專利名稱：富氧生產(chǎn)炭黑及合成氨節(jié)能方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種富氧生產(chǎn)炭黑及合成氨節(jié)能方法。
目前生產(chǎn)炭黑的廠家均采用空氣與天然氣直接在反應(yīng)爐反應(yīng)，經(jīng)冷卻、袋濾等步驟生產(chǎn)炭黑。此過程中，炭黑生產(chǎn)產(chǎn)生的大量廢煙氣，由于含氮量過高而達不到工業(yè)化利用制取合成氨，反而造成環(huán)境污染。另一方面，研究人員普遍認為富氧生產(chǎn)炭黑的許多工藝流程及裝置不能解決，在生產(chǎn)中易發(fā)生爆炸事故。因而采用富氧生產(chǎn)炭黑及合成氨節(jié)能方法始終是個研究難題未能突破。
本發(fā)明的目的就是針對上述問題，采用富氧生產(chǎn)炭黑方法，通過工藝裝置的氮氣量減少，實現(xiàn)大幅度降低炭黑的原料氣(油)消耗和增加炭黑裝置生產(chǎn)能力及利用炭黑生產(chǎn)中的廢煙氣生產(chǎn)合成氨，降低或取消合成氨原料，代替目前合成氨制氣工藝，實現(xiàn)富氧生產(chǎn)炭黑及合成氨節(jié)能方法。
本發(fā)明的目的是這樣來完成的富氧生產(chǎn)炭黑的方法為在反應(yīng)爐前設(shè)計了制氧、止逆防爆、氧氣緩沖、含氧量控制、富氧反應(yīng)工藝，富氧量控制指標(biāo)為22-63.61%，爐堂溫度1250-1360℃，爐尾溫度≥1100℃，天然氣壓力0.18-0.20mpa，回壓≤500mmH2O，尾氣風(fēng)機進口在-80--120mmH2O，袋濾器箱斗≤-10mmH2O，天然氣，1140-1240m3/hr。
本發(fā)明的目的同樣可以這樣來完成在富氧生產(chǎn)炭黑工藝中設(shè)計了制氧裝置，提供富氧生產(chǎn)炭黑的氧氣。在制氧裝置后設(shè)計了使氧氣作單向流動的止逆防爆裝置，該裝置僅使氣體作單向流動，防止氧氣壓力低于空氣或天然氣壓力時，空氣或天然氣的倒流，發(fā)生爆炸事故。在止逆防爆裝置后，設(shè)計了氧氣緩沖裝置，其主要作用是穩(wěn)定氧壓，保持加氧均勻，避免因氧氣波動，導(dǎo)致炭黑生產(chǎn)不正常。同時還可分離出因氧氣通過止逆防爆裝置后帶出的少量水份。在氧氣緩沖裝置后，設(shè)計了含氧量控制裝置及氧氣與天然氣參與反應(yīng)的富氧反應(yīng)裝置，含氧量控制裝置可控制參加富氧生產(chǎn)炭黑氧氣的比例，這個控制范圍在22%-63.61%，富氧反應(yīng)裝置為天然氣與一定比例的氧氣反應(yīng)生產(chǎn)炭黑的重要裝置，并可避免因氧氣濃度不均導(dǎo)致富氧反應(yīng)裝置指標(biāo)控制困難以及保證在制氧裝置出故障后，能繼續(xù)維持用空氣生產(chǎn)炭黑，在氧氣輸送管道上設(shè)計有放空管，直接由富氧反應(yīng)環(huán)節(jié)控制，在緊急情況下，可先放掉氧氣，再通知制氧工序停止送氧氣。保證生產(chǎn)絕對安全。在止逆防爆裝置和含氧量控制裝置間的氧氣管道上設(shè)計有遠傳壓力裝置，用于觀察氧氣壓力和輸送量，及時調(diào)節(jié)氧氣的指標(biāo)。
本發(fā)明的目的同樣還可以這樣來完成富氧生產(chǎn)炭黑的廢煙氣制備合成氨方法為廢煙氣經(jīng)凈化、鼓風(fēng)、洗氣、制取合成氨。本工藝同樣可以應(yīng)用在天然氣、焦煤、無煙煤制合成氨及渣油裂解制合成氨中。
本發(fā)明的目的同樣也可以這樣來完成在生產(chǎn)合成氨，工藝流程中，設(shè)計了凈化裝置，以消除廢氣(油煙)粉塵，降低其溫度。設(shè)計了鼓風(fēng)裝置，設(shè)計了洗氣裝置，以防止氣體倒流和冷卻氣體。
本發(fā)明的目的也可以這樣來完成凈化裝置降低廢煙氣的溫度控制在10-50℃。
附

圖1為富氧生產(chǎn)炭黑及合成氧節(jié)能方法工藝流程圖。
根據(jù)附圖1及以下實施例對富氧生產(chǎn)炭黑及合成氨節(jié)能方法作進一步的說明1.用22%、27.5%、30%、33.51%、63.61%富氧空氣作助燃劑生產(chǎn)炭黑其工藝指標(biāo)見表1對表1說明22%富氧空氣僅起調(diào)用，保證生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定;27.5%、30%、33.51%富氧空氣是煤焦為原料的合成氨廠，在造氣工序中調(diào)減氮氣的方法，以致于將炭黑尾氣用于生產(chǎn)合成氨;63.61%富氧空氣作助燃劑生產(chǎn)炭黑，炭黑尾氣可單獨用于生產(chǎn)合成氨。
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接上表
用22%、27.5%、30%、33.5%、63.61%富氧空氣作助燃劑生產(chǎn)炭黑日產(chǎn)量見表3表3
用22%、27.5%、30%、33.51%、63.61%的富氧空氣作助燃劑生產(chǎn)炭黑，廢煙氣成份見表4表4
由表2可知富氧空氣作助燃劑生產(chǎn)炭黑的五個實施例，證明富氧生產(chǎn)炭黑的方法及裝置是可行的。產(chǎn)品質(zhì)量與空氣作助燃劑生產(chǎn)炭黑基本一樣，完全可以達到國家標(biāo)準(zhǔn)。顯而易見，富氧濃度對炭黑產(chǎn)品質(zhì)量無影響。
由表3可知，在天然氣消耗量一定時，用富氧空氣作助燃劑生產(chǎn)炭黑，隨著富氧濃度升高，日產(chǎn)量也隨著提高。富氧量在22%-63.61%最佳。
由表4可知，用不同濃度的富氧空氣作助燃劑生產(chǎn)炭黑，廢煙氣中и2含量隨著富氧濃度升高而降低。當(dāng)富氧濃度達到33.51%時，廢煙氣中и2含量降到45%左右，對用煤焦為原料生產(chǎn)合成氨的廠，完全可以調(diào)減氮氣，讓廢煙氣與半水煤氣的混合氣體，氮氫之比達到要求，實現(xiàn)廢煙氣生產(chǎn)合成氨。當(dāng)富氧濃度達到63.61%時，炭黑廢煙氣可直接采用來制合成氨。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點
1.富氧生產(chǎn)炭黑及合成氨節(jié)能方法，是對炭黑生產(chǎn)的一次較大的革命，具有顯著的經(jīng)濟效益及社會效益。
2對節(jié)能生產(chǎn)合成氨工藝同樣是一個突出的貢獻。
3.對廢煙氣的利用創(chuàng)造了一條途徑，解決了炭黑生產(chǎn)中廢煙氣對環(huán)境污染的難題。
權(quán)利要求
1.一種富氧生產(chǎn)炭黑及合成氨節(jié)能方法，該方法包括天然氣與空氣在反應(yīng)爐反應(yīng)，經(jīng)冷卻、袋濾、反吸、旋風(fēng)分離、成粒形成炭黑產(chǎn)品，其特征在于在反應(yīng)爐前增設(shè)了制氧、止逆防爆、氧氣緩沖、含氧量控制、富氧反應(yīng)工藝，富氧量控制在22-63.61%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富氧生產(chǎn)炭黑及合成氨節(jié)能方法的裝置，其特征在于該方法設(shè)計了制氧裝置，在制氧裝置后設(shè)計了使氣體作單向流動的止逆防爆裝置，在止逆防爆裝置后設(shè)計有氧氣緩沖裝置，在氧氣緩沖裝置后設(shè)計有含氧量控制裝置及富氧空氣與天然氣參加反應(yīng)的富氧反應(yīng)裝置，在氧氣輸送管道上設(shè)計有放空管，在止逆防爆裝置和含氧量控制裝置間的氧氣管道上設(shè)計有遠傳壓力裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富氧生產(chǎn)炭黑及合成氨節(jié)能方法，其特征在于炭黑廢煙氣經(jīng)凈化、鼓風(fēng)、洗氣、制取合成氨。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的富氧生產(chǎn)炭黑及合成氨節(jié)能方法的廢氣制備合成氨工藝裝置，其特征在于設(shè)計了消除炭黑粉塵和降低廢氣溫度的凈化裝置，設(shè)計了防止氣體倒流，并冷卻氣體的洗氣裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凈化裝置，其特征在于凈化裝置降低廢煙氣溫度在10-50℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種富氧生產(chǎn)炭黑及合成氨節(jié)能方法，富氧空氣與天然氣在特定的工藝裝置中反應(yīng)，生產(chǎn)炭黑。富氧生產(chǎn)炭黑的廢煙氣由于含氮量低，在特定的工藝裝置中直接用于制取合成氨。
文檔編號C09C1/48GK1044945SQ8910411
公開日1990年8月29日 申請日期1989年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1989年9月29日
發(fā)明者郝仕偉, 王會林 申請人:郝仕偉, 王會林