本發(fā)明涉及一種炭黑反應(yīng)爐，尤其涉及一種高效節(jié)能硬質(zhì)炭黑反應(yīng)爐。

背景技術(shù)：

炭黑為工業(yè)中不可或缺的化工原料，其染色、補(bǔ)強(qiáng)的特性，為多數(shù)塑、橡膠制品的改質(zhì)添加劑，其中炭黑在輪胎中的用量已經(jīng)達(dá)到八成，目前生產(chǎn)炭黑國內(nèi)使用的大都是油爐法制備，該法制備過程中，其反應(yīng)爐是最重要的反應(yīng)設(shè)備，反應(yīng)爐包括燃燒室、喉管段、急冷段和停留段，影響炭黑質(zhì)量主要集中在燃燒室和喉管段，燃燒室內(nèi)的直管段的燃燒氣流溫度不高、流速低、燃燒不充分，喉管段內(nèi)的原料油霧化程度、溫度和壓力不均，導(dǎo)致炭黑結(jié)焦；質(zhì)量得不到保證，為了解決上述問題，公開號(hào)為：cn102286221b，公開了一種硬質(zhì)炭黑反應(yīng)爐，利用空氣導(dǎo)流筒使得預(yù)熱的空氣各點(diǎn)的風(fēng)壓均等，但這種結(jié)構(gòu)風(fēng)壓均等，但不能提高燃燒氣流的流速，燃燒氣流進(jìn)入喉管段時(shí)與原料油不能充分接觸，降低炭黑生產(chǎn)得率；并在喉管段的前后處都分別徑向設(shè)置原料油油搶，喉管段前段的油槍噴出的原料油由于燃燒氣流溫度沒有后段的溫度高，導(dǎo)致原料油碰壁結(jié)焦，影響系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致炭黑質(zhì)量波動(dòng)，炭黑粒徑及聚集體尺寸分布不均勻，使得篩余物含量超標(biāo)。中國專利還公開了一種4萬噸硬質(zhì)炭黑反應(yīng)爐及其炭黑生產(chǎn)工藝，公開號(hào)為：cn102181178b，通過改造燃燒室和喉管段的結(jié)構(gòu)，使得溫度場的分布合理，提高炭黑的質(zhì)量，但其大大增加了燃燒室和喉管段的物理體積，在制備炭黑的過程中，容易導(dǎo)致熱量過量流失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高效節(jié)能硬質(zhì)炭黑反應(yīng)爐，解決了燃燒氣流流速、溫度，原料油溫度分布等綜合問題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括燃燒室、喉管段，其特征在于：燃燒室的直管段同軸設(shè)有錐形空氣加速導(dǎo)流筒，錐形空氣加速導(dǎo)流筒的小口在喉管段一側(cè)，錐形空氣加速導(dǎo)流筒的大口側(cè)壁均勻設(shè)置8個(gè)進(jìn)風(fēng)口，所述錐形空氣加速導(dǎo)流筒的內(nèi)壁表面均勻設(shè)有若干個(gè)出風(fēng)口，所述燃燒室的直管段的中心軸線上設(shè)有燃料進(jìn)口，喉管段的中段和末端位置對(duì)應(yīng)錯(cuò)開設(shè)置4個(gè)原料油噴嘴、6個(gè)原料油噴嘴，中段和末端位置的原料油噴嘴與徑向軸線偏離10度。

所述錐形空氣加速導(dǎo)流筒的進(jìn)風(fēng)口處設(shè)有螺旋導(dǎo)風(fēng)管，螺旋導(dǎo)風(fēng)管的出風(fēng)與進(jìn)風(fēng)口相切。

所述錐形空氣加速導(dǎo)流筒的錐形角度為60度。

所述的靠近錐形空氣加速導(dǎo)流筒的大口一側(cè)的一半側(cè)壁的出風(fēng)口徑向布置，側(cè)壁另一半的出風(fēng)口傾斜布置，傾斜的出風(fēng)口的軸線連線與燃料進(jìn)口的軸線相交。

本發(fā)明的技術(shù)效果是：首先利用錐形空氣加速導(dǎo)流筒在均勻分布空氣和壓力的同時(shí)，由于錐形空氣加速導(dǎo)流筒的后半段的出風(fēng)口傾斜，傾斜的出風(fēng)口的軸線相交處在燃燒氣流上，有利于提高溫度和加速燃燒氣流的流速，提高原料油的剪切力，提高裂解速率；設(shè)置螺旋導(dǎo)風(fēng)管增加空氣流動(dòng)隨機(jī)性，增加與燃料油接觸面積，提高燃料使用效率，降低了炭黑的雜質(zhì)，減少尾氣排放；在喉管段的中段和末端都設(shè)置原料油噴槍，在相同單位時(shí)間和熱量的情況下，增加炭黑的生產(chǎn)效率，同時(shí)原料油噴槍10度角偏軸線布置，正好可以糾正燃燒氣流而導(dǎo)致的偏角，使得原料油充分反應(yīng)，防止原料油在喉管段側(cè)壁結(jié)焦；由于燃燒氣流的溫度場分布不均，在喉管段的中段設(shè)置少于末端的原料油噴槍，便于保持溫度不偏差，保證同一批次炭黑質(zhì)量相同，聚集體尺寸分布均勻。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明原料油噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。

在圖中，1、燃燒室2、喉管段3、錐形空氣加速導(dǎo)流筒4、進(jìn)風(fēng)口5、出風(fēng)口6、燃料進(jìn)口7、原料油噴嘴8、螺旋導(dǎo)風(fēng)管。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2所示，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括燃燒室1、喉管段2，所述燃燒室1的直管段同軸設(shè)有錐形空氣加速導(dǎo)流筒3，錐形空氣加速導(dǎo)流筒3的小口在喉管段2一側(cè)，錐形空氣加速導(dǎo)流筒3的大口側(cè)壁均勻設(shè)置8個(gè)進(jìn)風(fēng)口4，所述錐形空氣加速導(dǎo)流筒3的內(nèi)壁表面均勻設(shè)有若干個(gè)出風(fēng)口5，所述燃燒室1的直管段的中心軸線上設(shè)有燃料進(jìn)口6，喉管段2的中段和末端位置對(duì)應(yīng)錯(cuò)開設(shè)置4個(gè)原料油噴嘴7、6個(gè)原料油噴嘴7，中段和末端位置的原料油噴嘴與徑向軸線偏離10度，所述錐形空氣加速導(dǎo)流筒3的進(jìn)風(fēng)口處設(shè)有螺旋導(dǎo)風(fēng)管8，螺旋導(dǎo)風(fēng)管8的出風(fēng)與進(jìn)風(fēng)口4相切。預(yù)熱的空氣經(jīng)過螺旋導(dǎo)風(fēng)管8使得進(jìn)入到錐形空氣加速導(dǎo)流筒的空氣產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，然后預(yù)熱的空氣隨機(jī)進(jìn)入到出風(fēng)口，使得空氣與霧化的燃料油充分接觸，增加燃燒效率，減小生產(chǎn)炭黑時(shí)的尾氣污染物的產(chǎn)生，燃燒氣流經(jīng)過喉管段與中段和末端時(shí)，噴嘴噴出霧化的原料油得到充分的汽化和剪切，并且由于原料油噴嘴7呈10度角分布，可以避免原料油汽化不完全，導(dǎo)致原料油結(jié)焦的問題；所述的靠近錐形空氣加速導(dǎo)流筒3的大口一側(cè)的一半側(cè)壁的出風(fēng)口徑向布置，側(cè)壁另一半的出風(fēng)口傾斜布置，傾斜的出風(fēng)口的軸線連線與燃料進(jìn)口的軸線相交。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種高效節(jié)能硬質(zhì)炭黑反應(yīng)爐，燃燒室的直管段同軸設(shè)有錐形空氣加速導(dǎo)流筒，錐形空氣加速導(dǎo)流筒的小口在喉管段一側(cè)，錐形空氣加速導(dǎo)流筒的大口側(cè)壁均勻設(shè)置8個(gè)進(jìn)風(fēng)口，所述錐形空氣加速導(dǎo)流筒的內(nèi)壁表面均勻設(shè)有若干個(gè)出風(fēng)口，所述燃燒室的直管段的中心軸線上設(shè)有燃料進(jìn)口，喉管段的中段和末端位置對(duì)應(yīng)錯(cuò)開設(shè)置4個(gè)原料油噴嘴、6個(gè)原料油噴嘴，中段和末端位置的原料油噴嘴與徑向軸線偏離10度。本發(fā)明的技術(shù)效果是：首先利用錐形空氣加速導(dǎo)流筒在均勻分布空氣和壓力的同時(shí)，由于錐形空氣加速導(dǎo)流筒的后半段的出風(fēng)口傾斜，傾斜的出風(fēng)口的軸線相交處在燃燒氣流上，有利于提高溫度和加速燃燒氣流的流速，提高原料油的剪切力，提高裂解速率。

技術(shù)研發(fā)人員：楊紹俊;夏文;羅斌;魏國華;袁俊飛;王小濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：唐山黑貓?zhí)亢谟邢挢?zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.13
技術(shù)公布日：2017.07.21