本发明专利技术提供了一种应用于生产软质的炭黑反应炉装置，包括燃烧室和与燃烧室依次连接的反应段、急冷段；所述燃烧室设有多个原料油进口和雾化空气进气口，所述反应段其特征在于：反应段包括弯曲形状的部分。所述弯曲形状的部分位于反应段前段，可以设置成“Π”字型形状。本发明专利技术的反应炉操作方便，能解决现有常规软质反应炉生产品种最困扰的筛余物问题，同时还提高了产能，降低了炭黑生产企业的生产成本。
A carbon black reactor
The invention provides a carbon black reacting furnace for the production of soft material, including a combustion chamber and a reaction section connected with the combustion chamber. The combustion chamber is provided with a plurality of raw oil imports and atomized air intake ports. The reaction section is characterized by a portion of the reaction section including a curved shape. The bending part is located in the front part of the reaction section and can be set into a \shaped\ shape. The reaction furnace of the invention is convenient to operate, and can solve the problem of the most plagued sifter of the existing conventional soft reactor production, at the same time, it also improves the production capacity and reduces the production cost of the carbon black production enterprises.
【技术实现步骤摘要】
一种炭黑反应炉装置
本专利技术涉及一种新型炭黑反应器装置，尤其涉及一种软质炭黑反应段的设计。
技术介绍
目前软质炭黑的反应炉采用的还是切向燃烧空气的软质反应器，包括燃烧段、反应段、急冷段和汽化段。该反应器是用单支原料油枪由面板轴向插入，搭配高压雾化蒸汽，喷雾油滴会顺着切向涡流方向走，在这样的情况下，当油品添加高比例的沥青质或者原料油喷雾不佳时，部分油滴未经蒸发/汽化而结焦于反应炉壁发生的几率增高，一不小心就会水洗筛余物含量高，从而产品品质下降，油耗和能耗增大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型的软质炭黑反应装置，通过合理的设计，以完善原料油喷雾并避免结焦为原则，解决软质炭黑产品筛余物的影响，同时提高生产效率，节能降耗。本专利技术是这样实现的：一种炭黑反应炉装置，包括燃烧室和与燃烧室依次连接的反应段、急冷段，其特征在于：燃烧室设有原料油进口和雾化空气进气口，反应段包括弯曲形状的部分。将反应段的一部分设为弯曲形状，可以使油滴在反应器流场下滞留，从而更有利于油滴的蒸发汽化，降低结焦的几率。进一步地，反应段前段设置为“Π”字形状，即为所述的弯曲形状的部分。“Π”字形弯头使得反应段的距离明显延长，油滴在反应段能充分的蒸发汽化，有助于反应的更加完全，降低水洗筛余物的产生，提高软质炭黑的产品质量。进一步地，急冷段设有多组水枪。优选的，水枪至少有三组，且依轴线排列。进一步地，燃烧室的前端设有炉门面板，炉门面板上设有孔洞，原料油进口设于炉门面板上，原料油进口与炉门面板上的孔洞位置一致。本专利技术的有益效果是：通过在炉头反应段部分设计了一个“Π”字型弯头，这一举措刻意增加了一点压损，当原料油通过原料油枪喷头喷出时，可以使油滴在流场下的蒸发汽化更加充分，从而降低产生水洗筛余物的可能性，增加生产效益的同时，油耗和能耗也得到大大的降低。附图说明图1为本专利技术的炭黑反应炉装置整体结构示意图。图2为炉门面板、切线空气燃烧室的示意图。在图中，1、燃料进口，2、燃烧空气进口，3、为炉门面板，4、为反应段，5、主燃烧室，6、炉门面板的孔洞，7、切向空气燃烧室，8、喉口，9、急冷段，10、水枪，11、原料油入炉管，12、原料油枪护套管。具体实施方式为使本领域的人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实例对本专利技术作进一步说明。如图1、2所示，本专利技术是这样实现的，一种炭黑反应炉装置，它包括主燃烧室5、反应段4以及急冷段9，主燃烧室5通过喉口8连接反应段4，其中反应段4前段设计为“Π”字形状的弯头，反应段4后段连接急冷段9。主燃烧室5的前端设有炉门面板3，炉门面板3为多孔式排布且数量为十三，各个孔洞6大小一致。原料油入炉管11设于炉门面板3上，与炉门面板上的孔洞6位置一致，原料油入炉管11作为原料油进口，即原料油进口的数量也为十三。每个原料油入炉管11外围设置原料油枪护套管12，原料油枪护套管12内壁与原料油入炉管11外壁之间留有空隙，可供燃烧空气通过。急冷段9设置有三组水枪10，这三组水枪10依轴线排列。主燃烧室5的侧面连接有切向空气燃烧室7，燃烧空气进口2位于切向空气燃烧室7上。原料油和添加剂通过原料油入炉管11进入炉内，燃烧空气由燃烧空气进口2进入，燃烧空气还可以通过原料油枪护套管12内壁与原料油入炉管11外壁之间的空隙从下端进入炉膛；原料油通过主燃烧室5被雾化，雾化油滴通过喉口8后进入反应段4，雾化油滴通过反应段后充分反应生成炭黑产品再进入到急冷段9，通过插入的水枪10喷水，终止反应。反应段4前段设计为“Π”字形状的弯头，有助于雾化油滴的蒸发汽化，且节约了空间。在使用过程中，原料油和添加剂由原料油入炉管11直接喷入到炉内，燃烧空气由位于切线空气燃烧室7的燃烧空气进口2进入到炉膛，原料油经预热温度汽化成油滴后通过喉口8从燃烧段进入反应段4，最后由反应段出口进入到急冷段9；在反应段前部分，设置了一个“Π”字型弯头，反应段的距离明显延长，使得油滴在反应段能充分的蒸发汽化，有助于反应的更加完全，降低水洗筛余物的产生，提高了软质炭黑的产品质量，且也节省了空间。利用上述反应炉制备目标炭黑的方法：将燃料油、空气和原料油注入到燃烧室中，燃料油的喷入量为650－1200kg/h，空气的通入量13500－18000m3/h，空气的预热温度为600－800℃，原料油的喷入量为7000－9500kg/h，原料油的入炉压力为1.0－2.6Mpa，原料油的预热温度为100－180℃。通过调原料油量和燃料油量，以及配合相应的燃烧空气比例，并且控制空气和原料油的预热温度等工艺，能够提高生成的软质炭黑的质量水准。所述燃料油与预热的空气在燃烧室生成高温燃烧气流，以螺旋式前进的趋势与经过预热的原料油混合，发生不完全裂解反应，在反应段充分反应形成高温炭黑烟气混合气流，再经急冷段，被喷入的急冷水终止反应，并得到冷却。此时急冷段的温度控制在800－1000℃，喷入的急冷水量根据控制的温度调控，一般需要两组急冷水枪喷射，以保证反应的终止。示例1：利用上述反应炉制备目标炭黑(N550)将燃料油、空气和原料油注入到燃烧室中，燃料油的喷入量为740kg/h,空气的通入量14000m3/h，空气的预热温度为650℃，原料油的喷入量为7500kg/h，原料油的入炉压力为2.0Mpa，原料油的预热温度为120℃。所述燃料油、原料油与预热的空气在反应段充分反应，形成高温炭黑烟气混合气流，再经急冷段急冷后，得到目标炭黑。经过一次急冷的急冷水喷淋后，烟气流的温度为880℃。示例2：利用上述反应炉制备目标炭黑(N660)将燃料油、空气和原料油注入到燃烧室中，燃料油的喷入量为850kg/h,空气的通入量16500m3/h，空气的预热温度为660℃，原料油的喷入量为10000kg/h，原料油的入炉压力为2.0Mpa，原料油的预热温度为130℃。所述燃料油、原料油与预热的空气在反应段充分反应，形成高温炭黑烟气混合气流，再经急冷段急冷后，得到目标炭黑。经过一次急冷的急冷水喷淋后，烟气流的温度为850℃。对比实验1：采用常规反应炉制备目标炭黑(N550)反应条件与示例1相同，仅将本专利技术的炭黑反应炉装置改为常规反应炉。对比实验2：采用常规反应炉制备目标炭黑(N660)反应条件与示例2相同，仅将本专利技术的炭黑反应炉装置改为常规反应炉。对常规反应炉与本专利技术生产N660、N550炭黑的工艺进行比较分析。从下表中数据可以看出，两种反应炉在相似条件下，生产的炭黑产品水洗筛余物明显下降，油单耗下降4.1％～5.6％。以上所述的实施例仅仅是对本专利技术的优选实施方式进行描述，并非对本专利技术的范围进行限定，在不脱离本专利技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本专利技术的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本专利技术权利要求书确定的保护范围内。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种炭黑反应炉装置，包括燃烧室和与燃烧室依次连接的反应段、急冷段，其特征在于：燃烧室设有多个原料油进口和雾化空气进气口，反应段包括弯曲形状的部分。
【技术特征摘要】
1.一种炭黑反应炉装置，包括燃烧室和与燃烧室依次连接的反应段、急冷段，其特征在于：燃烧室设有多个原料油进口和雾化空气进气口，反应段包括弯曲形状的部分。2.根据权利要求1所述的炭黑反应炉装置，其特征在于：反应段前段设置为“Π”字形状。3.根据权利要求1所述的炭黑反应炉装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李健，何宗霖，孙士柱，陈志勋，陈忠斌，汪镇平，金元庆，
申请(专利权)人：邯郸黑猫炭黑有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河北,13
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