一種半補強炭黑反應爐的製作方法

2023-06-15 21:17:26

一種半補強炭黑反應爐的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種半補強炭黑反應爐，包括依次連接的燃燒室、爐膛、喉管和煙道反應室，所述燃燒室為兩個且對稱排列，所述兩個對稱排列的燃燒室前端均設置有燃料天然氣進口、噴燃器和空氣進口，在所述煙道反應室後段設置有急冷水進口，優選在所述喉管處設置有待裂解原料天然氣進口，可以使燃料氣充分燃燒並使待裂解原料天然氣充分裂解反應，大大提高了產量，同時可以降低能耗，方便調整產品的質量和品種，具有良好的經濟效益和社會環保效益。
【專利說明】一種半補強炭黑反應爐
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種炭黑生產裝置，特別是一種半補強炭黑的生產裝置。
【背景技術】
[0002]半補強炭黑是以天然氣為原料在缺氧不完全燃燒，部分天然氣在1400°C至1100°c裂解生成，該炭黑具有獨特的品質，在橡膠、機械、冶金、塑料等領域廣泛的用途.[0003]目前，所有生產半補強炭黑的關鍵設備反應爐，普遍採用雙爐頭結構，如圖1和圖2所示，依次包括爐頭1、爐膛2和煙道反應室3，煙道反應室3後段設置有急冷水進口 4，每個爐頭I前端均設置有天然氣進口 5、空氣進口 6和噴燃器7，用於提供燃料的天然氣和待裂解的天然氣均從天然氣進口 5進入，且為同樣的天然氣，而助燃空氣從空氣進口 6切向旋轉進入爐膛2，全部天然氣〔原料天然氣、燃料天然氣〕經火嘴噴入爐膛2，邊燃燒邊裂解，高溫混合氣經三岔口進入煙道反應室3，繼續裂解反應後噴急冷水終止反應，其單爐產量只有210kg/h，而且存在調整產品質量手段不多、能耗高、餘熱綜合利用程度不高等缺陷。

【發明內容】

[0004]本實用新型的發明目的在於:針對上述存在的問題，提供一種產量高、能耗低的新型半補強炭黑反應爐。
[0005]本實用新型採用的技術方案是這樣的:一種半補強炭黑反應爐，包括依次連接的燃燒室、爐膛、喉管和煙道反應室，所述燃燒室為相同的兩個，所述相同的兩個燃燒室前端均設置有燃料天然氣進口、噴燃器和空氣進口，在所述煙道反應室後段設置有急冷水進口。
[0006]作為優選:所述相同的兩個燃燒室以爐膛中心對稱布置。這樣的布置使燃燒氣流切向進入爐膛，這樣，燃燒氣流在爐膛內形成旋轉並進一步混合和燃燒。
[0007]本申請將整個反應爐設計為四段式:半補強炭黑生產具有助燃空氣溫度低，天然氣燃燒擴散速度慢的特點，為了使天然氣充分燃燒，必須有足夠空間和擴散時間，因此，本申請的發明人將燃燒室(即第一段)設計為兩個，燃料氣體切向進入爐膛(即第二段)，燃料氣體在爐膛充分燃燒後，產生1450°C至1500°C高溫氣體通過喉管(即第三段)，進入煙道反應室(即第四段)繼續進行裂解，最後用冷卻水急冷終止裂解反應，由於燃燒充分、反應充分，所以產量大大提高，並且能耗也相應降低。
[0008]作為優選:在所述喉管處設置有待裂解原料天然氣進口。
[0009]由於在喉管處增設了待裂解原料天然氣進口，燃料氣體在爐膛充分燃燒後，產生1450°C至1500°C高溫氣體通過喉管(即第三段)，進入喉管與高速射入的待裂解原料天然氣混合，在高溫高速氣流作用下，使待裂解原料天然氣與高溫氣體快速混合和裂解。即燃料氣體(從燃料天然氣進口進入)與待裂解原料天然氣(從待裂解原料天然氣進口進入)於不同位置分別進反應爐，一方面因混合好、溫度高單爐產量得到大大提高；另一方面，因從進氣口進入的燃料天然氣主要用於提供熱量所以對其品質要求不高；另外，可以採用其他來源的氣體作為燃料，為進一步充分利用能源降低能耗提供了可能性；再次，可以調整空氣與燃料氣比例以及待裂解原料天然氣比例從而可以方便調整產品質量和品種。
[0010]作為優選:所述待裂解原料天然氣進口為I個或數個。
[0011]綜上所述，由於採用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是:可以使燃料氣充分燃燒並使待裂解原料天然氣充分裂解反應，大大提高了產量，同時可以降低能耗，方便調整產品的質量和品種，具有良好的經濟效益和社會環保效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是現有技術中半補強炭黑反應爐的爐頭部分的結構示意圖；
[0013]圖2是現有技術中半補強炭黑反應爐的結構示意圖；
[0014]圖3是本實用新型實施例1的結構示意圖；
[0015]圖4是圖3中燃燒室部分的結構示意圖。
[0016]圖中標記:1為爐頭、2為爐膛、3為煙道反應室、4為急冷水進口、5為天然氣進口、6為空氣進口、7為噴燃器、8為燃燒室、9為喉管、10為燃料天然氣進口、11為待裂解原料天然氣進口。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。
[0018]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0019]實施例1
[0020]如圖3和圖4所示，一種半補強炭黑反應爐，包括依次連接的燃燒室8、爐膛2、喉管9和煙道反應室3，所述燃燒室8為兩個且以爐膛2為中心對稱布置，所述兩個對稱布置的燃燒室8前端均設置有燃料天然氣進口 10、噴燃器7和空氣進口 6，在所述煙道反應室3後段設置有急冷水進口 4，在所述喉管9處設置有待裂解原料天然氣進口 11。
[0021]本申請將整個反應爐設計為四段式:半補強炭黑生產具有助燃空氣溫度低，天然氣燃燒擴散速度慢的特點，為了使天然氣充分燃燒，必須有足夠空間和擴散時間，因此，本申請的發明人將燃燒室8 (即第一段)設計為兩個，燃料氣體切向進入爐膛2 (即第二段)，燃料氣體在爐膛2充分燃燒後，產生1450°C至1500°C高溫氣體通過喉管9 (即第三段)，進入煙道反應室3 (即第四段)繼續進行裂解，最後用冷卻水急冷終止裂解反應，由於燃燒充分、反應充分，所以產量大大提高，並且能耗也相應降低。另外，燃料氣體(從燃料天然氣進口 10進入)與待裂解原料天然氣(從待裂解原料天然氣進口 11進入)於不同位置分別進反應爐。
[0022]實施例2
[0023]空氣流量5670NM3/h經空氣預熱器將空氣預熱到150°C分兩路從空氣進口 6進入噴燃器，與分兩路從燃料天然氣進口 10進入的燃料天然氣(流量315NM3/h)混合燃燒，待裂解原料天然氣(流量1850NM3/h)以150m/h速度在喉管處噴入爐內，在急冷水位置噴入5000kg/h急冷水，經收集系統收集造粒，產品質量符合GB3778_2011半補強炭黑標準，產量為 360kg/h。[0024]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種半補強炭黑反應爐，其特徵在於:包括依次連接的燃燒室、爐膛、喉管和煙道反應室，所述燃燒室為相同的兩個，所述相同的兩個燃燒室前端均設置有燃料天然氣進口、噴燃器和空氣進口，在所述煙道反應室後段設置有急冷水進口。
2.根據權利要求1所述的一種半補強炭黑反應爐，其特徵在於:所述相同的兩個燃燒室以爐膛中心對稱布置。
3.根據權利要求1所述的一種半補強炭黑反應爐，其特徵在於:在所述喉管處設置有待裂解原料天然氣進口。
4.根據權利要求3所述的一種半補強炭黑反應爐，其特徵在於:所述待裂解原料天然氣進口為I個或數個。
【文檔編號】C09C1/50GK203411498SQ201320238333
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年5月6日 優先權日:2013年5月6日
【發明者】王國元, 趙寬明, 劉寒津, 昌廣金 申請人:中橡集團炭黑工業研究設計院, 新疆雅克拉炭黑有限責任公司