[实用新型]一种天然气制乙炔工艺中炭黑水循环回收利用装置

说明书

本实用新型属于天然气制乙炔技术领域，提供了一种天然气制乙炔工艺中炭黑水循环回收利用装置，包括增稠罐、冷却塔、漂浮槽、浆液罐、板框过滤机、清水池、浆液泵和换热器；增稠罐入口与天然气制乙炔反应系统的炭黑水出口连接；增稠罐的上部出口与漂浮槽入口连接；增稠罐的底部出口与冷却塔的塔体进水口相连接；冷却塔的出水口与换热器的入口连接；换热器的出口连接冷却塔的塔顶进水口；漂浮槽的上部出口与浆液罐的顶部入口连接；漂浮槽的底部出口和清水池的入口连接；浆液罐的底部出口与浆液泵的入口连接；浆液泵的出口与板框过滤机的入口连接；板框过滤机包括炭黑出口和底部出口；其底部出口与清水池的入口连接；清水池的出口与换热器的入口连接。

技术领域

本实用新型总体地涉及属于天然气制乙炔技术领域，具体地涉及一种天然气制乙炔工艺中炭黑水循环回收利用装置。

背景技术

天然气部分氧化裂解制乙炔过程中，不仅产生大量的CO、CO₂、H₂、H₂O和少量的丁二炔、乙烯基乙炔和其它不饱和碳氢化合物以及芳族烃等副产物，乙炔的进一步裂解还会产生一定量的炭黑，在裂解气冷却时这些炭黑混入萃冷水中，导致大量废水产生；同时部分副产物溶解在淬火的炭黑水中，后续易伴随大量VOCs排放；炭黑和有机聚合物在水中会形成固渣沉淀。三废处理问题是该行业面临的严重环保挑战。

目前，炭黑水循环系统多采用敞式流程。从乙炔炉、冷却塔、电除尘装置出来的炭黑水进入敞式炭黑分离槽中，其中冷却塔也多采用双曲型冷却塔或其他敞式冷却装置。两者中炭黑水均直接与空气接触，溶解在炭黑水中的有机污染物部分解析出来，对空气产生污染。如CN103496808A、CN102951711A、CN206244558U、CN1478765A中提及的这些方法中，废水处理、炭黑和其他固渣的获取是主要目的，虽在一定程度缓解了废水和固渣沉淀的污染问题，但未解决VOCs排放问题。

针对VOCs排放问题，相关机构提出了炭黑水封闭循环利用的概念，处理废水和废渣的同时，将带有有机污染物的清水封闭循环使用，但并未给出具体的操作流程，如美国专利US005824834。BASF根据炭黑水封闭循环利用的概念，给出了部分流程，即将乙炔炉、冷却塔出炭黑水经一次处理，得到清水经换热后，打入乙炔炉和冷却塔塔顶循环使用，如BASF专利CN1155532A、CN101421207B、CN101384529B。这有效降低了废水处理过程中有机气体排放，但乙炔炉和冷却塔出炭黑水仅经一次处理，程序过于简单，易导致炭黑在循环水中累积，增大后续脱炭黑难度，严重时，循环水将无法作为淬冷水和冷却水回用；同时以上几种方法对于炭黑水后续的处理，即炭黑与水的分离，未给出明确装置和流程介绍。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本实用新型提出了一种天然气乙炔工艺中炭黑水循环回收利用装置及方法，以保证天然气制乙炔工艺中炭黑废水处理得当、避免VOCs排放、高效回收炭黑和高聚物(高聚物中形成固渣的部分随炭黑一起排出，没有形成固渣的在溶液中循环，不影响水溶液的循环利用，)等固体废渣，同时利用清水提高循环水淬冷和冷却效率。

本实用新型的技术方案如下：一种天然气制乙炔工艺中炭黑水循环回收利用装置，包括增稠罐、冷却塔、漂浮槽、浆液罐、板框过滤机、清水池、浆液泵和换热器；所述炭黑水循环回收利用装置与天然气制乙炔反应系统相连接，所述天然气制乙炔反应系统有炭黑水出口、裂解气出口、淬冷装置入口；所述增稠罐的入口与天然气制乙炔反应系统中的炭黑水出口连接；增稠罐的上部出口与漂浮槽的入口连接；增稠罐的底部出口与冷却塔的塔体进水口相连接；所述冷却塔的出水口与换热器的入口连接；换热器的出口连接冷却塔的塔顶进水口；所述漂浮槽的上部出口与浆液罐的顶部入口连接；所述增稠罐用于使罐体中静置的炭黑水借助密度差异实现炭黑与水分层且炭黑在罐体顶部富集；所述漂浮槽用于使增稠罐顶部富集的炭黑再次通过与水的密度差异被富集；漂浮槽的底部出口和清水池的入口连接；所述浆液罐的底部出口与浆液泵的入口连接；所述浆液泵的出口与板框过滤机的入口连接；所述板框过滤机包括炭黑出口和底部出口；其底部出口与清水池的入口连接；所述清水池的出口与换热器的入口连接。