阅读说明：本技术 强酸盐气相法白炭黑制备系统 (System for preparing white carbon black by strong acid salt gas phase method ) 是由 汤广斌 甘世杰 刘旭 王恩伟 郑强 李冬 孙浩杰 位南南 于 2018-08-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及强酸盐气相法白炭黑制备系统,包括强酸盐供料装置、水玻璃供料装置、反应釜和产品收集装置,所述强酸盐供料装置和水玻璃供料装置分别与反应釜相连接,还包括相连接的压滤装置和相变水处理装置,所述反应釜和产品收集装置分别与压滤装置相连接,所述相变水处理装置与强酸盐供料装置相连接,所述强酸盐供料装置为联碱生产母液供给装置。本发明基于现有联碱生产工艺及白炭黑制备方法进行有机结合设计,实现白炭黑的高效自动化生产,并大幅降低生产成本,且产品纯度高,同时,所得产品的洗涤液通过相变水处理后,返回联碱生产装置当做原料,有效解决了联碱生产副产物取出过程能耗高和积压存储问题,节约空间,降低经济成本。(The invention relates to a system for preparing white carbon black by using a strong acid salt gas phase method, which comprises a strong acid salt feeding device, a water glass feeding device, a reaction kettle and a product collecting device, wherein the strong acid salt feeding device and the water glass feeding device are respectively connected with the reaction kettle, the system also comprises a filter pressing device and a phase change water treatment device which are connected with each other, the reaction kettle and the product collecting device are respectively connected with the filter pressing device, the phase change water treatment device is connected with the strong acid salt feeding device, and the strong acid salt feeding device is a combined alkali production mother liquor feeding device. The invention is designed by organic combination based on the existing combined alkali production process and the white carbon black preparation method, realizes high-efficiency automatic production of the white carbon black, greatly reduces the production cost, has high product purity, and simultaneously, the washing liquid of the obtained product is treated by phase-change water and then returns to a combined alkali production device to be used as a raw material, thereby effectively solving the problems of high energy consumption and overstock storage in the process of taking out the byproducts in the combined alkali production, saving the space and reducing the economic cost.)

强酸盐气相法白炭黑制备系统

技术领域

本发明涉及白炭黑生产制备技术领域，尤其涉及应用联碱生产副产物的强酸盐气相法白炭黑制备系统。

背景技术

随着白炭黑的应用推广，其需求量也日益增加，相应地，市场价格也在不断攀升，但仍供不应求。白炭黑按生产方法大体分为气相法白炭黑和沉淀法白炭黑。气相法白炭黑常态下为白色无定形絮状半透明固体胶状纳米粒子，但制备工艺复杂，设备投资较高。目前白炭黑的工业化生产路线大多为沉淀法，沉淀法白炭黑是指以硫酸、盐酸、强酸盐与水玻璃为基本原料生产的二氧化硅。沉淀法白炭黑的制备体系对温度、pH值要求较高，采用强酸盐与水玻璃为原料制备白炭黑的工艺过程为放热反应，同时产生挥发刺激性气氨，污染环境，而且传统生产设备自动化程度较低。

另外，联合制纯碱法，简称联碱法，是生产纯碱的主要方法，在联碱生产中副产物多，该副产物大部分用于复合肥市场，季节性强，产品易结块，储存需占用大量空间且经济成本高。

发明内容

本发明的目的是，针对现有技术存在的问题，提供强酸盐气相法白炭黑制备系统，基于现有联碱生产工艺及白炭黑制备方法进行设计，实现白炭黑的高效自动化生产，并大幅降低生产成本，以满足市场需求，同时，有效解决联碱生产副产物的积压存储问题，节约空间和经济成本。

本发明解决问题的技术方案是：强酸盐气相法白炭黑制备系统，包括强酸盐供料装置、水玻璃供料装置、反应釜和产品收集装置，所述强酸盐供料装置和所述水玻璃供料装置分别与所述反应釜相连接，还包括相连接的压滤装置和相变水处理装置，所述反应釜和所述产品收集装置分别与所述压滤装置相连接，所述相变水处理装置与所述强酸盐供料装置相连接，所述强酸盐供料装置为联碱生产母液供给装置。

进一步地，在本发明所述的强酸盐气相法白炭黑制备系统中，所述反应釜的下部与所述压滤装置相连接，所述压滤装置的底部与所述产品收集装置相连接，所述相变水处理装置的下部与所述联碱生产母液供给装置相连接。

进一步地，在本发明所述的强酸盐气相法白炭黑制备系统中，所述联碱生产母液供给装置与所述反应釜通过U型管道相连接。

进一步地，在本发明所述的强酸盐气相法白炭黑制备系统中，所述反应釜上设有物料均布装置、自动搅拌装置、加热装置、冷却装置、负压蒸发装置、自动清洗装置和卸料装置，所述卸料装置与所述压滤装置通过料液输送管道相连接，所述联碱生产母液供给装置和所述水玻璃供料装置分别与所述物料均布装置相连接。

优选地，在本发明所述的强酸盐气相法白炭黑制备系统中，所述负压蒸发装置为交变载荷负压蒸发装置，包括相连接的真空泵和气氨回收冷却器。

优选地，在本发明所述的强酸盐气相法白炭黑制备系统中，所述卸料装置包括卸料阀和离心泵，所述离心泵与所述料液输送管道相连接。

优选地，在本发明所述的强酸盐气相法白炭黑制备系统中，所述相变水处理装置上设有卸料器，所述卸料器通过处理液输送管道与所述联碱生产母液供给装置相连接。

优选地，在本发明所述的强酸盐气相法白炭黑制备系统中，所述物料均布装置上设有多个支管分布器，在所述各支管分布器上设有喷头。

较佳地，在本发明所述的强酸盐气相法白炭黑制备系统中，所述支管分布器有两组，分别为第一支管分布器和第二支管分布器，所述第一支管分布器与所述联碱生产母液供给装置相连接，所述第二支管分布器与所述水玻璃供料装置相连接。

进一步地，在本发明所述的强酸盐气相法白炭黑制备系统中，所述联碱生产母液供给装置用于向所述反应釜中提供强酸盐原料，所述强酸盐原料为联碱生产中的循环料液。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：充分利用现有生产设备，基于现有联碱生产工艺及白炭黑制备方法进行有机结合设计，实现白炭黑的高效自动化生产，并大幅降低生产成本，且产品纯度高，同时，所得产品的洗涤液通过相变水处理将水含量降至系统要求指标后，返回联碱生产系统装置当做原料，有效解决了联碱生产副产物中氯化铵取出过程能耗高和积压存储问题，节约空间，降低经济成本，适合工业化推广应用。

附图说明

图1为本发明强酸盐气相法白炭黑制备系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明，但本发明不受实施例的任何限制。

如图1所示，本发明的一种强酸盐气相法白炭黑制备系统，包括强酸盐供料装置、水玻璃供料装置、反应釜和产品收集装置，所述强酸盐供料装置和所述水玻璃供料装置分别与所述反应釜相连接，还包括相连接的压滤装置和相变水处理装置，所述反应釜和所述产品收集装置分别与所述压滤装置相连接，所述相变水处理装置与所述强酸盐供料装置相连接，所述强酸盐供料装置为联碱生产母液供给装置。

在上述实施例中，本发明将联碱生产工艺及白炭黑制备方法进行有机结合，在制备白炭黑产品的同时解决联碱生产副产物中氯化铵取出过程能耗高和积压存储等问题。具体应用本发明时，以联碱生产母液供给装置为强酸盐供料装置向所述反应釜中加入强酸盐原料，同时，所述水玻璃供料装置向所述反应釜中加入水玻璃原料，两种原料在反应釜中充分混合并发生反应得到白炭黑产品料液，所得白炭黑产品料液再经所述压滤装置处理以保障产品的高纯度，经压滤处理后所得白炭黑产品送入产品收集装置进行收集，经压滤处理后所得滤液输送到所述相变水处理装置中进行重组分回收处理，经蒸发相变水处理将水含量降至系统要求指标，得到重组分回收料液，该料液为水和反应生成的氯化钠及系统中的氯化钠过饱和溶液，将所得的重组分回收料液输送到联碱生产系统中继续循环利用，从而充分实现节能减少损耗，而且无其他污染物排放，大幅增强环保效果。

在上述实施例中，为保障在制备白炭黑产品的同时解决联碱生产副产物能耗等问题，优选地，通过所述联碱生产母液供给装置向所述反应釜中加入强酸盐原料，所述强酸盐原料为联碱生产中的循环料液，所述循环料液的固定氨含量为35tt～90tt(tt为氨水滴度，用于表示氨水浓度，1mol/L相当于20tt，1滴度＝0.85克氨/升)。

在上述实施例中，为保障系统的高效运行，优选地，所述反应釜的下部与所述压滤装置相连接，所述压滤装置的底部与所述产品收集装置相连接，所述相变水处理装置的下部与所述联碱生产母液供给装置相连接，由此加速分离及回收。

在上述实施例中，为提高物料反应的均匀度，优选地，所述联碱生产母液供给装置与所述反应釜通过U型管道相连接，以降低位差；较佳地，所述U型管道在所述反应釜中与分布器相连接，以使强酸盐原料在反应釜中均匀分布，以便与水玻璃原料充分混合。

在本发明的一些实施例中，为提高白炭黑产品的生产效率和产品的质量，优选地，所述反应釜上设有物料均布装置、自动搅拌装置、加热装置、冷却装置、负压蒸发装置、自动清洗装置和卸料装置，所述卸料装置与所述压滤装置通过料液输送管道相连接，所述联碱生产母液供给装置和所述水玻璃供料装置分别与所述物料均布装置相连接。

在上述实施例具体应用时，在系统基本运行操作的基础上，通过所述物料均布装置分别使强酸盐原料和水玻璃原料同时在所述反应釜中均匀分布和接触，同时，通过所述自动搅拌装置进行搅拌，使反应物料充分均匀混合并保障反应的均匀性，从而提高反应的速率和物料的利用率，在反应的同时，通过所述加热装置和冷却装置对反应的温度进行调节以保障反应的温度稳定，通过所述负压蒸发装置控制反应釜内反应的压力，从而保障反应全程都能够稳定进行；反应结束后，通过卸料装置迅速进行卸料，同时启动所述自动清洗装置清洗反应釜内壁及自动搅拌装置，使清洗液与反应所得料液一同自反应釜底部快速进入所述压滤装置进行压滤；通过上述设置为白炭黑制备的均匀且稳定运行提供保障，并大幅提高生产效率及产品的质量。

在上述实施例中，为保障反应釜内反应所需的压力稳定，所述负压蒸发装置优选为交变载荷负压蒸发装置，所述交变载荷负压蒸发装置包括相连接的真空泵和气氨回收冷却器，通过真空泵和气氨回收冷却器结合作用进行反应釜内部的压力调节。

在上述实施例中，为保障反应所得产品能够快速得到压滤提纯，避免其他副产物的晶相结合介入，所述卸料装置包括卸料阀和离心泵，所述离心泵与所述料液输送管道相连接，所述卸料阀设置在所述反应釜的底部，开启卸料阀，下流的料液通过所述离心泵加速通过所述料液输送管道输送到压滤装置中。

在上述实施例中，为加速联碱生产用料液的循环供给，优选地，在所述相变水处理装置上设有卸料器，所述卸料器通过处理液输送管道与所述联碱生产母液供给装置相连接，以提高生产效率。

在上述实施例中，为增强反应的均匀性，优选地，所述物料均布装置上设有多个支管分布器，在所述各支管分布器上设有喷头；较佳地，所述支管分布器有两组，分别为第一支管分布器和第二支管分布器，所述第一支管分布器与所述联碱生产母液供给装置相连接，所述第二支管分布器与所述水玻璃供料装置相连接；所述联碱生产母液供给装置优选通过所述U型管与所述第一支管分布器相连接，降低位压的同时，通过所述第一支管分布器对所述联碱生产母液供给装置提供的强酸盐物料在反应釜中进行均匀分布，所述第二支管分布器所述水玻璃供料装置提供的水玻璃物料在反应釜中进行均匀分布；较佳地，所述第一支管分布器和第二支管分布器相邻设置且同时进行作用，从而使相关反应物料在反应釜中均匀分布且充分接触，从而配合所述自动搅拌装置的搅拌，充分保障反应的均匀性，进而为产品质量提供保证。

本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更，都不会超出本发明的构思和所附权利要求的保护范围。