[實用新型]一種多爐頭等離子法制備炭黑的反應爐

有效

• 申請號: 201821258475.0
• 申請日: 2018-08-06
• 公開（公告）號: CN208843976U
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 劉寒津;王家貴;趙寬明;賈春;薛元蓮
• 申請（專利權）人: 中昊黑元化工研究設計院有限公司
• 主分類號: C09C1/50
• 分類號: C09C1/50
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務所(普通合伙) 51217
• 代理人: 劉沁

本實用新型公開了一種多爐頭等離子法制備炭黑的反應爐，包括至少兩個爐頭，爐頭連接同一條煙道。爐頭包括爐體、等離子槍和高溫切斷閥。爐體包括反應段爐體和冷卻段爐體，反應段爐體與冷卻段爐體連接。反應段爐體具有反應段爐膛，冷卻段爐體具有冷卻段爐膛。高溫切斷閥設置于反應段爐體和冷卻段爐體之間，用以控制反應段爐膛與冷卻段爐膛的連通狀態。冷卻段爐體遠離反應段爐體的一端與煙道連接，冷卻段爐膛與煙道連通。等離子槍可拆卸地安裝于反應段爐體，應段爐體設置有與反應段爐膛連通的原料氣體入口和置換氣體入口。該反應爐保證了生產的連續性，提高生產效率，且大大降低惰性氣體的用量。

技術領域

本實用新型涉及炭黑制備技術領域，具體而言，涉及一種多爐頭等離子法制備炭黑的反應爐。

背景技術

等離子法炭黑：用等離子法把原料氣裂解生成的炭黑。由氫或氦、氮等惰性氣體電離而帶電子狀態，即產生高溫等離子區，將原料氣通入該等離子區，裂解生成炭黑和氫氣，經急冷后分離回收炭黑，同時伴隨產生大量易爆氣體，如H2、C-H化合物氣體等。

目前，部分廠家和院所在試驗天然氣裂解方式生產氫和碳，這種方式的產品不含或含少量的碳氫化合物，是一種環保的工藝。現有等離子制備炭黑和碳氫化合物的反應爐基本為單爐頭反應爐。由于等離子體槍在運行過程中，電極會產生大量的熱量，高溫等離子區溫度高達到1800℃～2000℃。因此，等離子體槍一般使用100h～1000h就需要進行更換。

為了避免積料，運行過程中反應爐內為微負壓狀態，更換等離子體槍必須把反應爐停下來，用大量的惰性氣體進行置換后才能更換等離子體槍，否則，反應爐內就會吸入空氣(氧氣)，造成爆炸。

因此，單爐頭反應爐不但不能持續生產，在更換等離子體槍的過程中，對整個反應爐進行置換，還會耗費大量的惰性氣體。停爐過程中，爐頭和后部相通的管道(煙道)必然冷卻下來，下次開爐時，必須進行重新升溫，從而產生嚴重的熱量損耗。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種多爐頭等離子法制備炭黑的反應爐，多個爐頭循環工作，保證了生產的連續性，提高生產效率，且大大降低惰性氣體的用量。

本實用新型的實施例是這樣實現的：

一種多爐頭等離子法制備炭黑的反應爐，包括至少兩個爐頭，爐頭連接同一條煙道。爐頭包括爐體、等離子槍和高溫切斷閥。

爐體包括反應段爐體和冷卻段爐體，反應段爐體與冷卻段爐體連接。反應段爐體具有反應段爐膛，冷卻段爐體具有冷卻段爐膛。高溫切斷閥設置于反應段爐體和冷卻段爐體之間，用以控制反應段爐膛與冷卻段爐膛的連通狀態。冷卻段爐體遠離反應段爐體的一端與煙道連接，冷卻段爐膛與煙道連通。冷卻段爐體設有用于降低冷卻段爐膛溫度的冷卻裝置。

等離子槍可拆卸地安裝于反應段爐體，等離子槍產生的高溫等離子區容置于反應段爐膛；反應段爐體設置有與反應段爐膛連通的原料氣體入口和置換氣體入口，原料氣體能夠經原料氣體入口噴射至高溫等離子區。

進一步地，冷卻裝置包括冷卻水腔、冷卻水進口和冷卻水出口，冷卻水腔位于冷卻段爐體的中空夾層，冷卻水進口和冷卻水出口設置于冷卻段爐體，冷卻水進口和冷卻水出口分別與冷卻水腔連通。

進一步地，反應段爐膛呈圓柱形，等離子槍設置于反應段爐膛的一端，原料氣體入口和置換氣體入口設置于反應段爐膛的側面，原料氣體入口靠近反應段爐膛設置有高溫等離子槍的一端設置；冷卻段爐膛包括過渡段和延伸段，過渡段呈圓臺形，延伸段呈圓柱形；反應段爐膛、過渡段和延伸段的中心軸共線，反應段爐膛的長度小于過渡段和延伸段的總長度；過渡段的小端與反應段爐膛的一端連通，過渡段的大端與延伸段的一端連通，延伸段的另一端與煙道連通。