本實(shí)用新型涉及炭黑生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種新型反應(yīng)爐喉管及硬質(zhì)炭黑反應(yīng)爐。

背景技術(shù)：

碳黑(carbon black)又名炭黑，是一種無定形碳。輕、松而極細(xì)的黑色粉末，表面積非常大，范圍從10～3000m²/g。含碳物質(zhì)、煤、天然氣、重油、燃料油等在空氣不足的條件下經(jīng)不完全燃燒或受熱分解而得的產(chǎn)物。比重1.8～2.1。由天然氣制成的稱“氣黑”，由油類制成的稱“燈黑”，由乙炔制成的稱“乙炔黑”。此外還有“槽黑”、“爐黑”等。按炭黑性能區(qū)分有“補(bǔ)強(qiáng)炭黑”、“導(dǎo)電炭黑”、“耐磨炭黑”等。可作黑色染料，用于制造中國墨、油墨、油漆等；也用于做橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑。炭黑的耗用量一般占橡膠耗用量的40％～50％，也就是說，在橡膠配方中，通常每使用2份橡膠就會搭配使用1份炭黑。按用途和使用特點(diǎn)把炭黑可分為三類：橡膠用炭黑、色素炭黑和導(dǎo)電炭黑。

炭黑反應(yīng)爐是炭黑生產(chǎn)中的一個核心設(shè)備。不同爐型可以生產(chǎn)出性能不同的炭黑品種。炭黑反應(yīng)爐由單室、雙室發(fā)展到帶喉管的三室爐(亦稱新工藝炭黑反應(yīng)爐)。產(chǎn)品的品種、質(zhì)量、原料油的處理量和炭黑的回收率等均與反應(yīng)爐的爐型、結(jié)構(gòu)、尺寸及氣流的狀況和流速等密切相關(guān)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型反應(yīng)爐喉管，該喉管具有設(shè)計科學(xué)，生產(chǎn)成本低，促進(jìn)原料油在煙氣通道中被充分且迅速地霧化汽化，蒸汽凝成大量微細(xì)液滴等優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種硬質(zhì)炭黑反應(yīng)爐，該反應(yīng)爐具有產(chǎn)品生產(chǎn)率高，操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種新型反應(yīng)爐喉管，包括耐火層和保溫層，耐火層為圓柱型，耐火層沿自身軸向方向開設(shè)有煙氣通道，保溫層套設(shè)于耐火層遠(yuǎn)離煙氣通道的一面，耐火層與保溫層之間設(shè)置有原料油通道，原料油通道貫穿于耐火層與保溫層并與煙氣通道連通；原料油通道包括沿保溫層徑向設(shè)置的兩個第一通道、環(huán)設(shè)于耐火層和保溫層之間的第二通道以及設(shè)置于耐火層的多個第三通道，第二通道是環(huán)形通道，第二通道分別與第一通道和第三通道連接，每個第三通道與煙氣通道連通。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，第三通道相對于第一通道傾斜。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，第三通道具有第一軸線，煙氣通道具有第二軸線，第一軸線和第二軸線分別是直線，第一軸線與第二軸線之間的夾角小于90度。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，煙氣通道具有煙氣出口，第三通道從第一通道向煙氣出口延伸。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，第三通道沿第二通道的環(huán)向等距間隔設(shè)置。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，第三通道具有原料油入口和原料油出口，原料油入口口徑大于原料油出口口徑以增加原料油的流速。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，第一通道的出口口徑大于原料油入口口徑。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，兩個第一通道相對于煙氣通道對稱設(shè)置。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，煙氣通道包括相互連接的漸縮段和直管段，直管段與第三通道連通，漸縮段的入口口徑大于漸縮段的出口口徑，漸縮段平行于耐火層的徑向方向的截面具有相對于第二軸線呈拋物線形的相互對稱的兩邊。

一種硬質(zhì)炭黑反應(yīng)爐，包括上述新型反應(yīng)爐喉管、燃燒段、反應(yīng)段、急冷段和停留段，新型反應(yīng)爐喉管分別與燃燒段和反應(yīng)段連接，急冷段的一端與反應(yīng)段遠(yuǎn)離新型反應(yīng)爐喉管連接，急冷段的相對的另一端與停留段連接。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型提供的新型反應(yīng)爐喉管，包括耐火層和保溫層，耐火層為圓柱型，耐火層沿自身軸向方向開設(shè)有煙氣通道，保溫層套設(shè)于耐火層遠(yuǎn)離煙氣通道的一面，其中耐火層作為反應(yīng)爐喉管的內(nèi)層因直接接觸火焰，因此爐襯應(yīng)采用具有耐熱性和氣密性的耐火材料，保溫層作為外層則需要用絕熱材料以減少熱損失，煙氣通道用于經(jīng)燃燒室燃燒的生成的高溫氣體通過，并與原料油混合，原料油在這里被裂解成炭黑隨氣體排出；耐火層與保溫層之間設(shè)置有原料油通道，原料油通道貫穿于耐火層與保溫層并與煙氣通道連通，原料油通道用于插入有槍以噴入原料油，并送入煙氣通道與高溫氣體接觸反應(yīng)；原料油通道包括沿保溫層徑向設(shè)置的兩個第一通道、環(huán)設(shè)于耐火層和保溫層之間的第二通道以及設(shè)置于耐火層的多個第三通道，第二通道是環(huán)形通道，第二通道分別與第一通道和第三通道連接，每個第三通道與煙氣通道連通，在本實(shí)用新型中將原料油通道分為三段，第一通道的設(shè)置能夠減少油槍的使用，降低生產(chǎn)成本，第二通道的設(shè)置，有利于原料油快速地送到第三通道，第三通道的設(shè)置，有利于原料油均勻地從各個方向送入煙氣通道。該喉管具有設(shè)計科學(xué)，生產(chǎn)成本低，促進(jìn)原料油在煙氣通道中被充分且迅速地霧化汽化，蒸汽凝成大量微細(xì)液滴等優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型提供的硬質(zhì)炭黑反應(yīng)爐，包括本實(shí)用新型提供的新型反應(yīng)爐喉管、燃燒段、反應(yīng)段、急冷段和停留段，新型反應(yīng)爐喉管分別與燃燒段和反應(yīng)段連接，急冷段的一端與反應(yīng)段遠(yuǎn)離新型反應(yīng)爐喉管連接，急冷段的相對的另一端與停留段連接；在燃燒段燃料完全燃燒以產(chǎn)生原料油裂解所需要的能量，在混合段小部分原料油與過剩空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)進(jìn)行燃燒，但主要原料油在這里被裂解成炭黑隨氣體排出，在急冷段噴入急冷水使反應(yīng)混合物被急冷水冷卻以中止反應(yīng)，然后進(jìn)入停留段，再從反應(yīng)爐中排出；該反應(yīng)爐具有產(chǎn)品生產(chǎn)率高，操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施方式的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的新型反應(yīng)爐喉管的第一剖面示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的新型反應(yīng)爐喉管的第二剖面示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的硬質(zhì)炭黑反應(yīng)爐的局部示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的硬質(zhì)炭黑反應(yīng)爐的局部示意圖。

圖標(biāo)：100-新型反應(yīng)爐喉管；110-耐火層；120-保溫層；111-煙氣通道；130-原料油通道；131-第一通道；132-第二通道；133-第三通道；134-第一軸線；114-第二軸線；115-煙氣出口；A-夾角；135-原料油入口；136-原料油出口；137-出口；112-漸縮段；113-直管段；200-燃燒段；210-燃料入口；300-反應(yīng)段；400-急冷段；500-停留段。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施方式的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施方式中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施方式是本實(shí)用新型一部分實(shí)施方式，而不是全部的實(shí)施方式?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。因此，以下對在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施方式的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施方式。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設(shè)備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實(shí)用新型的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“連接”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

實(shí)施例1，參閱圖1至圖4所示，

請參閱圖1，本實(shí)施例提供了一種新型反應(yīng)爐喉管100，包括耐火層110和保溫層120。

需要說明的是，在本實(shí)施例中，耐火層110的制作材料不作具體限制，在本實(shí)施例中，考慮到新型反應(yīng)爐喉管100容易損壞，且其工作條件十分苛刻，優(yōu)選為含鋯鉻剛玉磚。鋯鉻剛玉磚具有抗腐蝕性強(qiáng)、耐壓強(qiáng)度高、熱震穩(wěn)定性好、耐磨性小、以及抗剝落等優(yōu)點(diǎn)。保溫層120的制作材料不作具體限制，在本實(shí)施例中，優(yōu)選為氧化鋁空心球澆注料。氧化鋁空心球澆注料的最大特點(diǎn)是荷重軟化溫度高、強(qiáng)度大、隔熱性能好，使用溫度一般維持在1600-1700℃，是炭黑反應(yīng)爐及高溫特種內(nèi)襯永久層的理想隔熱材料。

請參閱圖1，耐火層110的形狀不作具體限制，在本實(shí)施例中，優(yōu)選為圓柱形，耐火層110沿自身軸向方向開設(shè)有煙氣通道111，保溫層120套設(shè)于耐火層110遠(yuǎn)離煙氣通道111的一面。

需要說明的是，煙氣通道111用于高溫氣體通過和原料油的噴入，以及利用高溫氣體的熱能和動能對原料油進(jìn)行有效地分散，使原料油霧化和汽化。

請參閱圖1，耐火層110與保溫層120之間設(shè)置有原料油通道130。原料油通道130貫穿于耐火層110與保溫層120并與煙氣通道111連通，原料油通道130用于原料油噴入煙氣通道111。

請參閱圖2，原料油通道130包括沿保溫層120徑向設(shè)置的第一通道131、環(huán)設(shè)于耐火層110和保溫層120之間的第二通道132以及設(shè)置于耐火層110的第三通道133，第二通道132分別與第一通道131和第三通道133連接，第三通道133與煙氣通道111連通。

需要說明的是，第一通道131用于油槍插入，第一通道131的數(shù)量不做具體限制，一方面為了盡量減少油槍的使用以簡化操作，節(jié)約成本，另一方面，為了使原料油能夠快速地進(jìn)入煙氣通道111，優(yōu)選地，第一通道131的個數(shù)為兩個。兩個第一通道131的設(shè)置位置不做具體限制，優(yōu)選地，為了增大原料油進(jìn)入煙氣通道111的均勻性，兩個第一通道131相對于煙氣通道111對稱設(shè)置。

需要說明的是，第二通道132的形狀不做具體限制，優(yōu)選地，第二通道132為環(huán)形通道。環(huán)形通道的設(shè)置有利于從第一通道131流入的原料油從相對的兩邊朝中間快速地流動和傳遞。

需要說明的是，第三通道133的數(shù)量不做具體限制，優(yōu)選地，在本實(shí)施例中，優(yōu)選為6-8個。為了確保原料油能夠從各個方向均勻地流入煙氣通道111，多個第三通道133沿第二通道132的環(huán)向等距間隔設(shè)置。

請參閱圖1，第三通道133的設(shè)置方向不做具體限制，在本實(shí)施例中，作為優(yōu)選，考慮到增加原料油的流速，第三通道133相對于第一通道131傾斜設(shè)置。

具體地，請參閱圖1和圖2，第三通道133具有第一軸線134，煙氣通道111具有第二軸線114。在本實(shí)施例中，考慮到節(jié)省制作成本，優(yōu)選地，第一軸線134和第二軸線114分別是直線。在本實(shí)施例中，第一軸線134的方向不做具體限制，優(yōu)選地，煙氣通道111具有煙氣出口115，第三通道133從第一通道131向煙氣出口115延伸，且第一軸線134與第二軸線114之間的夾角A小于90度。第三通道133相對于煙氣通道111的該種設(shè)置方式有利于原料油進(jìn)入煙氣通道111的方向與高溫氣體的流動方向一致，能夠使原料油與高溫氣體的接觸面積更打，反應(yīng)更加充分，避免出現(xiàn)原料油朝與高溫氣體反方向噴入引起的接觸不全面。

請參閱圖1，在本實(shí)施例中，第三通道133具有原料油入口135和原料油出口136，為了增加原料油的流速，在本實(shí)施例中，原料油入口135口徑大于原料油出口136口徑。

請參閱圖2，需要說明的是，為了使原料油能夠在較快的時間內(nèi)達(dá)到每個原料油入口135，以使原料油同時從各個方向噴入煙氣通道111，在本實(shí)施例中，優(yōu)選地，第一通道131的出口137口徑大于原料油入口135口徑。

請參閱圖1，在本實(shí)施例中，煙氣通道111包括相互連接的漸縮段112和直管段113。在本實(shí)施例中，為了增加高溫氣體的流速，從而加快反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率，根據(jù)流體力學(xué)，隨著通道的口徑縮小，流速會相應(yīng)增加，優(yōu)選地，在漸縮段112的入口(圖中未標(biāo)注)口徑大于漸縮段112的出口(圖中未標(biāo)注)口徑，為了進(jìn)一步增加高溫氣體的流速，在本實(shí)施例中，優(yōu)選地，漸縮段112平行于耐火層110的徑向方向的截面具有相對于第二軸線114呈拋物線形的相互對稱的兩邊。在本實(shí)施例中，直管段113與第三通道133的原料油出口136連通，高溫氣體通過漸縮段112進(jìn)入直管段113后對噴入的原料油進(jìn)行分散，使原料油完全霧化和氣化。

請參閱圖3和圖4，本實(shí)施例還提供了一種硬質(zhì)炭黑反應(yīng)爐(圖中未標(biāo)注)，該硬質(zhì)炭黑反應(yīng)爐包括本實(shí)施例提供的新型反應(yīng)爐喉管100、燃燒段200、反應(yīng)段300、急冷段400和停留段500。

請參閱圖3，新型反應(yīng)爐喉管100中漸縮段112的入口端與燃燒段200連接，燃燒段200遠(yuǎn)離新型反應(yīng)爐喉管100的一端具有供空氣、尾氣、及燃油等燃料進(jìn)入的燃料入口210。燃料從燃料入口210進(jìn)入，在燃燒段200中進(jìn)行燃燒反應(yīng)生成高溫氣體后由漸縮段112的入口進(jìn)入煙氣通道111與通過原料油通道130噴入的原料油進(jìn)行碰撞，原料油在高速高溫氣體的沖擊下，被迅速霧化汽化。

請參閱圖4，反應(yīng)段300與新型反應(yīng)爐喉管100中煙氣通道111的煙氣出口115端連接，反應(yīng)段300遠(yuǎn)離新型反應(yīng)爐喉管100的一端與急冷段400連接，急冷段400遠(yuǎn)離反應(yīng)段300的一端與停留段500連接。

原料油在新型反應(yīng)爐喉管100中被霧化汽化后，進(jìn)入反應(yīng)段300，在反應(yīng)段300中，小部分原料油與過?？諝庵械难醢l(fā)生反應(yīng)進(jìn)行燃燒，但主要原料油在這里被裂解成炭黑隨高溫氣體排出，進(jìn)入急冷段400，在急冷段400，通過向急冷段400中噴入急冷水使反應(yīng)終止，以避免生成炭黑之外的副產(chǎn)物，然后產(chǎn)物進(jìn)入停留段500，最后得到的產(chǎn)物從硬質(zhì)炭黑反應(yīng)爐排出。

綜上所述，本實(shí)施例提供的新型反應(yīng)爐喉管100通過對原料油通道130的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，減少了油槍的使用，節(jié)省了生產(chǎn)成本，而且提高了原料油在原料油通道130中的流速，增大了與高溫氣體的接觸面積，提高了生產(chǎn)速率，增加了生產(chǎn)效率；通過對煙氣通道111的漸縮段112進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)一步加快了高溫氣體的流動速度，提高了生產(chǎn)效率。本實(shí)施例提高的硬質(zhì)炭黑反應(yīng)爐，由于采用了本實(shí)施例提供的新型反應(yīng)爐喉管100，不僅操作便利，而且生產(chǎn)更加快速和高效。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本聲明的精神和原則之內(nèi)。