CN110746797B - 一种混合型炭黑反应炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混合型炭黑反应炉，包括燃烧室、反应室和急冷室，反应室包括第一反应段和第二反应段，燃烧室与第一反应段的前端相固定，第二反应段的前端与第一反应段的后端部固定配合，第二反应段的后端与急冷室固定配合，第一反应段设置有多个绕轴线均匀分布的第一原料喷嘴，第二反应段设置有至少一组第二原料喷嘴组，第二原料喷嘴组由多个绕第二反应段轴线均匀分布的第二原料喷嘴；优点是第二反应段与第一反应段、急冷室之间嵌套配合，可通过调整第二反应段的位置实现第二原料喷嘴距离燃料喷嘴的距离不同，从而改变第二原料喷嘴处的温度,温度不同对原料油裂解产生的炭黑的粒径不同，从而保证在同一反应炉内生成粒径不同且配比可控的炭黑。
Description
技术领域
本发明涉及炭黑反应炉，具体涉及一种混合型炭黑反应炉。
背景技术
炭黑是一种无固定形状的炭，质轻且极为细腻的黑色粉末，炭黑是含炭物质，例如煤、天然气、原油等在经过不完全然燃烧或受热分解而获得的产物。炭黑的应用十分广泛，例如应用于黑色燃料、油墨、石墨，以及作为添加剂加入到橡胶等材料中增强材料的耐磨、抗老化等性能。炭黑生产工艺有气黑生产、槽黑生产以及炉黑生产，气黑生产主要以烃类为主要原料、槽黑生产主要以天然气为原料、炉黑主要以油类为原料。
现有的炉黑生产工艺主要为将油类作为原料油加入到反应炉内，经过可燃气体的燃烧对反应炉进行升温，通过高温对原料油进行分解产生炭黑，同时反应炉内温度的不同对炭黑的生成有着重要的影响，反应炉内的温度不同所产生的炭黑的粒径的大小也不同。现有的炭黑反应炉在生产时主要通过喷嘴将原料油喷入到反应炉所生产的炭黑以单一品种为主，无法实现多种粒径的炭黑同时生产且可对所产生的不同粒径的炭黑的配比进行调控。混合型的炭黑在使用时可对所融入的拆材料的不同性能进行提升。例如N550型号的炭黑具有较好的导热性能以及弹性和恢复性，可用于轮胎的生产增强轮胎侧边的形变能力；N220型号的炭黑具有较好的耐磨性，可用于载重胎、乘用胎使其耐磨性大大增加。同时现有的用于将原料油喷入到反应炉内的喷嘴在被堵塞后会导致反应炉的生产效率降低，严重情况下需要停工对反应炉内的喷嘴进行更换，而更换喷嘴会在降低工厂生产效率的同时，重新启动生产时还需对其进行调试检测生产的炭黑是否符合要求，导致工厂的生产成本增加。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种可同时生产不同粒径的炭黑且可实现连续生产的混合型炭黑反应炉。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种混合型炭黑反应炉，包括依次连接配合的燃烧室、反应室和急冷室，所述的反应室包括第一反应段和第二反应段，所述的燃烧室与所述的第一反应段的前端相固定，所述的第二反应段的前端与所述的第一反应段的后端部固定配合，所述的第二反应段的后端与所述的急冷室固定配合，所述的第一反应段设置有多个绕轴线均匀分布的第一原料喷嘴，所述的第二反应段设置有至少一组第二原料喷嘴组，所述的第二原料喷嘴组由多个绕所述的第二反应段轴线均匀分布的第二原料喷嘴。
优选地，所述的燃烧室的前端设置有用于喷入燃料油的燃料喷嘴，燃油喷嘴设置在燃烧室的中轴线处，通过压力泵将燃料油通过喷嘴将燃料油呈伞状喷入到燃烧室内进行充分燃烧实现对燃烧室的升温，进而使得反应室的温度升高对喷入的原料有进行加热实现高温裂解从而得到所需的炭黑。
优选地，所述的第二反应段的前端嵌套设置所述的第一反应段的后端部，所述的第二反应段的后端嵌套设置在所述的急冷室的前端部；嵌套设置的第二反应段可以在停止生产时对第二反应段上的第二原料喷嘴与燃料喷嘴之间的距离进行调节，由于反应炉内燃料喷嘴时燃烧加热的源头，因此距离热源越远的温度同样也随之降低，温度不同原料油所裂解产生的炭黑的粒径不同，从而实现对炭黑的混合型生产。
优选地，所述的第二反应段的两端一体设置有限位管，所述的限位管开设有限位槽，所述的第一反应段外侧面固定设置有与所述的限位槽相对应的第一限位块，所述的急冷室的外侧面固定设置有与所述的限位槽相对应的第二限位块；限位槽与第一限位块、第二限位块的配合可防止第二反应段在工作时转动，增强反应炉的稳定性以及可靠性。
优选地，所述的第一原料喷嘴和第二原料喷嘴的结构相同，所述的第一原料喷嘴包括固定件和中部设置有分隔板的喷管，所述的固定件与所述的喷管可拆卸固定，所述的喷管的一端设置有2个喷头，所述的喷头分别与喷管内相对应的中空部相连通；第一原料喷嘴和第二原料喷嘴的喷管内均设置有两个通道可对燃料油进行喷灌，使用时逐个使用，当其中一个堵塞后和转换到另一个工作，实现连续不间断生产，增加反应炉的可靠性，以及节省了停止生产对喷头进行更换的时间，从而提高生产量。
优选地，所述的急冷室还设置有用于向急冷室内喷入急冷水的急冷喷嘴。
与现有技术相比，本发明的优点是反应室包括第一反应段和第二反应段，第二反应段与第一反应段、急冷室之间嵌套配合，可通过调整第二反应段的位置实现第二原料喷嘴距离燃料喷嘴的距离不同，从而改变燃烧室传递到第二原料喷嘴处的温度。温度不同对原料油裂解产生的炭黑的粒径不同从而保证在同一反应炉内生成粒径不同且配比可控的炭黑。同时设置的第一原料喷嘴可将原料油呈伞状喷入到反应室内，通过设置的具有双通道的喷管且双通道的下端分别连接有相对应的喷头，可实现在其中一个喷头堵塞时及时更换使用另一通道的喷头进行原料油的喷灌，实现生产线不停车连续生产，在增加反应炉的实用可靠性的同时，降低停车更换的成本，增加企业的生产效益。
附图说明
图1为本发明的整体结构安装示意图；
图2为图1的剖面结构示意图；
图3为本发明第二反应段的剖面结构示意图；
图4为本发明第一原料喷嘴的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
一种混合型炭黑反应炉，包括依次连接配合的燃烧室1、反应室和急冷室10，反应室包括第一反应段8和第二反应段9，燃烧室1与第一反应段8的前端通过螺栓进行可拆卸固定，第二反应段9的两端一体设置有限位管4，燃烧室1的前端设置有用于喷入燃料油的燃料喷嘴2，急冷室10设置有用于向急冷室10内喷入急冷水的急冷喷嘴16，第二反应段9的前端的限位管4嵌套设置第一反应段8的后端部，第二反应段9的后端的限位管4嵌套设置在急冷室10的前端部；且所述的第二反应段9与第一反应段8、急冷室10之间相密闭，同时限位管4通过螺栓与其相对应的第一反应段8、急冷室10相固定。限位管4对称开设有限位槽5，第一反应段8外侧面固定设置有与限位槽5相对应的第一限位块6，急冷室10的外侧面固定设置有与限位槽5相对应的第二限位块7，其中第一反应段8设置有4个绕轴线均匀分布的第一原料喷嘴11，第二反应段9设置有2组第二原料喷嘴12组，第二原料喷嘴12组由4个绕第二反应段9轴线均匀分布的第二原料喷嘴12。嵌套设置的第二反应段9可以在停止生产时对第二反应段9上的第二原料喷嘴12与燃料喷嘴2之间的距离进行调节，由于反应炉内燃料喷嘴2时燃烧加热的源头，因此距离热源越远的温度同样也随之降低，温度不同原料油所裂解产生的炭黑的粒径不同，从而实现对炭黑的混合型生产。
上述燃油喷嘴通过前端设置的固定板3设置在燃烧室1的中轴线处，并通过压力泵将燃料油通过喷嘴将燃料油呈伞状喷入到燃烧室1内进行充分燃烧实现对燃烧室1的升温，进而使得反应室的温度升高对喷入的原料有进行加热实现高温裂解从而得到所需的炭黑。
上述的限位槽5与第一限位块6、第二限位块7的配合可有效防止第二反应段9在工作时转动，增强反应炉的稳定性以及可靠性。
其中第一原料喷嘴11和第二原料喷嘴12的结构相同，第一原料喷嘴11包括固定件和中部设置有分隔板13的喷管14，固定件与喷管14可拆卸固定，喷管14的一端设置有2个喷头15，喷头15分别与喷管14内相对应的中空部相连通；第一原料喷嘴11和第二原料喷嘴12的喷管14内均设置有两个通道可对燃料油进行喷灌，使用时逐个使用，当其中一个堵塞后和转换到另一个工作，实现连续不间断生产，增加反应炉的可靠性，以及节省了停止生产对喷头15进行更换的时间，从而提高生产量。
上述的第一原料喷嘴11通过上端的进料口连接有两根进料管道，可通过进料管道分别对喷管14内的两个空腔进行加注原料油，并通过下方的喷头15喷出。进料管连接有压力泵和电动阀门。正常工作时，通过压力泵将原料油从其中之一的进料管加注到喷管14内，同时对该进料管的压力进行检测，当检测到压力增大时控制电动阀门关闭该通道，使原料油从另一管道加热到喷管14内的另一空腔内，进而从另一喷头15喷出，实现反应炉的连续工作，减少因更换喷头15停车而造成的损失，降低成本增加收益。
本发明的安装与工作原理：安装过程为，将燃烧室1与其前端的进风筒相固定，固定板3位于燃烧室1与进风筒之间用于固定燃油喷嘴，并将第一反应段8的前端通过螺栓与燃烧室1相固定，将第二反应段9前端的限位管4套设在第一反应段8外侧并将限位槽5与第一限位块6对齐，并通过螺栓将限位管4与第一反应段8相固定。将急冷室10的前端套设在第二反应段9后端的限位管4内，并将限位槽5与其相对应的第二限位块7相对齐。工作时，通过燃料喷嘴2将燃料油喷入到燃烧室1内，同时将空气通过进风筒送入燃烧室1。点燃后对燃烧室1进行加热，同时通过气流将热量相后传递从而实现对反应室的加热。通过第一原料喷嘴11将原料油呈雾状喷入到第一反应段8内，高温对原料油进行裂解生成该温度下对应的炭黑，热量继续向后传递同时温度降低，将原料油从第二反应端上的第二原料喷嘴12喷入后进行高温裂解，生成该温度环境下所对应的炭黑。生成的炭黑在气流的带动下流动到急冷室10内，此时通过急冷喷嘴16相急冷室10内喷入急冷水对生成的炭黑进行急速降温停止反应，从而确保生成的炭黑是所需要的。当需要对生成的炭黑的粒径进行改变，即改变生成的炭黑型号时，移动第二反应段9对齐位置进行调节，从而调节第二原料喷嘴12距离燃油喷嘴的距离，进而改变第二原料喷嘴12处的温度，生成该温度下所对应的炭黑。
以上所述实施例仅为本发明的优选实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干的变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种混合型炭黑反应炉，包括依次连接配合的燃烧室、反应室和急冷室，其特征在于，所述的反应室包括第一反应段和第二反应段，所述的燃烧室与所述的第一反应段的前端相固定，所述的第二反应段的前端与所述的第一反应段的后端部固定配合，所述的第二反应段的后端与所述的急冷室固定配合，所述的第一反应段设置有多个绕轴线均匀分布的第一原料喷嘴，所述的第二反应段设置有至少一组第二原料喷嘴组，所述的第二原料喷嘴组由多个绕所述的第二反应段轴线均匀分布的第二原料喷嘴，所述的燃烧室的前端设置有用于喷入燃料油的燃料喷嘴，所述的第二反应段的前端嵌套设置所述的第一反应段的后端部，所述的第二反应段的后端嵌套设置在所述的急冷室的前端部，所述的第二反应段的两端一体设置有限位管，所述的限位管开设有限位槽，所述的第一反应段外侧面固定设置有与所述的限位槽相对应的第一限位块，所述的急冷室的外侧面固定设置有与所述的限位槽相对应的第二限位块。
2.如权利要求1所述的一种混合型炭黑反应炉，其特征在于，所述的第一原料喷嘴和第二原料喷嘴的结构相同，所述的第一原料喷嘴包括固定件和中部设置有分隔板的喷管，所述的固定件与所述的喷管可拆卸固定，所述的喷管的一端设置有2个喷头，所述的喷头分别与喷管内相对应的中空部相连通。
3.如权利要求1所述的一种混合型炭黑反应炉，其特征在于，所述的急冷室设置有用于向急冷室内喷入急冷水的急冷喷嘴。
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