CN220229258U - 一种冷风保护炭黑反应炉燃烧室 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及炭黑生产设备技术领域，具体为一种冷风保护炭黑反应炉燃烧室。为了解决现有技术的炭黑反应炉燃烧室的使用寿命较低的问题，故提供了一种新的冷风保护炭黑反应炉燃烧室，包括外壳、第一冷风管以及第二冷风管，炉体的首端部设有燃烧空气进口以及煤气进口，炉体的首部端设有第一冷风孔组，第一冷风孔组由多个第一冷风孔组成，每个第一冷风孔均为由第一径向冷风孔和轴向冷风孔组成，炉体的非首部端设有至少一个第二冷风孔组，每个第二冷风孔组上均由多个第二冷风孔组成，每个第二冷风孔均由第二径向冷风孔和斜孔组成，使得在炭黑反应炉的炉体内壁形成冷风保护屏障，提高炭黑反应炉燃烧室的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及炭黑生产设备技术领域，具体为一种冷风保护炭黑反应炉燃烧室。
背景技术
现阶段炭黑生产主要采用油-油炉法工艺以及气-油炉法工艺，这两种工艺大同小异，均使用到炭黑反应炉燃烧室。现有的炭黑反应炉燃烧室包括外壳、内套于外壳的耐火内衬，外壳与耐火内衬形成炉体，炉体上设有燃烧空气进口和煤气进口。为提高炭黑产品质量，需提高炭黑燃烧温度，最大限度的将燃烧热提供给原料油进行裂解，但在提高炭黑燃烧温度的同时，也易对炭黑反应炉燃烧室的使用寿命造成影响。
现有技术中采用带有高温铬刚玉砖内衬的炭黑反应炉，将其最高耐热温度提高至2150℃，但该最高耐热温度仍无法满足炭黑裂解的耐热需求，故仍不能较好的延长炭黑反应炉燃烧室的使用寿命。
发明内容
本实用新型为了解决现有技术的炭黑反应炉燃烧室的使用寿命较低的问题，故提供了一种新的冷风保护炭黑反应炉燃烧室。
本实用新型是采用如下技术方案实现的：
一种冷风保护炭黑反应炉燃烧室，包括外壳、同轴环套于外壳首端部（为描述方便，将外壳的一端部设为首端部）外的环状的第一冷风管以及至少一个同轴环套于外壳非首端部外的环状的第二冷风管，第一冷风管上设有与供风机连通的第一冷风进口以及多个第一冷风出口，每个第二冷风管上均设有与供风机连通的第二冷风进口以及多个第二冷风出口，外壳内套固有内壁整体呈一级阶梯筒体状的耐火内衬，耐火内衬的首端部（为描述方便，将耐火砖层的一端部设为首端部，其位置与外壳的首端部的位置相对应）的内径大于耐火砖层的非首端部的内径，外壳、耐火内衬形成炉体，炉体的首端部设有与供风机连通的燃烧空气进口以及与煤气风机连通的煤气进口，炉体的首部端设有第一冷风孔组，第一冷风孔组由多个与第一冷风管上的冷风出口相适配的第一冷风孔组成，每个第一冷风孔均为由第一径向冷风孔和轴向冷风孔组成，每个第一径向冷风孔的一端均通过第一冷风支管与第一冷风管上的对应的第一冷风出口连通，每个第一径向冷风孔的另一端均与对应的轴向冷风孔的一端连通，每个轴向冷风孔的另一端均位于耐火砖层的过渡端面且与炉体内连通，炉体的非首部端设有至少一个与第二冷风管相适配的第二冷风孔组，每个第二冷风孔组上均由多个与对应的第二冷风管上的第二冷风出口相适配的第二冷风孔组成，每个第二冷风孔均由第二径向冷风孔和斜孔组成，每个第二径向冷风孔的一端均通过第二冷风支管与对应的第二冷风管上的对应的第二冷风出口连通，每个第二径向冷风孔的另一端均与对应的斜孔的一端连通，每个斜孔的另一端均与炉体内连通且每个斜孔的另一端均位于对应的第二径向冷风孔的另一端的远离炉体首端部的一侧的下方，每个第二冷风孔组上的多个第二冷风孔与第一冷风孔组上的多个第一冷风孔对应布置，每个斜孔的另一端吹入炉体内的斜向冷风均通过对应的轴向冷风孔的另一端吹入炉体内的轴向冷风的导向带动变成轴向冷风。
工作原理：煤气通过煤气风机、煤气进口进入炉体内首端部，一部分燃烧空气通过供风机、燃烧空气进口进入炉体内首端部，另一部分燃烧空气（冷风）通过供风机依次进入冷风管、冷风孔后进入炉体内，第一冷风孔进入炉体内的风为轴向风且从首端部向非首端部的方向吹出，第二冷风孔进入炉体内的风为斜向下的风，但通过第一冷风孔进入的冷风的导向带动，使得从第二冷风孔进入炉体内的冷风变为从首端部向非首端部流动的轴向冷风，使其整体在炉体内壁形成冷风屏障，从而有效降低炭黑反应炉的炉体烧融现象，提高炭黑反应炉燃烧室的使用寿命。
进一步地，燃烧空气进口与高温空气预热器（高温空气预热器为炭黑生产系统中的一个冷却设备）的空气出口连通，高温空气预热器的空气进口与供风机连通，这样的结构设计使得进入炉体内的空气为高温空气，回收热源，提高了炭黑反应炉的燃烧温度，以提供更多的燃烧热用于炭黑裂解。
进一步地，该炭黑反应炉燃烧室还包括其上设有与煤气风机连通的煤气进口和多个周向分布有煤气出口的环状的煤气管，煤气孔为多个且周向均布于炉体的首端部，煤气孔沿炉体的径向布置，煤气孔与煤气出口相适配且通过煤气支管连通，使得煤气进入炉体内时更加均匀，提高炭黑反应炉燃烧室的燃烧效率。
本实用新型所产生的有益效果如下：通过设置其内壁整体呈一级阶梯筒体状的耐火砖层以及巧妙的第一冷风孔和第二冷风孔结构的设置和布局，使得在炭黑反应炉的炉体内壁形成冷风保护屏障，有效降低炉体烧融现象，提高炭黑反应炉燃烧室的使用寿命；同时，该结构不改变炭黑反应原理，不影响炭黑质量且结构简单。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，表示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的整体结构示意图。
图中：1-外壳，2-第一冷风管，3—隔热浇筑层，4—高温铬刚玉砖层，5—第一径向冷风孔，6—轴向冷风孔，7—第二径向冷风孔，8—斜孔，9—第一冷风支管，10—第二冷风支管，11—煤气管，12—煤气支管，13—第一支撑管，14—第二支撑管，15—煤气孔，16—第二冷风管。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面将对本实用新型的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在描述中，需要说明的是，术语 “第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。
下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。
如图1所示，一种冷风保护炭黑反应炉燃烧室，包括外壳1、同轴环套于外壳1首端部（为描述方便，将外壳1的一端部设为首端部）外的环状的第一冷风管2以及至少一个同轴环套于外壳1非首端部外的环状的第二冷风管16，第一冷风管2上设有与供风机连通的第一冷风进口以及多个第一冷风出口，每个第二冷风管16上均设有与供风机连通的第二冷风进口以及多个第二冷风出口，外壳1内套固有内壁整体呈一级阶梯筒体状的耐火内衬，耐火内衬的首端部（为描述方便，将耐火砖层的一端部设为首端部，其位置与外壳1的首端部的位置相对应）的内径大于耐火砖层的非首端部的内径，外壳1、耐火内衬形成炉体，炉体的首端部设有与供风机连通的燃烧空气进口以及与煤气风机连通的煤气进口，炉体的首部端设有第一冷风孔组，第一冷风孔组由多个与第一冷风管2上的冷风出口相适配的第一冷风孔组成，每个第一冷风孔均为由第一径向冷风孔5和轴向冷风孔6组成，每个第一径向冷风孔5的一端均通过第一冷风支管9与第一冷风管2上的对应的第一冷风出口连通，每个第一径向冷风孔5的另一端均与对应的轴向冷风孔6的一端连通，每个轴向冷风孔6的另一端均位于耐火砖层的过渡端面且与炉体内连通，炉体的非首部端设有至少一个与第二冷风管16相适配的第二冷风孔组，每个第二冷风孔组上均由多个与对应的第二冷风管16上的第二冷风出口相适配的第二冷风孔组成，每个第二冷风孔均由第二径向冷风孔7和斜孔8组成，每个第二径向冷风孔7的一端均通过第二冷风支管10与对应的第二冷风管16上的对应的第二冷风出口连通，每个第二径向冷风孔7的另一端均与对应的斜孔8的一端连通，每个斜孔8的另一端均与炉体内连通且每个斜孔8的另一端均位于对应的第二径向冷风孔7的另一端的远离炉体首端部的一侧的下方，每个第二冷风孔组上的多个第二冷风孔与第一冷风孔组上的多个第一冷风孔对应布置，每个斜孔8的另一端吹入炉体内的斜向冷风均通过对应的轴向冷风孔6的另一端吹入炉体内的轴向冷风的导向带动变成轴向冷风。
工作原理：煤气通过煤气风机、煤气进口进入炉体内首端部，一部分燃烧空气通过供风机、燃烧空气进口进入炉体内首端部，另一部分燃烧空气（冷风）通过供风机依次进入冷风管、冷风孔后进入炉体内，第一冷风孔进入炉体内的风为轴向风且从首端部向非首端部的方向吹出，第二冷风孔进入炉体内的风为斜向下的风，但通过第一冷风孔进入的冷风的导向带动，使得从第二冷风孔进入炉体内的冷风变为从首端部向非首端部流动的轴向冷风，使其整体在炉体内壁形成冷风屏障，从而有效降低炭黑反应炉的炉体烧融现象，提高炭黑反应炉燃烧室的使用寿命。
具体实施时，燃烧空气进口与高温空气预热器（高温空气预热器为炭黑生产系统中的一个冷却设备）的空气出口连通，高温空气预热器的空气进口与供风机连通，这样的结构设计使得进入炉体内的空气为高温空气，回收热源，提高了炭黑反应炉的燃烧温度，以提供更多的燃烧热用于炭黑裂解。
具体实施时，该炭黑反应炉燃烧室还包括其上设有与煤气风机连通的煤气进口和多个周向分布有煤气出口的环状的煤气管11，煤气孔15为多个且周向均布于炉体的首端部，煤气孔15沿炉体的径向布置，煤气孔15与煤气出口相适配且通过煤气支管12连通，使得煤气进入炉体内时更加均匀，提高炭黑反应炉燃烧室的燃烧效率。
具体实施时，第一冷风孔组上的多个第一冷风孔周向均布于炉体的首端部，每个第二冷风孔组上的多个第二冷风孔周向均布于炉体的非首端部，使得炭黑反应炉燃烧室的炉体内壁的冷风保护屏障均匀化。
具体实施时，第二冷风孔组为一个，结构具体化；若反应炉长度较长，第二冷风孔组为多个且轴向均布。
具体实施时，第一冷风孔为12个，每个第二冷风孔组上的第二冷风孔均为12个。
具体实施时，煤气管11通过第一支撑管13固定于炉体外壁，第一冷风管2和第二冷风管16均通过第二支撑管14固定于炉体外壁。
具体实施时，耐火内衬的外层为筒体状的隔热浇筑层3，耐火内衬的内层为其内壁整体呈一级阶梯筒体状高温铬刚玉砖层4，其耐火度可达到2150℃，进一步提高炭黑反应炉燃烧室的使用寿命。
以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。尽管参照前述各实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离各实施例技术方案的范围，其均应涵盖权利要求书的保护范围中。
Claims (8)
1.一种冷风保护炭黑反应炉燃烧室，其特征在于，包括外壳（1）、同轴环套于外壳（1）首端部外的环状的第一冷风管（2）以及至少一个同轴环套于外壳（1）非首端部外的环状的第二冷风管（16），第一冷风管（2）上设有与供风机连通的第一冷风进口以及多个第一冷风出口，每个第二冷风管（16）上均设有与供风机连通的第二冷风进口以及多个第二冷风出口，外壳（1）内套固有内壁整体呈一级阶梯筒体状的耐火内衬，耐火内衬的首端部的内径大于耐火砖层的非首端部的内径，外壳（1）、耐火内衬形成炉体，炉体的首端部设有与供风机连通的燃烧空气进口以及与煤气风机连通的煤气进口，炉体的首部端设有第一冷风孔组，第一冷风孔组由多个与第一冷风管（2）上的冷风出口相适配的第一冷风孔组成，每个第一冷风孔均为由第一径向冷风孔（5）和轴向冷风孔（6）组成，每个第一径向冷风孔（5）的一端均通过第一冷风支管（9）与第一冷风管（2）上的对应的第一冷风出口连通，每个第一径向冷风孔（5）的另一端均与对应的轴向冷风孔（6）的一端连通，每个轴向冷风孔（6）的另一端均位于耐火砖层的过渡端面且与炉体内连通，炉体的非首部端设有至少一个与第二冷风管（16）相适配的第二冷风孔组，每个第二冷风孔组上均由多个与对应的第二冷风管（16）上的第二冷风出口相适配的第二冷风孔组成，每个第二冷风孔均由第二径向冷风孔（7）和斜孔（8）组成，每个第二径向冷风孔（7）的一端均通过第二冷风支管（10）与对应的第二冷风管（16）上的对应的第二冷风出口连通，每个第二径向冷风孔（7）的另一端均与对应的斜孔（8）的一端连通，每个斜孔（8）的另一端均与炉体内连通且每个斜孔（8）的另一端均位于对应的第二径向冷风孔（7）的另一端的远离炉体首端部的一侧的下方，每个第二冷风孔组上的多个第二冷风孔与第一冷风孔组上的多个第一冷风孔对应布置，每个斜孔（8）的另一端吹入炉体内的斜向冷风均通过对应的轴向冷风孔（6）的另一端吹入炉体内的轴向冷风的导向带动变成轴向冷风。
2.根据权利要求1所述的一种冷风保护炭黑反应炉燃烧室，其特征在于，燃烧空气进口与高温空气预热器的空气出口连通，高温空气预热器的空气进口与供风机连通。
3.根据权利要求1或2所述的一种冷风保护炭黑反应炉燃烧室，其特征在于，还包括其上设有与煤气风机连通的煤气进口和多个周向分布有煤气出口的环状的煤气管（11），煤气孔（15）为多个且周向均布于炉体的首端部，煤气孔（15）沿炉体的径向布置，煤气孔（15）与煤气出口相适配且通过煤气支管（12）连通。
4.根据权利要求3所述的一种冷风保护炭黑反应炉燃烧室，其特征在于，第一冷风孔组上的多个第一冷风孔周向均布于炉体的首端部，每个第二冷风孔组上的多个第二冷风孔周向均布于炉体的非首端部。
5.根据权利要求4所述的一种冷风保护炭黑反应炉燃烧室，其特征在于，第二冷风孔组为多个且轴向均布。
6.根据权利要求5所述的一种冷风保护炭黑反应炉燃烧室，其特征在于，第一冷风孔为12个，每一个第二冷风孔组上的第二冷风孔均为12个。
7.根据权利要求6所述的一种冷风保护炭黑反应炉燃烧室，其特征在于，煤气管（11）通过第一支撑管（13）固定于炉体外壁，第一冷风管（2）和第二冷风管（16）均通过第二支撑管（14）固定于炉体外壁。
8.根据权利要求7所述的一种冷风保护炭黑反应炉燃烧室，其特征在于，耐火内衬的外层为筒体状的隔热浇筑层（3），耐火内衬的内层为其内壁整体呈一级阶梯筒体状高温铬刚玉砖层（4）。
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