本申請涉及炭黑尾氣處理，尤其涉及一種炭黑尾氣能量回收裝置。
背景技術：
1、炭黑作為一種重要的工業原料，在眾多領域有著廣泛應用，尤其是在橡膠、塑料、油墨、涂料、電池等多個領域中，更是具有不可替代的作用：在橡膠工業中，其可顯著提升橡膠制品的強度、耐磨性與抗撕裂性，是輪胎、輸送帶等產品的核心增強劑；在塑料行業中，炭黑既能作為高效黑色顏料賦予制品深邃色澤，又能改善制品的耐候性與抗紫外線性能，被廣泛應用于塑料管材、薄膜等制品行業中；在油墨中其可為高油墨本身提供較高的黑度與良好流動性，在涂料中可增強成品的遮蓋力與耐久性，在電池中則能優化電極導電性能。
2、然而，現有技術中度對炭黑生產過程中產生的炭黑尾氣處理大多還存在著一些技術缺陷，現有處理方式大多采用直接燃燒回收炭黑尾氣中的熱能，該方式存在兩大核心問題：一是高溫燃燒環境下，空氣中的氮氣與氧氣易反應生成氮氧化物，同時尾氣中的硫化物、炭黑顆粒等污染物直接排放會造成嚴重大氣污染，而配套安裝凈化處理設備不僅成本高昂，且操作流程復雜；二是直接燃燒為一步式反應，燃料與空氣直接接觸易產生高溫回火和熱損失，導致熱能轉化效率低下，尾氣中的化學能不能被充分利用，導致其熱能轉化率較低。
3、因此，如何避免直接燃燒導致環境污染及提高熱能轉化率成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。
技術實現思路
1、本申請提供一種炭黑尾氣能量回收裝置，用以解決現有炭黑尾氣處理裝置采用直接燃燒易導致環境污染及熱能轉化率低等問題。
2、本申請提供一種炭黑尾氣能量回收裝置，包括：
3、表面換熱器，與炭黑生產線相連，用于引入待處理的炭黑尾氣，對待處理炭黑尾氣的高溫熱量進行回收，并對經預處理后的炭黑尾氣進行加熱干燥；
4、噴淋換熱器，與所述表面換熱器相連通，用于對經所述表面換熱器初次降溫后的待處理炭黑尾氣進行二次降溫與脫水；
5、尾氣預處理裝置，其一端與所述噴淋換熱器相連，另一端與所述表面換熱器相連，用于對所述待處理炭黑尾氣進行預處理，對尾氣中的硫化物進行脫除，并將預處理后的炭黑尾氣回輸至所述表面換熱器中；
6、反應罐，一端與所述表面換熱器相連通，其內設置有載氧體，通過載氧體對預處理后的炭黑尾氣進行分段氧化與還原反應，包括第一反應罐和第二反應罐，所述第一反應罐和第二反應罐之間通過輸送單元連通以實現載氧體的循環流動。
7、優選地，所述第一反應罐的底部設有空氣入口用于通入空氣，使還原態載氧體發生氧化反應并放熱，所述第二反應罐底部設有尾氣入口，用于通入來自所述尾氣預處理裝置的尾氣，使氧化態載氧體發生還原反應重新形成還原態載氧體。
8、優選地，所述輸送單元包括第一輸送單元和第二輸送單元，其中：
9、所述第一輸送單元的兩端分別與所述第一反應罐和所述第二反應罐相連通，用于將氧化態的載氧體從所述第一反應罐輸送至所述第二反應罐；
10、所述第二輸送單元的兩端分別與所述第一反應罐和所述第二反應罐相連通，用于將還原態的載氧體從所述第二反應罐輸送回所述第一反應罐。
11、優選地，所述第一反應罐的外周套設有第一換熱單元，底部內側設置有第一空氣分配組件，所述第一換熱單元內通入除鹽水，用于吸收第一反應罐內氧化反應釋放的熱量，所述第一空氣分配組件用于分配空氣形成旋流，以促進載氧體在第一反應罐的氧化反應。
12、優選地，所述第一空氣分配組件包括平行設置的第一分配盤和第二分配盤，所述第一分配盤位于所述第二分配盤的上部；
13、所述第一分配盤包括第一圓筒及均勻分布于所述第一圓筒外周的第一氣管，且所述第一氣管末端到第一圓筒圓心處的連線與其表面間的夾角為30-45°；
14、所述第二分配盤包括第二圓筒及均勻分布于所述第二圓筒外周的第二氣管，且所述第二氣管末端到第二圓筒圓心處的連線與其表面間的夾角為10-20°。
15、優選地，所述第二反應罐內部自下而上依次設置有第二空氣分配組件和擾流組件，其中，所述第二空氣分配組件與所述第一空氣分配組件結構相同，用于分配進入的尾氣使其形成旋流。
16、優選地，所述擾流組件包括轉軸及沿轉軸軸線方向依次設置的第一風扇、螺旋葉片和第二風扇，所述轉軸通過安裝架轉動安裝于所述第二反應罐的內壁處，且所述第一風扇與第二風扇的旋向相反，用于增加豎直方向的擾流效果。
17、優選地，所述第一反應罐為內部中空的柱形罐體結構，其內部還設有導流組件，所述導流組件位于所述第一空氣分配組件的上部；
18、所述導流組件包括v形結構的第一導流板和位于v形結構內部的多個平行設置的第二導流板，所述第一導流板和第二導流板共同形成蛇形氣流通道，用于延長空氣與載氧體的混合路徑并增強湍流；
19、所述第一導流板和第二導流板均為波浪板。
20、優選地，所述第一反應罐為內部中空的錐形罐體結構，包括：
21、錐形內壁和錐形外壁，以及由所述錐形內壁和錐形外壁圍合形成的錐形容納腔，其中，所述錐形內壁與錐形外壁均為波浪形，所述錐形外壁套設于所述錐形內壁的外周處；
22、所述錐形內壁的內側還緊貼設置有第二換熱單元。
23、優選地，所述裝置還包括蒸汽輪機組和水箱，所述蒸汽輪機組與設置于反應罐處的換熱單元的蒸汽出口相連通，所述水箱的進水口與所述蒸汽輪機組的凝結水出口相連，且其出水口通過給水泵與所述反應罐的換熱單元的進水口相連通，形成水汽循環回路。
24、本申請的有益效果如下：
25、本申請的炭黑尾氣能量回收裝置，通過設置表面換熱器、噴淋換熱器和尾氣預處理裝置的組合工藝，實現了尾氣的梯級處理與熱能回收，表面換熱器采用逆流布置，利用高溫尾氣預熱凈化后的尾氣，提高了能量利用率；采用化學鏈燃燒技術，通過使用載氧體在第一反應罐和第二反應罐之間的循環，避免了空氣與燃料的直接接觸，從源頭上抑制了氮氧化物的生成，同時通過反應放熱產生高壓蒸汽，提高對熱能的轉化率。
1.一種炭黑尾氣能量回收裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的炭黑尾氣能量回收裝置，其特征在于，所述第一反應罐（21）的底部設有空氣入口（211）用于通入空氣，使還原態載氧體發生氧化反應并放熱，所述第二反應罐（22）底部設有尾氣入口（221），用于通入來自所述尾氣預處理裝置（3）的尾氣，使氧化態載氧體發生還原反應重新形成還原態載氧體。
3.根據權利要求2所述的炭黑尾氣能量回收裝置，其特征在于，所述輸送單元包括第一輸送單元（23）和第二輸送單元（24），其中：
4.根據權利要求3所述的炭黑尾氣能量回收裝置，其特征在于，
5.根據權利要求4所述的炭黑尾氣能量回收裝置，其特征在于，所述第一空氣分配組件（215）包括平行設置的第一分配盤（2151）和第二分配盤（2152），所述第一分配盤（2151）位于所述第二分配盤（2152）的上部；
6.根據權利要求5所述的炭黑尾氣能量回收裝置，其特征在于，所述第二反應罐（22）內部自下而上依次設置有第二空氣分配組件（216）和擾流組件（223），其中，所述第二空氣分配組件（216）與所述第一空氣分配組件（215）結構相同。
7.根據權利要求6所述的炭黑尾氣能量回收裝置，其特征在于，所述擾流組件（223）包括轉軸及沿轉軸軸線方向依次設置的第一風扇（2232）、螺旋葉片（2233）和第二風扇（2234），所述轉軸通過安裝架（2231）轉動安裝于所述第二反應罐（22）的內壁處，且所述第一風扇（2232）與第二風扇（2234）的旋向相反。
8.根據權利要求7所述的炭黑尾氣能量回收裝置，其特征在于，所述第一反應罐（21）為內部中空的柱形罐體結構，其內部還設有導流組件（212），所述導流組件（212）位于所述第一空氣分配組件（215）的上部；
9.根據權利要求7所述的炭黑尾氣能量回收裝置，其特征在于，所述第一反應罐（21）為內部中空的錐形罐體結構，包括：
10.根據權利要求1所述的炭黑尾氣能量回收裝置，其特征在于，所述裝置還包括蒸汽輪機組（5）和水箱（6），所述蒸汽輪機組（5）與設置于反應罐（2）處的換熱單元的蒸汽出口相連通，所述水箱（6）的進水口與所述蒸汽輪機組（5）的凝結水出口相連，且其出水口通過給水泵（7）與所述反應罐（2）的換熱單元的進水口相連通，形成水汽循環回路。