CN104927406B - 一种炭黑反应炉 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种炭黑反应炉，包括依次连接的燃烧室和反应室，燃料喷枪从燃烧室的进风口处插入燃烧室内，燃烧室的进风口处设有口径调节装置，燃料喷枪连接有滑动装置，滑动装置调节燃料喷枪伸入燃烧室的长度。本发明通过改变进风口直径和燃料喷枪进入进风口的尺寸，从而改变燃烧火焰长度，来适应炭黑生产过程中出现的不同燃料和变换不同炭黑品种时产生的炭黑聚集体分布和结构度的质量波动，提高了炭黑产品质量的可控性。同时还提高了炭黑收率，节约能源。
Description
技术领域
本发明涉及炭黑生产领域，具体是一种炭黑反应炉。
背景技术
炭黑生产过程中，通常会遇到变换不同品种的燃料、制造不同品种的炭黑，在这些变换过程中，势必需改变炭黑反应炉进入的燃料流量、空气流量、原料烃流量，造成炭黑产品中质量指标剧烈波动，尤其明显的是炭黑聚集体分布和结构度，这二项指标往往会达不到预期目标。同时炭黑工作者也不断寻找提高炭黑收率节约能源的方法。
发明内容
本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种炭黑反应炉，利用控制燃烧火焰最高温度区域(火焰尾部)接触炭黑原料烃的喷入点，达到控制炭黑的聚集体分布和结构度，同时提高炭黑的收率的目的。
本发明包括依次连接的燃烧室和反应室，燃料喷枪从燃烧室的进风口处插入燃烧室内，燃烧室的进风口处设有口径调节装置，燃料喷枪连接有滑动装置，滑动装置调节燃料喷枪伸入燃烧室的长度。
通过改变进风口直径和燃料喷枪进入进风口的尺寸，从而改变燃烧火焰长度，来适应炭黑生产过程中出现的不同燃料和变换不同炭黑品种时产生的炭黑聚集体分布和结构度的质量波动，提高了炭黑产品质量的可控性。同时还提高了炭黑收率，节约能源。
进一步改进，所述的口径调节装置包括若干环状安装于燃烧室外壳上的滑轮支座，每个滑轮支座内部安装滑轮和柱销，滑轮镶嵌在一个圆环大齿圈内，圆环大齿圈与小齿轮齿合，小齿轮中心设置一个带螺纹的中心孔，小齿轮转动时带动阀片螺杆轴向移动；每个阀片螺杆连接有阀片，若干阀片沿进风口环状分布。
进一步改进，为了防止小齿轮被圆环大齿圈带动时出现轴向位移，圆环大齿圈与小齿轮之间为圆锥镶嵌结构。
进一步改进，为了防止圆环大齿圈转动时出现轴向位移而脱落滑轮，圆环大齿圈与滑轮接触部分为导轨镶嵌结构。
进一步改进，为了防止阀片在调节过程的径向外移时出现叶片与叶片之间出现缝隙，每片阀片均与其相邻的阀片产生重叠。
进一步改进，为了方便作业人员移动圆环大齿圈，同时直观当前阀片调节后的坐标尺寸，圆环大齿圈的外圈上设置有扳动手柄，扳动手柄中间部位设置有坐标尺寸记录装置。
进一步改进，所述的滑动装置包括油枪固定装置，油枪固定装置下设滑轮装置，滑轮与导轨接触，移动燃料喷枪时，滑轮在导轨上滑动。
进一步改进，为了方便显示当前油枪位置，所述的导轨上设有油枪坐标尺寸记录装置。
附图说明
图1为本发明整体结构主视图。
图2为图1中A-A处剖视图。
图3为进风装置结构示意图。
图4为图3中A-A处剖视图。
图5为图4中C-C处剖视图。
图6为图4中B-B处剖视图。
图7为滑动装置主视图。
图8为滑动装置侧视图。
具体实施方式
本发明结构如图1和图2所示，包括依次连接的燃烧室3和反应室6，燃料喷枪1从燃烧室3的进风口2处插入燃烧室3内。燃烧室3的进风口2处设有口径调节装置，燃料喷枪1连接有滑动装置，滑动装置调节燃料喷枪1伸入燃烧室3的长度。
进风口2处设有进风装置9(如图3所示)，进风装置9上开有风管20，空气从风管20进入进风装置30，经移动阀片7控制后进入燃烧室3。火焰4初步形成时，燃料从火焰轴中心由里向外扩散，空气从火焰轴心由外向里扩散，随着燃料与空气的不断扩散，燃料燃烧量不断增加，直至燃料完全燃烧。在燃料开始进入燃烧室3到完全燃烧过程中，燃烧火焰温度不断增加，直至达到最高温度点。最高温度点确定为火焰尾部，火焰尾部开始往后，由于燃烧室内壁的吸热散热，热气流温度开始下降。原料烃在反应炉混合后段处5喷入，与火焰最高温区域接触，原料烃受热裂解成为炭黑产品，炭黑产品再进入反应室6继续脱氢反应。
原料烃喷入点5的热气流温度越高，炭黑热裂解速度越快，炭黑的聚集体分布越集中，炭黑的结构度也越高，同时炭黑的收率也搞。不同燃料中其可燃物(碳、氢)含量也不同，在同样的空气与燃料的比例中燃烧产生的温度、火焰长度也不同。
通过改变进风口直径和燃料喷枪进入进风口的尺寸，从而改变燃烧火焰长度，来适应炭黑生产过程中出现的不同燃料和变换不同炭黑品种时产生的炭黑聚集体分布和结构度的质量波动，提高了炭黑产品质量的可控性。同时还提高了炭黑收率，节约能源。假设燃料喷枪1进入燃烧室内尺寸为L1，进风口长度为L2，进风口直径为L4，阀片7中间形成的孔径为L3，则通过改变燃料喷枪1进入燃烧室内尺寸L1同样可以调节火焰长度，通常L1≥L2，L4≥L3。
所述的口径调节装置如图4和图5所示，包括若干环状安装于燃烧室外壳17上的滑轮支座16，每个滑轮支座16内部安装滑轮14和柱销15，滑轮14镶嵌在一个圆环大齿圈12内，圆环大齿圈12与小齿轮11齿合，小齿轮11中心设置一个带螺纹的中心孔，小齿轮11转动时带动阀片螺杆10轴向移动；每个阀片螺杆10连接有阀片7，若干阀片7沿进风口环状分布。
进一步改进，为了防止小齿轮被圆环大齿圈带动时出现轴向位移，所述的圆环大齿圈12与小齿轮11之间为圆锥镶嵌结构13。
进一步改进，为了防止圆环大齿圈转动时出现轴向位移而脱落滑轮，所述的圆环大齿圈12与滑轮14接触部分为导轨镶嵌结构。
进一步改进，为了防止阀片在调节过程的径向外移时出现叶片与叶片之间出现缝隙，每片阀片7均与其相邻的阀片7产生重叠(如图6所示)。
进一步改进，为了方便作业人员移动圆环大齿圈，同时直观当前阀片调节后的坐标尺寸，所述的圆环大齿圈12的外圈上设置有扳动手柄19，扳动手柄19中间部位设置有坐标尺寸记录装置18。
所述的滑动装置如图7和图8所示，包括油枪固定装置，油枪固定装置21下设滑轮装置22，滑轮与导轨23接触，移动燃料喷枪1时，滑轮在导轨23上滑动。为了方便显示当前油枪位置，所述的导轨23上设有油枪坐标尺寸记录装置24。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
示例1：对常规反应炉与本发明反应炉生产N234炭黑的工艺的进行比较分析。从表1中数据可以看出，反应炉在不同燃料的情况下，燃料量不一样，会造成火焰长度不一样，生产的炭黑产品质量中结构度吸油值与聚集体分布着色强度数值在标准范围的下限，经过采用本发明的进风口直径与喷枪的位置调整，结构度吸油值提高了2.9～5.28％，聚集体分布着色强度提高了2.9～5.28％，同时收率也提高了2.9～5.28％。
表1
示例2：表2对常规反应炉与本发明反应炉生产N330炭黑的工艺的进行比较分析。经过采用本发明的进风口直径与喷枪的位置调整，结构度吸油值提高了2.85～3.3％，聚集体分布着色强度提高了5.05～5.15％，同时收率也提高了0.68～1.2％。
表2
示例3：对常规反应炉与本发明反应炉生产N351炭黑的工艺的进行比较分析。从表3中数据可以看出，反应炉在生产不同品种炭黑的情况下，进风量不一样，会造成火焰长度不一样，生产的炭黑产品质量中结构度吸油值与聚集体分布着色强度数值在标准范围的下限，经过采用本发明的进风口直径与喷枪的位置调整，结构度吸油值提高4.85～6.43％，聚集体分布着色强度提高7.22～7.29％，同时收率也提高1.83～2.29％。
表3
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种炭黑反应炉，包括依次连接的燃烧室（3）和反应室（6），燃料喷枪（1）从燃烧室（3）的进风口（2）处插入燃烧室（3）内，其特征在于：燃烧室（3）的进风口（2）处设有口径调节装置，燃料喷枪（1）连接有滑动装置，滑动装置调节燃料喷枪（1）伸入燃烧室（3）的长度，所述的口径调节装置包括若干环状安装于燃烧室外壳（17）上的滑轮支座（16），每个滑轮支座（16）内部安装滑轮（14）和柱销（15），滑轮（14）镶嵌在一个圆环大齿圈（12）内，圆环大齿圈（12）与小齿轮（11）齿合，小齿轮（11）中心设置一个带螺纹的中心孔，小齿轮（11）转动时带动阀片螺杆（10）轴向移动；每个阀片螺杆（10）连接有阀片（7），若干阀片（7）沿进风口环状分布。
2.根据权利要求1述的炭黑反应炉，其特征在于：所述的圆环大齿圈（12）与小齿轮（11）之间为圆锥镶嵌结构（13）。
3.根据权利要求1述的炭黑反应炉，其特征在于：所述的圆环大齿圈（12）与滑轮（14）接触部分为导轨镶嵌结构。
4.根据权利要求1述的炭黑反应炉，其特征在于：每片阀片（7）均与其相邻的阀片（7）产生重叠。
5.根据权利要求1述的炭黑反应炉，其特征在于：所述的圆环大齿圈（12）的外圈上设置有扳动手柄（19），扳动手柄（19）中间部位设置有坐标尺寸记录装置（18）。
6.根据权利要求1所述的炭黑反应炉，其特征在于：所述的滑动装置包括油枪固定装置，油枪固定装置（21）下设滑轮装置（22），滑轮与导轨（23）接触，移动燃料喷枪（1）时，滑轮在导轨（23）上滑动。
7.根据权利要求6述的炭黑反应炉，其特征在于：所述的导轨（23）上设有油枪坐标尺寸记录装置（24）。
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