[發明專利]富氫氣氣體助產的熱裂法炭黑生產工藝

無效

• 申請號: 201210536136.5
• 申請日: 2012-12-13
• 公開（公告）號: CN102964883A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 趙寬明;王國元;王星明;昌廣金;孔慶光
• 申請（專利權）人: 新疆雅克拉炭黑有限責任公司
• 主分類號: C09C1/50
• 分類號: C09C1/50;F27B17/00
• 代理公司: 烏魯木齊市禾工專利代理事務所 65108
• 代理人: 劉永生

技術領域

本發明涉及涉及國際專利分類C09C1/50爐法炭黑的處理方法，尤其是富氫氣氣體助產的熱裂法炭黑生產工藝。

背景技術

公知技術中，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℃至1100℃裂解生成，常規半補強反應爐都采用雙爐頭結構，如附圖1和2所示，由兩個反應爐頭和一個總煙道反應室組成，空氣由空氣進口1切向旋轉進入爐膛3，天然氣經天然氣進口5接入噴燃器2火嘴噴入爐膛3，邊燃燒邊裂解，高溫混合氣經三岔口總煙道進入反應段4反應室，繼續裂解反應后噴急冷水由急冷水入口6進入終止反應。該爐型產量只210kg/h。助燃空氣和燃燒、裂解天然氣也從爐頭進入爐膛3邊燃燒邊裂解，其單爐產量有限，只有210kg/h，而且調整產品質量手段不多，余熱綜合利用程度不高等缺陷，能耗高，例如，新疆雅克拉炭黑有限責任公司多年從事半補強炭黑生產，又新建2000t/a熱裂法炭黑生產線，產生大量的富氫氣氣體，熱值在14000KJ/M³至15000KJ/M³，為此為了有效利用這些富氫氣氣體，需要不斷研發改進技術。

在現有技術中，關于炭黑生產中富氫氣氣體助產利用的相關方法公開未見，，但是關于炭黑生產的技術方案有較少篇公開，如：

中國專利申請93104525.8應用基于由天然氣或甲烷而產生的純炭黑作為橡膠工業特別適用的混合物，顏料和印刷油墨，冶金工業的還原材料，鋁生產中的陽極材料和鋼鐵工業的脫碳材料。

中國專利申請93105483.4生產炭黑的系統由烴分解生產炭黑和氫的系統，裝有與熱分解反應器(1)連接的具有可調溫度區域的反應器(2)，以影響和控制炭黑的性質和改進該炭黑的表面和結構。該反應器具有在各種溫度區域內供氣和供原料的裝置。反應器(2)下游有反應產物的冷卻器(3)，能預熱原料氣和等離子體氣，其后是旋風分離器(4，5)，以分離炭成分中的粗顆粒，它與過濾裝置(7)連接，將粒度和結構符合要求的炭黑過濾到筒(8)中再進一步處理。該系統裝有管道返回反應器(2)和向化學工業輸送部分氫。

中國專利申請201010160179.9甲烷高溫裂解聯產炭黑及高純氫氣的方法，以熱值為1300-1500kcal/Nm³的低熱值燃氣為燃料，以含甲烷氣體為原料，采取控量供氧助燃低熱值燃氣充分燃燒，反應爐蓄熱并排除余氣-甲烷裂解交替工作模式，營造甲烷無氧高溫裂解反應環境，具體包括助燃氣體調節，反應爐蓄熱、排除余氣，甲烷裂解，收集炭黑，純化制氫工序。

發明內容

本發明的目的是提供一種富氫氣氣體助產的熱裂法炭黑生產工藝，有效利用富氫氣氣體助產，同時產量明顯提高。

本發明的發明目的是通過如下技術措施實現的：在半補強炭黑生產過程中，熱裂法炭黑產生富氫氣氣體取代部分天然氣作為燃料和助燃空氣一起進入燃燒室進行燃燒，在爐膛內充分燃燒后，產生1450℃至1800℃高溫氣體并以100m/s至200m/s速度與高速射入原料天然氣混合，在高溫高速氣流作用下，使原料天然氣與高溫氣體快速混合和裂解，然后，原料天然氣混合高溫氣流混合體進入煙道反應室繼續進行裂解，最后冷卻水急冷終止裂解反應，制得炭黑。

本發明原理在于，因熱裂法炭黑產生富氫氣氣體中的氫氣燃燒速度快，相同體積爐膛3可明顯增加產量。

本發明的有益效果是：用熱裂法炭黑裂解產生的富氫氣氣體作為助產或燃燃料生產半補強炭黑，充分利用富氫氣氣體作為低熱值燃氣資源，反應效率高，工藝簡便，而且溫室氣體排放少，燃燒速度快，可明顯增加產量。

附圖說明

圖1是現有技術中通用生產半補強炭黑反應爐結構示意圖

圖2是圖1俯視部分結構示意圖

圖3是本發明中的結構示意圖

圖4是圖3中反應爐體結構側向示意圖

附圖標記：

空氣進口1，噴燃器2，爐膛3，反應段4，天然氣進口5，急冷水入口6，富氫氣氣體入口7，燃燒室8，來自熱裂解法炭黑富氫氣氣體9，氣柜10，喉管11，煙道反應室12。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例進一步說明。