[實用新型]年產6萬噸炭黑生產尾氣燃燒爐

有效

• 申請號: 201320680353.1
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN203549852U
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 毛志棟;袁櫻;考連郡;徐曉媛;王洪玲
• 申請（專利權）人: 天津市化工設計院
• 主分類號: F23G7/06
• 分類號: F23G7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及炭黑技術領域，特別是6萬噸/年炭黑生產中尾氣燃燒爐的設備。其主要作用是將炭黑生產過程中排出的約240℃左右并含有2500～2950KJ/m³熱值的炭黑尾氣回收再利用，即經尾氣燃燒爐燃燒后產生的1400℃煙氣作為炭黑生產的后續工藝設備滾筒式干燥機熱源，使其在炭黑生產過程中的能源消耗得到更加充分利用，既節能又環保。

背景技術

炭黑是現代國民經濟中不可缺少的重要化工原料之一，廣泛用于橡膠、油墨、涂料、塑料及其他行業。尾氣燃燒爐是炭黑生產工藝過程中不可缺少的主要設備。目前炭黑生產的主要技術如下：

（1）目前國內炭黑生產設備的產能大都在20000噸/年，而且最大規模不超過40000噸/年，與之相配套的尾氣燃燒爐熱負荷最大不超過2800x10⁴KJ/h，而這種爐型不能滿足6萬噸/年炭黑生產線的需要。目前我院已申請報批6萬噸/年炭黑生產工藝的專有技術，而能夠滿足6萬噸/年炭黑生產能力的尾氣燃燒爐在國內尚無設計開發先例，為此我們設計新型尾氣燃燒爐與之炭黑生產工藝相適應。

（2）目前生產的炭黑尾氣燃燒爐，由于生產能力小，炭黑尾氣燃燒爐幾何尺寸大都在L₁＜25m；L₂＜6m。尾氣進口3流通截面≈0.13m²,煙氣排出口流通截面≈0.8m²。此爐型無法滿足6萬噸/年炭黑生產燃燒熱負荷的工藝要求。燃燒室前段與燃燒室后段采用的是焊接結構，對于年生產能力的擴大，增大燃燒熱負荷后爐體結構尺寸相應擴大，仍然采用原來的焊接結構會給設備的安裝、運輸帶來一定的困難，因此在設計結構上需進行改進。

（3）對于現有的炭黑尾氣燃燒爐，由于燃燒室前段靠近火焰區和尾氣進口，爐內溫度高且流通截面小、流速快耐火材料易損壞，燃燒室前段容易損壞，但目前都是整體更換，燃燒室采用焊接結構不便于分段檢修、維護，維修費用較大。

（4）目前尾氣燃燒爐的內襯材料大多采用單層耐火澆注料，或采用內層耐火磚外層隔熱澆注料內砌外澆注結構形式。采用單層耐火澆注料結構，由于材料比重大會造成設備整體重量的增加。而采用內砌外澆注結構形式，由于外殼體為圓形砌磚需要采用楔形磚，這種楔形磚相比普通直形磚成本高，同時在制造過程中也給施工造成一定的難度。

發明內容

根據6萬噸/年尾氣燃燒爐的工藝設計參數要求，燃燒熱負荷4275*104KJ/h;煙氣流量24350Nm³/h，通過熱量計算、燃燒室容積熱強度計算并根據尾氣進口和煙氣出口流速的要求確定其合理的結構型式和外型尺寸。

本設備不僅是結構尺寸的放大，設計過程中還涉及到設備結構的整體剛度問題，設備加工制作的難易程度、整體設備的安裝運輸、以及爐體澆注材料的選用和設備的維修和保養、等問題。根據多方研究，整體考慮，提出本實用新型的技術方案，并且在使用中達到了很好的效果。

本實用新型的技術方案如下：

年產6萬噸炭黑生產尾氣燃燒爐，由燃燒器1、燃燒室前段2和燃燒室后段7三部分組成；燃燒器安裝于爐體前端，與燃燒室前段2采用螺栓連接；燃燒室前段2與燃燒室后段7采用法蘭與螺栓的連接方式；燃燒室前段2上設置尾氣進口3，燃燒室前段2下面設置有前支座10；燃燒室后段7上設置有兩個防爆門6；燃燒室后段7側面設置有煙氣排出口12，燃燒室后段7下面設置有后支座11；燃燒室前2直徑小于燃燒室后段直徑。

所述燃燒爐的各部件以米計的尺寸如下：

燃燒室前段高強耐火澆注料內直徑??2～2.4；

燃燒室前段爐體金屬外殼直徑??2.5～2.8；

燃燒室后段高強耐火澆注料內直徑??2.8～3.2；

燃燒室后段爐體金屬外殼直徑??3.2～3.5；

L1：燃燒室前段爐體長度??2.5～3.5；

L2：燃燒室后段爐體長度??6～10。

在燃燒爐內層設置有兩層耐火材料層。

所述的煙氣排出口為橢圓形。

本實用新型說明如下：

（1）根據工藝參數進行設備工藝計算，包括熱量計算、燃燒室容積熱強度計算、煙氣出口流速計算；分析計算結果；預測燃燒情況和火焰長度；確定設備各功能段長度和直徑。

（2）根據分析結果和各功能段尺寸，綜合考慮加工、運輸、維修等問題，確定設備各功能段結構、材料、連接及密封形式。