ET Black™是一种改良的炉黑工艺,已在商业化生产工厂的数年运营经验中得到发展,主要致力于:i)产品质量和一致性;ii)精细粒度的高收集效率(接近100%效率);iii)造粒和干燥操作;iv)通过蒸汽回收和发电降低运营成本。
反应器中炭黑的生产是通过在每个等级的特定反应时间(微秒数量级)在高温下烃油的热分解来完成的。反应器是此过程的核心,转化油原料最终转化为具有特定特性的炭黑。

原料储存与输送

原料被卸载到固定顶储罐中,在此处通过蒸汽加热或通过从反应器返回的过量热原料加热而保持在60-90℃。

ET Black™ Process

原料本质上是粘稠的,为了便于处理和泵送,需要采用蒸汽夹套和特殊的泵。原料通过适合处理高粘度流体的泵传输给反应器。为保持其流动性,也会提供蒸汽加热的吸气加热器。 这样一来,原料可被过滤;通过细网过滤器去除外来物质,并且被预热到200-250℃从而更好地在反应器中进行雾化。

反应

衬有高温铬铝耐火材料的反应室在0.5barg(表压)下运转,在硬质炭黑情况下为约1900℃,软质炭黑情况下为1400℃。在硬质炭黑反应器中,通过辅助燃料的燃烧,反应温度会变得更高。燃烧过程中产生的热量提供了吸热热裂化反应所需的能量。快速移动的反应产物通过位于反应器骤冷段内预定点的水喷雾冷却至约800-1000℃。
反应器气体是悬浮在可燃气体和蒸汽混合物中的蓬松碳颗粒的气溶胶。它们首先被输送到空气预热器中,在此处反应空气被加热到600-800°C,然后通过反应器锅炉生产20 barg饱和蒸汽,再通过转化油预热器。在进入主袋式过滤器进行分离之前,它们通过骤冷塔冷却到280-300°C,以保护主袋式过滤袋的完整性。尽管如此,骤冷塔也应该维持一定高温,以避免产生可能导致下游进一步腐蚀的冷凝液。


炭黑分离和均质化

炭黑与主袋式过滤器中的气流(CO,CO 2,CH 4,C 2 H 2,N 2,H 2,空气和水蒸气的混合物)分离,其中一定数量的隔室包含通常由石墨/硅酮涂层玻璃纤维制作的袋式过滤器。来自反应器的280-300℃烟雾进入可收集碳颗粒的主袋式过滤器。然后,气体从气体集管中排出。过滤袋清洁是根据客户的喜好通过反向流动或脉冲喷射技术进行的。
将炭黑粉末收集在料斗中,排出并送往微粉碎机,在该微粉碎机中碳质颗粒目数将减少至最大325。
废气总管中收集的大部分尾气会被输送到尾气锅炉,充分燃烧并产生中压蒸汽。剩余的尾气则被转移到干燥部分,并在干燥器燃烧炉中燃烧从而提供必要的干燥热量。

造粒

将收集到的炭黑材料送入造粒机,在此与水、糖浆溶液和煤油混合形成稳固的湿颗粒。
造粒机是一种特殊设计的设备,其旋转轴带有双螺旋结构的尖锐边缘销。销与切粒机的内部光滑表面之间的紧密间隙起着输送和旋转,将炭黑颗粒和水的混合物转化为强湿球形颗粒。



干燥

湿颗粒通过干燥机的滚筒螺旋进料器输送至旋转干燥器,从而保持其完整性。在此,通过缓慢的翻滚和搅动烘干颗粒。干燥器外壳沿其长度方向封装在耐火衬里箱中,通过燃烧主袋式过滤器中的一小部分废气来提供热量。湿度低于1%的干燥颗粒在转移到筒仓储存之前会从干燥器的另一端排出。

弛放气过滤

在干燥器转鼓的尾端,烟气、汽化的水和一些粉状炭粉会被煤气清除鼓风机去除。热气体被输送到脉冲袋式过滤器(也叫鼓风机过滤器),目的是去除和收集一侧的炭黑颗粒,并将干净的气体排放到另一侧的大气中。收集在锥形料斗中的炭黑通过旋转阀输送到缓冲罐,因此在干燥机运行过程中不会出现炭黑流失。

产品处理、存储和包装

来自干燥器的干燥颗粒被输送到斗式提升机进入存储筒仓顶部,通过螺旋输送机根据相关等级分布在其中;然后通过去除金属颗粒的磁鼓分离器清除。不合格产品会被送到一个不合格品的筒仓进行进一步处理。 炭黑通常通过罐车、油罐车或大袋装运输。包装区域和仓库在轻微真空环境下维持除尘状态,为工人提供安全和清洁的环境。

能量回收

未在干燥器燃烧炉中使用的多余尾气在用于产生蒸汽的尾气锅炉中燃烧。大约2%的蒸汽被用于ET Black™工艺过程中,其余部分可以输送给本地用户或用于发电用电源。在释放到大气前,来自尾气锅炉和干燥器的烟气会被送到烟气处理系统中去脱硫脱销。