一种降低成品炭黑温度的冷却装置
技术领域
本发明属于炭黑领域，涉及的是一种冷却装置，具体为一种降低成品炭黑温度的冷却装置。
背景技术
受炭黑销售市场持续低迷的影响，使得越来越多的炭黑生产厂家由以往的先生产再销售模式或者边生产边销售模式逐步转型为精细化生产模式。为节约成本，减少炭黑库存，黑猫炭黑各企业率先实行精准生产、精准包装、精准销售生产运行模式。做到有多少订单生产多少炭黑，同时生产同时包装。
受炭黑生产工艺所限，进入炭黑储罐前炭黑的初始温度TI200要求控制在130-280℃，如果温度不降下来，随即包装，则现有的炭黑包装袋材质，又无法承受的这样的高温，不仅会造成烧包问题，而且高温炭黑遇到空气后也会着火自燃。
本集团公司专利号CN201820381687.1，专利名称一种新型炭黑振动筛降温处理装置，虽然也是一种降低成品炭黑温度，解决了炭黑在振动筛中热量无法散发的问题，但是仅仅是利用振动筛降温处理。本集团公司专利号CN201620134841.6，专利名称一种新型成品炭黑风选器，虽然也是一种降低成品炭黑温度，但是主要的目的在于利用风选器，使得除尘效果得到明显改善，增加冷风入口降低成品炭黑。上述二个装置都是局部降温，不能从根本问题上解决包装成品炭黑造成烧包的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降低成品炭黑温度的冷却装置，解决了现有的炭黑包装时，由于产品温度过高造成的烧包、炭黑着火，造成企业损失的问题。
本发明装置是这样实现的，一种成品炭黑流程生产装置，主要包括炭黑干燥机、第一提升机、筛选机、502输送绞笼、第二提升机、旋转除铁器、504输送绞笼、炭黑储罐、包装机、设备吸尘风机和吸尘总管；其特征在于：炭黑干燥机通过管道连接第一提升机，第一提升机通过管道连接筛选机，筛选机通过管道连接502输送绞笼，502输送绞笼通过管道连接第二提升机，第二提升机通过管道连接旋转除铁器，旋转除铁器通过管道连接504输送绞笼，504输送绞笼通过管道连接炭黑储罐，炭黑储罐连接包装机，其中第一提升机和第二提升机通过管道和吸尘总管连接，吸尘总管和设备吸尘风机连接。
进一步的，所述在炭黑生产流程中设置一套降低成品炭黑温度的冷却装置，其特征在于：冷却装置为二根空气进风管，在筛选机端盖安装有第一外界空气进风管、在旋转除铁器端盖安装有第二外界空气进风管。
进一步的，所述冷却装置主要包括空气冷却器、空气干燥器、空气过滤器、远程温度计、自动控制阀；其特征在于：外界空气进风管从上到下依次设置有空气过滤器、空气干燥器、空气冷却器和自动调节阀。
进一步的，所述空气过滤器分为二层，上层为一层过滤网，下层为过滤填充物，用来过滤空气中的杂质；空气干燥器内部填充有空气干燥剂，用来除去空气中的水分；空气冷却器内部铺设空气流通管和循环水进出水管，用挡板将空气流通管与循环水进出水管分开，当外界温度较高时，可利用循环水了降低外界空气温度。
进一步的，在所述筛选机壁筒顶部单独安装一根管道，为第一管道；在所述旋转除铁器壁筒顶部单独安装一根管道，为第二管道；第一管道和第二管道连接吸尘总管，连接吸尘总管之间的第一管道和第二管道设置有自动控制阀。
进一步的，在所述的成品炭黑流程生产装置上设置有若干个远程温度计，远程温度计优选设计为四个，所述炭黑温度均由所设置的远程温度计监测得出。
其中在炭黑干燥机和第一提升机之间的管道上设有第一远程温度计。
其中在第一提升机和筛选机之间的管道上设有第二远程温度计。
其中在第二提升机和旋转除铁器之间的管道上设有第三远程温度计。
其中在504输送绞笼和炭黑储罐之间的管道上设有第四远程温度计。
本发明的技术效果是：通过自动阀的开关控制，实现了炭黑产品从高温到低温的迅速转变，整个生产操作过程简单。使得生产的成品能够迅速达到产品包装所需要的工艺控制温度。不仅做到了精准生产、及时包装，从生产的源头上避免了炭黑成品在生产环节压仓时间过长，缓解了产品在线中转储罐占用时间长的弊病。另外，本装置所使用到的设备结构简单，无复杂的部件，且均运行可靠，故障率低；由于设备使用数量少，维修时拆卸容易，不需要大量人力物力。因此具有操作简单、效果显著、故障率低、拆卸方便、维修简单、成本低廉的优点。
附图说明
图1为本发明的成品炭黑流程生产装置结构示意图。
图2为本发明的冷却装置的示意图。
在图中，炭黑干燥机1、第一提升机2、筛选机3、502输送绞笼4、第二提升机5、旋转除铁器6、504输送绞笼7、炭黑储罐8、包装机9、吸尘总管10、设备吸尘风机11、第一外界空气进风管12、第二外界空气进风管13、空气冷却器14、空气干燥器15、空气过滤器16、自动控制阀17、过滤网18、过滤填充物19、循环水进出水管20、空气流通管21、挡板22、第一管道23、第二管道24、第一远程温度计25，第二远程温度计26，第三远程温度计27，第四远程温度计28，手动蝶阀29(手动蝶阀作用：其与吸尘总管相连，主要是为了控制第一提升机在提升炭黑时产生炭黑扬尘，通过调整蝶阀开口大小，让炭黑扬尘进入吸尘总管，可减少炭黑细粉含量)，防雨棚30。
具体实施方式
如图1-2所示，本发明装置是这样实现的，一种成品炭黑流程生产装置，主要包括炭黑干燥机1、第一提升机2、筛选机3、502输送绞笼4、第二提升机5、旋转除铁器6、504输送绞笼7、炭黑储罐8、包装机9、设备吸尘风机11和吸尘总管10；其特征在于：炭黑干燥机1通过管道连接第一提升机2，第一提升机2通过管道连接筛选机3，筛选机3通过管道连接502输送绞笼4，502输送绞笼4通过管道连接第二提升机5，第二提升机5通过管道连接旋转除铁器6，旋转除铁器6通过管道连接504输送绞笼7，504输送绞笼7通过管道连接炭黑储罐8，炭黑储罐8连接包装机9，其中第一提升机2和第二提升机5通过管道和吸尘总管10连接，吸尘总管10和设备吸尘风机11连接。
进一步的，所述在成品炭黑流程生产装置上增设一套降低成品炭黑温度的冷却装置，其特征在于：冷却装置为二根空气进风管，在筛选机3端盖安装有第一外界空气进风管12、在旋转除铁器6端盖安装有第二外界空气进风管13。
进一步的，所述冷却装置主要包括空气冷却器14、空气干燥器15、空气过滤器16、第四远程温度计28、自动控制阀17；其特征在于：外界空气进风管从上到下依次设有空气过滤器16、空气干燥器15、空气冷却器14和自动调节阀17。
进一步的，所述空气过滤器16分为二层，上层为一层过滤网18，主要作用是过滤外界空气中较大杂质，下层为过滤填充物19，作用为过滤空气中的细小颗粒灰尘、杂物；空气过滤器16通过管道与空气干燥器15相连，空气干燥器15内部填充有空气干燥剂，用来除去空气中的水分；空气干燥器15通过管道和空气冷却器14相连，空气冷却器14内部铺设空气流通管20和循环水进出水管21，用挡板22将空气流通管与循环水进出水管分开，当外界温度较高时，可利用循环水了降低外界空气温度。利用“风走管程，水走壳程”设计原理，达到空气与水的热交换，水带走空气中的热量，降低空气温度。空气经空气冷却器后，通过管道再与自动调节阀相连接，再与筛选机或者旋转除铁器连接。其中空气过滤器16上面有防雨棚30。
进一步的，在所述筛选机3壁筒顶部单独安装一根管道，为第一管道23；在所述旋转除铁器6壁筒顶部单独安装一根管道，为第二管道24；第一管道和第二管道连接吸尘总管10，连接吸尘总管之间的第一管道和第二管道设有自动控制阀17。
在筛选机壁筒顶部单独安装一根管道，第一管道设有自动控制阀的作用：筛选机为滚筒型旋转装置，筛选机工作原理为：炭黑从第一提升机卸下后，通过管道进入筛选机，筛选机内部安装有固定规格尺寸的筛网(或称筛选机过滤网)，大于筛网规格尺寸的团块和炭黑粒子被阻隔，通过管道进入不合格品罐，合格尺寸的炭黑通过筛网后，通过管道进入502绞笼。其中，在筛选过程中同时放出的炭黑灰尘等将被空气流除去，进入筛选机筛网壳，筛网壳与吸尘总管通过管道连接，通过设备吸尘风机作用重新进入再处理袋滤器。因为，炭黑在筛选机内的筛选过程有一定停留时间，所以选择在此处安装空气冷却装置。
在旋转除铁器壁筒顶部单独安装一根管道，第二管道设有自动控制阀的作用：旋转除铁器为滚筒型旋转装置，旋转除铁器内部安装有多根固定规格尺寸的磁棒，炭黑从第二提升机卸下后，通过管道进入磁选机，炭黑中含有的磁性物质被吸附在磁棒上，合格炭黑通过管道进入504绞笼。磁选机中的磁棒每轮班(即24小时)清理一次。其中，在旋转除铁器旋转过程中同时放出的炭黑灰尘等将被空气流除去，进入旋转除铁器外壳夹套，外壳夹套与吸尘总管通过管道连接，通过设备吸尘风机作用重新进入再处理袋滤器。因为，炭黑在旋转除铁器内的旋转过程有一定停留时间，所以选择在此处安装另一个空气冷却装置。
成品炭黑从炭黑干燥机1出来进入后面系统后，所有的温度均由中控室(即DCS)操作人员远程监控，为了更方便、快速的调整温度，在筛选机3和旋转除铁器6单独安装自动控制阀17，一方面可以减轻现场操作人员的劳动强度，另一方面还可以便于中控室(即DCS)操作人员快速的做出反应，及时、准确的调整温度。
进一步的，在所述的成品炭黑流程生产装置上设有若干个远程温度计，远程温度计优选设计为四个，所述炭黑温度均由所设的远程温度计监测得出。
其中在炭黑干燥机1和第一提升机2之间的管道上设有第一远程温度计25。
其中在第一提升机2和筛选机3之间的管道上设有第二远程温度计26。
其中在第二提升机5和旋转除铁器6之间的管道上设有第三远程温度计27。
其中在504输送绞笼7和炭黑储罐8之间的管道上设有第四远程温度计28。
本发明在工作时，成型炭黑经炭黑干燥机1干燥后通过第一远程温度计25测温点进入第一提升机2，经第一提升机2输送通过第二远程温度计26测温点进入筛选机3，然后经502输送绞笼4和第二提升机5接力输送通过第三远程温度计27测温点进入旋转除铁器6，后经504输送绞笼7输送通过第四远程温度计28测温点到达成品炭黑储罐8。最终将进入炭黑储罐8的成品炭黑温度控制在包装工艺要求≤90℃的范围内(即在504输送绞笼7和炭黑储罐8的第四远程温度计28测温点所测温度≤90℃)。
先根据第三远程温度计27测温点和第二远程温度计26测温点所测量温差值来确定是否开启本装置。如果温差较小，未在工艺要求范围内，则开启本装置。正常生产时，第二远程温度计26测温点和第三远程温度计27测温点两者所测量度设定了一个温差范围(即所测温度差≤70～90℃)，主要是目的为了方便操作人员根据温差大小来判断整个输送设备是否运行正常，有无堵料情况发生。例如：第二远程温度计26温度为200℃，第三远程温度计27温度为60℃，依据所测温度≤70～90℃这一温差范围，则可判断为输送管道有设备故障或者堵料情况发生，DCS操作人员便可以及时通知现场操作人员进行现场检查。
依据第三远程温度计27测温点和第二远程温度计26测温点所测量温差值来确定是否开启本装置主要是想阐述当第二远程温度计26测温点所测量温度较高时，就应该立即开启本装置，具体原因分析如下:因为整个输送系统在第一提升机2、筛选机3、502绞笼4、第二提升机5、504绞笼6都设有吸尘管道与吸尘总管10相连，炭黑在输送过程中，吸尘管道在抽走设备内部表面空间飞扬的炭黑粉尘时，也会带走一部分热量。正常运行时，当炭黑经第一提升机2的出口第二远程温度计26测温点到达第二提升机5的第三远程温度计27测温点时会有一部分的热量损失(即第二远程温度计与第三远程温度计所测的温度就存在一定温差，工艺温差范围在70-90℃)。
例如：炭黑干燥机1的出口第一远程温度计25测温点所测温度较低，在工艺卡控制范围(130-280℃)的下限130℃，通过第二远程温度计测温点(正常运行中，第一远程温度计温度约等于第二远程温度计温度)到达第二提升机5的第三远程温度计27测温点时炭黑温度可降至60-40℃(130-70＝60℃或者130-90＝40℃)，温度在温差范围以内，此时进入成品储罐的炭黑温度≤90℃，符合包装工艺要求，不需要开启本装置。同样，如果温度控制在上限280℃，此时依据炭黑通过第二远程温度计26测温点(正常运行中，第一远程温度计温度约等于第二远程温度计温度)到达第二提升机5的第三远程温度计27测温点时热量损失70-90℃这一数值来估算，第三远程温度计27测温点所测温度为210-190℃，温度远远超出≤90℃的包装工艺范围，则需要开启本装置。
先将与吸尘总管10连接管道上的筛选机3壁筒顶部单独安装一根管道的自动控制阀17阀位全部开启(管道与吸尘总管相连接，全部开启后使得整个设备的负压达到最大，方便通过调整第一外界空气进风管12的自动控制阀17阀位来调整进入设备风量的大小，自动阀由DCS操作人员远程控制；然后适当开启第一外界空气进风管12的自动控制阀17阀位，外界空气经空气过滤器16、空气干燥器15、空气冷却器14后，通过自动控制阀17进入筛选机3对炭黑进行冷却。根据第三远程温度计27测温点所监测处的温度高低来利用第一外界空气进风管12的自动控制阀17控制进入筛选机风量的多少，调整过程中，以最终进入炭黑储罐8的成品炭黑温度控制在包装工艺要求≤90℃的范围内(即第四远程温度计28测温点所测温度≤90℃)为目标，降低炭黑温度，尽可能将第三远程温度计27测温点的温度降到最低，即≤90℃，也就是说以第三远程温度计27温度≤90℃为基准，调整第一外界空气进风管12的自动控制阀17阀位阀位的开关大小程度。阀位开的越大，进风量就越大，换热效果就越好。
如果第一外界空气进风管12的自动控制阀17阀位全部开启，第三远程温度计27所测量的温度仍高于工艺要求控制温度(≤90℃)时，同理，当炭黑进入旋转除铁器6后，先将与吸尘总管10连接管道上的旋转除铁器6壁筒顶部单独安装一根管道的自动控制阀17阀位全部开启，然后适当开启第二外界空气进风管13的自动控制阀17阀位，
外界空气经第二外界空气进风管13的空气过滤器16、空气干燥器15、空气冷却器14后，通过自动控制阀17进入旋转除铁器6对炭黑进行冷却。调整过程中，根据第四远程温度计28测温点所监测处的温度高低来利用第二外界空气进风管13的自动控制阀17控制进入旋转除铁器6风量的多少。同理，以第四远程温度计28温度≤90℃为基准，调整第二外界空气进风管13的自动控制阀17阀位的开关大小程度。阀位开的越大，进风量就越大，换热效果就越好，炭黑温度也就随之降低。
其中，本发明的第一提升机型号为：长*宽*高＝930×618×23300mm；第二提升机的型号为:长*宽*高＝930×518×23200mm，第一提升机和第二提升机均为斗式提升机，其作用是：将从其底部进入的炭黑提升至顶部出料口送出。工作原理是：电动机通过减速机驱动位于顶部的主动提升链轮，带动输送链条作垂直升降回转运动，输送链条上固定有挖料斗。第一提升机和第二提升机和吸尘总管连接的作用是：将第一提升机和第二提升机在送料过程中表面空间产生的飞扬的炭黑粉尘、颗粒通过吸尘总管，使其进入到回流系统。
其中，筛选机为滚筒型旋转装置，型号(尺寸)是：
旋转除铁器为滚筒型旋转装置，型号是：XCQ-0；作用是:将炭黑中含有的磁性物质吸附在磁棒上，合格炭黑通过管道进入504绞笼。在旋转除铁器旋转过程中同时放出的炭黑灰尘等将被空气流除去，进入旋转除铁器外壳夹套，外壳夹套与吸尘总管通过管道连接，通过设备吸尘风机作用重新进入再处理袋滤器。
其中，1、502输送绞笼的型号：直径和长度，
其中，设备吸尘风机的作用:用于回流系统，主要是靠风机的离心力作用抽取第一提升机、筛选机、502绞笼、第二提升机、504绞笼送料过程中其设备内部表面空间飞扬的炭黑粉尘，经风机叶轮后输送至再处理袋滤器。
1、吸尘总管的作用:将后部系统的部分设备(包括第一提升机、筛选机、502绞笼、第二提升机、504绞笼、旋转除铁器)的吸尘管道统一并至一根管道上，即吸尘总管。通过吸尘总管与设备吸尘风机进行连接。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
