一种炭黑生产中的干燥脱硝方法及炭黑生产系统

摘要

一种炭黑生产中的干燥脱硝方法及炭黑生产系统，解决炭黑生产中干燥后的烟气进行高效合理脱硝的技术问题，本方法是在主袋滤器收集炭黑粉末及造粒机造粒成型后进行的，所述的方法包括如下步骤：a、造粒机的余热尾气直接送入干燥机中进行负压干燥；b、对干燥后的尾气进行冷凝脱水处理，除去水蒸气；c、将除去水蒸气的尾气送入燃烧炉中升温处理；d、送入脱硝反应器中进行脱硝处理。本发明的有益效果是，仅在干燥装置中增加抽真空装置实现负压干燥的结构改变外，其余设备均是现有设备，无需对生产系统进行全面改造，这对于已经建厂、需要增加脱硝、脱硫的公司来说，改造成本非常低廉。而且设备通用性好，适合于大部分的炭黑生产厂家。

说明书

技术领域

本发明属于炭黑生产技术领域，涉及到一种为解决环保问题而在炭黑生产中进行干燥同时还要进行脱硝的方法，同时还涉及与此方法所匹配的炭黑生产系统。

背景技术

众所周知，炭黑的生产过程包括燃料经反应炉反应与热处理后，在主袋滤器中进行过滤收集炭黑并进行造粒生成炭黑颗粒，然后为了节能需求，用主袋滤器以及造粒机的尾气再在干燥室中对炭黑颗粒进行干燥，最终形成成品炭黑。

在以上炭黑的生产方法中，主袋滤器的尾气温度由于没有那么高，因此会先进行一步与空气混合加热的过程，目的是为了升温达到一定的干燥温度，再进行干燥过程。然而尾气中本身就含有一定量的氮氧化物和硫氧化物，再经过升温以及干燥过程时还会产生大量的水蒸气，水蒸气结合着氮氧化物和硫氧化物会形成白色的浓烟，排放不能达标，对环境十分不利。因此目前的炭黑生产虽然达到了一定的节能目的，但是环保要求不能达标，严重影响着人们的居住和生存环境。

为解决此问题，专利申请号为201610003353.6的发明专利公开了一种炭黑生产过程中废气脱硫、脱硝的方法，它采用的方法是对干燥气源即炭黑生产时产生的尾气以及干燥后的废气分别先进行脱水，再进行脱硝、脱硫等一系列处理。这种方法从理论上看似可行，但实际工况中，则存在很多弊端。在两个工序气体出口端分别要建设脱水装置、脱硝反应器和脱硫塔等设备，脱水装置一般需要把温度降下来，将水蒸气变为液体水，而在脱硝时还需要300℃以上的温度，同时脱硫反应会涉及喷淋问题，即使之前将水蒸气脱掉，后面喷淋脱硫时还会引入新的水分。这样一来，在炭黑生产时的尾气进行一系列的处理完全起不到作用。再者，在干燥尾气出口增加脱水装置、脱硝反应器，由于脱水会使温度降低，而脱硝反应器又需要一定的温度，因此还需要在脱硝前对烟气进行升温处理，否则脱硝效果则非常差。

发明内容

本发明的目的是为了解决炭黑生产中干燥后的烟气进行高效合理脱硝的技术问题，提供了一种炭黑生产中的干燥脱硝方法及炭黑生产系统，通过合理涉及工艺流程，实现既可以节能，又可以达到环保脱硝的目的。

一种炭黑生产中的干燥脱硝方法，本方法是在主袋滤器收集炭黑粉末及造粒机造粒成型后进行的，所述的方法包括如下步骤：

a、造粒机的余热尾气直接送入干燥机中进行负压干燥；

b、对干燥后的尾气进行冷凝脱水处理，除去水蒸气；

c、将除去水蒸气的尾气送入燃烧炉中升温处理；

d、送入脱硝反应器中进行脱硝处理。

所述的步骤a中，干燥机室内压力控制为-1～1.5个大气压，温度控制在100～150℃。

所述的步骤c中，温度升至400～600℃。

本发明还涉及一种根据上述干燥脱硝方法设置的炭黑生产系统，包括依次连接反应炉、主袋滤器、造粒机，还包括燃烧炉、干燥机，所述的造粒机的出料口与干燥机的入料口连接，在干燥机气体出口处增设脱水冷凝器,脱水冷凝器出气口连接燃烧炉入口，燃烧炉出口连接脱硝反应器。

所述的系统中还设置有连接在脱硝反应器后端的脱硫塔。

本发明的设计思路是这样的，要想对混有水蒸气的烟气进行脱硝脱硫，就必须要先进行除水，但除水后温度降低，就一定需要再升温过程，需要用到燃烧炉升温后，再进行脱硝脱硫过程即可实现。但这样就增加了过多的设备。因此本项目采用逆向思维，不在脱硝脱硫上做过多的新设计，而是在干燥这个产生水蒸气的过程进行新研发，将干燥机作为尾气利用和尾气排放的一个中间体，通过本次设计不仅后面的设备达到了除水脱硝脱硫目的，同时前面的设备直接可以用在后面，系统结构非常合理紧凑。

本发明的关键技术在于干燥过程采用负压干燥法，由于造粒机的尾气温度较低，一般在200℃以下，如果在此处进行脱硝，或者用此温度进行干燥，必然还要进行升温处理。而本发明则正是因为采用负压干燥法，因此造粒机的尾气可以在不用升温的前提下即可进行干燥过程，此过程相比现有技术已经节省了能源。而且本系统在增加了除水、脱硝、以及脱硫工序外，巧妙地把原有燃烧炉的位置设置在除水与脱硝之间，在不增加过多复杂设备的前提下，仅改变了连接的方式，就能实现脱硝功能。除此之外，本发明目的是为了在脱硝前先除水，最终达到环保排放目的，与此同时，还实现了节能的效果，除了除水、脱硝、脱硫新引入的设备外，仅在干燥装置中增加抽真空装置实现负压干燥的结构改变外，其余设备均是现有设备，无需对生产系统进行全面改造，这对于已经建厂、需要增加脱硝、脱硫的公司来说，改造成本非常低廉。而且设备通用性好，适合于大部分的炭黑生产厂家。

下面结合附图对发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明设计的炭黑生产系统结构原理图。

图2是现有技术的炭黑生产系统结构原理图。

附图中，1是反应炉，2是主袋滤器，3是造粒机4是燃烧炉，5是干燥机，6是脱水冷凝器，7是脱硝反应器，8是脱硫塔。其中实箭头代表物料流向，虚箭头代表气体流向。

具体实施方式

参看图1，结合着炭黑生产系统来描述本发明的一种炭黑生产中的干燥脱硝方法，本方法是在主袋滤器收集炭黑粉末及造粒机造粒成型后进行的，所述的方法包括如下步骤：

a、造粒机3的余热尾气直接送入干燥机5中进行负压干燥；

b、对干燥后的尾气进行冷凝脱水处理，除去水蒸气；

c、将除去水蒸气的尾气送入燃烧炉4中升温处理；

d、送入脱硝反应器7中进行脱硝处理。

造粒机3的余热一般在200℃以下，如果想用此尾气进行干燥的话，必然需要用现有技术的燃烧炉进行升温处理后，方可用于干燥。而本发明的关键就在于干燥过程设置为负压干燥，由于压力很小，温度不需要很高，这样就减少了现有技术干燥前需要升温的燃烧炉装置。同时此装置还可以利用在干燥后的再升温过程，可以说挪动了下设备的工艺位置点，实现了突破性的作用。

所述的步骤a中，干燥机室内压力控制为-1～1.5个大气压，温度控制在100～150℃。此压力和温度是配套设计的，有利于炭黑颗粒的快速干燥。温度不能过高，因为在-1～1.5的大气压下，200℃时炭黑颗粒出现燃烧或熔融的状态。由于造粒机3的尾气温度在200℃，因此在输送至干燥机5的过程中需要考虑到用更长的管道进行输送，目的是进行一定的降温。

所述的步骤c中，温度升至400～600℃。在此温度下，脱硝处理更加从容。

本发明还涉及一种上述干燥脱硝方法设置的炭黑生产系统，包括依次连接反应炉1、主袋滤器2、造粒机3，还包括燃烧炉4、干燥机5，所述的造粒机3的出料口与干燥机5的入料口连接，在干燥机5气体出口处增设脱水冷凝器6,脱水冷凝器6出气口连接燃烧炉4入口，燃烧炉4出口连接脱硝反应器7。

如果再考虑到脱硫的话，所述的系统中还设置有连接在脱硝反应器7后端的脱硫塔8。

以上系统结构可以明显看出，参看图2，现有技术是在造粒机3后面要先连接燃烧炉4进行升温后，再将一定热量的尾气送到干燥机5中，而本发明则不需要这个过程，反而是将燃烧炉4放在脱水冷凝器6的后面，目的是为了给脱硝反应器7提供温度基础，方便后续的脱硝处理。对于脱硝和脱硫技术，不是本发明的重点研究课题，使用市面上流行的脱硝反应器和脱硫塔均可以实现。本系统只增加了脱水、脱硝和脱硫设备，同时仅仅对干燥机5进行一定的改进，采用负压干燥法，即可实现对炭黑生产中的烟气进行脱硝脱硫过程。避免了现有技术采用过多的设备，改造难度大，改造成本高，占地面大，且浪费资源等技术问题。