾氣混合器。對尾氣進行凈化處理，再對尾氣進行分離和加熱，得到熱值較高的尾氣，將加熱后的尾氣引入改進后的燃燒室燃燒來滿足炭黑生產的工藝需求。中國專利申請201110388080. 9炭黑生產中的尾氣余熱利用方法及余熱利用系統，涉及炭黑尾氣余熱綜合利用，屬于化工生產節能減排及能量循環利用的炭黑生產中的尾氣余熱利用方法及余熱利用系統。本專利技術的技術方案為炭黑生產中的尾氣余熱利用方法，利用炭黑生產中所得到的高溫尾氣降溫余熱做動源推動吸收式制冷機制冷循環制得冷水。該方法和系統以尾氣制冷系統代替傳統的冷卻脫水塔，利用尾氣降溫顯熱為動力對生產工藝或生活用水進行制冷，生產工藝或生活所必需的冷水。 中國專利申請201220169902. 4 一種炭黑生產尾氣熱量再利用系統，包括袋濾器、焦油加熱鍋爐、廢水鍋爐、焦油管式爐、分流三通I和分流三通II，袋濾器的出口處設有加壓風機，加壓風機的出氣口連接尾氣主管道，尾氣主管道的另一端連接分流三通I的主管口，分流三通I的兩個分流口分別連接第一分流管和第一支流管，第一分流管與焦油加熱鍋爐的進氣口連接，第一支流管連接分流三通II的主管口，分流三通II的兩個分流口分別連接第二分流管和第二支流管，第二分流管與廢水鍋爐的進氣口連接，第二支流管與焦油管式爐的進氣口連接。所述第一分流管和第二分流管的管路上均設有電磁閥。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種尾氣聯產熱裂法炭黑制備工藝，有效綜合利用低熱值尾氣經過處理回輸燃燒室助燃，減少外排壓力，減少聯產氫氣作為燃料產生消耗。本專利技術的專利技術目的是通過如下技術措施實現的天然氣經過裂解后，含有炭黑的富氫氣氣體進入袋濾器進行氣固分離，分離的炭黑和富氫氣氣體作為聯產產品分別輸出，當裂解爐溫度降到規定值，用半補強炭黑生產線的尾氣作為燃料對裂解爐進行加熱，加熱后的廢氣經冷卻排空。本專利技術原理在于，炭黑尾氣熱值為2000KJ/M3至6300KJ/M3，接近可燃氣體，采用尾氣作為燃料替換出富氫氣氣體，同時，因尾氣熱值低，和氫氣燃燒相比，同樣溫度、傳遞給蓄熱爐能量相同的情況下，燃燒氣流比氫氣燃燒氣流大，這樣，裂解爐上下溫差就會更小，生產的熱裂黑產品質量更穩定。本專利技術的有益效果是通過用低品位的可燃尾氣回輸裂解爐，有效利用了尾氣本身攜帶的熱量，置換出高品位富氫氣氣體，作為聯產產品輸出，代替氮氣維持缺氧燃燒環境，增加工藝的經濟收益，工藝簡便安全，環保經濟，實現生產量的擴增和連續高效生產，不僅能夠充分利用低熱值尾氣資源，反應效率高，而且溫室氣體排放少，實現了低碳清潔循環生產，實現高品質炭黑和高純氫氣的聯產，適用于對各種方式炭黑生產產生的尾氣處理。附圖說明圖I是現有常規的熱裂法炭黑生產流程簡2是本專利技術中的制備流程示意圖附圖標記原料天然氣進口 I ，蓄熱爐2，裂解爐3，氣泵4，空氣預熱裝置5，炭黑出口 6，循環泵7,富氫氣加壓風機8,富氫氣體氣柜9,洗漆塔10,水封11,袋濾器12,富氫氣引風機13,冷自來水進口 14，冷水回水端15，尾氣氣柜16，尾氣加壓風機17，去外接利用端18，來自界外尾氣口 19。具體實施例方式以下結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。如附圖I所示，現有常規技術中，通常采用天然氣或裂解過程產生的氫氣作為燃料對蓄熱爐進行加熱，原料天然氣由原料天然氣進口 I進入裂解爐3裂解后，含有炭黑的富氫氣氣體進入袋濾器12進行氣固分離，分離的炭黑由炭黑出口 6輸出經進一步加工后作為商品出售，而由袋濾器12濾出的富氫氣氣體經富氫氣引風機13加壓，再經過洗滌塔10經洗滌后作為燃料進入富氫氣氣柜9 ;當裂解爐3溫度降到規定值后，經過循環泵7和富氫氣加壓風機8從富氫氣氣柜9引出富氫氣氣體對裂解爐3進型加熱，但是，加熱后的廢氣經冷卻后排空直接，通常并聯的兩個裂解爐3交替進行進行上述同樣的過程。值得注意的是，富氫氣氣體回引入裂解爐3助燃雖然改善了反應狀況，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
尾氣聯產熱裂法炭黑制備工藝，其特征是：天然氣經過裂解后，含有炭黑的富氫氣氣體進入袋濾器(12)進行氣固分離，分離的炭黑和富氫氣氣體作為聯產產品分別輸出，當裂解爐(3)溫度降到規定值，用半補強炭黑生產線的尾氣作為燃料對裂解爐(3)進行加熱，加熱后的廢氣經冷卻排空。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙寬明，王國元，孔慶光，昌廣金，
申請(專利權)人：新疆雅克拉炭黑有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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