【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及白炭黑生产系统、生产，尤其涉及一种二氧化碳梯级碳化法生产白炭黑的生产系统。
技术介绍
1、白炭黑是无定型硅酸及硅酸盐类产品的通称，由于橡胶工业中补强作用类似于炭黑被称为白炭黑，分子式sio2·nh2o，外观白色，是一种无定形二氧化硅，白炭黑一般分为气相法二氧化硅、沉淀法二氧化硅、超细二氧化硅凝胶和气凝胶这四类，其中沉淀二氧化硅是主流产品。白炭黑由硅和氧构成空间四面体网状结构，氧位于四面体顶点，硅位于四面体中心位置，sio2呈电中性，具有独特性能，主要用作橡胶补强剂，其用量占总用量70％，还可用作增稠剂、触变剂、分散剂、流量控制剂和防沉剂，也是理想的医药农药等化工载体。
2、沉淀法白炭黑主要采用硅酸钠和无机酸进行凝胶沉淀反应获得。沉淀法白炭黑生产技术朝着规模化、专业化、自动化、绿色清洁生产的趋势发展，比如采用稻壳为燃料生产稻壳灰，再利用稻壳灰提取硅酸钠用于生产白炭黑；采用硅酸钠窑炉尾气的co2捕集回收利用替代硫酸生产白炭黑；采用采用生物质气化供热替代天然气或水煤气用于硅酸钠窑炉的供热，这些都属于近年来白炭黑生产领域的前言技术和攻关技术。
3、申请号为cn201410132606.0的一种在反微乳液体系中制备白炭黑的方法、申请号为cn201410175731.x的一种制备白炭黑浆液的方法、申请号为cn201410175798.3的一种白炭黑的制备方法、申请号为cn201410176197.4的一种一步法制备白炭黑的方法，这些专利技术都采用了二氧化碳碳化法生产白炭黑，但添加有机物或有机盐作为改性剂
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种实施可靠、应用灵活、低碳环保、对环境友好且副产物回收率高、主产物分数性好、纯度高的二氧化碳梯级碳化法生产白炭黑的生产系统。
2、为了实现上述的技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：
3、一种二氧化碳梯级碳化法生产白炭黑的生产系统，其包括依次连接的水玻璃窑炉、缓冲槽、溶解釜、调制罐、反应塔、浓水过滤洗涤板框、一级配浆槽、梯度洗涤板框、二级配浆槽、气流干燥塔、气流粉碎机、气流筛分机；
4、其中，所述水玻璃窑炉用于输入石英砂和纯碱进行熔融反应，熔融反应产生的熔融料进入到所述水玻璃窑炉出料口连接的缓冲槽进行冷却，冷却后的冷却料进入所述溶解釜进行溶解反应得到液体硅酸钠，液体硅酸钠通过泵输送进入所述调制罐进行调节模数、浓度，得到液体硅酸钠调制料，即硅酸钠溶液，液体硅酸钠调制料通过泵输送进入所述反应塔，所述反应塔包括分为多个梯级的反应釜，其均通入有二氧化碳，液体硅酸钠调制料通过泵依次输送进入到所述反应塔的多个反应釜与其通入的二氧化碳进行反应，得到反应料，反应料通过泵输送进入所述浓水过滤洗涤板框进行固液分离、洗涤得到一次浆料，一次浆料进入所述一级配浆槽，再通过泵输送进入梯度洗涤板框进行洗涤得到二次浆料，二次浆料进入所述的二级配浆槽，再通过泵输送进入所述气流干燥塔进行干燥得到干燥料，干燥料通过风机风送进入到所述气流粉碎机进行粉碎得到粉碎料，粉碎料通过风机风送进入所述气流筛分机进行筛分，最终筛分得到所需要粒度规格的成品白炭黑。
5、作为一种可能的实施方式，进一步，本方案所述反应塔包括分为三个梯级的一级反应釜、二级反应釜和三级反应釜，一级反应釜的下部连接有用于输入硅酸钠溶液的输送泵；一级反应釜、二级反应釜和三级反应釜的下部均连接有用于输入二氧化碳的高压风机，且高压风机连接至一级反应釜、二级反应釜和三级反应釜的管路上还均设有进气阀，一级反应釜、二级反应釜和三级反应釜的下部均一一对应连接有循环泵，且一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜连接的循环泵的出口上均连接有两条支路，该两条支路上均设有阀，且两条支路的其中一支路连接有换热器，经换热器换热后的浆料对应循环回一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜的上部，一级反应釜、二级反应釜的循环泵上连接的另一支路均对应连接至下一级反应釜的下部，三级反应釜的循环泵上连接的另一支路用于输出反应料，一级反应釜、二级反应釜和三级反应釜的上部还均设有用于输出二氧化碳的尾气管，一级反应釜、二级反应釜的尾气管对应连接至下一级反应釜的中部，三级反应釜的尾气管通过高压风机连接有尾气喷淋塔。
6、作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜均为密闭容器，其分为上中下三个部分，一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜内的下部均连接有搅拌器，一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜的下部均设有接入二氧化碳的旋流喷射器，其用于提高二氧化碳与硅酸钠溶液的接触面积和反应强度。
7、作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜内的上部均设有筛板，经循环泵进入一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜的进口高于筛板。
8、作为一种较优的实施选择，优选的，本方案一级反应釜内的浆料温度控制在80～95℃，反应时间控制在30～40min，二级反应釜内的浆料温度控制在60～80℃，反应时间控制在30～40min，三级反应釜内的浆料温度控制在40～60℃，反应时间控制在30～40min；硅酸钠溶液进入一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜中累计的合成反应时间为90～120min，且三级反应釜输出的反应料的ph为8.5～9.5。
9、作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述纯碱为含碳酸钠和/或碳酸氢钠的晶体经煅烧炉煅烧后制得。
10、在此基础上，本方案输入所述水玻璃窑炉的纯碱和石英砂在进行高温熔制后，得到硅酸钠的熔融料，水玻璃窑炉产生的窑炉高温烟气通过余热锅炉进行处理，获得0.6～0.8mpa的蒸汽，再通过列管式气气换热器进行换热处理，得到150～200℃的热风，所述热风被通入到煅烧炉中辅助制取纯碱，煅烧炉产生的富含二氧化碳的尾气依次被输入到布袋除尘器、洗涤塔、气体压缩机、变压吸附塔和气体压缩机进行提纯捕集回收，得到高纯度二氧化碳，所述高纯度二氧化碳的纯度为90％以上，变压吸附塔的吸附回收压力为0.2～0.6mpa；其被复用输送到反应塔中与硅酸钠溶液进行反应。
11、作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述调制罐用于配制液体硅酸钠调制料，即硅酸钠溶液，进入调制罐的液体硅酸钠与液碱通过模数调配，使得到的液体硅酸钠调制料的温度为80～95℃，含二氧化硅质量浓度为10～30％，模数为3.3～3.6。
12、作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述浓水过滤洗涤板框对所述反应塔反应获得的反应料进行过滤、梯度洗涤，得到总固含量6％本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二氧化碳梯级碳化法生产白炭黑的生产系统，其特征在于，其包括依次连接的水玻璃窑炉、缓冲槽、溶解釜、调制罐、反应塔、浓水过滤洗涤板框、一级配浆槽、梯度洗涤板框、二级配浆槽、气流干燥塔、气流粉碎机、气流筛分机；
2.如权利要求1所述的一种二氧化碳梯级碳化法生产白炭黑的生产系统，其特征在于，所述反应塔包括分为三个梯级的一级反应釜、二级反应釜和三级反应釜，一级反应釜的下部连接有用于输入硅酸钠溶液的输送泵；一级反应釜、二级反应釜和三级反应釜的下部均连接有用于输入二氧化碳的高压风机，且高压风机连接至一级反应釜、二级反应釜和三级反应釜的管路上还均设有进气阀，一级反应釜、二级反应釜和三级反应釜的下部均一一对应连接有循环泵，且一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜连接的循环泵的出口上均连接有两条支路，该两条支路上均设有阀，且两条支路的其中一支路连接有换热器，经换热器换热后的浆料对应循环回一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜的上部，一级反应釜、二级反应釜的循环泵上连接的另一支路均对应连接至下一级反应釜的下部，三级反应釜的循环泵上连接的另一支路用于输出反应料，一级反应釜、二级反应釜和三级反
3.如权利要求2所述的一种二氧化碳梯级碳化法生产白炭黑的生产系统，其特征在于，所述一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜均为密闭容器，其分为上中下三个部分，一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜内的下部均连接有搅拌器，一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜的下部均设有接入二氧化碳的旋流喷射器，其用于提高二氧化碳与硅酸钠溶液的接触面积和反应强度；
4.如权利要求3所述的一种二氧化碳梯级碳化法生产白炭黑的生产系统，其特征在于，一级反应釜内的浆料温度控制在80～95℃，反应时间控制在30～40min，二级反应釜内的浆料温度控制在60～80℃，反应时间控制在30～40min，三级反应釜内的浆料温度控制在40～60℃，反应时间控制在30～40min；硅酸钠溶液进入一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜中累计的合成反应时间为90～120min，且三级反应釜输出的反应料的pH为8.5～9.5。
5.如权利要求4所述的一种二氧化碳梯级碳化法生产白炭黑的生产系统，其特征在于，所述纯碱为含碳酸钠和/或碳酸氢钠的晶体经煅烧炉煅烧后制得；
6.如权利要求5所述的一种二氧化碳梯级碳化法生产白炭黑的生产系统，其特征在于，所述调制罐用于配制液体硅酸钠调制料，即硅酸钠溶液，进入调制罐的液体硅酸钠与液碱通过模数调配，使得到的液体硅酸钠调制料的温度为80～95℃，含二氧化硅质量浓度为10～30％，模数为3.3～3.6。
7.如权利要求2至6之一所述的一种二氧化碳梯级碳化法生产白炭黑的生产系统，其特征在于，所述浓水过滤洗涤板框对所述反应塔反应获得的反应料进行过滤、梯度洗涤，得到总固含量6％～10％的高浓度滤液和过滤料，所述过滤料为一次浆料，所述高浓度滤液进入所述尾气喷淋塔吸收并浓缩，然后依次通过多效蒸发器、离心机，得到含碳酸钠和碳酸氢钠的晶体，所述晶体在煅烧炉中采用150～200℃的热风进行煅烧处理得到纯碱，制得的纯碱作为原料进入所述水玻璃窑炉中与石英砂进行熔融反应，其中，煅烧炉进行煅烧处理时，晶体中的碳酸氢钠经煅烧产生的二氧化碳随同煅烧产生的为其进入所述尾气喷淋塔中进行吸收、回收热量、并蒸发浓缩。
8.如权利要求7所述的一种二氧化碳梯级碳化法生产白炭黑的生产系统，其特征在于，所述一次浆料进入所述一级配浆槽，采用稀硫酸搅拌配浆反应30～90min，以将其pH调节至4～7，再通过泵输送进入梯度洗涤板框进行过滤、热水洗涤得到洗涤料，所述洗涤料为二次浆料。
9.如权利要求8所述的一种二氧化碳梯级碳化法生产白炭黑的生产系统，其特征在于，二次浆料进入所述的二级配浆槽，再通过泵输送进入所述气流干燥塔进行干燥得到干燥料，干燥料通过风机风送进入到所述气流粉碎机进行粉碎得到粉碎料，粉碎料通过风机风送进入所述气流筛分机进行筛分，最终筛分得到所需要粒度规格的成品白炭黑，所述白炭黑的比表面积为160～280m2/g，孔容为0.6～1.2cm3/g，吸油值2.5～3.5ml/g。
10.一种二氧化碳梯级碳化法生产白炭黑的生产方法，其特征在于，其基于权利要求1至9之一所述的二氧化碳梯级碳化法生产白炭黑的生产系统。
...【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳梯级碳化法生产白炭黑的生产系统，其特征在于，其包括依次连接的水玻璃窑炉、缓冲槽、溶解釜、调制罐、反应塔、浓水过滤洗涤板框、一级配浆槽、梯度洗涤板框、二级配浆槽、气流干燥塔、气流粉碎机、气流筛分机；
2.如权利要求1所述的一种二氧化碳梯级碳化法生产白炭黑的生产系统，其特征在于，所述反应塔包括分为三个梯级的一级反应釜、二级反应釜和三级反应釜，一级反应釜的下部连接有用于输入硅酸钠溶液的输送泵；一级反应釜、二级反应釜和三级反应釜的下部均连接有用于输入二氧化碳的高压风机，且高压风机连接至一级反应釜、二级反应釜和三级反应釜的管路上还均设有进气阀，一级反应釜、二级反应釜和三级反应釜的下部均一一对应连接有循环泵，且一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜连接的循环泵的出口上均连接有两条支路，该两条支路上均设有阀，且两条支路的其中一支路连接有换热器，经换热器换热后的浆料对应循环回一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜的上部，一级反应釜、二级反应釜的循环泵上连接的另一支路均对应连接至下一级反应釜的下部，三级反应釜的循环泵上连接的另一支路用于输出反应料，一级反应釜、二级反应釜和三级反应釜的上部还均设有用于输出二氧化碳的尾气管，一级反应釜、二级反应釜的尾气管对应连接至下一级反应釜的中部，三级反应釜的尾气管通过高压风机连接有尾气喷淋塔。
3.如权利要求2所述的一种二氧化碳梯级碳化法生产白炭黑的生产系统，其特征在于，所述一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜均为密闭容器，其分为上中下三个部分，一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜内的下部均连接有搅拌器，一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜的下部均设有接入二氧化碳的旋流喷射器，其用于提高二氧化碳与硅酸钠溶液的接触面积和反应强度；
4.如权利要求3所述的一种二氧化碳梯级碳化法生产白炭黑的生产系统，其特征在于，一级反应釜内的浆料温度控制在80～95℃，反应时间控制在30～40min，二级反应釜内的浆料温度控制在60～80℃，反应时间控制在30～40min，三级反应釜内的浆料温度控制在40～60℃，反应时间控制在30～40min；硅酸钠溶液进入一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜中累计的合成反应时间为90～120min，且三级反应釜输...
【专利技术属性】
技术研发人员：方世国，程祥武，付建清，陈卫群，曹阳，
申请(专利权)人：福建元力活性炭股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。