[发明专利]一种煤焦油化学链热解制备炭黑的方法

摘要

本发明属于炭黑制备技术领域，涉及一种煤焦油化学链热解制备炭黑的方法，还原态载氧体进行氧化反应生成氧化态载氧体后进入单级旋风分离器进行气固分离，分离出来的贫氧空气经过管壳式余热锅炉回收部分热量后送往双夹套流化床换热器、燃料反应器和返料阀作为流化气体；分离出来的氧化态载氧体进入双夹套流化床换热器将煤焦油预热，再将氧化态载氧体送往燃料反应器的下部在流化进气支管里与煤焦油混合，流化的氧化态载氧体将煤焦油分散均匀，并催化裂解煤焦油的C‑H键，氧化态载氧体释放晶格氧与H反应生成炭黑，其工艺简便，原理科学，使用的装置结构简单，操作使用方便，维护成本低，使用寿命长，能耗少，实现余能的合理利用，有效减少污染排放。

主权项

一种煤焦油化学链热解制备炭黑的方法，其特征在于在煤焦油化学链热解制备炭黑的装置中采用煤焦油原料制备炭黑，其具体制备过程是：(1)、在燃料反应器布风板上填铺载氧体颗粒形成载氧体颗粒料层，载氧体颗粒料层的厚度不低于150mm；(2)、关闭燃料反应器和空气反应器之间的返料管阀门，阻断载氧体颗粒在两个反应器之间的流通；(3)、利用外接的热风炉中燃气和空气燃烧产生的1000℃烟气进行预热，烟气先进入燃料反应器进行烘炉，烟气从燃料反应器布风板喷入，加热燃料反应器内的载氧体颗粒料层和耐火材料，载氧体颗粒料层松动膨胀并鼓泡流化，烟气上行穿过冷却水盘管，冷却水盘管中低倍水流率运行，烟气离开燃料反应器的尾气出口后被引入空气反应器底部的空气进口，通过空气反应器布风板进入空气反应器进行预热；当燃料反应器中主体炉温达到800～900℃时，管路和空气反应器中温度达到700℃，从空气反应器排出的废热烟气从单级旋风分离器顶部的贫氧空气出口引入管壳式余热锅炉，从而对管壳式余热锅炉进行预热；然后逐步减小热风炉中燃烧强度，燃料反应器中温度稳定后，停止热风炉的运行；(4)、打开空气反应器和燃料反应器之间的返料管阀门，同时打开煤焦油入料阀门，开始向燃料反应器中送入煤焦油进行反应，载氧体颗粒进入空气反应器反应放热，并逐渐通过载氧体循环将热量带到燃料反应器；其中煤焦油的入料速度由0流量逐渐增大，直到额定流量，保持1000℃烟气的喷入流化，载氧体颗粒的流化对进入燃料反应器的煤焦油进行破碎和加热，炭黑反应开始进行，生成的还原态载氧体颗粒同少部分未反应的载氧体颗粒进入空气反应器，同时打开载氧体进料阀门补充氧化态载氧体进入燃料反应器；(5)、启动空气反应器的流化风机，还原态载氧体与氧气在空气反应器中进行氧化反应生成氧化态载氧体，空气反应器内温度逐渐升高，随着载氧体颗粒的流率增加，从空气进口匹配送入的空气量增加，空气反应器中呈现快速床状态时，稳定各管路阀门开度；(6)、氧化态载氧体将热量和晶格氧送回燃料反应器，其中氧化态载氧体先进入单级旋风分离器进行气固分离，分离出来的氧化态载氧体由单级旋风分离器料腿进入双夹套流化床换热器，在流化气体松动下将双夹套流化床换热器内的氧化态载氧体送入进料管，并对双夹套流化床换热器夹套中的煤焦油加热，预热后的煤焦油通过输油管与流化进气支管里的流化气体混合后一同进入燃料反应器的下部，氧化态载氧体由进料管进入燃料反应器，流化气体由燃料反应器的底部通入，在流化作用下载氧体将煤焦油分散均匀，并催化裂解煤焦油的C‑H键，促进氧化态载氧体的晶格氧与H反应生成炭黑，携带炭黑和少量还原态载氧体的烟气依次通过相互连通的冷却水盘管、水夹套换热器和双夹套流化床换热器的外层夹套换热降温得到冷却后的烟气，冷却后的烟气进入两级串联旋风分离器，还原态载氧体在一级旋风分离器内分离，由一级旋风分离器料腿进入返料管并与从燃料反应器下部进入返料管的还原态载氧体混合后，一同返回空气反应器完成物料循环，而烟气继续进入二级旋风分离器，部分炭黑被分离下来进入存储罐，剩余炭黑由烟气携带经过滤收集装置分离收集，尾气经尾气出口送往余热锅炉燃烧，实现炭黑的制备。