专利名称：顶部进气的炭黑高温裂解炉的制作方法
技术领域：
顶部进气的炭黑高温裂解炉技术领域[0001]本实用新型涉以天然气制备炭黑的装置，尤其是顶部进气的炭黑高温裂解炉。
背景技术：
[0002]现有技术中，天然气半补强炭黑是以天然气为原料在缺氧不完全燃烧时，部分天然气在1400°C至1100°C裂解生成。天然气裂解有如下特性40(TC以下几乎没有裂解反应， 400°C至1000°C有裂解反应，但速度很慢，1000°C以上随着温度升高，裂解反应速度加快。[0003]已有的炭黑裂解炉未能有效保证天然气预热到足够高温进行裂解，使得裂解工艺变化范围较宽，以致影响制得炭黑的质量。发明内容[0004]本实用新型的发明目的在于提供一种顶部进气的炭黑高温裂解炉，实现节能高效制取炭黑。[0005]本实用新型的目的将通过以下技术措施来实现[0006]本实用新型的优点和效果天然气进口布置在炉体顶部，除操作维护方便之外，使蓄热炉上部蓄热砖成为炉体的高温区，而顶部进入的裂解天然气是低温，在此段使天然气快速预热，这种布置方式可使天然气裂解时温度变化很窄，并可适当提高蓄热温度，从而使蓄热-裂解转换周期更长，处理天然气量更大，生产能力得到提高，以保证产品质量稳定， 品质提升。
[0007]图1是本实用新型结构示意图。[0008]附图标记包括塔基1，底颈2，下壁3，下隔层4，衬壁5，上壁6，顶锥腔7，换热蓄热段8，蓄热裂解段9，支撑汇集段10 ;炭黑烟气出口 a，蓄热烟气出口 b，防爆管口 C，天然气进口和冲刷管口 d，喷燃器接管口 e。
具体实施方式
[0009]
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。[0010]如附图1所示，立式炉体自上而下包括换热蓄热段8、蓄热裂解段9和支撑汇集段 10，炉体上顶部内有顶锥腔7，顶锥腔7对应炉体外连接防爆管口 C和天然气进口和冲刷管口 d，顶锥腔7顶部安装喷燃器接管口 e，换热蓄热段8内有衬壁5和上壁6，蓄热裂解段9 内安装下壁3和下隔层4，支撑汇集 段10内安装塔基I和底颈2，同时支撑汇集段10外连接炭黑烟气出口 a和蓄热烟气出口 b。[0011]塔基I内壁砌筑方形耐热砖，底颈2内壁砌筑环形耐热砖，下壁3内壁以下隔层4 上下分隔砌筑蓄热砖，下隔层4砌筑异型蓄热砖,衬壁5砌筑耐热砖,上壁6内壁砌筑蓄热格子砖。[0012]支撑汇集段10为蓄热和换热两种耐热砖分别错层支撑，其中错层的蓄热部分呈列管式布置。[0013]支撑汇集段10及换热蓄热段8不影响蓄热砖的流通面积，格子砖的排列能提高天然气与蓄热砖接触面积。[0014]蓄热裂解段9的内壁具有独特的轴向和周向固定方式，换热蓄热段8与蓄热裂解段9具有独特的密封方式。[0015]前述中，塔基I内壁的方形耐热砖安放在混凝土上，底颈2内的环形耐热砖沿炉体呈环形分布，塔基I和底颈2共同支撑上部炉体内壁结构的重量；塔基I的方形耐热砖之间的间隙大于下壁3的蓄热砖的流通孔，裂解后的炭黑烟气通过该间隙进入炭黑烟气出口 a。[0016]前述中，下壁3的蓄热砖有凹凸面，保证蓄热部分的轴向固定。下壁3的蓄热砖中有流通孔，每层蓄热砖有凹凸槽，蓄热砖采用错层方式交叉布置，上壁6的格子砖和塔基 I的方形耐热砖逐层交叉排列，下壁3及其蓄热砖保证天然气从上至下进行裂解，并保证蓄热砖轴向固定，不至于坍塌；格子砖和方形耐热砖对齐堆砌方式保证不遮挡蓄热砖中间的流通孔；下壁3的蓄热砖错层布置，加固蓄热部分，最下面层蓄热砖边沿安放在底颈2的环形耐热砖上；上壁6的格子砖错层布置，与四周衬壁5的耐热砖固定，耐热砖安放在下隔层 4异型蓄热砖四周，保证通过格子砖的天然气能进入蓄热砖的流通孔裂解。[0017]前述中，下隔层4的异型蓄热砖设置间断若干层，位于下面的异型蓄热砖层是对下壁3内壁的蓄热砖进行周向固定，最上面异型蓄热砖层安放衬壁5的耐热砖，以密闭腔体，保证天然气必须通过下壁3的蓄热砖的流通孔；下隔层4的异型蓄热砖布置在下壁3的蓄热砖四周，与炉体连接，周向固定换热蓄热段8。[0018]第一段为换热蓄热段8完成预热，该段采用蓄热格子砖砌筑，具有接触面积大、 空隙大特性，能使天然气在短时间内温度提高到800°C至1000°C，同时避免大量裂解炭黑生成附集在格子砖上，从而使炭黑的收率得到提高；第二段为蓄热裂解段9，采用专用蓄热砖，该段使高温天然气充分裂解附集，在反吹气流通过时有足够的速度使附集在此处炭黑带走；第三段为支撑汇集段10，主要作用是支撑上面的一、二段蓄热砖，同时汇集加热气流去烟囱，汇集裂解和反吹气流到主袋。[0019]本实用新型在工作时，在生产停滞阶段，关闭天然气进口和冲刷管口 d和出口，持续对炉膛进行加热，保证下壁3的蓄热砖和上壁6格子砖能够吸收足够多的热量，保证天然气能达到裂解成炭黑的温度，打开天然气进口和冲刷管口 d对炉体内进行清理；在生产过程阶段，关闭蓄热烟气出口 b，天然气进入顶锥腔7，这时，天然气温度还没有达到所需要裂解的温度，通过换热蓄热段8，上壁6的格子砖能增加与天然气的接触面积，保证天然气迅速换热升温，达到裂解成炭黑所需温度，再向下经过蓄热裂解段9，通过下壁3的蓄热砖中的流通孔进行裂解；最后，气流以一定的速度带走蓄热砖上的炭黑烟气，通过塔基I的方形支撑耐热砖中的间隙从炭黑烟气出口 a出去，完成整个反应过程。[0020]本实用新型中，加热燃烧室顶锥腔7和天然气进口和冲刷管口 d布置在炉体顶部， 两种气流流向一致。除操作维护方便之外，使蓄热炉上部蓄热砖成为炉体的高温区，而顶部进入的裂解天然气是低温，在此段使天然气快速预热，这种布置方式可使天然气裂解时温度变化很窄，并可适当提高蓄热温度，从而使蓄热-裂解转换周期更长，处理天然气量更大，生产能力得到提高，以保证产品质量稳定，品质提升。[0021]本实用新型中，燃料天然气可用其它可燃性气体如高炉煤气等取代，原料天然气可用碳氢化合物取代。[0022]在以上实施例中， 未及叙述的安全，及安装技术，以及涉及实施的其他必要技术等采用现有技术，不再依次列举详述。
权利要求1.顶部进气的炭黑高温裂解炉，其特征在于，立式炉体自上而下包括换热蓄热段(8)、蓄热裂解段(9)和支撑汇集段(10)，炉体上顶部内有顶锥腔(7)，顶锥腔(7)对应炉体外连接防爆管ロ(c)和天然气进口和冲刷管ロ(d)，顶锥腔(7)顶部安装喷燃器接管ロ(e)，换热蓄热段⑶内有衬壁(5)和上壁(6)，蓄热裂解段(9)内安装下壁(3)和下隔层⑷，支撑汇集段(10)内安装塔基(I)和底颈(2)，同时支撑汇集段(10)外连接炭黑烟气出口(a)和蓄热烟气出口(b)。
2.如权利要求1所述的顶部进气的炭黑高温裂解炉，其特征在于，塔基(I)内壁砌筑方形耐热砖，底颈(2)内壁砌筑环形耐热砖，下壁(3)内壁以下隔层(4)上下分隔砌筑蓄热砖，下隔层(4)砌筑异型蓄热砖，衬壁(5)砌筑耐热砖,上壁(6)内壁砌筑蓄热格子砖。
3.如权利要求1所述的顶部进气的炭黑高温裂解炉，其特征在于，支撑汇集段(10)为蓄热和换热两种耐热砖分别错层支撑，其中错层的蓄热部分呈列管式布置。
4.如权利要求1所述的顶部进气的炭黑高温裂解炉，其特征在于，塔基(I)内壁的方形耐热砖安放在混凝土上，底颈(2)内的环形耐热砖沿炉体呈环形分布，塔基(I)和底颈(2)共同支撑上部炉体内壁结构的重量；塔基(I)的方形耐热砖之间的间隙大于下壁(3)的蓄热砖的流通孔。
5.如权利要求1所述的顶部进气的炭黑高温裂解炉，其特征在于，下壁(3)的蓄热砖有凹凸面,保证蓄热部分的轴向固定；下壁(3)的蓄热砖中有流通孔,姆层蓄热砖有凹凸槽，蓄热砖采用错层方式交叉布置，上壁(6)的格子砖和塔基(I)的方形耐热砖逐层交叉排列；下壁(3)的蓄热砖错层布置，加固蓄热部分，最下面层蓄热砖边沿安放在底颈(2)的环形耐热砖上；上壁出)的格子砖错层布置，与四周衬壁(5)的耐热砖固定，耐热砖安放在下隔层(4)异型蓄热砖四周。
6.如权利要求1所述的顶部进气的炭黑高温裂解炉，其特征在于，下隔层(4)的异型蓄热砖设置间断若干层，位于下面的异型蓄热砖层是对下壁(3)内壁的蓄热砖进行周向固定，最上面异型蓄热砖层安放衬壁(5)的耐热砖；下隔层(4)的异型蓄热砖布置在下壁(3)的蓄热砖四周，与炉体连接，周向固定换热蓄热段(8)。
专利摘要顶部进气的炭黑高温裂解炉，立式炉体自上而下包括换热蓄热段(8)、蓄热裂解段(9)和支撑汇集段(10)，炉体上顶部内有顶锥腔(7)，顶锥腔(7)对应炉体外连接防爆管口(c)和天然气进口和冲刷管口(d)，顶锥腔(7)顶部安装喷燃器接管口(e)，天然气进口布置在炉体顶部，除操作维护方便之外，使蓄热炉上部蓄热砖成为炉体的高温区，而顶部进入的裂解天然气是低温，在此段使天然气快速预热，这种布置方式可使天然气裂解时温度变化很窄，并可适当提高蓄热温度，从而使蓄热一裂解转换周期更长，处理天然气量更大，生产能力得到提高，以保证产品质量稳定，品质提升。
文档编号C09C1/50GK202865156SQ20122058851
公开日2013年4月10日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日
发明者赵宽明, 王国元, 刘寒津 申请人:新疆雅克拉炭黑有限责任公司