氣冷式薄壁結構炭黑反應爐的製作方法
2023-04-29 11:06:36
專利名稱：氣冷式薄壁結構炭黑反應爐的製作方法
技術領域：
本實用新型與炭黑反應爐有關，特別與氣冷式薄壁結構炭黑反應爐有關。
背景技術：
現在的炭黑反應爐都是採用耐火磚結構，近來應用最廣的夾套式反應爐也是這樣。由於耐火磚耐溫性能的限制，爐中的溫度只能達到1900℃以下，無法滿足超高耐磨炭黑生產的要求。由於耐火磚爐的特點，新爐必須經過長時間的烘爐。耐火磚在高溫、高速氣流的衝刷下，耐火材料會逐步脫落，影響炭黑的純度，尤其是在喉管部分，氣流速度最高，溫度也非常高，耐火材料脫落更快，不僅影響炭黑的純度，而且使喉部尺寸擴大，影響喉部氣流的速度，而過低的喉部氣流速度又會進一步影響炭黑產品的質量和產量，且生產和使用耐火磚本身又會對環境有較大的汙染。
實用新型內容本實用新型的目的是為了克服以上不足，提供一種溫度可達到2200℃以上，滿足超高耐磨炭黑生產的需要，並不用烘爐子，無脫落，喉管尺寸不變，對環境無汙染的氣冷式薄壁結構炭黑反應爐。
本實用新型的目的是這樣來實現的本實用新型氣冷式薄壁結構炭黑反應爐包括外殼，置於外殼內且支撐在外殼上的由至少一層薄壁形成的內通道，內通道由支撐在外殼前端內壁上的含燃料空氣進口的反應段和與反應段後端連接的支撐在外殼內壁上的含炭黑原料油進口及混合氣出口的喉管段組成，內通道壁上分布有反應空氣進氣孔，採用預熱空氣作為壁面的冷卻空氣，把薄壁結構的各個部位冷卻到材料能夠承受的溫度範圍，當反應爐內的溫度達到2200℃以上時，薄壁仍能工作，同時提高了反應效率，薄壁結構按反應爐的部位不同，製成1～3層，甚至更多層的以便有效進行冷卻，解決了薄壁件在高溫下的剛性問題，薄壁結構替代了耐火磚材料，有效地減少了對環境的破壞。
上述的反應段由前端球冠形狀段和與球冠形狀段後端連接為一體的圓柱形狀段及與圓柱形狀段後端連接為一體的圓錐形狀段組成，阻力小，反應溫度高，反應效率高。
上述的反應空氣進氣孔直徑為15～50毫米。
上述的內通道上有二層或三層薄壁，其上分別有預熱空氣進氣孔，預熱空氣進氣孔引入預熱空氣，冷卻壁面後進入反應段，部分參加化學反應。
上述的預熱空氣進氣孔的孔徑為1.5～10毫米。
上述的外殼周邊裝有保溫層，減少熱量的損失。
本實用新型工作時，燃料油和空氣從進口和反應空氣進氣孔噴入或進入內通道反應段，燃料油與空氣燃燒形成高溫氣體後再加速進入喉管段與通過炭黑原料油進口進入喉管段內的炭黑原料油反應噴入冷卻段後形成超高耐磨炭黑。工作時，預熱空氣是按化學反應的要求分區分段進入反應爐內，確保反應效率最高，使反應爐能達到更高的溫度。冷卻薄壁帶走的熱量隨熱空氣進入反應爐內，避免熱量的損失，更有利於提高爐內的溫度。
與已有技術相比，本實用新型具有如下優點(1)可以大幅度提高反應爐內的溫度，特別適合於生產超高耐磨炭黑的要求。由於爐內溫度可以大幅度地調整，因此可以也能很好地適用於其它各種用途炭黑的生產。
(2)可以免去耐火磚爐長時間烘爐的工藝過程，提高生產效率，方便維修，節約費用，同時減少對環境的破壞，無汙染。
(3)不用烘爐，無脫落，能完全解決耐火磚掉渣的問題，使生產的炭黑純度高。
(4)可以完全解決喉管部分受氣流衝刷而使尺寸擴大的問題，使炭黑的品質高、生產效率高。
(5)反應爐的反應速度高，也可以按廠家的要求進一步縮小設備的尺寸。
圖1為本實用新型結構示意圖。
圖2為圖1中的I部放大圖。
具體實施方式
參見圖1，反應段外殼1與喉管段外殼2相對應端上的法蘭盤是通過連接件連接為一體且其法蘭盤連接處有纖維棉墊圈3進行密封。外殼周邊上裝有保溫層4以減少熱量的散失。位於外殼內的內通道中的反應段內通道5由與外殼連接的前支承6和中支承7固定在外殼內，燃料油槍8插入固定在反應段內通道燃料空氣進口9上。反應段內通道5由依次成一體的球冠形狀段10和圓柱形狀段11及圓錐段12組成。圓錐狀喉管段內通道13前部固定在中支承7上而後邊由安裝盤14的後支承固定，由一端穿過外殼而與喉管段上的炭黑原料油進口23連通的原料油槍15角向定位，喉管段尾部為混合氣出口16。內通道的主體都是由厚度為6cm以下的薄壁構成，內外都有空氣冷卻。
內通道薄壁結構的形式及層數按內通道的壁面及剛性要求而定，如圖2所示，位置17為單層結構，適合於壁溫不高，剛性也能滿足要求之處；位置18為簡單雙層，適合於壁溫較高處；位置19為加強雙層，適合於要提高剛性處；位置20為三層，適合於要降低壁溫及提高剛性處；壁面分布有若干個直徑為15～50mm的反應空氣進氣孔21，引入預熱空氣參加反應段內的化學反應，若干個直徑為1.5～10毫米的預熱空氣進氣孔22引入預熱空氣，冷卻壁面後進入反應段，部分參加化學反應。
權利要求1.氣冷式薄壁結構炭黑反應爐，其特徵在於包括外殼，置於外殼內且支撐在外殼上的由至少一層薄壁形成的內通道，內通道由支撐在外殼前端內壁上的含燃料空氣進口的反應段和與反應段後端連接的支撐在外殼內壁上的含炭黑原料油進口及混合氣出口的喉管段組成，內通道壁上分布有反應空氣進氣孔。
2.如權利要求1所述的氣冷式薄壁結構炭黑反應爐，其特徵在於反應段由前端球冠形狀段和與球冠形狀段後端連接為一體的圓柱形狀段及與圓柱形狀段後端連接為一體的圓錐形狀段組成。
3.如權利要求1或2所述的氣冷式薄壁結構炭黑反應爐，其特徵在於反應空氣進氣孔直徑為15～50毫米。
4.如權利要求1或2所述的氣冷式薄壁結構炭黑反應爐，其特徵在於內通道上有二層或三層薄壁，其上分別有預熱空氣進氣孔。
5.如權利要求4所述的氣冷式薄壁結構炭黑反應爐，其特徵在於預熱空氣進氣孔的孔徑為1.5～10毫米。
6.如權利要求1或2所述的氣冷式薄壁結構炭黑反應爐，其特徵在於外殼周邊裝有保溫層。
專利摘要本實用新型提供了一種氣冷式薄壁結構炭黑反應爐。包括外殼，置於外殼內且支撐在外殼上的由至少一層薄壁形成的內通道，內通道由支撐在外殼前端內壁上的含燃料空氣進口的反應段和與反應段後端連接的支撐在外殼內壁上的含炭黑原料油進口及混合氣出口的喉管段組成，內通道壁上分布有進氣孔。反應爐內溫度可達到2200℃以上，滿足超高耐磨炭黑生產的需要，並不用烘爐子，無脫落，喉管尺寸不變，對環境無汙染。
文檔編號C01B31/02GK2866463SQ200520036229
公開日2007年2月7日 申請日期2005年11月23日 優先權日2005年11月23日
發明者方德勝, 王永芳 申請人:方德勝