專利名稱：頂部進(jìn)氣的炭黑高溫裂解爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
頂部進(jìn)氣的炭黑高溫裂解爐技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉以天然氣制備炭黑的裝置，尤其是頂部進(jìn)氣的炭黑高溫裂解爐。
背景技術(shù)：
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，天然氣半補(bǔ)強(qiáng)炭黑是以天然氣為原料在缺氧不完全燃燒時(shí)，部分天然氣在1400°C至1100°C裂解生成。天然氣裂解有如下特性40(TC以下幾乎沒有裂解反應(yīng)， 400°C至1000°C有裂解反應(yīng)，但速度很慢，1000°C以上隨著溫度升高，裂解反應(yīng)速度加快。[0003]已有的炭黑裂解爐未能有效保證天然氣預(yù)熱到足夠高溫進(jìn)行裂解，使得裂解工藝變化范圍較寬，以致影響制得炭黑的質(zhì)量。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于提供一種頂部進(jìn)氣的炭黑高溫裂解爐，實(shí)現(xiàn)節(jié)能高效制取炭黑。[0005]本實(shí)用新型的目的將通過以下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)[0006]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果天然氣進(jìn)口布置在爐體頂部，除操作維護(hù)方便之外，使蓄熱爐上部蓄熱磚成為爐體的高溫區(qū)，而頂部進(jìn)入的裂解天然氣是低溫，在此段使天然氣快速預(yù)熱，這種布置方式可使天然氣裂解時(shí)溫度變化很窄，并可適當(dāng)提高蓄熱溫度，從而使蓄熱-裂解轉(zhuǎn)換周期更長，處理天然氣量更大，生產(chǎn)能力得到提高，以保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定， 品質(zhì)提升。


[0007]圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。[0008]附圖標(biāo)記包括塔基1，底頸2，下壁3，下隔層4，襯壁5，上壁6，頂錐腔7，換熱蓄熱段8，蓄熱裂解段9，支撐匯集段10 ;炭黑煙氣出口 a，蓄熱煙氣出口 b，防爆管口 C，天然氣進(jìn)口和沖刷管口 d，噴燃器接管口 e。
具體實(shí)施方式
[0009]
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。[0010]如附圖1所示，立式爐體自上而下包括換熱蓄熱段8、蓄熱裂解段9和支撐匯集段 10，爐體上頂部內(nèi)有頂錐腔7，頂錐腔7對應(yīng)爐體外連接防爆管口 C和天然氣進(jìn)口和沖刷管口 d，頂錐腔7頂部安裝噴燃器接管口 e，換熱蓄熱段8內(nèi)有襯壁5和上壁6，蓄熱裂解段9 內(nèi)安裝下壁3和下隔層4，支撐匯集 段10內(nèi)安裝塔基I和底頸2，同時(shí)支撐匯集段10外連接炭黑煙氣出口 a和蓄熱煙氣出口 b。[0011]塔基I內(nèi)壁砌筑方形耐熱磚，底頸2內(nèi)壁砌筑環(huán)形耐熱磚，下壁3內(nèi)壁以下隔層4 上下分隔砌筑蓄熱磚，下隔層4砌筑異型蓄熱磚,襯壁5砌筑耐熱磚,上壁6內(nèi)壁砌筑蓄熱格子磚。[0012]支撐匯集段10為蓄熱和換熱兩種耐熱磚分別錯(cuò)層支撐，其中錯(cuò)層的蓄熱部分呈列管式布置。[0013]支撐匯集段10及換熱蓄熱段8不影響蓄熱磚的流通面積，格子磚的排列能提高天然氣與蓄熱磚接觸面積。[0014]蓄熱裂解段9的內(nèi)壁具有獨(dú)特的軸向和周向固定方式，換熱蓄熱段8與蓄熱裂解段9具有獨(dú)特的密封方式。[0015]前述中，塔基I內(nèi)壁的方形耐熱磚安放在混凝土上，底頸2內(nèi)的環(huán)形耐熱磚沿爐體呈環(huán)形分布，塔基I和底頸2共同支撐上部爐體內(nèi)壁結(jié)構(gòu)的重量；塔基I的方形耐熱磚之間的間隙大于下壁3的蓄熱磚的流通孔，裂解后的炭黑煙氣通過該間隙進(jìn)入炭黑煙氣出口 a。[0016]前述中，下壁3的蓄熱磚有凹凸面，保證蓄熱部分的軸向固定。下壁3的蓄熱磚中有流通孔，每層蓄熱磚有凹凸槽，蓄熱磚采用錯(cuò)層方式交叉布置，上壁6的格子磚和塔基 I的方形耐熱磚逐層交叉排列，下壁3及其蓄熱磚保證天然氣從上至下進(jìn)行裂解，并保證蓄熱磚軸向固定，不至于坍塌；格子磚和方形耐熱磚對齊堆砌方式保證不遮擋蓄熱磚中間的流通孔；下壁3的蓄熱磚錯(cuò)層布置，加固蓄熱部分，最下面層蓄熱磚邊沿安放在底頸2的環(huán)形耐熱磚上；上壁6的格子磚錯(cuò)層布置，與四周襯壁5的耐熱磚固定，耐熱磚安放在下隔層 4異型蓄熱磚四周，保證通過格子磚的天然氣能進(jìn)入蓄熱磚的流通孔裂解。[0017]前述中，下隔層4的異型蓄熱磚設(shè)置間斷若干層，位于下面的異型蓄熱磚層是對下壁3內(nèi)壁的蓄熱磚進(jìn)行周向固定，最上面異型蓄熱磚層安放襯壁5的耐熱磚，以密閉腔體，保證天然氣必須通過下壁3的蓄熱磚的流通孔；下隔層4的異型蓄熱磚布置在下壁3的蓄熱磚四周，與爐體連接，周向固定換熱蓄熱段8。[0018]第一段為換熱蓄熱段8完成預(yù)熱，該段采用蓄熱格子磚砌筑，具有接觸面積大、 空隙大特性，能使天然氣在短時(shí)間內(nèi)溫度提高到800°C至1000°C，同時(shí)避免大量裂解炭黑生成附集在格子磚上，從而使炭黑的收率得到提高；第二段為蓄熱裂解段9，采用專用蓄熱磚，該段使高溫天然氣充分裂解附集，在反吹氣流通過時(shí)有足夠的速度使附集在此處炭黑帶走；第三段為支撐匯集段10，主要作用是支撐上面的一、二段蓄熱磚，同時(shí)匯集加熱氣流去煙囪，匯集裂解和反吹氣流到主袋。[0019]本實(shí)用新型在工作時(shí)，在生產(chǎn)停滯階段，關(guān)閉天然氣進(jìn)口和沖刷管口 d和出口，持續(xù)對爐膛進(jìn)行加熱，保證下壁3的蓄熱磚和上壁6格子磚能夠吸收足夠多的熱量，保證天然氣能達(dá)到裂解成炭黑的溫度，打開天然氣進(jìn)口和沖刷管口 d對爐體內(nèi)進(jìn)行清理；在生產(chǎn)過程階段，關(guān)閉蓄熱煙氣出口 b，天然氣進(jìn)入頂錐腔7，這時(shí)，天然氣溫度還沒有達(dá)到所需要裂解的溫度，通過換熱蓄熱段8，上壁6的格子磚能增加與天然氣的接觸面積，保證天然氣迅速換熱升溫，達(dá)到裂解成炭黑所需溫度，再向下經(jīng)過蓄熱裂解段9，通過下壁3的蓄熱磚中的流通孔進(jìn)行裂解；最后，氣流以一定的速度帶走蓄熱磚上的炭黑煙氣，通過塔基I的方形支撐耐熱磚中的間隙從炭黑煙氣出口 a出去，完成整個(gè)反應(yīng)過程。[0020]本實(shí)用新型中，加熱燃燒室頂錐腔7和天然氣進(jìn)口和沖刷管口 d布置在爐體頂部， 兩種氣流流向一致。除操作維護(hù)方便之外，使蓄熱爐上部蓄熱磚成為爐體的高溫區(qū)，而頂部進(jìn)入的裂解天然氣是低溫，在此段使天然氣快速預(yù)熱，這種布置方式可使天然氣裂解時(shí)溫度變化很窄，并可適當(dāng)提高蓄熱溫度，從而使蓄熱-裂解轉(zhuǎn)換周期更長，處理天然氣量更大，生產(chǎn)能力得到提高，以保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，品質(zhì)提升。[0021]本實(shí)用新型中，燃料天然氣可用其它可燃性氣體如高爐煤氣等取代，原料天然氣可用碳?xì)浠衔锶〈0022]在以上實(shí)施例中， 未及敘述的安全，及安裝技術(shù)，以及涉及實(shí)施的其他必要技術(shù)等采用現(xiàn)有技術(shù)，不再依次列舉詳述。
權(quán)利要求1.頂部進(jìn)氣的炭黑高溫裂解爐，其特征在于，立式爐體自上而下包括換熱蓄熱段(8)、蓄熱裂解段(9)和支撐匯集段(10)，爐體上頂部內(nèi)有頂錐腔(7)，頂錐腔(7)對應(yīng)爐體外連接防爆管ロ(c)和天然氣進(jìn)口和沖刷管ロ(d)，頂錐腔(7)頂部安裝噴燃器接管ロ(e)，換熱蓄熱段⑶內(nèi)有襯壁(5)和上壁(6)，蓄熱裂解段(9)內(nèi)安裝下壁(3)和下隔層⑷，支撐匯集段(10)內(nèi)安裝塔基(I)和底頸(2)，同時(shí)支撐匯集段(10)外連接炭黑煙氣出口(a)和蓄熱煙氣出口(b)。
2.如權(quán)利要求1所述的頂部進(jìn)氣的炭黑高溫裂解爐，其特征在于，塔基(I)內(nèi)壁砌筑方形耐熱磚，底頸(2)內(nèi)壁砌筑環(huán)形耐熱磚，下壁(3)內(nèi)壁以下隔層(4)上下分隔砌筑蓄熱磚，下隔層(4)砌筑異型蓄熱磚，襯壁(5)砌筑耐熱磚,上壁(6)內(nèi)壁砌筑蓄熱格子磚。
3.如權(quán)利要求1所述的頂部進(jìn)氣的炭黑高溫裂解爐，其特征在于，支撐匯集段(10)為蓄熱和換熱兩種耐熱磚分別錯(cuò)層支撐，其中錯(cuò)層的蓄熱部分呈列管式布置。
4.如權(quán)利要求1所述的頂部進(jìn)氣的炭黑高溫裂解爐，其特征在于，塔基(I)內(nèi)壁的方形耐熱磚安放在混凝土上，底頸(2)內(nèi)的環(huán)形耐熱磚沿爐體呈環(huán)形分布，塔基(I)和底頸(2)共同支撐上部爐體內(nèi)壁結(jié)構(gòu)的重量；塔基(I)的方形耐熱磚之間的間隙大于下壁(3)的蓄熱磚的流通孔。
5.如權(quán)利要求1所述的頂部進(jìn)氣的炭黑高溫裂解爐，其特征在于，下壁(3)的蓄熱磚有凹凸面,保證蓄熱部分的軸向固定；下壁(3)的蓄熱磚中有流通孔,姆層蓄熱磚有凹凸槽，蓄熱磚采用錯(cuò)層方式交叉布置，上壁(6)的格子磚和塔基(I)的方形耐熱磚逐層交叉排列；下壁(3)的蓄熱磚錯(cuò)層布置，加固蓄熱部分，最下面層蓄熱磚邊沿安放在底頸(2)的環(huán)形耐熱磚上；上壁出)的格子磚錯(cuò)層布置，與四周襯壁(5)的耐熱磚固定，耐熱磚安放在下隔層(4)異型蓄熱磚四周。
6.如權(quán)利要求1所述的頂部進(jìn)氣的炭黑高溫裂解爐，其特征在于，下隔層(4)的異型蓄熱磚設(shè)置間斷若干層，位于下面的異型蓄熱磚層是對下壁(3)內(nèi)壁的蓄熱磚進(jìn)行周向固定，最上面異型蓄熱磚層安放襯壁(5)的耐熱磚；下隔層(4)的異型蓄熱磚布置在下壁(3)的蓄熱磚四周，與爐體連接，周向固定換熱蓄熱段(8)。
專利摘要頂部進(jìn)氣的炭黑高溫裂解爐，立式爐體自上而下包括換熱蓄熱段(8)、蓄熱裂解段(9)和支撐匯集段(10)，爐體上頂部內(nèi)有頂錐腔(7)，頂錐腔(7)對應(yīng)爐體外連接防爆管口(c)和天然氣進(jìn)口和沖刷管口(d)，頂錐腔(7)頂部安裝噴燃器接管口(e)，天然氣進(jìn)口布置在爐體頂部，除操作維護(hù)方便之外，使蓄熱爐上部蓄熱磚成為爐體的高溫區(qū)，而頂部進(jìn)入的裂解天然氣是低溫，在此段使天然氣快速預(yù)熱，這種布置方式可使天然氣裂解時(shí)溫度變化很窄，并可適當(dāng)提高蓄熱溫度，從而使蓄熱一裂解轉(zhuǎn)換周期更長，處理天然氣量更大，生產(chǎn)能力得到提高，以保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，品質(zhì)提升。
文檔編號(hào)C09C1/50GK202865156SQ20122058851
公開日2013年4月10日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者趙寬明, 王國元, 劉寒津 申請人:新疆雅克拉炭黑有限責(zé)任公司