本發(fā)明屬于化工領域，具體而言，涉及分離石灰氮中炭黑的系統(tǒng)和方法。
背景技術：
石灰氮是重要氮肥之一，相較其它氮肥有其獨特優(yōu)勢，市場前景很好。石灰氮在工業(yè)上又是重要化工原料，主要用于雙氰胺和硫胍等產(chǎn)品的生產(chǎn)。石灰氮(氰氨化鈣)的生產(chǎn)原理是將磨碎的電石在1100-1200℃的溫度下進行氮化，生成氰氨化鈣，反應式為cac2+n2＝cacn2+c(可逆反應)，工業(yè)碳化鈣到1000℃時，反應的速度顯著的增大，而在1100℃時，反應劇烈地進行，氮化反應的進程隨溫度而變異。由于氮化反應是一個放熱反應，在高溫下反應速度的加快使反應熱大量的放出，更促使爐溫的提高。當溫度從1130℃升高至1200℃時，氮化條件開始惡化，氮化反應的逆反應速度加快。當溫度上升到1400℃以上時，反應成為不可逆反應，氰氨化鈣會按反應式cacn2＝ca+c+n2分解。
石灰氮生產(chǎn)過程中無論正反應還是副反應均生成炭黑，若不計石灰氮生產(chǎn)過程石灰氮分解生成的炭黑量，理論上每噸石灰氮富產(chǎn)150公斤炭黑，目前石灰氮生產(chǎn)過程并沒有分離提取這部分炭黑，而是混入石灰氮產(chǎn)品中銷售，不但損失有價值產(chǎn)品，而且降低了石灰氮產(chǎn)品有效成分。因此，有必要研究一種石灰氮生產(chǎn)過程炭黑分離方法。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出分離石灰氮中炭黑的系統(tǒng)和方法，通過采用本發(fā)明分離石灰氮中炭黑的系統(tǒng)和方法不僅可以效地分離出石灰氮生產(chǎn)過程中副產(chǎn)的炭黑，顯著提高石灰氮產(chǎn)品的品質(zhì)，同時還可以進一步對分離出的炭黑進行提純，得到高附加值的精制炭黑，進而提高生產(chǎn)石灰氮產(chǎn)品的附加產(chǎn)值。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種分離石灰氮中炭黑的系統(tǒng)，包括：
石灰氮粉碎機，所述石灰氮粉碎機具有粗石灰氮入口和粗石灰氮粉出口；
石灰氮粉儲槽，所述石灰氮粉儲槽與所述粗石灰氮粉出口相連；
石灰氮粉輸送罐，所述石灰氮粉輸送罐通過石灰氮粉螺旋輸送機與所述石灰氮粉儲槽相連；
多級旋風分離器，所述多級旋風分離器具有第一粗石灰氮粉入口、第一精制石灰氮出口和第一粗炭黑出口，所述第一粗石灰氮粉入口與所述石灰氮粉輸送罐相連；
旋風收集器，所述旋風收集器具有第一粗炭黑入口、第二精制石灰氮出口和第二粗炭黑出口，所述第一粗炭黑入口與所述第一粗炭黑出口相連；
精制石灰氮儲罐，所述精制石灰氮儲罐分別與所述第一精制石灰氮出口和所述第二精制石灰氮出口相連；
氣固分離器，所述氣固分離器與所述旋風收集器的第二粗炭黑出口相連；
粗炭黑儲罐，所述粗炭黑儲罐與所述氣固分離器相連；
攪拌槽，所述攪拌槽具有粗炭黑入口、水入口和粗炭黑漿液出口，所述粗炭黑入口通過粗炭黑螺旋輸送機與所述粗炭黑儲罐相連；
旋液分離器，所述旋液分離器具有粗炭黑漿液入口、溢流漿液出口和底流漿液出口，所述粗炭黑漿液入口通過泥漿泵與所述粗炭黑漿液出口相連；
真空過濾器，所述真空過濾器具有溢流漿液入口、精制炭黑漿出口和濾液出口，所述溢流漿液入口與所述溢流漿液出口相連；以及
干燥器，所述干燥器具有精制炭黑漿入口和精制炭黑出口，所述精制炭黑漿入口與所述精制炭黑漿出口相連。
根據(jù)本發(fā)明實施例的分離石灰氮中炭黑的系統(tǒng)，首先利用石灰氮粉碎機對石灰氮進行破碎得到石灰氮粉，并通過多級旋風分離器、旋風收集器以及氣固分離器對石灰氮粉進行干法分離，得到精制石灰氮和粗炭黑，然后通過攪拌槽和旋液分離器對粗炭黑進行濕法分離，得到精制炭黑漿，最后通過真空過濾器和干燥器對精制炭黑漿進行過濾和烘干處理，最終得到精制炭黑。由此，通過采用本發(fā)明分離石灰氮中炭黑的系統(tǒng)不僅可以效地分離出石灰氮生產(chǎn)過程中副產(chǎn)的炭黑，顯著提高石灰氮產(chǎn)品的品質(zhì)，同時還可以進一步對分離出的炭黑進行提純，得到高附加值的精制炭黑，進而提高生產(chǎn)石灰氮產(chǎn)品的附加產(chǎn)值。
另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的分離石灰氮中炭黑的系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術特征：
在本發(fā)明的一些實施例中，分離石灰氮中炭黑的系統(tǒng)進一步包括：液態(tài)石灰氮儲槽，所述液態(tài)石灰氮儲槽具有廢料入口、無機酸入口和反應產(chǎn)物出口，所述廢料入口分別與所述底流漿液出口和所述濾液出口相連；過濾器，所述過濾器具有反應產(chǎn)物入口、鈣鹽出口和液體氮肥出口，所述反應產(chǎn)物入口與所述反應產(chǎn)物出口相連。由此，可以對粗炭黑中帶有的少量石灰氮產(chǎn)品進行回收，并進一步精制得到液體氮肥，提高原料的利用率。
在本發(fā)明的一些實施例中，所述氣固分離器為布袋除塵器或者陶瓷過濾器。由此，可以進一步提高對第二粗炭黑的收集效果。
在本發(fā)明的一些實施例中，所述干燥器為噴霧干燥機。由此，可以進一步提高對精制炭黑漿的干燥效率。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提出了一種利用上述實施例的分離石灰氮中炭黑的系統(tǒng)分離石灰氮中炭黑的方法，包括：
將粗石灰氮輸送至石灰氮粉碎機內(nèi)進行粉碎處理，以便得到粗石灰氮粉；
將所述粗石灰氮粉暫存在石灰氮粉儲槽內(nèi)；
利用石灰氮粉螺旋輸送機將所述粗石灰氮粉輸送至石灰氮粉輸送罐內(nèi)；
在所述石灰氮粉輸送罐內(nèi)，所述粗石灰氮粉被輸送至多級旋風分離器進行第一分離，以便得到第一精制石灰氮和第一粗炭黑；
使所述第一粗炭黑進入旋風收集器內(nèi)進行第二分離，以便得到第二精制石灰氮和第二粗炭黑；
將所述第一精制石灰氮和所述第二精制石灰氮通入至精制石灰氮儲罐內(nèi)儲存；
使所述旋風收集器內(nèi)分離出的所述第二粗炭黑進入氣固分離器內(nèi)進行收集，以便得到粗炭黑；
將所述粗炭黑暫存在粗炭黑儲罐內(nèi)；
利用粗炭黑螺旋輸送機將所述粗炭黑儲罐內(nèi)的粗炭黑輸送至攪拌槽內(nèi)并與水混合，以便得到粗炭黑漿液；
利用泥漿泵將所述粗炭黑漿液泵入旋液分離器內(nèi)進行第三分離，以便得到溢流漿液和底流漿液；
將所述溢流漿液在真空過濾器內(nèi)進行過濾，以便得到精制炭黑漿和濾液；以及
將所述精制炭黑漿在干燥器內(nèi)進行干燥，以便得到精制炭黑。
根據(jù)本發(fā)明實施例的分離石灰氮中炭黑的方法，首先利用石灰氮粉碎機對石灰氮進行破碎得到石灰氮粉，再將石灰氮粉依次輸送至多級旋風分離器、旋風收集器和氣固分離器進行干法分離，得到精制石灰氮和粗炭黑，然后利用攪拌槽和旋液分離器對粗炭黑進行濕法分離，得到精制炭黑漿，最后通過真空過濾器和干燥器對精制炭黑漿進行過濾和烘干處理，最終得到精制炭黑。由此，通過采用本發(fā)明分離石灰氮中炭黑的方法不僅可以有效地分離出石灰氮生產(chǎn)過程中副產(chǎn)的炭黑，顯著提高石灰氮產(chǎn)品的品質(zhì)，同時還可以進一步對分離出的炭黑進行提純，得到高附加值的精制炭黑，進而提高生產(chǎn)石灰氮產(chǎn)品的附加產(chǎn)值。
另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的分離石灰氮中炭黑的方法還可以具有如下附加的技術特征：
在本發(fā)明的一些實施例中，所述粗石灰氮粉的平均粒徑不大于1mm。由此，可以進一步提高石灰氮中炭黑的分離效率。
在本發(fā)明的一些實施例中，所述粗炭黑漿液的濃度為固含量10-30重量％。由此可以進一步提高對粗炭黑漿中炭黑的分離效率。
在本發(fā)明的一些實施例中，所述旋液分離器的進液流速為45-55m3/h，溢流量為40-50m3/h，底流量為3-5m3/h。由此，可以進一步提高旋液分離器對粗炭黑漿的分離效率。
在本發(fā)明的一些實施例中，分離石灰氮中炭黑的方法進一步包括：將所述底流漿液和所述濾液通入液態(tài)石灰氮儲槽內(nèi)并與無機酸發(fā)生反應，以便得到反應產(chǎn)物；將所述反應產(chǎn)物通入過濾器內(nèi)進行過濾，以便得到鈣鹽和液體氮肥，其中，所述無機酸為硫酸。由此，可以對粗炭黑中帶有的少量石灰氮產(chǎn)品進行回收，并進一步精制得到液體氮肥，提高原料的利用率。
在本發(fā)明的一些實施例中，利用布袋除塵器或者陶瓷過濾器對所述旋風收集器內(nèi)分離出的所述第二粗炭黑進行收集。由此，可以進一步提高對第二粗炭黑的收集效果。
在本發(fā)明的一些實施例中，利用噴霧干燥機對所述精制炭黑漿進行干燥。由此，可以進一步提高對精制炭黑漿的干燥效率。
附圖說明
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的分離石灰氮中炭黑的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種分離石灰氮中炭黑的系統(tǒng)，如圖1所示，包括：石灰氮粉碎機10、石灰氮粉儲槽20、石灰氮粉輸送罐30、多級旋風分離器40、旋風收集器50、精制石灰氮儲罐60、氣固分離器70、粗炭黑儲罐80、攪拌槽90、旋液分離器100、真空過濾器110和干燥器120。
其中，石灰氮粉碎機10具有粗石灰氮入口11和粗石灰氮粉出口12；石灰氮粉儲槽20與粗石灰氮粉出口12相連；石灰氮粉輸送罐30通過石灰氮粉螺旋輸送機130與石灰氮粉儲槽20相連；多級旋風分離器40具有第一粗石灰氮粉入口41、第一精制石灰氮出口42和第一粗炭黑出口43，第一粗石灰氮粉入口41與石灰氮粉輸送罐30相連；旋風收集器50具有第一粗炭黑入口51、第二精制石灰氮出口52和第二粗炭黑出口53，第一粗炭黑入口51與第一粗炭黑出口相連43；精制石灰氮儲罐60分別與第一精制石灰氮出口42和第二精制石灰氮出口62相連；氣固分離器70與旋風收集器50的第二粗炭黑出口53相連；粗炭黑儲罐80與氣固分離器70相連；攪拌槽90具有粗炭黑入口91、水入口92和粗炭黑漿液出口93，粗炭黑入口91通過粗炭黑螺旋輸送機140與粗炭黑儲罐80相連；旋液分離器100具有粗炭黑漿液入口101、溢流漿液出口102和底流漿液出口103，粗炭黑漿液入口101通過泥漿泵150與粗炭黑漿液出口93相連；真空過濾器110具有溢流漿液入口111、精制炭黑漿出口112和濾液出口113，溢流漿液入口111與溢流漿液出口102相連；以及干燥器120具有精制炭黑漿入口121和精制炭黑出口122，精制炭黑漿入口121與精制炭黑漿出口112相連。
根據(jù)本發(fā)明實施例的分離石灰氮中炭黑的系統(tǒng)，首先利用石灰氮粉碎機10對石灰氮進行破碎得到石灰氮粉，并通過多級旋風分離器40、旋風收集器50以及氣固分離器70對石灰氮粉進行干法分離，得到精制石灰氮和粗炭黑，然后通過攪拌槽90和旋液分離器100對粗炭黑進行濕法分離，得到精制炭黑漿，最后通過真空過濾器110和干燥器120對精制炭黑漿進行過濾和烘干處理，最終得到精制炭黑。由此，通過采用本發(fā)明分離石灰氮中炭黑的系統(tǒng)不僅可以效地分離出石灰氮生產(chǎn)過程中副產(chǎn)的炭黑，顯著提高石灰氮產(chǎn)品的品質(zhì)，同時還可以進一步對分離出的炭黑進行提純，得到高附加值的精制炭黑，進而提高生產(chǎn)石灰氮產(chǎn)品的附加產(chǎn)值。
下面參考圖1對本發(fā)明上述實施例的分離石灰氮中炭黑的系統(tǒng)進行詳細描述。
本發(fā)明實施例的分離石灰氮中炭黑的系統(tǒng)主要包括破碎單元、干法分離單元、濕法分離單元和廢液處理單元，下面參考圖1進行詳細描述。
破碎單元
根據(jù)本發(fā)明的實施例，破碎單元包括石灰氮粉碎機10和石灰氮粉儲槽20。由此，可以有效完成對石灰氮的破碎處理，并得到粗石灰氮粉，以便于進行后續(xù)的炭黑分離回收。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，石灰氮粉碎機10具有粗石灰氮入口11和粗石灰氮粉出口12，且適于對石灰氮進行粉碎以便得到粗石灰氮粉。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，利用石灰氮粉碎機10對石灰氮進行粉碎得到的粗石灰氮粉的平均粒徑不大于1mm。由此，可以進一步提高石灰氮中炭黑的分離效率。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，石灰氮粉儲槽20與粗石灰氮粉出口12相連，且適于對粗石灰氮粉進行暫存，避免粗石灰氮粉在石灰氮粉輸送罐30中堆積而影響石灰氮粉的輸送效率。
干法分離單元
根據(jù)本發(fā)明的實施例，干法分離單元主要包括石灰氮粉輸送罐30、多級旋風分離器40、旋風收集器50、精制石灰氮儲罐60、氣固分離器70和粗炭黑儲罐80。由此，可以將炭黑從粗石灰氮粉有效分離出來，并得到精制石灰氮產(chǎn)品和粗炭黑。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，石灰氮粉輸送罐30通過石灰氮粉螺旋輸送機130與石灰氮粉儲槽20相連，且適于將粗石灰氮粉輸送至多級旋風分離器40中；多級旋風分離器40具有第一粗石灰氮粉入口41、第一精制石灰氮出口42和第一粗炭黑出口43，第一粗石灰氮粉入口41與石灰氮粉輸送罐30相連，且多級旋風分離器40適于對粗石灰氮粉進行第一分離，得到第一精制石灰氮和第一粗炭黑；旋風收集器50具有第一粗炭黑入口51、第二精制石灰氮出口52和第二粗炭黑出口53，第一粗炭黑入口51與第一粗炭黑出口相連43，且旋風收集器50適于對第一粗炭黑進行第二分離，得到第二精制石灰氮和第二粗炭黑；精制石灰氮儲罐60分別與第一精制石灰氮出口42和第二精制石灰氮出口62相連，且適于對第一精制石灰氮和第二精制石灰氮進行儲存；氣固分離器70與旋風收集器50的第二粗炭黑出口53相連，且適于對第二粗炭黑進行收集，得到粗炭黑；粗炭黑儲罐80與氣固分離器70相連，且適于對粗炭黑進行暫存。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以利用石灰氮粉螺旋輸送機130將粗石灰氮粉輸送至石灰氮粉輸送罐30內(nèi)，粗石灰氮粉在載氣作用下流化并被輸送進入多級旋風分離器40中進行第一分離，其中比重較輕的炭黑粉經(jīng)旋風分離作用，由旋風分離器上部中心管溢出，進入下一級旋風分離器進一步分離，經(jīng)多級旋風分離作用后，得到第一精制石灰氮和第一粗炭黑，第一精制石灰氮通入至精制石灰氮儲罐60內(nèi)儲存，第一粗炭黑則在旋風分離作用下進入旋風收集器50內(nèi)進行第二分離，得到第二精制石灰氮和第二粗炭黑，第二精制石灰氮通入至精制石灰氮儲罐60內(nèi)儲存，第二粗炭黑進入氣固分離器70內(nèi)進行過濾收集，得到粗炭黑，尾氣達標排放，并將粗炭黑暫存在粗炭黑儲罐80內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，氣固分離器70可以為布袋除塵器或者陶瓷過濾器。由此，可以進一步提高對第二粗炭黑的收集效果，并使尾氣達標排放。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，多級旋風分離器40的級數(shù)并不受特別限制，例如，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，多級旋風分離器40可以為三級旋風分離器，由此，可以進一步提高旋風分離的效率。
濕法分離單元
根據(jù)本發(fā)明的實施例，濕法分離單元包括攪拌槽90、旋液分離器100、真空過濾器110和干燥器120，由此，可以將粗炭黑中含有的少量石灰氮粉有效分離出來，進一步提高炭黑的質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，攪拌槽90具有粗炭黑入口91、水入口92和粗炭黑漿液出口93，粗炭黑入口91通過粗炭黑螺旋輸送機140與粗炭黑儲罐80相連，且攪拌槽90適于將粗炭黑與水進行混合，得到粗炭黑漿液；旋液分離器100具有粗炭黑漿液入口101、溢流漿液出口102和底流漿液出口103，粗炭黑漿液入口101通過泥漿泵150與粗炭黑漿液出口93相連，且旋液分離器100適于對粗炭黑漿液進行第三分離，得到溢流漿液和底流漿液。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以利用粗炭黑螺旋輸送機140將粗炭黑儲罐80內(nèi)的粗炭黑輸送至攪拌槽90內(nèi)并與水混合，得到粗炭黑漿液，并采用泥漿泵11將粗炭黑漿液泵入到旋液分離器100內(nèi)進行第三分離，粗炭黑漿液在旋液分離器100內(nèi)部由下向上旋轉(zhuǎn)上升，在離心力、重力和液流曳力等作用下，輕質(zhì)炭黑隨液流向上運動，由旋液分離器100上部的溢流漿液出口102導出，得到溢流漿液，含有石灰氮的底流漿液則由旋液分離器100下部的底流漿液出口103導出。其中，旋液分離器100下部導出的底流漿液具有石灰氮水解產(chǎn)物ca(hcn2)2和ca(oh)2等，可以作為液態(tài)肥料直接銷售，由此可以避免進一步加工，減少一次性投資。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，粗炭黑漿液的濃度可以為固含量10-30重量％，由此可以進一步提高對粗炭黑漿中炭黑的分離效率，使炭黑的回收率可達95％以上，炭黑精度可達97％。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，所述旋液分離器的進液流速可以為45-55m3/h，溢流量可以為40-50m3/h，底流量可以為3-5m3/h。由此，可以進一步提高旋液分離器對粗炭黑漿的分離效率。
根據(jù)本發(fā)明的具體示例，旋液分離器的進液流速可以為50m3/h，旋液分離器圓筒直徑可以為50cm，高度可以為5640mm，進料口可以為90×40mm，溢流量可以為46.32m3/h，底流量可以為3.68m3/h，分離器壓降可以為0.3mpa。由此，可以進一步提高旋液分離器對粗炭黑漿的分離效率。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，真空過濾器110具有溢流漿液入口111、精制炭黑漿出口112和濾液出口113，溢流漿液入口111與溢流漿液出口102相連，且真空過濾器110適于對溢流漿液進行過濾，得到精制炭黑漿和濾液；干燥器120具有精制炭黑漿入口121和精制炭黑出口122，精制炭黑漿入口121與精制炭黑漿出口112相連，且干燥器120適于對精制炭黑漿進行干燥，得到精制炭黑。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，干燥器120可以為噴霧干燥機。由此，可以進一步提高對精制炭黑漿的干燥效率。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，濕法分離單元還可以進一步包括炭黑壓實裝置，壓實裝置與精制炭黑出口122相連，且適于對精制炭黑進行壓實處理，以便與進行包裝和運輸。
根據(jù)本發(fā)明上述實施例的分離石灰氮中炭黑的系統(tǒng)，可以對石灰氮中的炭黑進行有效地分離回收，具體地，每噸石灰氮可以回收100～200kg的炭黑，炭黑可作為汽車輪胎內(nèi)胎膠添加料，售價可達1～3萬元。
廢料處理單元
根據(jù)本發(fā)明的實施例，廢料處理單元包括液態(tài)石灰氮儲槽160和過濾器170。其中，液態(tài)石灰氮儲槽160具有廢料入口161、無機酸入口162和反應產(chǎn)物出口163，廢料入口161分別與旋液分離器100的底流漿液出口103和真空過濾器110的濾液出口113相連；過濾器170具有反應產(chǎn)物入口171、鈣鹽出口172和液體氮肥出口173，反應產(chǎn)物入口171與反應產(chǎn)物出口163相連。由此，本發(fā)明中通過進一步設置液態(tài)石灰氮儲槽160和過濾器170，可以對粗炭黑中帶有的少量石灰氮產(chǎn)品進行回收，并進一步精制得到液體氮肥，提高原料的利用率。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，由旋液分離器100的底流漿液出口103導出的底流漿液具有石灰氮水解產(chǎn)物ca(hcn2)2和ca(oh)2等，可以作為液態(tài)肥料直接銷售，也可以通過在液態(tài)石灰氮儲槽160中加入無機酸，使無機酸與石灰氮的水解產(chǎn)物發(fā)生如下反應：
cacn2+2h2o＝ca(oh)2+h2cn2
h2cn2+h2o＝co(nh2)2
ca(oh)2+h2so4＝caso4+h2o，得到含有鈣鹽的液體氮肥，并進一步地采用過濾器170過濾出鈣鹽，得到液體氮肥。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，廢料處理單元可以進一步包括：蒸發(fā)結(jié)晶器。蒸發(fā)結(jié)晶器與液體氮肥出口173相連，且適于對液體氮肥進行蒸發(fā)結(jié)晶，得到尿素產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，無機酸的種類并不受特別限制，例如，根據(jù)本發(fā)明的具體示例，無機酸可以選用硫酸。
本發(fā)明上述實施例中分離石灰氮中炭黑的系統(tǒng)通過將干法分離單元與濕法分離單元結(jié)合，可以有效地分離出石灰氮中的炭黑，炭黑經(jīng)壓實增加堆比重后包裝，可以作為輪胎炭黑或其它碳材料產(chǎn)品銷售。此外，還可以通過設置廢料處理單元將旋液分離器下部導出的底流漿液與無機酸反應過濾分離出鈣鹽后得到液態(tài)氮肥，液態(tài)氮肥進一步蒸發(fā)結(jié)晶得到尿素產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提出了一種利用上述實施例的分離石灰氮中炭黑的系統(tǒng)分離石灰氮中炭黑的方法，包括：
將粗石灰氮輸送至石灰氮粉碎機內(nèi)進行粉碎處理，以便得到粗石灰氮粉；
將粗石灰氮粉暫存在石灰氮粉儲槽內(nèi)；
利用石灰氮粉螺旋輸送機將粗石灰氮粉輸送至石灰氮粉輸送罐內(nèi)；
在石灰氮粉輸送罐內(nèi)，粗石灰氮粉被輸送至多級旋風分離器進行第一分離，以便得到第一精制石灰氮和第一粗炭黑；
使第一粗炭黑進入旋風收集器內(nèi)進行第二分離，以便得到第二精制石灰氮和第二粗炭黑；
將第一精制石灰氮和第二精制石灰氮通入至精制石灰氮儲罐內(nèi)儲存；
使旋風收集器內(nèi)分離出的第二粗炭黑進入氣固分離器內(nèi)進行收集，以便得到粗炭黑；
將粗炭黑暫存在粗炭黑儲罐內(nèi)；
利用粗炭黑螺旋輸送機將粗炭黑儲罐內(nèi)的粗炭黑輸送至攪拌槽內(nèi)并與水混合，以便得到粗炭黑漿液；
利用泥漿泵將粗炭黑漿液泵入旋液分離器內(nèi)進行第三分離，以便得到溢流漿液和底流漿液；
將溢流漿液在真空過濾器內(nèi)進行過濾，以便得到精制炭黑漿和濾液；以及
將精制炭黑漿在干燥器內(nèi)進行干燥，以便得到精制炭黑。
根據(jù)本發(fā)明實施例的分離石灰氮中炭黑的方法，首先利用石灰氮粉碎機對石灰氮進行破碎得到石灰氮粉，再將石灰氮粉依次輸送至多級旋風分離器、旋風收集器和氣固分離器進行干法分離，得到精制石灰氮和粗炭黑，然后利用攪拌槽和旋液分離器對粗炭黑進行濕法分離，得到精制炭黑漿，最后通過真空過濾器和干燥器對精制炭黑漿進行過濾和烘干處理，最終得到精制炭黑。由此，通過采用本發(fā)明分離石灰氮中炭黑的方法不僅可以有效分離出石灰氮生產(chǎn)過程中副產(chǎn)的炭黑，顯著提高石灰氮產(chǎn)品的品質(zhì)，同時還可以進一步對分離出的炭黑進行提純，得到了高附加值的精制炭黑，提高生產(chǎn)石灰氮產(chǎn)品的附加產(chǎn)值。
下面對本發(fā)明上述實施例的分離石灰氮中炭黑的方法進行詳細描述。
破碎處理
根據(jù)本發(fā)明的實施例，將粗石灰氮輸送至石灰氮粉碎機內(nèi)進行粉碎處理，以便得到粗石灰氮粉；將粗石灰氮粉暫存在石灰氮粉儲槽內(nèi)。
具體地，可以采用石灰氮粉碎機10對石灰氮進行粉碎，得到粗石灰氮粉，并將粗石灰氮粉暫存在石灰氮粉儲槽20中，由此可以避免粗石灰氮粉在石灰氮粉輸送罐30中堆積而影響石灰氮粉的輸送效率。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，利用石灰氮粉碎機10對石灰氮進行粉碎得到的粗石灰氮粉的平均粒徑不大于1mm。由此，可以進一步提高石灰氮中炭黑的分離效率。
干法分離
根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，利用石灰氮粉螺旋輸送機130將粗石灰氮粉輸送至石灰氮粉輸送罐30內(nèi)；在石灰氮粉輸送罐30內(nèi)，粗石灰氮粉被輸送至多級旋風分離器40進行第一分離，以便得到第一精制石灰氮和第一粗炭黑；使第一粗炭黑進入旋風收集器50內(nèi)進行第二分離，以便得到第二精制石灰氮和第二粗炭黑；將第一精制石灰氮和第二精制石灰氮通入至精制石灰氮儲罐60內(nèi)儲存；使旋風收集器50內(nèi)分離出的第二粗炭黑進入氣固分離器70內(nèi)進行收集，以便得到粗炭黑；將粗炭黑暫存在粗炭黑儲罐80內(nèi)。由此，可以將炭黑從粗石灰氮粉有效分離出來，并得到精制石灰氮產(chǎn)品和粗炭黑。
具體地，可以利用石灰氮粉螺旋輸送機130將粗石灰氮粉輸送至石灰氮粉輸送罐30內(nèi)，粗石灰氮粉在載氣作用下流化并被輸送進入多級旋風分離器40中進行第一分離，其中比重較輕的炭黑粉經(jīng)旋風分離作用，由旋風分離器上部中心管溢出，進入下一級旋風分離器進一步分離，經(jīng)多級旋風分離作用后，得到第一精制石灰氮和第一粗炭黑，第一精制石灰氮通入至精制石灰氮儲罐60內(nèi)儲存，第一粗炭黑則在旋風分離作用下進入旋風收集器50內(nèi)進行第二分離，得到第二精制石灰氮和第二粗炭黑，第二精制石灰氮通入至精制石灰氮儲罐60內(nèi)儲存，第二粗炭黑進入氣固分離器70內(nèi)進行過濾收集，得到粗炭黑，尾氣達標排放，并將粗炭黑暫存在粗炭黑儲罐80內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，氣固分離器70可以為布袋除塵器或者陶瓷過濾器。由此，可以進一步提高對第二粗炭黑的收集效果，并使尾氣達標排放。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，多級旋風分離器40的級數(shù)并不受特別限制，例如，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，多級旋風分離器40可以為三級旋風分離器，由此，可以進一步提高旋風分離的效率。
濕法分離
根據(jù)本發(fā)明的實施例，利用粗炭黑螺旋輸送機110將粗炭黑儲罐80內(nèi)的粗炭黑輸送至攪拌槽90內(nèi)并與水混合，以便得到粗炭黑漿液；利用泥漿泵150將粗炭黑漿液泵入旋液分離器100內(nèi)進行第三分離，以便得到溢流漿液和底流漿液。由此，可以將粗炭黑中含有的少量石灰氮粉有效分離出來，進一步提高炭黑的質(zhì)量。
具體地，可以利用粗炭黑螺旋輸送機140將粗炭黑儲罐80內(nèi)的粗炭黑輸送至攪拌槽90內(nèi)并與水混合，得到粗炭黑漿液，并采用泥漿泵11將粗炭黑漿液泵入到旋液分離器100內(nèi)進行第三分離，粗炭黑漿液在旋液分離器100內(nèi)部由下向上旋轉(zhuǎn)上升，在離心力、重力和液流曳力等作用下，輕質(zhì)炭黑隨液流向上運動，由旋液分離器100上部的溢流漿液出口102導出，得到溢流漿液，含有石灰氮的底流漿液則由旋液分離器100下部的底流漿液出口103導出。其中，旋液分離器100下部導出的底流漿液具有石灰氮水解產(chǎn)物ca(hcn2)2和ca(oh)2等，可以作為液態(tài)肥料直接銷售，由此可以避免進一步加工，減少一次性投資。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，粗炭黑漿液的濃度可以為固含量10-30重量％。由此可以進一步提高對粗炭黑漿中炭黑的分離效率，使炭黑的回收率可達95％以上，炭黑精度可達97％。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，所述旋液分離器的進液流速可以為45-55m3/h，溢流量可以為40-50m3/h，底流量可以為3-5m3/h。由此，可以進一步提高旋液分離器對粗炭黑漿的分離效率。
根據(jù)本發(fā)明的具體示例，旋液分離器的進液流速可以為50m3/h，旋液分離器圓筒直徑可以為50cm，高度可以為5640mm，進料口可以為90×40mm，溢流量可以為46.32m3/h，底流量可以為3.68m3/h，分離器壓降可以為0.3mpa。由此，可以進一步提高旋液分離器對粗炭黑漿的分離效率。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，進一步地，將溢流漿液在真空過濾器110內(nèi)進行過濾，以便得到精制炭黑漿和濾液；以及將精制炭黑漿在干燥器120內(nèi)進行干燥，以便得到精制炭黑。由此，可以對溢流漿液進一步進行過濾和干燥處理，得到精制炭黑。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，干燥器120可以為噴霧干燥機。由此，可以進一步提高對精制炭黑漿的干燥效率。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，炭黑精制還可以進一步包括對精制炭黑進行壓實處理，以便與進行包裝和運輸。
根據(jù)本發(fā)明上述實施例的分離石灰氮中炭黑的方法，可以對石灰氮中的炭黑進行有效地分離回收，具體地，每噸石灰氮可以回收100～200kg的炭黑，炭黑純度可達99％，炭黑可作為汽車輪胎內(nèi)胎膠添加料，售價可達1～3萬元。
廢料處理
根據(jù)本發(fā)明的實施例，分離石灰氮中炭黑的系統(tǒng)可以進一步包括：廢料的處理。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，將底流漿液導入液態(tài)石灰氮儲槽160內(nèi)，使底流漿液與無機酸進行如下反應：
cacn2+2h2o＝ca(oh)2+h2cn2
h2cn2+h2o＝co(nh2)2
ca(oh)2+h2so4＝caso4+h2o，以便生成含有鈣鹽的液體氮肥；將含有鈣鹽的液體氮肥在過濾器170中進行過濾，分別得到鈣鹽和液體氮肥。由此，可以對粗炭黑中帶有的少量石灰氮產(chǎn)品進行回收，并進一步精制得到液體氮肥，提高原料的利用率。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，液態(tài)石灰氮精制可以進一步包括：對液體氮肥進行蒸發(fā)結(jié)晶，得到尿素產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，無機酸的種類并不受特別限制，例如，根據(jù)本發(fā)明的具體示例，無機酸可以選用硫酸。
綜上所述，本發(fā)明分離石灰氮中炭黑的系統(tǒng)和方法至少具有以下優(yōu)點：
(1)可以將石灰氮生產(chǎn)過程副產(chǎn)的炭黑分離回收、并進一步精制作為高附加值的碳材料產(chǎn)品，實現(xiàn)對石灰氮中附帶的炭黑的再利用。
(2)提高石灰氮的品質(zhì)。
(3)通過采用干法分離和濕法分離相結(jié)合，實現(xiàn)炭黑和石灰氮的有效分離。
(4)每噸石灰氮可以回收100～200kg的炭黑和少量尿素，其中炭黑可作為汽車輪胎內(nèi)胎膠添加料，售價可達2萬元，提高了經(jīng)濟效益。
在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。
盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。