一种用于生产气相白炭黑的脱酸炉的制作方法

本发明涉及一种气相白炭黑生产装置，尤其涉及一种用于生产气相白炭黑的脱酸炉。

背景技术：

气相白炭黑是极其重要的纳米级无机原材料之一，由于其粒径很小，因此比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高、分散性能好、热阻、电阻等方面具有特异的性能，以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，在众多学科及领域内独具特性，有着不可取代的作用。现有技术中用于气相白炭黑的加工设备一般为多级串联立式圆柱形流化床结构，个别有单台卧式流化床结构，大多是流化床外壁电加热供热形式，多级立式流化床的设备多，操作复杂，脱酸能力差装置产能小；多级立式流化床因物料多次进出流化床需要额外的输送动力气，使生产装置尾气负荷变大，物料进出需要重复加热生产能耗也更高；卧式流化床在装置小产能生产时能耗和气耗都较高，操作弹性小，不经济；卧式流化床因是长方体结构，在使用电加热时箱体壁面容易变形，为防止设备变形需要较厚的材料，使设备投资增加；卧式流化床需要较大的脱酸空气和蒸汽，以满足维持流化床床层高度的基本要求，如气速较低流化床就会出现局部塌床堆积的异常导致产品质量不合格。

技术实现要素：

本发明的目的是要提供一种用于生产气相白炭黑的脱酸炉。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

本发明包括气相白炭黑进料管道、加热段壳体、回转窑筒体、气相白炭黑集料器、加热燃烧机、工艺燃烧机，所述气相白炭黑进料管道外设置有外壳体，所述气相白炭黑进料管道的外壳体与所述回转窑筒体的一端通过工艺段密封转轴转动密封连接，所述加热段壳体设置于所述回转窑筒体的外围，所述加热段壳体的两端和所述回转窑筒体的连接处通过加热段密封转轴转动密封连接，所述回转窑筒体的另一端通过所述工艺段密封转轴与所述气相白炭黑集料器转动密封连接，所述加热段壳体的下端连接所述加热燃烧机，所述加热段壳体的上端设置有加热尾气出口，所述气相白炭黑集料器的一侧设置所述工艺燃烧机，安装所述气相白炭黑进料管道外的壳体上设置有尾气排出口，所述回转窑筒体的一端外圆上设置有齿圈，所述回转窑筒体通过所述齿圈连接驱动装置转动。

作为改进，所述尾气排出口设置有尾气分离处理装置。

具体地，所述尾气分离处理装置由尾气旋风分离器、回收料卸料机、工艺尾气管组成，所述工艺尾气管的一端与所述尾气排出口连接，所述工艺尾气管的另一端与所述尾气旋风分离器的进气口连接，所述尾气旋风分离器的上端为工艺尾气出口，所述尾气旋风分离器的下端设置所述回收料卸料机，所述回收料卸料机的出口通过管道连接在所述回转窑筒体内。

优选的，所述加热段壳体的内壁上设置有加热段导流板。所述回转窑筒体的内壁上设置有筒体内螺带。

优选的，所述回转窑筒体的两端设置有滚圈，所述滚圈位于支架上。

进一步，所述气相白炭黑集料器的下端与产品卸料机的一端连接，所述产品卸料机的另一端为气相白炭黑出口。

具体地，所述加热燃烧机上设置有加热燃烧机一次空气和加热燃烧机二次空气，所述加热燃烧机的进气端接入加热燃烧机燃料气。所述工艺燃烧机上设置有工艺燃烧机二次空气和工艺燃烧机一次空气，所述工艺燃烧机的进气端接入工艺燃烧机燃料气。

优选的，所述工艺段密封转轴和所述加热段密封转轴上均设置有密封空气进口。

本发明的有益效果是：

本发明是一种用于生产气相白炭黑的脱酸炉，与现有技术相比，本发明的装置结构简单，简化操作，同时提高了脱酸能力，此外，本发明装置的热利用率高，在提高产能的同时能够降低功耗，提高产品的合格率，提高工作效率，具有推广应用的价值。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中a部分局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1所示：本发明包括气相白炭黑进料管道6、加热段壳体7、回转窑筒体8、气相白炭黑集料器11、加热燃烧机13、工艺燃烧机14，所述气相白炭黑进料管道6外设置有外壳体，所述气相白炭黑进料管道6的外壳体与所述回转窑筒体8的一端通过工艺段密封转轴4转动密封连接，所述加热段壳体7设置于所述回转窑筒体8的外围，所述加热段壳体7的两端和所述回转窑筒体8的连接处通过加热段密封转轴5转动密封连接，所述回转窑筒体8的另一端通过所述工艺段密封转轴4与所述气相白炭黑集料器11转动密封连接，所述加热段壳体7的下端连接所述加热燃烧机13，所述加热段壳体7的上端设置有加热尾气出口26，所述气相白炭黑集料器11的一侧设置所述工艺燃烧机14，安装所述气相白炭黑进料管道6外的壳体上设置有尾气排出口，所述回转窑筒体8的一端外圆上设置有齿圈16，所述回转窑筒体8通过所述齿圈16连接驱动装置转动。

本发明的脱酸炉为回转窑式结构，有外力保持床体的转动，可以在任意产量下保持气和料的充分接触，不会因为产能变化而影响产品质量，在窑内高温气流与气相白炭黑呈逆流运动，气相白炭黑从窑头向窑尾运动，高温气流经过气相白炭黑集料器后从窑尾向窑头运动。

在回转窑筒体8尾设计有气相白炭黑集料器，气相白炭黑集料器的中下段接燃烧机高温气流，高温气流在气相白炭黑集料器切线方向进气，将气相白炭黑集料器内物料搅动并流化，而后高温气流从回转窑筒体尾进入穿过回转窑筒体，在回转窑筒体内翻动的气相白炭黑与高温气流接触，将物料加热并脱除气相白炭黑表面的氯化氢和氯气。

作为改进，所述尾气排出口设置有尾气分离处理装置。

具体地，所述尾气分离处理装置由尾气旋风分离器1、回收料卸料机2、工艺尾气管3组成，所述工艺尾气管3的一端与所述尾气排出口连接，所述工艺尾气管3的另一端与所述尾气旋风分离器1的进气口连接，所述尾气旋风分离器1的上端为工艺尾气出口18，所述尾气旋风分离器1的下端设置所述回收料卸料机2，所述回收料卸料机2的出口通过管道连接在所述回转窑筒体8内。

回转窑筒体8头设计有气相白炭黑半成品进料口和尾气出口，脱酸炉尾气经过尾气旋风分离器将白炭黑分离并被回收料卸料机返回回转窑筒体8中，尾气旋风分离器的尾气进入气相白炭黑生产装置的尾气系统或者分离系统。

优选的，所述加热段壳体7的内壁上设置有加热段导流板10。所述回转窑筒体8的内壁上设置有筒体内螺带9。

本发明脱酸炉的回转窑主体为内外双向加热，在回转窑筒体的外侧设计有固定的加热段壳体，加热段壳体内设计有加热段导流板，由燃烧机产生的热气在加热段导流板的作用下与回转窑筒体内物料方向逆流并环绕回转窑筒体旋转加热。回转窑筒体8内壁设计有筒体内螺带，筒体内螺带随窑体旋转可以将窑内气相白炭黑翻动且可以顺着螺旋的方向向窑尾运动。

优选的，所述回转窑筒体8的两端设置有滚圈15，所述滚圈15位于支架上。

在回转窑筒体两端设计有滚圈，滚圈与回转窑筒体固定，滚圈是放置于两组滚轮之上，滚轮设置在支架上，可自由滚动，在滚圈前方设计有齿圈，齿圈与减速机的齿轮连接，减速机可通过齿圈将回转窑筒体按一定的速度进行旋转。

进一步，所述气相白炭黑集料器11的下端与产品卸料机12的一端连接，所述产品卸料机12的另一端为气相白炭黑出口19，气相白炭黑集料器内物料料层高度通过产品卸料机的转速进行控制。

具体地，所述加热燃烧机13上设置有加热燃烧机一次空气23和加热燃烧机二次空气25，所述加热燃烧机13的进气端接入加热燃烧机燃料气21。所述工艺燃烧机14上设置有工艺燃烧机二次空气24和工艺燃烧机一次空气22，所述工艺燃烧机14的进气端接入工艺燃烧机燃料气20。

加热燃烧机和工艺燃烧机均设计有燃料进口、一次空气进口、二次空气进口，使用天然气或者氢气为燃料，一次空气为助燃空气，通过调整燃料和一次空气的用量来调整高温气流温度，通过二次空气调整窑内高温气流流速。

优选的，所述工艺段密封转轴4和所述加热段密封转轴5上均设置有密封空气进口27。

在回转窑筒体8的窑头和窑尾设计有工艺段密封转轴，工艺段密封转轴使用迷宫和填料两种混合密封结构且填料密封在靠近大气侧，在迷宫密封和填料密封之间还设计有热空气接口，通入热空气以阻挡氯化氢和氯气的泄漏，如图2所示。

在回转窑筒体外壁与加热段壳体之间设有加热段密封转轴，加热段密封使用迷宫和填料两种混合密封结构且填料密封在靠近大气侧，在迷宫密封和填料密封之间还设计有常温空气接口，通入常温空气防止加热段热气喷出伤人。

实施例：

本发明脱酸炉处理气相白炭黑年产量在500吨至10000吨，可处理比表面积30～450㎡/g气相白炭黑。

本发明脱酸炉的回转窑筒体直径为：800mm至2000mm，长径比6:1～30:1，内螺带高度30～300mm，气相白炭黑集料器直径1200～3000mm，高度2400～5000mm，该脱酸炉的加热段壳体直径：810～2600mm。

本发明脱酸炉进料口直径100～400mm，出料口直径200～500mm，尾气管直径200～400mm，尾气旋风分离器壳体直径400～1000mm，旋风分离器筒体高度600～2500mm，旋风分离器回收卸料机直径150～350mm。

本发明脱酸炉的工艺段密封和加热段密封均采用5道迷宫密封加1道石墨盘根密封。

本发明脱酸炉回转窑筒体转速为0.5～5r/min。

本发明脱酸炉的回转窑坡度为0～3.5％。

本发明回转窑的加热燃烧机天然气流量：10～50nm³/h,一次空气流量：100～750nm³/h，二次空气0～750nm³/h。

本发明回转窑的工艺燃烧机的天然气流量为25～150nm³/h，一次空气流量：250～2000nm³/h，二次空气0～2000nm³/h。

本发明脱酸炉满负荷时处理比表面积150㎡/g的气相白炭黑水分散液ph值≥4.30；

本发明脱酸炉满负荷时处理比表面积200㎡/g的气相白炭黑水分散液ph值≥4.20；

本发明脱酸炉满负荷时处理比表面积300㎡/g的气相白炭黑水分散液ph值≥4.15；

本发明脱酸炉满负荷时处理比表面积380㎡/g的气相白炭黑水分散液ph值≥4.10。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

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