4万吨硬质炭黑反应炉及其炭黑生产工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102181178A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102181178A(43)申请公布日2011.09.14(21)申请号201110058513.4(22)申请日2011.03.01(71)申请人乌海黑猫炭黑有限责任公司地址016035内蒙古自治区乌海市海南区经济开发区(72)发明人陈新中陈忠斌陈文星付祖福李核疆杨春生付志德沈华景江华光(74)专利代理机构乌海市知新专利事务所15104代理人靳红霞(51)Int.Cl.C09C1/50(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图1页(54)发明名称4万吨硬质炭黑反应炉及其炭黑生产工艺(57)摘要本发明公开了一种4万吨硬质炭黑反应炉及其炭黑生产工艺，炭黑反应炉包括燃烧室、喉管、反应室、急冷段。独特设计的反应炉燃烧室使炭黑生产的温度场分布更为合理，合适的喉管角度、长度及内径，保证原料油在喉管处得到充分汽化及剪切，设计合理的反应段及配套的急冷段，使炭黑裂解反应快速进行，同时抑止副反应的发生。本发明采用煤气或天然气作为燃料，原料油范围更广泛，炭黑生产产能高，单耗低，排污少，炭黑品质高。CN10287ACCNN110218117802181181A权利要求书1/1页1.4万吨硬质炭黑反应炉，其炉体包括依次相接的的燃烧室、喉管、反应室、急冷段；其特征在于：燃烧室：包括直管段和喇叭段，直管段占到燃烧室长度的2/3至3/4，直管段设有燃料入口；喉管：包括喇叭段和直管段，所述喇叭段与燃烧室的喇叭段相接，所述喇叭段锥角为9-15度，所述喇叭段开放端口径是收缩端口径的1.7-2.0倍；所述直管段内径与所述喇叭段收缩端口径一致，直管段具有两排原料油喷入口；反应室：呈喇叭状，其收缩端与喉管直管段相接，开放端与急冷段相接，收缩端与开放端的口径比为1∶1.8-1∶2.3，喇叭状的反应段上设有一孔径为40mm-60mm的孔；急冷段：为两节式，该两节均为直管式，第一节内径与反应室出口端内径一致，第二节内径与第一节内径相比是1∶2-1∶2.5。2.如权利要求1所述的4万吨硬质炭黑反应炉，其特征在于：所述喉管的直管段，具有两排原料油喷入口，一排原料油喷入口直径较大，设夹套油枪和添加煤气枪，另一排原料油喷入口直径较小，设原料油枪。3.如权利要求1或2所述的4万吨硬质炭黑反应炉，其特征在于：所述的燃烧室和喉管的内壁采用铬锆系耐火材料。4.如权利要求1或2所述的4万吨硬质炭黑反应炉，其特征在于：所述的反应室和急冷段的内壁采用氧化铬系耐火材料。5.4万吨硬质炭黑反应炉炭黑生产工艺，燃料气从燃料入口进入燃烧室，在燃烧室燃烧形成高温燃烧气流，所述气流将喉管处喷入的原料油带入反应室反应，转化成炭黑，其特征在于：所述的原料油包括芳族烃、石油系烃或脂族饱和烃；所述的燃料包括煤气、焦炉煤气、天然气。6.如权利要求5所述的4万吨硬质炭黑反应炉炭黑生产工艺，其特征在于：所述的芳族烃包括蒽油、二蒽油、防腐油、煤焦油；所述的石油系烃包括芳族烃、杂酚油或羧酸油；所述的脂族饱和烃包括乙烯渣油、催化裂化油，乙炔系不饱和烃，乙烯系烃、戊烷或己烷。2CCNN110218117802181181A说明书1/9页4万吨硬质炭黑反应炉及其炭黑生产工艺技术领域：[0001]本发明涉及炭黑生产工艺，尤其涉及硬质炭黑反应炉及其炭黑生产工艺。背景技术：[0002]炭黑的生产方法有炉法、槽法、热裂法三种。对于炉法炭黑生产线，反应炉是其核心设备，其一般工艺是：空气和燃料在反应炉中燃烧，原料经雾化后喷入燃烧的火焰中，经高温热解生成炭黑；炭黑悬浮于燃余气中形成烟气；烟气经急冷后送空气预热器、油预热器进一步降温，最后送入袋滤器，分离出的炭黑送到造粒机中后在干燥机中干燥。生产不同品种的炭黑需要采用不同结构尺寸的反应炉，反应炉决定着炭黑产品的质量和收率。现有技术中大多是年产2万吨炭黑的反应炉，其炉体结构特点是：燃烧室的直管段长度过短，喇叭段长度过长，燃烧室总体长度又稍短；喉管喇叭段锥角小，喉管直管段内径与反应段内径比不合适，喉管段整体长度偏长；反应室呈直管式，只是内径较喉管直管段内径突然增大；急冷段为直筒式。受炉体结构所限，现有技术生产工艺存在的缺点是：1、生产成本高：燃料使用焦油、蒽油或乙烯油，原料油要求质量高。2、吨炭黑消耗较高。3、炭黑产能低。4、产品着色强度低、压缩吸油值低，品质达不到全钢子午线轮胎的质量要求或勉强达到。发明内容：[0003]本发明的目的在于提供一种单耗低、产能高、产品品质好的硬质炭黑反应炉及其生产工艺。[0004]本发明的4万吨硬质炭黑反应炉，其炉体包括依次相接的的燃烧室、喉管、反应室、急冷段：[0005]燃烧室：包括直管段和喇叭段，直管段占到燃烧室长度的2/3至3/4，直管段设有燃料入口；[0