[发明专利]一种使用硫磺燃烧热干燥白炭黑的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工生产技术领域，具体来说，涉及一种使用硫磺燃烧热干燥白炭黑的方法。

背景技术

白炭黑的应用领域十分广泛，例如可以应用于农业化学制品、日用化工制品、胶结剂、抗结块剂、造纸填料以及橡胶制品中。由于节能减排与绿色环保的要求，越来越多的白炭黑应用于轮胎橡胶工业。将二氧化硅作为填料与天然胶和合成胶混炼，应用于轮胎可以降低滚动阻力，改善湿滑性能，因而使汽车耗油低、减少废气排放。

传统的制造白炭黑的方法为沉淀法，在传统的制造方法中硫酸与硅酸钠作为原料必不可少，且所使用的硫酸均为使用燃烧法进行制造。

现有技术中提供了一种制造白炭黑的方法，这种方法的步骤包括：（a）将稀硅酸钠溶液加入到反应釜中；（b）将硫酸加入到稀硅酸钠溶液中反应；（c）将反应后的混合溶液静置，使其老化，形成晶种；（d）将老化后的混合溶液搅拌均匀；（e）将高温水蒸气通入混合溶液中进行加热直到溶液温度加热到70℃～80℃，再加入稀硅酸钠直至溶液PH值为11.0～11.5；（f）将高温水蒸气通入反应釜内的溶液中进行加热，当溶液温度加热到86℃～95℃时，停止通入高温水蒸汽，并将硫酸加入溶液中；（g）当溶液的PH值为3.0～5.0是有沉淀物析出；（h）将沉淀物经过滤、打浆、干燥形成成品。

干燥工艺是利用热风将白炭黑浆料中的水分蒸发，通过控制干燥器出口温度来使最终产品的水分合格。现有技术中通常将冷空气通过送风机送入燃烧器（燃烧器采用天然气燃烧炉），天然气和加压冷空气直接在炉内燃烧放热，使冷空气升温至400～750℃。产生的热风作为压力干燥的热源以去除白炭黑浓浆中的水分。由于水的汽化潜热大，蒸发一吨100℃的水需要2.257×106KJ的热量，干燥工艺需要耗费大量的能源。因此在现有技术中，如何减少干燥步骤的能源消耗是亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中在白炭黑干燥过程中能源消耗大的问题，本发明提供给了一种使用硫磺燃烧热干燥白炭黑的方法，该方法包括：

将硫磺燃烧中产生的第一温度的高温气与送风装置产生的第二温度的风共同输送至热风换热器中进行热交换，从而将第二温度的风加热为第三温度的风；

使用第三温度的风对白炭黑浆液进行干燥以生成白炭黑粉末；

其中，第一温度高于第二温度，且第一温度也高于第三温度。

根据以上方法，热风换热器的换热面积为2000平方米至4000平方米，优选值为2800平方米至3600平方米，进一步优选值为3200平方米至3600平方米。

方法中所使用的送风装置为送风机。

方法中，硫磺产生的第一温度介于900℃至1500℃，优选值为1000℃；送风机所输送的风的第二温度为室温；且所生成的风的第三温度介于400℃至750℃之间，优选值介于500℃至700℃之间，进一步优选值为650℃。

并且，本发明所述方法中第一温度的风与第二温度的风分别沿各自的风道通过所述热风换热器。

通过本发明的上述方法，可以有效减少在白炭黑的干燥步骤中消耗的能源，并进一步降低了白炭黑工业中的生产成本。

附图说明

图1是利用硫磺燃烧余热干燥白炭黑的流程图。

图2是热风换热器的换热面积与加热后冷风的温度的柱状图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1中的步骤S101所示，在焚硫炉中进行硫磺燃烧，所进行反映如以下方程式所示：

S+O₂=SO₂-9.28×103KJ/KG

其中，所使用原料为黄铁矿或硫磺。

如上述方程式所示，在硫磺燃烧中，产生大量的热量，1吨硫磺进行充分燃烧后，可以产生3.4吨的过热蒸汽（压力：23kg/cm²）。燃烧塔出口高温气的温度为1000℃。