一種使用硫磺燃燒熱干燥白炭黑的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種使用硫磺燃燒熱干燥白炭黑的方法，該方法包括：將硫磺燃燒中產(chǎn)生的第一溫度的風(fēng)與送風(fēng)裝置產(chǎn)生的第二溫度的風(fēng)共同輸送至熱風(fēng)換熱器中進(jìn)行熱交換，從而將第二溫度的風(fēng)加熱為第三溫度的風(fēng)，使用第三溫度的風(fēng)對白炭黑漿液進(jìn)行干燥以生成白炭黑粉末，其中，第一溫度高于第二溫度，且第一溫度也高于第三溫度。通過本發(fā)明的方法，可以有效減少在白炭黑的干燥步驟中的能源消耗。
【專利說明】一種使用硫磺燃燒熱干燥白炭黑的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體來說，涉及一種使用硫磺燃燒熱干燥白炭黑的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]白炭黑的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，例如可以應(yīng)用于農(nóng)業(yè)化學(xué)制品、日用化工制品、膠結(jié)齊U、抗結(jié)塊劑、造紙?zhí)盍弦约跋鹉z制品中。由于節(jié)能減排與綠色環(huán)保的要求，越來越多的白炭黑應(yīng)用于輪胎橡膠工業(yè)。將二氧化硅作為填料與天然膠和合成膠混煉，應(yīng)用于輪胎可以降低滾動阻力，改善濕滑性能，因而使汽車耗油低、減少廢氣排放。
[0003]傳統(tǒng)的制造白炭黑的方法為沉淀法，在傳統(tǒng)的制造方法中硫酸與硅酸鈉作為原料必不可少，且所使用的硫酸均為使用燃燒法進(jìn)行制造。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中提供了一種制造白炭黑的方法，這種方法的步驟包括:(a)將稀硅酸鈉溶液加入到反應(yīng)釜中；(b)將硫酸加入到稀硅酸鈉溶液中反應(yīng)；(C)將反應(yīng)后的混合溶液靜置，使其老化，形成晶種；(d)將老化后的混合溶液攪拌均勻；(e)將高溫水蒸氣通入混合溶液中進(jìn)行加熱直到溶液溫度加熱到70°C?80°C，再加入稀硅酸鈉直至溶液PH值為11.0?11.5 ;(f)將高溫水蒸氣通入反應(yīng)釜內(nèi)的溶液中進(jìn)行加熱，當(dāng)溶液溫度加熱到86°C?95°C時，停止通入高溫水蒸汽，并將硫酸加入溶液中；(g)當(dāng)溶液的PH值為3.0?5.0是有沉淀物析出；(h)將沉淀物經(jīng)過濾、打漿、干燥形成成品。
[0005]干燥工藝是利用熱風(fēng)將白炭黑漿料中的水分蒸發(fā)，通過控制干燥器出口溫度來使最終產(chǎn)品的水分合格。現(xiàn)有技術(shù)中通常將冷空氣通過送風(fēng)機(jī)送入燃燒器(燃燒器采用天然氣燃燒爐)，天然氣和加壓冷空氣直接在爐內(nèi)燃燒放熱，使冷空氣升溫至400?750°C。產(chǎn)生的熱風(fēng)作為壓力干燥的熱源以去除白炭黑濃漿中的水分。由于水的汽化潛熱大，蒸發(fā)一噸100C的水需要2.257 X 106KJ的熱量，干燥工藝需要耗費(fèi)大量的能源。因此在現(xiàn)有技術(shù)中，如何減少干燥步驟的能源消耗是亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)中在白炭黑干燥過程中能源消耗大的問題，本發(fā)明提供給了一種使用硫磺燃燒熱干燥白炭黑的方法，該方法包括:
[0007]將硫磺燃燒中產(chǎn)生的第一溫度的高溫氣與送風(fēng)裝置產(chǎn)生的第二溫度的風(fēng)共同輸送至熱風(fēng)換熱器中進(jìn)行熱交換，從而將第二溫度的風(fēng)加熱為第三溫度的風(fēng)；
[0008]使用第三溫度的風(fēng)對白炭黑漿液進(jìn)行干燥以生成白炭黑粉末；
[0009]其中，第一溫度高于第二溫度，且第一溫度也高于第三溫度。
[0010]根據(jù)以上方法，熱風(fēng)換熱器的換熱面積為2000平方米至4000平方米，優(yōu)選值為2800平方米至3600平方米，進(jìn)一步優(yōu)選值為3200平方米至3600平方米。
[0011]方法中所使用的送風(fēng)裝置為送風(fēng)機(jī)。
[0012]方法中，硫磺產(chǎn)生的第一溫度介于900°C至1500°C，優(yōu)選值為1000°C ;送風(fēng)機(jī)所輸送的風(fēng)的第二溫度為室溫；且所生成的風(fēng)的第三溫度介于400°C至750°C之間，優(yōu)選值介于500°C至700°C之間，進(jìn)一步優(yōu)選值為650°C。
[0013]并且，本發(fā)明所述方法中第一溫度的風(fēng)與第二溫度的風(fēng)分別沿各自的風(fēng)道通過所述熱風(fēng)換熱器。
[0014]通過本發(fā)明的上述方法，可以有效減少在白炭黑的干燥步驟中消耗的能源，并進(jìn)一步降低了白炭黑工業(yè)中的生產(chǎn)成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是利用硫磺燃燒余熱干燥白炭黑的流程圖。
[0016]圖2是熱風(fēng)換熱器的換熱面積與加熱后冷風(fēng)的溫度的柱狀圖。

【具體實施方式】
[0017]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0018]如圖1中的步驟SlOl所示，在焚硫爐中進(jìn)行硫磺燃燒，所進(jìn)行反映如以下方程式所示:
[0019]S+02=S02-9.28 X 103KJ/KG
[0020]其中，所使用原料為黃鐵礦或硫橫。
[0021]如上述方程式所示，在硫磺燃燒中，產(chǎn)生大量的熱量，I噸硫磺進(jìn)行充分燃燒后，可以產(chǎn)生3.4噸的過熱蒸汽(壓力:23kg/cm2)。燃燒塔出口高溫氣的溫度為1000°C。
[0022]如圖1中的步驟S103所示，將硫磺燃燒中產(chǎn)生的高溫氣(第一溫度的高溫氣)通入熱風(fēng)換熱器中，同時使用送風(fēng)機(jī)將溫度為室溫的冷風(fēng)(第二溫度的風(fēng))輸送至熱風(fēng)交換器。由于高溫氣中含有SO2,且SO2具有強(qiáng)腐蝕性，若直接使用含SO2的高溫氣對白炭黑漿液進(jìn)行干燥，則會腐蝕干燥系統(tǒng)，并破壞成品白炭黑的性能。因此，在熱風(fēng)換熱器中，使用不同的風(fēng)道對冷風(fēng)與高溫氣進(jìn)行輸送。
[0023]如圖1中的步驟S105所示，在熱風(fēng)換熱器中進(jìn)行熱交換，從而利用高溫氣對來自送風(fēng)機(jī)的冷風(fēng)進(jìn)行加熱成用于干燥白炭黑漿液的風(fēng)，其中，可以調(diào)節(jié)熱風(fēng)換熱器的換熱面積，且不同的換熱面積可以對應(yīng)不同的第三溫度，即，用于干燥白炭黑漿液的風(fēng)的溫度。如圖2所示，在熱風(fēng)換熱器中若有效的換熱面積為2000?2400平方厘米，則用于干燥白炭黑漿液的風(fēng)的溫度為500?560°C ;若有效的換熱面積為2400?2800平方厘米，則用于干燥白炭黑漿液的風(fēng)的溫度為560?620°C ;若有效的換熱面積為2800?3200平方厘米，則用于干燥白炭黑漿液的風(fēng)的溫度為620?670°C ;若有效的換熱面積為3200?3600平方厘米，則用于干燥白炭黑漿液的風(fēng)的溫度為670?720°C。由于白炭黑的干燥溫度為620°C至6700C，優(yōu)選值為650°C，因此，優(yōu)選的熱風(fēng)換熱器的有效換熱面積為2800?3200平方厘米。
[0024]如圖1中的步驟S107所示，將溫度介于620°C至670°C之間的用于干燥白炭黑漿液的風(fēng)通入干燥塔中，使用噴霧式干燥方式對白炭黑漿料進(jìn)行干燥，使白炭黑漿液的含水量由70%?80%下降至3%?10% (優(yōu)選值為5%?8%)。在本發(fā)明中，可以使用的干燥工藝包括高速離心霧化干燥，噴霧壓力干燥，閃蒸干燥，氣流干燥等所有干燥工藝。
[0025]在現(xiàn)有技術(shù)中，硫磺燃燒后產(chǎn)生的含有SO2的高溫氣需降溫至400°C，并送入一段轉(zhuǎn)化塔中進(jìn)行一段轉(zhuǎn)化。通常，所使用的方法為在焚燒爐出口處加入低壓鍋爐，從而利用高溫氣的熱量產(chǎn)生蒸汽，再進(jìn)行發(fā)電。然而這種工藝對過熱蒸汽的能源轉(zhuǎn)化效率僅為30%?50%。而且，在干燥白炭黑的現(xiàn)有技術(shù)，需使用燃燒天然氣的方法產(chǎn)生熱量進(jìn)而對白炭黑進(jìn)行干燥。這種方法進(jìn)一步加重了能源的消耗。本發(fā)明的方法使用熱風(fēng)換熱器替代傳統(tǒng)方法中所使用的低壓鍋爐，從而直接使用焚燒硫磺產(chǎn)生的熱量用于加熱干燥白炭黑的空氣。使用這種方法，不僅將對過熱蒸汽的能源轉(zhuǎn)化效率提高為40%?85%，并且，避免了在干燥工藝中用于加熱冷空氣的二次能源消耗。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種使用硫磺燃燒熱干燥白炭黑的方法，其特征在于，包括: 將硫磺燃燒中產(chǎn)生的第一溫度的高溫氣與送風(fēng)裝置產(chǎn)生的第二溫度的風(fēng)共同輸送至熱風(fēng)換熱器中進(jìn)行熱交換，從而將第二溫度的風(fēng)加熱為第三溫度的風(fēng)； 使用所述第三溫度的風(fēng)對白炭黑漿液進(jìn)行干燥以生成白炭黑粉末； 其中，所述第一溫度高于所述第二溫度，且第一溫度也高于第三溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述熱風(fēng)換熱器的換熱面積為2000平方米至4000平方米。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述熱風(fēng)換熱器的換熱面積為2800平方米至3600平方米。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述熱風(fēng)換熱器的換熱面積為2800平方米至3200平方米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一溫度介于90(TC至1500°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一溫度為1000°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二溫度為室溫。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三溫度介于500°C至720°C之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述第三溫度介于620°C至720°C之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述第三溫度介于620°C至670°C之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一溫度的高溫氣與所述第二溫度的風(fēng)分別沿各自的風(fēng)道通過所述熱風(fēng)換熱器。
【文檔編號】C01B33/113GK104418329SQ201310374436
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】王永慶, 闕偉東, 初亮 申請人:確成硅化學(xué)股份有限公司