[發明專利]低篩余物炭黑反應爐及其反應方法

在審

• 申請號: 202010026354.9
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111471329A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 湯國軍;張曉明;徐全良;呂春芳;談建軍
• 申請（專利權）人: 無錫雙誠炭黑科技股份有限公司
• 主分類號: C09C1/50
• 分類號: C09C1/50
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 韓天宇

本發明提供了一種低篩余物炭黑反應爐及其反應方法，反應爐包括炭黑反應爐爐體，炭黑反應爐爐體一端連接有氧化劑進入腔體，另一端為炭黑出口，其特征在于：所述的氧化劑進入腔體中插入有與其同軸的燃料烴進入腔體，燃料烴進入腔體末端徑向圓周上開有燃料烴噴出孔；所述的燃料烴進入腔體中插入有與其同軸的原料烴進入腔體，原料烴進入腔體末端軸向上開有原料烴噴出孔。本發明使原料烴噴入位置布置在燃料烴火焰的中部，采用高溫火焰包裹原料烴，隔絕原料烴與反應爐內壁接觸，減少炭黑生成過程中碳焦產生、提高炭黑產品質量。

技術領域

本發明涉及炭黑生產技術領域，具體是一種低篩余物炭黑反應爐及其反應方法。

背景技術

爐法炭黑就是將氣態烴、液態烴或其混合物作為原料，供以適量的空氣，在反應爐內形成密閉的湍流系統，將一部分原料烴和空氣燃燒產生高溫，使另一部分裂解產生炭黑。炭黑是烴類在嚴格控制的工藝條件下經氣相不完全燃燒或熱解而成的黑色粉末狀物質，其主要成分是元素碳，并含有少量氧、氫、硫等。炭黑粒子近似球形，粒徑10-500μm。炭黑產品用在橡膠加工中，通過混煉加入橡膠中作補強劑和填料。

通常的爐法炭黑反應爐技術是原料烴在燃料烴火焰形成的后部噴入，缺陷是原料烴在高溫火焰后部容易產生碳焦，影響產品質量。

發明內容

本發明為了解決現有技術的問題，提供了一種低篩余物炭黑反應爐，原料烴噴入位置布置在燃料烴火焰的中部，采用高溫火焰包裹原料烴，隔絕原料烴與反應爐內壁接觸，減少炭黑生成過程中碳焦產生、提高炭黑產品質量。

本發明提供了一種低篩余物炭黑反應爐，包括炭黑反應爐爐體，炭黑反應爐爐體一端連接有氧化劑進入腔體，另一端為炭黑出口。所述的氧化劑進入腔體中插入有與其同軸的燃料烴進入腔體，燃料烴進入腔體末端徑向圓周上開有燃料烴噴出孔；所述的燃料烴進入腔體中插入有與其同軸的原料烴進入腔體，原料烴進入腔體末端軸向上開有原料烴噴出孔。

進一步改進，所述的燃料烴噴出孔沿軸向多排布置，排數為3-6排，每排沿圓周均勻布置6-8個孔。

進一步改進，設原料烴進入腔體直徑為D1，燃料烴進入腔體直徑為D2，氧化劑進入腔體直徑為D3，原料烴進入腔體插入炭黑反應爐爐體中部分長度為L1，原料烴進入腔體末端至炭黑出口距離為L2，則L2/D4為1.5～5；L2/L1為3～5；D3/D2為4～6；D2/D1為2～3。

本發明還提供了一種低篩余物炭黑反應方法，使原料烴噴入位置布置在燃料烴火焰的中部，采用高溫火焰包裹原料烴，隔絕原料烴與反應爐內壁接觸。

該反應具體過程如下：

1)燃料烴通過燃料烴進入腔體后從燃料烴噴出孔噴出，與氧化劑進入腔體中的氧化劑混合后點燃形成燃燒的高溫煙氣氣流，

2)原料烴通過原料烴進入腔體的原料烴噴出孔噴出形成原料烴流體，原料烴流體被高溫煙氣氣流包裹在同軸中心，同時將熱量瞬間快速傳遞給原料烴流體，原料烴流體受熱后生成炭黑

3)炭黑從炭黑出口流出，經常規的炭黑收集方式進行收集。

本發明有益效果在于：原料烴噴入位置布置在燃料烴火焰的中部，采用高溫火焰包裹原料烴，隔絕原料烴與反應爐內壁接觸，減少炭黑生成過程中碳焦產生、提高炭黑產品質量。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

圖2為圖1中A-A剖視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。