[發明專利]一種氣冷式高溫合金炭黑反應爐及炭黑制備方法

在審

• 申請號: 202011239737.0
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112228872A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 成都軒鼎能源科技有限公司
• 主分類號: F23D14/02
• 分類號: F23D14/02;F23D14/64;F27D7/02;F27D9/00;C09C1/50
• 代理公司: 成都云縱知識產權代理事務所(普通合伙) 51316
• 代理人: 伍星;劉沙粒

1.一種氣冷式高溫合金炭黑反應爐，包括機匣(10)、位于機匣(10)上的空氣進氣組件(1)、氣體燃料進氣組件(2)，以及設置在機匣(10)內的燃燒室，所述燃燒室具有喉管段(12)，所述喉管段(12)上設置原料油噴嘴(11)，其特征在于，所述燃燒室包括火焰筒(9)，所述火焰筒(9)上設置若干冷卻孔(13)，所述冷卻孔(13)的軸線由外至內向下游方向傾斜。

2.根據權利要求1所述的一種氣冷式高溫合金炭黑反應爐，其特征在于，所述氣體燃料進氣組件(2)連通至第一集氣腔(14)，所述空氣進氣組件(1)連通至第二集氣腔(15)；氣體燃料經第一集氣腔(14)進入火焰筒(9)，空氣經冷卻孔(13)和第二集氣腔(15)進入火焰筒(9)。

3.根據權利要求2所述的一種氣冷式高溫合金炭黑反應爐，其特征在于，所述火焰筒(9)通過機匣法蘭(16)連接在機匣(10)內部，空氣能夠經過機匣法蘭(16)進入所述第二集氣腔(15)；所述第二集氣腔(15)位于火焰筒(9)與第一集氣腔(14)之間。

4.根據權利要求2所述的一種氣冷式高溫合金炭黑反應爐，其特征在于，所述火焰筒(9)的頭部連接轉接板(7)，轉接板(7)背離火焰筒(9)的一側為第二集氣腔(15)；所述轉接板(7)上開設若干通孔，每個通孔均對應安裝旋流器(6)，每個旋流器(6)內均插入氣體燃料噴嘴(5)；所述旋流器(6)的入口端位于第二集氣腔(15)內，所述氣體燃料噴嘴(5)的入口端位于第一集氣腔(14)內。

5.根據權利要求4所述的一種氣冷式高溫合金炭黑反應爐，其特征在于，所述轉接板(7)上沿徑向分布N圈通孔組，每圈通孔組包括若干環形均布的通孔；任意兩圈通孔組內的通孔孔徑不同，其中N≥2。

6.根據權利要求1所述的一種氣冷式高溫合金炭黑反應爐，其特征在于，所述原料油噴嘴(11)包括殼體(30)、位于殼體(30)內的套筒(17)、位于套筒(17)內的旋流芯(18)，殼體(30)穿過機匣(10)上的噴嘴安裝座(29)插入至火焰筒(9)上的套筒組件(19)內，原料油噴嘴(11)的進油嘴(20)位于機匣(10)外側。

7.根據權利要求6所述的一種氣冷式高溫合金炭黑反應爐，其特征在于，所述套筒組件(19)包括環形凸起(21)，環形凸起(21)上設置環形凹槽(22)，所述環形凹槽(22)內設置浮動環(23)，所述浮動環(23)的厚度小于環形凹槽(22)的寬度，所述浮動環(23)套設在殼體(30)外；所述殼體(30)外壁與套筒組件(19)內壁之間具有間隙，所述套筒組件(19)上還開設若干進氣孔(24)，所述進氣孔(24)與所述間隙連通，且進氣孔(24)位于環形凸起(21)與火焰筒(9)之間。

8.根據權利要求1所述的一種氣冷式高溫合金炭黑反應爐，其特征在于，所述喉管段(12)的下游為反應段(25)，所述反應段(25)與喉管段(12)同軸、且反應段(25)的內徑大于喉管段(12)的內徑；反應段(25)與喉管段(12)之間具有耐火擋板(26)，喉管段(12)與耐火擋板(26)之間通過彈性舌片(27)配合接觸。

9.基于權利要求1～8任一所述的一種氣冷式高溫合金炭黑反應爐的炭黑制備方法，其特征在于，

氣體燃料自氣體燃料進氣組件(2)進入第一集氣腔(14)，再經過氣體燃料噴嘴(5)向火焰筒(9)內噴射，所述氣體燃料噴嘴(5)外套設旋流器(6)；

空氣自空氣進氣組件(1)進入機匣(10)與火焰筒(9)之間的環空，之后部分空氣自冷卻孔(13)進入火焰筒(9)，在火焰筒(9)內壁形成一層向下游流動的氣膜，其余空氣進入第二集氣腔(15)，再經過所述旋流器(6)向火焰筒(9)內噴射；

空氣與氣體燃料在旋流器(6)內混合，在火焰筒(9)頭部形成回流區；

原料油在喉管段(12)從原料油噴嘴(11)噴出。

10.根據權利要求9所述的炭黑制備方法，其特征在于，若干旋流器(6)在火焰筒(9)頭部陣列分布，形成陣列式的回流區。