專利名稱：新型軟質(zhì)炭黑生產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型軟質(zhì)炭黑生產(chǎn)裝置。
背景技術(shù)：
炭黑的生成是以液態(tài)或氣態(tài)烴為燃料，在反應(yīng)爐燃燒室內(nèi)完全燃燒生成高溫燃余氣流傳送到反應(yīng)區(qū)域，與經(jīng)由原料油大槍噴入的原料油相碰撞，一小部分原料油不完全燃燒以補(bǔ)充不足的熱量，大部分原料油裂解生成炭黑。在急冷段，通過(guò)噴入急冷水使反應(yīng)中止，含水蒸汽的炭黑煙氣經(jīng)過(guò)一系列換熱措施，進(jìn)入收集系統(tǒng)，被收集的粉狀炭黑經(jīng)過(guò)造粒，干燥而成為成品炭黑顆粒。炭黑反應(yīng)爐是炭黑生產(chǎn)的核心設(shè)備，生產(chǎn)炭黑的品種、炭黑質(zhì)量、原料油的處理量、炭黑的產(chǎn)量與收率等在很大程度上都取決于炭黑反應(yīng)爐，它是炭黑生產(chǎn)的基礎(chǔ)。炭黑反應(yīng)爐大體上分硬質(zhì)炭黑爐和軟質(zhì)炭黑爐兩種。軟質(zhì)炭黑因吸碘低，較硬質(zhì)炭黑有其獨(dú)特的物理特性，從生產(chǎn)條件上來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)軟質(zhì)炭黑具有風(fēng)油比低、反應(yīng)溫度低、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)和炭黑粒徑大的特點(diǎn)，同時(shí)也就增加了因原料油裂解不完全而在爐壁上結(jié)焦的可能性。軟質(zhì)炭黑反應(yīng)爐經(jīng)過(guò)幾代改進(jìn)，目前為多數(shù)炭黑廠廣泛采用的是如圖3的結(jié)構(gòu)，這種造型的反應(yīng)爐的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)爐的縮口可以起到“限流”的作用，能夠使熱量得到充分利用，原料油在此充分裂解，可以有較高的原料油收率。缺點(diǎn)是在收縮段的突變處，反應(yīng)氣流由于受到劇烈的湍動(dòng)而易產(chǎn)生“反混”現(xiàn)象，往往容易將未反應(yīng)完全的原料油甩在爐壁上，產(chǎn)生硬碳，影響產(chǎn)品質(zhì)量，使得配合膠的性能降低。工藝上為了避免這種現(xiàn)象，往往采取降低生產(chǎn)負(fù)荷的方式，但炭黑的產(chǎn)量也隨之下降。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是提供一種圓筒式反應(yīng)裝置，通過(guò)對(duì)包括原料油大槍入爐尺寸等各項(xiàng)參數(shù)的控制，更加容易地實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的控制。本實(shí)用新型涉及一種炭黑反應(yīng)器，此反應(yīng)器的特征在于其中有兩個(gè)圓形的、分別處于反應(yīng)爐上下切向方向的燃燒室，圓筒型的反應(yīng)段，弧面錐體型的收縮段，縮口段，急冷段和活化煙道，其中所說(shuō)的收縮段把反應(yīng)段和縮口段連接起來(lái)?！N軟質(zhì)炭黑生產(chǎn)裝置，燃燒室分布在反應(yīng)爐的上下切方向，收縮段沒(méi)有突變結(jié)構(gòu)，采用平滑的弧線結(jié)構(gòu)，弧線與反應(yīng)爐反應(yīng)段相切，縮口段之后有急冷段和活化煙道，原料油槍咀霧化角彡90°，收縮段長(zhǎng)度為1.0 1.5米，弧度為30 60°。如上所述的一種軟質(zhì)炭黑生產(chǎn)裝置，原料油槍咀是一個(gè)或多個(gè)。如上所述的一種軟質(zhì)炭黑生產(chǎn)裝置，燃燒溫度在1400°C 1927°C之間。如上所述的一種軟質(zhì)炭黑生產(chǎn)裝置，燃燒所用燃料為天然氣或燃料油。如上所述的一種軟質(zhì)炭黑生產(chǎn)裝置，炭黑反應(yīng)爐外殼用碳鋼板卷制焊成，內(nèi)襯耐火材料、絕熱材料和保溫材料。本實(shí)用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)[0013]1.減少產(chǎn)品結(jié)焦現(xiàn)象，改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)品產(chǎn)量。2.因?yàn)檎麄€(gè)收縮段是連續(xù)的，可以很方便的通過(guò)調(diào)整原料油大槍入爐尺寸來(lái)調(diào)整產(chǎn)品的某些性質(zhì)，例如膠料的300%定伸應(yīng)力，產(chǎn)品的吸油值和壓縮試樣吸油值等。3.降低反應(yīng)氣流在縮口段的壓頭損失，降低縮口段氣流的湍流程度，是炭黑粒徑更細(xì)更均勻。4.降低了反應(yīng)氣流對(duì)反應(yīng)爐縮口處的沖刷破壞力，延長(zhǎng)反應(yīng)爐使用壽命，減少停車檢修時(shí)間，從另一方面增加炭黑產(chǎn)量。

圖1是貫穿新型反應(yīng)爐的縱切面，以及圖2是反應(yīng)爐沿A-A線的橫截面示意圖，以及圖3是傳統(tǒng)反應(yīng)爐的縱切面。在附圖中的序號(hào)描述為1.燃燒室，2.原料油大槍，3.反應(yīng)段，4.收縮段，5.縮口段，6.急冷段，7.原料油入口，8.冷卻水夾套。
具體實(shí)施方式
燃料與經(jīng)預(yù)熱過(guò)的空氣在反應(yīng)爐爐頭上下切方向的燃燒室中充分燃燒，生成高速旋轉(zhuǎn)的高溫燃余氣流。原料油從原料油槍咀以大于90°的噴射角噴入高溫高速氣流中，被氣流強(qiáng)大的剪切力破碎成細(xì)小的油滴，然后油滴經(jīng)過(guò)氣化，一小部分原料油燃燒，大部分裂解生成炭黑，混合氣流在反應(yīng)爐中以較平穩(wěn)的旋轉(zhuǎn)柱塞流形式通過(guò)縮口段，減少了“反混” 現(xiàn)象的發(fā)生，避免了軟質(zhì)炭黑因風(fēng)油比低，處理量大而發(fā)生的結(jié)焦現(xiàn)象。從而可以改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品產(chǎn)量。
權(quán)利要求1.一種軟質(zhì)炭黑生產(chǎn)裝置，其特征在于燃燒室分布在反應(yīng)爐的上下切方向，收縮段沒(méi)有突變結(jié)構(gòu)，采用平滑的弧線結(jié)構(gòu)，弧線與反應(yīng)爐反應(yīng)段相切，縮口段之后有急冷段和活化煙道，原料油槍咀霧化角彡90°，收縮段長(zhǎng)度為1.0 1.5米，弧度為30 60°。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種軟質(zhì)炭黑生產(chǎn)裝置，其特征在于原料油槍咀是一個(gè)或多個(gè)。
3.按照權(quán)利要求1 2任一項(xiàng)所述的一種軟質(zhì)炭黑生產(chǎn)裝置，其特征在于燃燒溫度在 1400 °C 1927°C之間。
4.按照權(quán)利要求3所述的一種軟質(zhì)炭黑生產(chǎn)裝置，其特征在于燃燒所用燃料為天然氣或燃料油。
5.按照權(quán)利要求4所述的一種軟質(zhì)炭黑生產(chǎn)裝置，其特征在于，炭黑反應(yīng)爐外殼用碳鋼板卷制焊成，內(nèi)襯耐火材料、絕熱材料和保溫材料。
專利摘要一種生產(chǎn)軟質(zhì)炭黑的裝置，反應(yīng)爐的縮口段設(shè)計(jì)成圓弧形平滑曲線結(jié)構(gòu)。從原料油噴槍咀噴射出的原料油與從反應(yīng)爐兩旁上下切向燃燒室進(jìn)入反應(yīng)爐的旋轉(zhuǎn)高溫燃余氣體相遇，原料油一少部分被燒掉以提供足夠的熱量，大部分裂解生成炭黑。由于縮口段采用平滑弧線結(jié)構(gòu)，使反應(yīng)氣流能以旋轉(zhuǎn)柱塞流形式平穩(wěn)通過(guò)縮口段，減少了“反混”現(xiàn)象的發(fā)生，避免了軟質(zhì)炭黑因處理量大、反應(yīng)溫度低而經(jīng)常出現(xiàn)的結(jié)焦現(xiàn)象，從而改善炭黑質(zhì)量，提高炭黑產(chǎn)量。
文檔編號(hào)C09C1/50GK201964751SQ201020288008
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2010年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月7日
發(fā)明者劉成友, 劉江紅, 孟奎, 馬寶亮 申請(qǐng)人:龍星化工股份有限公司