炭黑生產是由炭黑的生成系統、收集系統、炭黑的造粒和炭黑儲運四大部分組成。
炭黑煙氣具有高溫、高濕、高粉塵含量、高露點的特性。反應爐煙氣經空氣預熱器、油預熱器、余熱鍋爐冷卻,二次急冷,其溫度仍為280℃,這是以袋式除塵器玻纖濾袋能承受的最高使用溫度。若繼續降溫,則需耗費大量的水和電,經濟上不合理。
煙氣中炭黑濃度為100~250g/Nm3。炭黑原生體的粒徑為0.01~5μm,絕大多數小于 1μm,因而黏性很強。煙氣中水蒸氣含量隨水急冷程度的不同
而異,一般為136~360g/ Nm3;煙氣中還含有SO2,因而露點溫度高,有的高達180攝氏度,容易結露而引起設備腐蝕。
炭黑煙氣有可燃可爆性,其中含%為7%~24%;含CO為9%~16%;含CH為 1%~3%。
炭黑行業的袋式除塵器按其在生產線中的功能分別稱謂。主袋濾器、排氣袋濾器、再處理袋濾器、吸塵袋濾器組成了炭黑收集系統。另外還有烘爐袋濾器、收集袋濾器。
(1)來自反應工序的炭黑煙氣進入主袋濾器以捕集粉狀炭黑。該煙氣特性為:高溫;高濕(水蒸氣含量:>40%,絕對含濕量:320g/Nm3);高含塵濃度(100g/Nm3);高露點(可達150Y)。采用大型脈沖袋式除塵器,或反吹風袋式除塵器。
(2)造粒機中粉狀炭黑與造粒水生成的濕法造粒炭黑進入干燥機滾筒,以炭黑尾氣燃燒生成的燃燒爐煙加熱干燥,尾氣帶走水分以及部分炭黑粉塵經風機送入排氣袋濾器捕集炭黑。尾氣含濕量高(水蒸氣含量:>50%,絕對含濕量:400g/Nm3);露點溫度高(180-200%);含塵濃度高(100mg/Nm3)o釆用大型脈沖袋式除塵器,或反吹風袋式除塵器。
(3)烘爐袋濾器和收集袋濾器在高溫下運行,采用脈沖袋式除塵器。
(4)中間品炭黑由中間產品罐送入再處理袋濾器捕集炭黑,采用常溫脈沖袋式除塵器。
生產線各揚塵點和包裝吸塵,采用常溫脈沖袋式除塵器。
5萬噸/年炭黑生產線袋式除塵器主要規格和參數分別列于表1。
黑行業早期多釆用反吹風袋式除塵器,現在更多釆用脈沖袋式除塵器。年產5萬噸炭黑生產線主袋濾器所用長袋低壓脈沖袋濾器,其主要規格和參數列于表2。