[發(fā)明專利]一種金屬結(jié)構(gòu)炭黑反應(yīng)爐及炭黑生產(chǎn)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211085635.7
• 申請(qǐng)日: 2022-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN115678318A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙磊華;王志華;辛春;王元科;李柄巖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 嘉峪關(guān)大友嘉能精碳科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C09C1/50
• 分類號(hào): C09C1/50
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務(wù)所(普通合伙) 62201
• 代理人: 周立新

本發(fā)明提供了一種金屬結(jié)構(gòu)炭黑反應(yīng)爐及炭黑生產(chǎn)方法，包括爐體，所述爐體的前端設(shè)有爐蓋，爐體的中部形成錐形結(jié)構(gòu)的喉管段，爐體內(nèi)設(shè)有內(nèi)設(shè)有與爐體相適配的內(nèi)筒，所述內(nèi)筒與爐體內(nèi)壁之間形成集氣腔，內(nèi)筒靠近爐蓋的一側(cè)沿內(nèi)筒周向設(shè)有多個(gè)第一進(jìn)氣孔，所述內(nèi)筒的中部沿內(nèi)筒周向設(shè)有多個(gè)第二進(jìn)氣孔，所述爐體的上部設(shè)有油槍套管。本發(fā)明在爐體內(nèi)設(shè)置由高溫材料制成的內(nèi)筒，使得內(nèi)筒與爐體內(nèi)部之間形成集氣腔，向集氣腔內(nèi)輸入熱氣，可保護(hù)爐體內(nèi)壁，提高爐體的使用壽命，同時(shí)集氣腔內(nèi)的熱氣通過第一進(jìn)氣孔和第二進(jìn)氣孔輸入至爐體內(nèi)，提高爐體內(nèi)的燃燒溫度，增強(qiáng)反應(yīng)效果；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方式便捷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于炭黑生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種金屬結(jié)構(gòu)炭黑反應(yīng)爐及炭黑生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

反應(yīng)爐是炭黑生產(chǎn)的核心關(guān)鍵設(shè)備，目前，國(guó)內(nèi)常用的反應(yīng)爐為五段式反應(yīng)爐，包括燃燒室、喉管段、反應(yīng)段、急冷段、停留段，燃料與預(yù)熱后的高溫空氣在燃燒室內(nèi)混合燃燒形成高溫氣流，高溫氣流經(jīng)過喉管段時(shí)，由徑向噴入的原料油與高溫氣流混合，在高溫絕氧條件下裂解生成炭黑，炭黑的反應(yīng)溫度越高，產(chǎn)品質(zhì)量越好，原料油單耗越低。而燃燒室和喉管段是炭黑反應(yīng)爐溫度最高的區(qū)域，對(duì)反應(yīng)爐的耐高溫要求更嚴(yán)格。而國(guó)內(nèi)反應(yīng)爐多采用在金屬爐殼內(nèi)砌筑耐火材料，耐火材料使用氧化鋁澆注料、三氧化二鉻和二氧化鋯等按一定配比砌筑，耐火材料耐溫等級(jí)只能達(dá)到1860-1920℃，溫度高于1920℃時(shí)，耐火材料因高溫氣流的沖刷會(huì)發(fā)生急劇變形，影響產(chǎn)品質(zhì)量，且沖刷的耐火材料會(huì)進(jìn)入炭黑中形成硬炭，影響產(chǎn)品使用性能。隨著下游輪胎企業(yè)對(duì)炭黑產(chǎn)品質(zhì)量要求日益提高，炭黑加工企業(yè)對(duì)反應(yīng)爐的耐溫等級(jí)的要求也越來越高。

目前，國(guó)內(nèi)部分廠家采用水夾套式喉管段。水夾套喉管段采用軟化水或者工藝水注入夾套內(nèi)，工藝水與夾套內(nèi)壁接觸熱交換，從而達(dá)到對(duì)夾套內(nèi)壁降溫的作用。而工藝水直接通入夾套內(nèi)，與高溫內(nèi)壁接觸形成急冷急熱現(xiàn)象，造成反應(yīng)爐疲勞損傷，影響使用安全性和使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種金屬結(jié)構(gòu)炭黑反應(yīng)爐及炭黑生產(chǎn)方法。

為此，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

一種金屬結(jié)構(gòu)炭黑反應(yīng)爐，包括爐體，所述爐體的前端設(shè)有爐蓋，爐體內(nèi)設(shè)有內(nèi)設(shè)有與爐體相適配的內(nèi)筒，所述內(nèi)筒與爐體內(nèi)壁之間形成集氣腔，內(nèi)筒的中部形成呈錐形結(jié)構(gòu)的喉管段，內(nèi)筒靠近爐蓋的一側(cè)沿內(nèi)筒周向設(shè)有多個(gè)第一進(jìn)氣孔，所述內(nèi)筒的喉管段處設(shè)有多個(gè)第二進(jìn)氣孔，所述爐體的側(cè)壁沿爐體周向設(shè)有多個(gè)油槍套管，所述油槍套管從內(nèi)筒的側(cè)壁穿入爐體內(nèi)，油槍套管內(nèi)設(shè)有輸油管，所述輸油管的內(nèi)端安裝有第一機(jī)械旋流噴嘴，所述油槍套管的側(cè)壁設(shè)有多個(gè)與集氣腔相連通的第三進(jìn)氣孔。

進(jìn)一步地，所述爐體靠近爐蓋的一側(cè)設(shè)有煤氣分配器，所述煤氣分配器連接有多個(gè)第一輸氣管，所述爐蓋上設(shè)有多個(gè)與第一輸氣管對(duì)應(yīng)的燃?xì)饪祝龅谝惠敋夤軓娜細(xì)饪状┤霠t體內(nèi)，所述第一輸氣管的內(nèi)端設(shè)有第二機(jī)械旋流噴嘴。

進(jìn)一步地，所述爐體的一側(cè)設(shè)有空氣預(yù)熱器，所述空氣預(yù)熱器連接有第二輸氣管，所述第二輸氣管與集氣腔相連通。

進(jìn)一步地，所述爐體呈水平設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述內(nèi)筒與爐體呈同軸設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述爐體的中部形成錐形結(jié)構(gòu)的喉管段。

進(jìn)一步地，所述第二進(jìn)氣孔與內(nèi)筒的軸心線之間形成10-20度夾角。

本發(fā)明還提供了一種炭黑生產(chǎn)方法，采用上述金屬結(jié)構(gòu)炭黑反應(yīng)爐，包括以下步驟：

（1）啟動(dòng)空氣預(yù)熱器通過第二輸氣管向集氣腔內(nèi)輸送熱氣，熱氣通過第二進(jìn)氣孔進(jìn)入內(nèi)筒并在內(nèi)筒喉管段內(nèi)壁處形成氣膜；

（2）使用煤氣分配器通過第一輸氣管將煤氣輸入爐體內(nèi)并將爐體內(nèi)的煤氣點(diǎn)燃形成高溫氣流；

（3）通過油槍套管和第一機(jī)械旋流噴嘴向爐體內(nèi)輸入原料油，原料油與高溫氣流在喉管段內(nèi)混合反應(yīng)形成炭黑。