Способ очистки сажи

 

СПОСОБ ОЧИСТКИ САЖИ, включающий последовательную обработку саже газового потока в основном инерционном сепараторе с отделением твердых примесей более 100 мкм. Дополнительную обработку сажегазового потока в инерционном сепараторе и последующую подачу его в микроизмельчитель с измельчением примесей до менее 45 мкм, отличающий с я тем, что, с целью снижения затрат и повышения степени очистки сажи от посторонних примесей, при обработке в основном или дополнительном сепараторе отделяют сажегазовый пот.ок с содержанием примесей менее 45 мкм, дополнительной обработке и измельчению подвергают § сажегазовый поток с содержанием примесей плюс 45 минус 140 мкм. СажеНый азрозояь е 11{ инесяни Л a: IhituteHHtni fffiKiMiil OiftOiMb

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COUNI

РЕСПУБЛИК

Зав С 09 С 1 56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О1НРЫТИЙ (21) 3303172/23-26 (22) 24.04. 81 (46 ) 15. 04. 83; Бюл. Р 14 (72) В. Ф. Суровикин, Д.И. Рябинков, В.М. Шопин, . В.М. Осипов, И. Г. Зайдман, К; В. Супонев и Л.М. Сенчуко в (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт технического углерода .(53) 661.666.4(088.8) .(56) 1. Зуев В.П., Михайлов В.В.

Производство сажи. И., "Химия", 1970, с 152-153, 249-256. . 2.технологический регламент на про- изводство технического углерода ПМ-100 (корпус 40/1), Омский завод технического углерода. 1979, с. 19 (прототип).

SU„„1011661 А (54) (57) СПОСОБ ОЧИСТКИ СИКИ, включающий последовательную обработку сажегазового потока в основном инерционном сепараторе с отделением твердых примесей более 100 мкм, дополнительную обработку сажегаэового потока в инерционном сепараторе и последующую подачу его в микроизмельчитель с измельчением примесей до менее 45 мкм, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат и повыщения степени очистки сажи от посторонних примесей, при обработке в основноМ или дополнительном сепараторе отделяют сажегазовый поток с содержанием примесей менее 45 мкм, дополнительной обработке и измельчению подвергают pg сажегазовый поток с содержанием примесей плюс 45 минус 140 мкм.

1011661

Изобретение относится к.производству сажи (технического углерода), точнее к способу ее очистки и может найти применение на заводах технического углерода при производстве различных типов саж.

Известен способ очистки сажи последовательной обработкой сажегазового потока с отделением твердых примесей в инерционных сепараторах и последующим измельчением твердых примесей 10 (не удаленных из сажегазовых продух-.. продуктов) в микроизмельчителе до менее 0,05 мкм 1).

Однако этот способ требует высоких энергетических и материальных затрат. 15

Наиболее близким к -изобретению техническим решением является способ очистки сажи (от примесей с размером частиц, превышающим пределы, допустимые ГОСТ 7885-77), включающий после- 20 довательную обработку сажегазового потока в ocHQBHQM инерционном сепараторе с отделением твердых примесей размером -более 100 мкм, дополнительную обработку сажевого потока в инер- 25 ционном сепараторе и последующую подачу его в микроизмельчитель для измельчения твердых примесей до размера менее 45 мкм (2).

Недостатком известного способа очистки сажи от примесей посторонних включений являются вчсокие капитальные и энергетические затраты, так как при этом производительность установки по,обрабатываемой саже ограничена ее пропускной способностью по транспорти рующему газовому потоку. Кроме этого, обработка путем измельчения в микро-. измельчителе всей сажи, направляемой к высоким гидравлическим сопротивлениям установки и пониженной эффектив-40 ности измельчения примесей в большом объеме сажи, снижает степень очистки сажи и не исключает нарушений ГОСТ на сажу по показателю "массовая, доля остатка после просева .через сито с сет- 45 кой 0045К, 05К и 014K".

Цель изобретения — повышение степени очистки сажи и снижение затрат на очистку сажи.

Поставленная цель достигается тем, что предложенный способ очистки сажи включает последовательную обработку сажевого потока в инерционном сепараторе с отделением твердых примесей более 100 мкм, дополнительную обработку сажевого потока в инерционном сепараторе с отделением в основном и дополнительном сепараторе сажевого потока с содержанием примесей менее 60

45 мкм и последующую подачу сажегазового потока с содержанием примесей фракции плюс 45 минус 140 мкм в микроизмельчитель с измельчением примесей до менее 45 мкм. 65

Отличие предлагаемого способа за-, ключается в том, что при обработке Ы основном или дополнительном сепараторе отделяют сажегазовый поток с содержанием примесей размером менее 45 мкм,. дополнительной обработке и микроизмельчению подвергают сажегазовый по-, ток с содержанием примесей -140+45 мкм.

Снижение материальных затрат на очистку сажи по изобретению достига ется благодаря тому, что в поле инерционных сил, развиваемых в основном или дополнительном сепараторе, перед измельчением примесей в микроизмельчителе отделяют от 30 до 95 об.% са.жевогО потока (сажевого аэрозоля) с размерами примесей, не превышающими

45 мкм. При этом на измельчение примесей в микроизмельчителе направляют лишь часть (70-5%) потока сажевого аэрозоля с размерами примесей -140+

+45 мкм. Это позволяет вместо двухтрех параллельно установленных микроизмельчителей использовать лишь один, снизить гидравлическое сопротивление установки и в 2-2,5 раза повысить ее производительность по очищаемой саже при .высокой степени очистки примесей.

На фиг.1 представлена схема установки для осуществления предлагаемого способа, на фиг.2 — вариант выполнения установки с отбором сажегазовых продуктов с содержанием примесей менее. 45 мкм из основного сепаратора.

Установка для очистки сажи (фиг.1) включает инерционный сепаратор 1 с аксиальным патрубком 2 входа аэрозоля с примесями и патрубком 3 выхода примесей из потока аэрозоля, а также тангенциальным патрубком 4 выхода аэрозоля с примесями, невыделенными из потока, дополнительный инерционный сепаратор 5 с аксиальным патрубком б входа и патрубком 7 выхода аэрозоля с примесями, а также тангенциальным патрубком 8 выхода очищенного сажевого аэрозоля с размерами примесей, не превышающими 45 мкм, микроизмельчитель 9 с входным патрубком 10 и выходным патрубком 11, тягодутьевую машину 12, а также дроссельную заслонку 13 для распределения потоков аэрозоля на микроизмельчитель 9 и тягодутьевую машину 12 ° Вариант установки для очистки сажи (фиг.2) включает инерционный сепаратор 5 с аксиальным патрубком 6 входа и патрубком 7 выхода сажевого аэрозоля. с примесями, а также тангенциальным патрубком 8 выхода очищенного сажевого аэрозоля с размерами примесей не превышающими 45 мкм, инерционный сепаратор 1 с аксиальными патрубками 2 входа аэрозоля с примесями и патрубком 3 выхода примесей из по- (., тока аэрозоля, а также тангеициальным патрубком 4 выхода сажевого аэрозоля с примесями, невыделенными из потока, 1011661 микроиэмепьчитель 9 с. входным патрубком 10 и выходным патрубком 11, тягодутьевую машину 12, а также дроссельную заслонку 13 для распределения потоков аэрозоля на сепаратор 5 и тягодутьевую машину 12. 5.

Пример 1. Сажевый аэрозоль в количестве 6300 мэ/ч, содержащий

4200 кг/ч сажи с примесями в количестве 8,4 кг/ч, подают (фиг.1) в инерционный сепаратор 1 через акси- 10 .альный патрубок 2 со скоростью 10 м/с.

При повороте потока аэрозоля в сепа-. раторе 1, из него осаждаются примеси больших размеров, бблее 100 мкм- с са-. жей .в количестве 2,1 кг/ч и их выво- 5 дят через аксиальный патрубок 3 в систему пылеуборки. Количество примесей, осаждаемое в этом инерционном сепараторе, составляет 1,26 кг/с или

15% от их общего количества. Сажевый аэрозоль, содержащий 6300 мэ/ч газа, 4197.,9 кг/ч сажи и примеси, не выделенные из потока в сепараторе 1, через тангенциальный патрубок 4 выводят из сепаратора 1 и направляют в сепаратор 5 через акснальный патрубок 6 со скоростью 10 м/с. В инерционном сепараторе 5 в лоле инерционных сил с использованием дроссельной заслонки 13 отделяют поток сажевого аэрозоля в -количестве 1900 м /ч, содержащий 2600 кг/ч. сажи с размером примесей менее 45 мкм, который выводят из сепаратора 5 через тангенциальный патрубок 8 н направляют в тягодутьевую машину 12. Поток сажевого азрозо- 35 ля с примесями — 140+45 мкм в количестве 4400 м /ч, содержащий

1597,9 кг/ч сажи с примесями в количестве 5,46 кг/ч, выводят через аксиальный патрубок 7 и направляют на из- 40 жльчение примесей в микроизмельчитель 9. Сажевый аэрозоль с примесями в количестве 5,46 кг/ч обрабатывают в микроиэмельчителе 9, где примеси измельчают до размеров менее 45 мкм при 45 вращении молоткового вала со скоростью 3000 об/мин и через патрубок 11 подают в тягодутьевую машину 12, где объединяют с потоком аэрозоля, направляемым из сепаратора 5. 50

Ф

Пример 2. Сажевый аэрозоль в количестве 6200 м /ч, содержащий

4120 кг/ч сажи с примесями в количестве 8,24 кг/ч, подают (фиг.1) в инерционный сепаратор 1 через аксиальный патрубок 2 со скоростью 12 м/с. .При повороте потока аэрозоля в сепараторе 1 из него осаждают примеси больших размеров более 100 мкм с сажей в количестве 4,0 кг/ч и их выво- 60 дят через. аксиальный патрубок 3 в систему пылеуборки. КоличествЬ примесей, уловленных из цатрубка caaeaoro аэрозоля в сепараторе 1, составляет, 1,64 кг/ч. 65

Сажевый аэрозоль, содержащий

6200 м /ч газа, 4116 кг/ч сажи и примеси, не выделенные из потока в сепараторе 1, через тангенциальный патрубок 4 выводят иэ сепаратора 1 и направляют в сепаратор 5 через аксиальный патрубок 6 со скоростью 12 м/с.

В сепараторе 5 в поле инерционных сил с использованием дроссельной заслонки

13 отделяют поток сажевого аэрозоля, содержащий 4300 м /ч газа, 2510 кг/ч оажи и примеси с размером менее 45 мкм, который выводят иэ сепаратора 5 через тангенциальный патрубок 8 и направляют в .тягодутьевую машину 12.

Поток аэрозоля, содержащий 1900 м /ч, газа, 1606 кг/ч сажи и примеси -140+

+45 мкм в количестве 4,95 кг/ч, выводят. через аксиальный патрубок 7 и направляют на измельчение примесей в мнкронзмельчитель 9.

Сажевый аэрозоль с примесями в количестве.4,95 кг/ч обрабатывают в микроизмельчителе, где примеси измельчают до размеров менее. 45 мкм при вращении,молоткового вала со скоростью

3000 oei/ìèí, и через патрубок 11 подают в тягодутьевую машину 12, где объединяют с потоком аэрозоля, направляемым нз сепаратора 5.

Пример 3. Сажевый аэрозоль в количестве 50000 мэ/ч, содержащий

4000 кг/ч сажи с примесями в количестве 7,6 кг/ч, подают (фиг.2) в инерционный сепаратор 5 через аксиальный патрубок 6 со скоростью 20 м/с. В.поле инерционных сил с использованием дроссельной заслонки 13, установленной после патрубка 8, отделяют поток аэрозоля в количестве 47500 м /ч с

2800 кг/ч сажи н примесями с размером менее 45 мкм, который выводят через тангенциальный патрубок 8 и направляют в тягодутьевую машину 12. Поток аэрозоля 2500 м /и (5% от общего количества) с 1200 кг/ч сажи и примесями (в количестве 6,4 кг/ч) -140+45 мкм выводят через аксиальный патрубок 7 и подают. во второй инерционный сепаратор 1 через аксиальный патрубок 2 со скоростью 10 м/с.

Из сажевого аэрозоля с примесями в инерционном сепараторе 1 при повороте .потока аэрозоля осаждают примеси больших размеров (более 100 мкм) с сажей в количестве 2 кг/ч и их выво дят через аксиальный патрубок 3 в сис. тему пылеуборки. Количество примесей, осаждаемое в инерционном сепараторе

1, составляет 1 кг/ч, т.е..163 от поступающих в него примесей. Сажевый .. аэрозоль в количестве 2500 м /ч, содержащий 1198 кг/ч сажи и примеси (в количестве 5,4 кг/ч) — 140+45 мкм чен рез тангенциальный патрубок 4 выводят из сепаратора и направляют через патрубок 10 на измельчение примесей до размеров менее 45 мкм в микроизмель-.

1011661

Прототип

Предлагаеьнй способ по примерам

1 2 ) 3

Пар аметры

Расход сажи, кг/ч: перед установкой

4120 4000

4200

1700 перед инерционным сепаратором для вывода крупных примесей иэ потока

4120

4200

1700

1200 перед дополнительным инерционным сепаратором для отделения примесей. в потоке

4116.

4000

4197,9 перед микроиэмельчителем

4606

1700

1198

1597,9

Расход газа, м /ч:

3800

50000

6200

6300 перед установкой перед инерционным сепаратором для вывода крупных приме.— сей иэ потока

6300

3800

6200

2500 перед дополнительным инерционным сепаратором для отделения примесей в потоке

50000

6200

6300 перед микроизмельчителем (Ъ от общего количества аэрозоля) 4400(70) 1900(31). 2500(5) 3800

Содержание примесей, Ф (кг/ч)г перед инерционным сепаратором для вывода примесей иэ сажевого потока .

0 19(3 23) 0,2(8,4) 0,2(8,24) 0,16(6,4) читель 9 при вращении MoJIQTKoBoz ва ла со скоростью 3000 об/мин.

Сажевый аэрозоль с измельченными, :примесями через патрубок 11 микроиз,мельчителя 9 подают в тягодутьевую

:.машину 12, где объединяют с потоком аэрозоля, направляемым иэ сепаратора 5.

Способ очистки сажи, описанный в примерах, применим для всех марок саж, вырабатываемых отечественной l0 промышленностью. Сажа, очищенная от примесей по предлагаемому способу, используется в основном в шинной н

:резино-технической промышленностях.

Способ очистки сажи испытан в про 35 мышленных условиях при различных рас-) .ходных характеристиках по обрабатыва-, емой саже и транспортирующему техно-» логическому газу.

В таблице приведены усреднениые результаты сравнительных испытаний в соответствии с действующим технологическим регламентом по изобретению.:

Степень очистки сажи оценивается в соответствии с ГОСТ 7885-77 по показателю "Массовая доля остатка после:, просева через сито с сеткой 0045К, 05К и 014K", характеризующему процентное содержание примеси данного размера (сетка 0045К-. 45 мкм, сетка

05K - 500 мкм, сетка 014К-140 мкм).,1011661

Продолжение таблицы

&» М

Предлагаемый способ- по примерам

1 2 3

Параметры

0,17(7,14) 0,16(6,6) 0,19(7,6)

0„13(5,46) 0,12(4у95) Оу14(5,4) перед микроизмельчителем (0,16(2).79) перед тягодутьввой маыиной

0,05(2,1) 0,03(1,23) 0,05(2,0) 0,08(1,36) 4,0

5,0

2,0

2,1

450

390, 400

380

2,66

1,12

1,3!

102,0

44,2

46,0

43,2

»

Как видно нз приведенных в табли:;це данных, предлагаемый способ обес-, 1печивает очистку сажи но размерам н . содержанию примесей в пределах норм .:. ГОСТ 7885-77 при увеличении произво-- 40 дительности установки о саже от

1700 кг/ч до 4000-4200 кг/ч и сниже- нии удельных капитальных вложений и: знергозатрат в 2.у2,5 раза. Предлагавинй.апособ очистки..саки,аозволяет увеличить более чем i 2 раза произво-"5 дительность микроизмельчителя сажй перед инерционным се, паратором для отделения сажегазового потока с примесями размером менее 45 мкм

10отери саки с примесями

, крунных размеров, кг/ч

I

Гидравлическое сопротивление установки, кг/м

: Удельные капитальные вло)жения на очистку сажи, > руб/т.Удельный расход электроэнергии на очистку са ки, квт.ч/т

1ИГС-40. Это создает условия для ис-, пользования в действующих и проекти-, руемых высокопроизводительных установках по производству саки мощностью до .30 тыс. т саки в год лишь одной установки очистки сажи производительностью 4000-4200 кг/ч вместо 2-3 параллельно работающих установок производительностью 1700 кг/ч, кото- 1 .. рые к тому же не обеспечивают очистку саки в соответствии с ГОСТ 7885-77.

1011661

Составитель Т.Ильинская

Редактор Т:.Парфенова Техред И.Tenep ; . Корректор Е.Рококо

Заказ 2684/31 Тираж 637 Подписное

BHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Рау)аская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.уигород, ул.Проектная, 4