CN210973902U - 强酸盐气相法制备白炭黑的反应釜联锁自动控制*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了强酸盐气相法制备白炭黑的反应釜联锁自动控制***，反应釜控制***包含温度联锁控制***、压力联锁控制***、PH值联锁控制***、液位联锁控制***和控制器；温度联锁控制***包括温度测量装置和蒸汽流量调节装置；蒸汽流量调节装置设置在与反应釜进气口相连通的蒸汽输送管道上，并与控制器相连接；压力联锁控制***包括压力测量装置和第一抽气调节装置，PH值联锁控制***包括PH值测量装置和第二抽气调节装置，液位联锁控制***包括液位测量装置和自动卸料装置。本实用新型提供通过调节蒸汽外抽装置可实现体系PH值的稳定性、产品品质更好、能有效降低成本、自动化程度更高的强酸盐气相法制备白炭黑的反应釜联锁自动控制***。
Description
技术领域
本实用新型属于白炭黑制备工艺自动控制领域，具体涉及强酸盐气相法制备白炭黑的反应釜联锁自动控制***。
背景技术
白炭黑的生产方法由气相法和沉淀法两种。气相法白炭黑产品的品质高，适用于高端材料领域，但制备工艺复杂，投资较高。以硫酸、盐酸、氯化铵与水玻璃为基本原料制备白炭黑的沉淀法在国内技术应用较为成熟，投资运营费用较气相法少，但是受制于反应机理的限制，产品品质（粒径及纯度）较气相法较低，适用于通用材料技术领域。
强酸盐气相法制备白炭黑的常规生产工艺存在问题是：控温操作频繁：反应前期为了弥补反应物料添加造成温度波动较大，需不断人工调整加热蒸汽；反应压力不稳定；反应过程不断释放碱性气体，造成反应体系压力不断升高，需要人工调节反应釜内压力；随着反应的进行，体系氨含量不断增加，体系PH值逐渐升高，需不断添加酸液稳定体系PH值；产品料液放料后，需对反应釜进行人工清洗及清洗液回收利用，反应釜清洗操作繁琐。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型旨在提供仅通过调节蒸汽外抽装置即可实现体系PH值的稳定性、产品品质更好、能有效降低成本、自动化程度更高的强酸盐气相法制备白炭黑的反应釜联锁自动控制***。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:
强酸盐气相法制备白炭黑的反应釜联锁自动控制***，所述反应釜联锁自动控制***包含温度联锁控制***、压力联锁控制***、PH值联锁控制***、液位联锁控制***和控制器；温度联锁控制***包括温度测量装置和蒸汽流量调节装置；蒸汽流量调节装置设置在与反应釜进气口相连通的蒸汽输送管道上，并与控制器相连接；压力联锁控制***包括压力测量装置和第一抽气调节装置，PH值联锁控制***包括PH值测量装置和第二抽气调节装置，液位联锁控制***包括液位测量装置和自动卸料装置；温度测量装置、压力测量装置、PH值测量装置和液位测量装置均设置于反应釜内部，并贯穿反应釜的器壁与控制器相连接。
优选的，所述第一抽气调节装置包括第一真空泵和第一抽气调节阀，第一抽气调节阀设置在与反应釜减压排气口相连通的排气管道上，第一抽气调节阀与控制器相连接；第一真空泵设置在第一抽气调节阀与反应釜减压排气口之间的排气管道上。
优选的，所述第二抽气调节装置包括第二真空泵和第二抽气调节阀，第二抽气调节阀设置在与反应釜的PH值调节排气口相连通的排气管道上，第二抽气调节阀与控制器相连接；第二真空泵设置在第二抽气调节阀与反应釜的PH值调节排气口之间的排气管道上。
与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：
1.控制器根据PH值测量装置反馈的实时PH值，控制调节第二真空泵和第二抽气调节阀，通过蒸汽外抽的方式将碱性气体带出反应釜，进而控制反应釜内反应液的PH值稳定在预设PH值，此过程仅通过调节蒸汽外抽装置即可实现体系PH值的稳定性，解决了传统反应器反应过程中频繁加减酸液调整体系PH值的技术难题,可显著降低生产成本；尤其是，由于反应过程未添加过量酸，白炭黑产品中羟基杂质极低，产品品质更好，可达到气相法白炭黑的品质，具有显著的技术效果。
2. 温度联锁控制***、压力联锁控制***、PH值联锁控制***和液位联锁控制***均与控制器相连接，控制器接收来自各个测量装置的反馈信号，进而调控整个控制***，使温度、PH值、压力值、液位值保持相对稳定，极大提高了白炭黑生产装置的稳定性和自动化水平，具有较好的经济和社会效益。
附图说明
图1为本实用新型的结构原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施事例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的保护范围不限于此。
如图1所示的强酸盐气相法制备白炭黑的反应釜联锁自动控制***，包括反应釜1和反应釜联锁自动控制***，反应釜联锁自动控制***包含温度联锁控制***、压力联锁控制***、PH值联锁控制***、液位联锁控制***和控制器；温度联锁控制***、压力联锁控制***、PH值联锁控制***和液位联锁控制***均与控制器相连接。
温度联锁控制***包括温度测量装置22和蒸汽流量调节装置21。温度测量装置22设置于反应釜1内部，并贯穿反应釜1的器壁与控制器相连接；温度测量装置22可采用不少于两根远传热电偶，量程为20-150℃，输出4-20mA信号，可将检测到的反应釜1内部温度传递给控制器。蒸汽流量调节装置21设置在与反应釜1进气口相连通的蒸汽输送管道23上，并与控制器相连接，受控制器的调控；蒸汽流量调节装置21可采用蒸汽调节阀，其带反馈功能，输出4-20mA信号，可通过控制器控制蒸汽调节阀的开启与闭合程度，调节进入反应釜1内的蒸汽流量，进而调节反应釜1内的温度。温度测量装置22和蒸汽流量调节装置21通过控制器的调控配合使用以实现自动联锁，可根据温度测量装置22反馈的实时监测温度自动调节加热蒸汽流量，保证反应体系温度的稳定。
压力联锁控制***包括压力测量装置33和第一抽气调节装置，压力测量装置33设置于反应釜1内部，并贯穿反应釜1的器壁与控制器相连接；压力测量装置33可以采用至少一台远传压力表，其量程范围-0.3至1.0MPa，输出4-20mA信号；第一抽气调节装置包括第一真空泵32和第一抽气调节阀31，第一抽气调节阀31设置在与反应釜1减压排气口相连通的排气管道上，控制排气管道的排气流量；第一真空泵32设置在第一抽气调节阀31与反应釜1减压排气口之间的排气管道上。第一抽气调节阀31带反馈功能，输出4-20mA信号，并受控制器的调控。压力测量装置33和第一抽气调节装置通过控制器的调控配合使用以实现自动联锁：当反应釜内出现反应剧烈的情况，导致压力异常时，此时控制器根据压力测量装置反馈的实时压力信号控制开启第一抽气调节阀31，排气降压，同时启动第一真空泵32抽取反应釜1气体，加快气体的排出，进而调整体系压力。
PH值联锁控制***包括PH值测量装置41和第二抽气调节装置，PH值测量装置41设置于反应釜1内部，并贯穿反应釜1的器壁与控制器相连接；第二抽气调节装置包括第二真空泵42和第二抽气调节阀43，第二抽气调节阀43设置在与反应釜1的PH值调节排气口相连通的排气管道上，控制排气管道的排气流量；第二真空泵42设置在第二抽气调节阀43与反应釜1的PH值调节排气口之间的排气管道上。控制器根据PH值测量装置41反馈的实时PH值，控制开启第二真空泵42、调节第二抽气调节阀43开闭程度，通过蒸汽外抽的方式将碱性气体带出反应釜，进而控制反应釜内反应液的PH值。
液位联锁控制***包括设置于反应釜1内的液位测量装置5和自动卸料装置6，自动卸料装置6设置在反应釜1底部的出料口60上。卸料时，自动卸料装置6开启，当料液液位下降至设定位置时，自动开启清洗装置对反应釜进行自动清洗，清洗液随料液一并从自动卸料装置6进入下一道工序。自动卸料装置6是反应釜1现有的装置，自动卸料装置的调节阀与控制器连接。
使用本实用新型时，将反应物料打入反应釜1，控制器接收温度测量装置22反馈的温度信号，若实时温度低于预设温度，通过控制打开蒸汽流量调节装置21导入蒸汽对反应釜1加热至预设温度后，关闭蒸汽流量调节装置21；如温度高于预设温度，关闭蒸汽流量调节装置21，待反应釜1冷却至预设温度，开始制备操作。
制备过程中，当反应釜1内出现反应剧烈的情况，导致压力值高于预设压力值时，此时控制器根据压力测量装置33反馈的实时压力信号调节第一抽气调节装置，启动第一真空泵32、开启第一抽气调节阀31对反应釜进行减压直至达到预设压力值，进而调整体系压力。
随着反应的进行，体系氨含量不断增加，反应釜内PH值逐渐升高，PH值测量装置41检测到实时PH值高于预设值时，控制器控制开启第二真空泵42、打开第二抽气调节阀43，通过蒸汽外抽的方式将碱性气体带出反应釜，进而控制反应釜1内反应液的PH值稳定在预设PH值，此过程仅通过调节蒸汽外抽装置即可实现体系PH值的稳定性，解决了传统反应器反应过程中频繁加减酸液调整体系PH值的技术难题,可显著降低生产成本；尤其是，由于反应过程未添加过量酸，白炭黑产品中羟基杂质极低，产品品质更好，可达到气相法白炭黑的品质，具有显著的技术效果。
反应完毕后，料液需卸放至下段压滤工段，控制器控制开启自动卸料装置6，并自动开启清洗装置对反应釜进行自动清洗，清洗液随料液一并从自动卸料装置6进入下一道工序，当料液液位下降至设定位置时，自动卸料装置6自动关闭。
Claims (3)
1.强酸盐气相法制备白炭黑的反应釜联锁自动控制***，其特征在于：所述反应釜联锁自动控制***包含温度联锁控制***、压力联锁控制***、PH值联锁控制***、液位联锁控制***和控制器；温度联锁控制***包括温度测量装置和蒸汽流量调节装置；蒸汽流量调节装置设置在与反应釜进气口相连通的蒸汽输送管道上，并与控制器相连接；压力联锁控制***包括压力测量装置和第一抽气调节装置，PH值联锁控制***包括PH值测量装置和第二抽气调节装置，液位联锁控制***包括液位测量装置和自动卸料装置；温度测量装置、压力测量装置、PH值测量装置和液位测量装置均设置于反应釜内部，并贯穿反应釜的器壁与控制器相连接。
2.根据权利要求1所述的强酸盐气相法制备白炭黑的反应釜联锁自动控制***，其特征在于：所述第一抽气调节装置包括第一真空泵和第一抽气调节阀，第一抽气调节阀设置在与反应釜减压排气口相连通的排气管道上，第一抽气调节阀与控制器相连接；第一真空泵设置在第一抽气调节阀与反应釜减压排气口之间的排气管道上。
3.根据权利要求2所述的强酸盐气相法制备白炭黑的反应釜联锁自动控制***，其特征在于：所述第二抽气调节装置包括第二真空泵和第二抽气调节阀，第二抽气调节阀设置在与反应釜的PH值调节排气口相连通的排气管道上，第二抽气调节阀与控制器相连接；第二真空泵设置在第二抽气调节阀与反应釜的PH值调节排气口之间的排气管道上。
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