炭黑培训课件

1.2.3 炭黑的品种
第二章 炭黑的生产技术
2.1炭黑的生产工艺 2.1.1工艺流程简述 焦炉煤气由煤气加压风机送入反应炉与预热后的空气在反应炉 的燃烧段内混合，完全燃烧，产生约1860℃的高温燃烧气流，随 后高速进入反应炉的喉管段。 原料油进入原料油罐，经原料油过滤器，有原料油泵送到原料 油预热器预热到150～190℃后，经原料油枪喷入反应炉喉管段。 在这里，原料油与来自燃烧段高温速气流接触混合，原料油迅速 汽化并裂解生成炭黑。 生产炭黑所需工艺空气由大气进入主供风机，经升压后送入空 气预热器、预热到650℃左右后，再进入到反应炉燃烧段。为了调 节和控制炭黑结构，在添加剂罐内用水溶解不同比例的碳酸钾， 用添加剂泵送到添加剂枪，从喷咀孔喷入反应炉的燃烧段内。
第四章 炭黑生产故障及处理
1、反应炉振动 处理：一般应先分析原因，有可能是： （1）煤气枪定位不对（轴向）； （2）风管振动导致； （3）炉体热膨胀未被吸收。 找出原因后，采取相应处理措施。 2、原料油枪冒烟 处理：一般应先分析原因，有可能是： （1）油枪插入深度不对； （2）油枪嘴结焦等。 对第一种情况，调整深度；对第二种情况，如果结焦不严重， 一般可开启冷却空气一段时间，如果还不行，应切断这支枪的原 料油，吹扫后拔出枪、更换油嘴。
（1）不完全燃烧法，制造方法有：
1）接触法，包括槽法、滚筒法、圆盘法； 2）油炉法； 油炉法生产是炭黑生产最现代的工艺过程。它具有极大的灵活性和经济 性。用化学反应方法来评价，炉法过程是利用热氧化分解原理，在一密闭的
反应炉中，在高流速、高湍流状况下，连续地制造炭黑。 油炉法生产是把液烃原料喷射到火焰中来制取炭黑的一种方法。又细分 为用天然气或焦炉煤气为燃料产生火焰的炉法生产，称为油、气炉法。用液 烃（油）作为燃料产生火焰的炉法生产，为油、油炉法。 我们公司的炭黑装臵是利用油气法来生产硬质炭黑。 3）气炉法；4）灯烟法。 （2）热分解法：1）热解法；2）乙炔法； 1.2.2 .2 按用途和使用特点分类 可将炭黑分为两类，即橡胶用炭黑和非橡胶用炭黑（或称特种炭黑，专 用炭黑），包括色素炭黑、导电炭黑、塑料用炭黑以及各种专用炭黑等。 (1) 橡胶用炭黑 在橡胶制品中加入一定数量的炭黑，可以起到填充和补强作用，以改善 橡胶制品的性能。橡胶用炭黑品种繁多，其生产方法有接触法、炉法和热裂 法。在橡胶工业中，为了表示炭黑对橡胶的补强效果，将炭黑分为硬质和软 质炭黑。硬质炭黑对橡胶补强作用大，而软质炭黑较小，在很大程度上起到 填充作用。
主讲人：赵晓东
2008年11月5日
目录
第一章 概论
第二章 炭黑的生产技术
第三章 炭黑生产注意事项
第四章 炭黑生产故障及处理
第一章 概论
1.1 炭黑的发展简史 炭黑是人们最早知道的石油化工原料之一。我国是世界上生产炭黑最早 的国家。距今三千年前，我们的祖先就掌握了烧烟制墨的技术。炭黑的生产 发展，与我国古代文字的产生、纸和印刷术的发明有着密切联系，我国古代 称炭黑为“炱”或“烟炱”。由于古代的炭黑是用松枝作原料烧制而成的， 故又称为“松烟”，这些名称一直沿用到19世纪末。自从1892年近代炭黑 工业出现以后，才逐渐被“炭黑”这一名词所取代。 炭黑的早期应用是制造墨汁和黑色颜料。 1892年美国发明了用天然气制造槽法炭黑，当时主要用作着色剂。 1912年英国人莫特发现了炭黑对橡胶的补强作用，特别是显著提高轮胎 耐磨性能以后，炭黑的需求量迅速增长。20世纪20年代，出现了热裂法炭黑 和气炉法炭黑，它们也都是以天然气为原料，生产的炭黑广泛用于轮胎胎体。 到了30年代，美国斯诺，后为克列西致力于以油为原料制造炭黑，开发成功 了油炉法炭黑。1943年，世界上第一座工业化规模的油炉法炭黑生产装臵， 在美国鲍格投入生产。
6、停操作回路前，应先将TICA-104的设定值改为538℃，以保 护空气预热器，待TICA-104的检测值已达到538℃后，将原料油 枪冷却空气打开，然后停操作回路；停操作回路后，不要立即将 原料油枪拔出，要等到蒸汽将油管中残余油吹净后需3～5分钟， 方可拔出原料油枪，油枪拔出后，即关闭冷却空气。 7、停了操作回路后，如果还要停煤气或叫停预热回路。应逐级 将煤气和风减下来6～9次，应先减煤气，后减风，其比例为10： 1，直到最后切断煤气。也可以在挂上燃烧模型的情况下实现减 少风和煤气的目的。直到最后切断煤气。 8、停操作回路，原料油枪，添加剂枪，要从炉内拔出。停预热 回路，燃气枪，一、二次急冷水枪都应从炉内拔出，以免由于 误操作而将水导入炉内，发生事故。 9、发现某个袋率箱体的温度突然升高，应立即关闭其入口蝶阀， 观察其是否着火，如着火，立即通入蒸汽灭火。
系 统 煤 气
吸风
主供风机
添加 剂罐 添加 剂罐
放散 油枪 护风
去主旋分离器
煤气风机
预热空气
去包 装机
炭 黑 烟 气
二次急冷水
一次急冷水
炭黑反应炉
空 预 器
油预热器
原料油枪
原料油泵
回流风机
尾 气 风 机
主袋 （F）
去尾气 锅炉和 尾气燃 烧炉
主旋 分离 器
主袋 （A）
主袋 （B）
主袋 （C）
主袋 （D）
13、尾气燃烧炉的正常停炉，应先将尾气切换成煤气，确定煤气 已燃烧后，才切断尾气。干燥机内腔温度（TIA-200）降为常温 时方可停止干燥机运转。 14、不合格品炭黑回流处理只有当生产正常时才能进行，回流炭 黑量要以不影响质量为原则，一般开半个小时停一个小时，根据 实际情况，由班长决定用哪种方式。 15、炭黑包装的重量国家标准,20kg袋±0.2kg、500kg袋±3.5 kg。
5、炭黑生产的污染源主要包括哪些？ 炭黑生产的污染源主要包括五个部分： 1）炭黑尾气排放中烟尘及粉尘的污染；2）炭黑尾气中所含的 有害气体的污染；3）炭黑生产中污水的污染；4）噪声污染； 5）废渣污染。
6、预热回路突然停车应如何处理? 通知中控室将TIC—104、TIC—105全部打开，必要时一次急冷再 插两只水枪或将TIC-104旁路打开、降至538℃和220℃以下。按 正常停车处理、将入炉煤气手阀关闭、添加剂枪抽出、原料油枪冷 风关闭、停尾气风机注意关闭PIC—131、HV—131阀门，同时关 闭脉冲振打系统。防止原料油在预热Baidu Nhomakorabea内结焦、应及时用蒸气或压 缩空气吹扫，同时注意TIC—101温度的变化。停预热回路、瞬间 即可将入炉的原料油、风、煤气、添加剂自动完全切断但必须检查 阀位是否准确到位。待TIC-104降下来后逐步将水枪抽出。
根据炭黑在橡胶中的使用特点，炉法炭黑分为：超耐磨炭黑、中超耐磨炭黑、 高耐磨炭黑、快压出炭黑、通用炭黑和半补强炭黑等。 在我国，现行橡胶用炭黑的国家标准为GB3778-2003. （2）非橡胶用炭黑 1）色素炭黑 我国国家标准，按照各类色素炭黑的粒径范围分为：高色素炭黑，中色 素炭黑和普通色素炭黑三种类型。 2）导电炭黑；3）塑料用炭黑；4）其它专用炭黑。 炭黑的粒径、结构和表面的物理化学性能，通常称为炭黑的三大基本特 性。国家标准橡胶用炭黑GB3778-2003；分为N100系列； N200系列； N300系列；N472导电炭黑；N500系列；N600系列；N700系列；N800 系列；N900系列。 我们公司炭黑装臵设计生产品种为：N100系列；N200系列；N300系列 硬质炭黑产品。
冷却到270℃的烟气进入主旋风分离器。从主旋风分离器收集 下来的炭黑经主旋风分离器气密阀，进入风送系统。从主旋风分 离器出来的烟气进入脉冲式主袋滤器，附在滤袋外壁上的炭黑用 脉冲气流定期周期性进行喷吹，使炭黑落入袋滤储斗，主袋滤器 收集下来的炭黑经主袋滤器气密阀进入风送系统。袋滤分离的炭 黑尾气用尾气加压风机将其量的20%送至尾气燃烧炉，为干燥系 统提供热源。其量的80%送至尾气锅炉进行燃烧，锅炉产生的蒸 汽供炭黑装臵使用。 炭黑进入风送系统后，用230～250℃热烟气输送，通过微米 粉碎机，将硬碳或杂质粉碎成小于325目的粒子，再经风送风机 送到收集旋风分离器中，从收集旋风分离器出来的烟气经回流风 机送回烟气系统，进入主袋滤器循环。从收集旋风分离器收集下 来的炭黑落入粉状炭黑贮罐中，粉状炭黑经储斗搅拌器搅拌，由 供料输送机送入湿法造粒机中造粒。
主袋 （E）
排气风机
排袋 （G）
排袋 （H）
烟 囱 放 散
再处 理
微米粉碎机
烟 囱 放 散
A
B
风 送 风 机
设 备 吸 尘 风 机
包 装 吸 尘 风 机
再 处 理 吸 尘 风 机
去收集旋 风分离器
收集 旋风 分离 器
粘结 剂罐
粘结 剂罐
粉状 炭黑 贮罐
干 燥 机 烟 窗
供料螺旋输送机
湿法造粒机
去排袋
装臵区内所需水由界外供水管进入水罐。造粒所需的造粒水由水 罐进入工艺水泵，经加压后进入湿法造粒机。造粒用的粘结剂由粘 结剂罐进入粘结剂泵，（如需要，加入一定比例的粘结剂，如糖蜜、 木质素磺酸盐来提高粒子的强度）经加压后送入湿法造粒机。 从湿法造粒机出来的湿炭黑粒直径0.5～2mm,进入干燥机进行 干燥，干燥机所需的干燥热能由尾气燃烧炉供给。尾气炉供风机送 入空气进尾气炉，尾气经尾气加压风机升压后，送到尾气燃烧炉与 空气一并燃烧。燃烧产生的约1100 ℃热烟气，进入回转干燥机的 火箱与干燥机滚筒接触，先以间接方式加热干燥机内部的湿炭黑粒 子，然后，热烟气由干燥机尾部进入干燥机内部直接接触炭黑粒子， 以加速炭黑粒子的干燥过程，从回转干燥机出来的炭黑，加热减量 在2.5%以下，经湿过程提升机送入筛选机。 筛选出的合格品经成品输送螺旋送入储存提升机，然后经磁选机 磁选除去铁锈。根据炭黑品种，磁选后的炭黑进入产品分配螺旋， 然后进入产品储罐。待炭黑冷却到70℃以下时用包装机包装。
排 气 风 机
湿 法 提 升 机
不 合 格 罐
回转干燥机
去再 处理 风机
磁选机
筛选机
去不 合格 品罐
成品螺旋输送机
贮 存 提 升 机
产品分配螺旋
产品分配螺旋
产品 储罐
再处理 风机
去再处理 袋滤器
产品 储罐
包装机
包装机
第三章 炭黑生产注意事项
1、原料油罐液位控制在2～7米。油罐温度控制在70～90℃。 2、反应炉烘炉过程中发生熄火现象，不能立即点火。首先立即 关闭入炉煤气，然后必须用主供风机提供的空气吹扫臵换3-5分 钟方能点火恢复烘炉，否则有爆炸的危险性！ 3、反应炉炉温在800℃以上时，可先供风、后供煤气直接 点火烘炉。不允许未供风之前先向炉内输入煤气。 4、在准备升温烘炉前，将TICA-104设定538℃，TIC-105设 定 270℃。 5、投原料油时，应事先打开冷却空气，再插入原料油枪，然后 再按操作回路按钮，操作回路按钮中控室、炉前都有，一般由炉 前按下该按钮，以免原油枪未插入即按下按钮。投油正常后即可 关闭冷却空气。
10、启动造粒机前，造粒机要先预热，将造粒机夹套蒸汽阀打开 ，调节蒸汽减压阀，将蒸汽压力控制在0.1MPa以下，控制TI209温度在80℃左右，然后启动造粒机。 11、湿法造粒初期时，是先手动，后自动。先下粉状炭黑再加入 造粒水。 12、先用煤气将尾气燃烧炉升温至900℃（TIA-207）以上方可投 入尾气。
1.2 炭黑及其种类 1.2.1 什么是炭黑 炭黑是由许多烃类物质（固态、液体或气态）经不完全燃烧或裂解生成 的。当今，“炭黑”这一术语，通常指由炉法炭黑、槽法炭黑、热烈法炭黑 和灯烟炭黑等所构成的一组工业产品。炭黑的元素组成以碳为主（＞98%） 还有一些氢、氧、硫等其它元素。 1.2.2 炭黑的分类和命名 炭黑的分类方法，大体上说来可归纳为两类，即按制造方法分类与按用 途和使用特点分类。 1.2.2.1 按制造方法分类 将炭黑生成分为两种形式，即不完全燃烧和热分解法。
3、主袋滤器差压升高的原因有哪些？ 有可能是（1）脉冲吹扫的宽度不对；（2）电磁阀不工作；（3） 压缩空气压力不足；（4）袋滤箱体积灰太多；（5）生产负荷过大 造成清灰效果差。 4、主、 排气袋滤气着火的因素有哪些？怎样预防？ 1）、有可能：（1）炉前熄火不彻底或TIC—104超出指标； （2）空气预热器漏空气；（3）袋滤箱体或风送管道漏空气； （4）干燥机内着火PV—210处吸入火源；（5）造粒停止后、没 有及时停排气风机；（6）PV—210没有及时关闭或卡住。 2）、预防方法：（1）检查或更换急冷水枪或降低TIC-104温度； （2）全线停车检查空气预热器；（3）检查袋滤或风送管系统并 进行处理；（4）处理干燥机内着火问题，注意观察TI-210的温度 变化；（5）造粒前或停造粒后必须严格执行操作规程； （6）等全线停车时检查PV-210控制阀。