一种年产4万吨硬质炭黑生产线急冷锅炉装置制造方法

一种年产4万吨硬质炭黑生产线急冷锅炉装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种年产4万吨硬质炭黑生产线急冷锅炉装置，烟气进口装置连接急冷锅炉，急冷锅炉通过上升管连接汽包，汽包通过下降管连接急冷锅炉，急冷锅炉连接烟气出口装置，所述换热器是进行烟气热循环交换的主要部件，所述内管为高温烟气通道，所述内套管和外套管之间为水通道。本实用新型的有益效果是：可以充分利用炭黑在生产过程中的余热产生蒸汽，同时，部分取代急冷水的作用，达到了节约用水，提高尾气的热值，保护重点设备等优点。
【专利说明】一种年产4万吨硬质炭黑生产线急冷锅炉装置

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种锅炉装置，尤其涉及一种年产4万吨硬质炭黑生产线急冷锅炉装置。

【背景技术】
[0002]目前市场上年产四万吨硬质炭黑反应区域装置，如图1所示，主要要由空气整流器1、空气煤气混合器2、燃烧室3、喉口 4、反应室5、急冷段6、汽化室7和空气预热器9八大部件组成，每个部件前后由法兰连接，空气预热器底座8浇注有耐火砖10 ;其工作原理是:高温空气从空气整流器I进入，与空气煤气混合器2的煤气混合，进入燃烧室3中进行完全燃烧，产生高温(1927°C )，供给原料油裂解所需的合格燃烧气流；燃烧室3产生的高温气流在喉口 4处获得强大动能，气流速度达500米/秒以上。原料油在强大的热能、动能作用下迅速汽化、雾化，形成雾化流混合物进入反应室5 ;反应室5的作用是维持炭黑裂解所需的反应温度，雾化原料油进入反应室5后，由于断面突然扩大进一步受剪切力的作用，不完全燃烧裂解在此瞬间完成，原料油迅速裂解生成炭黑悬浮于燃余气中进入急冷段6 ;急冷段6的作用是向炉内炭黑燃余气喷入急冷水，将高温炭黑烟气以极短的时间(10_2 —10_3秒钟)冷却到1000°C以下，迅速终止炭黑的副反应的发生，控制反应生成物在高温区的停留时间，减少炭黑的表面粗糙度。汽化室7的作用是给急冷段喷入大量急冷水以足够的汽化空间和时间，避免未汽化的水附在管壁，引起炭黑粘糊，堵塞管道；空气预热器9的作用把参与燃烧的空气加热到750°C—800°C，降低消耗。但是，高流速的高温炭黑烟气直接对空气预热器底座8的耐火砖10进行冲刷，降低了空气预热器底座8的使用寿命。


【发明内容】

[0003]炭黑生成过程中有大量的预热未得到利用，因此研究充分利用余热，降低消耗至关重要。通过在汽化段处增加一种急冷锅炉装置进行热交换，可利用该处高达100(TC的余热，还能减少急冷段的用水量。本实用新型的技术核心:一是充分利用炭黑在生产过程中的余热产生蒸汽；二是部分取代急冷水用量，节约用水；三是提高尾气的热值；四是保护重点设备(空气预热器和收集袋滤器)。
[0004]本实用新型是这样来实现的，一种年产4万吨硬质炭黑生产线急冷锅炉装置，它包括烟气进口装置、烟气出口装置、汽包、上升管、下降管和急冷锅炉，其特征在于:所述急冷锅炉内置有换热器、内管、内套管和外套管；所述烟气进口装置和烟气出口装置设有人孔，所述烟气进口装置连接急冷锅炉，急冷锅炉通过上升管连接汽包，汽包通过下降管连接急冷锅炉，急冷锅炉连接烟气出口装置，所述换热器是进行烟气热循环交换的主要部件，所述内管为高温烟气通道，所述内套管和外套管之间为水通道。
[0005]本实用新型所述人孔，便于现场检修和清理，防止换热管堵塞。
[0006]本发明工作原理是:1000°C左右的高温烟气通过汽化室进入烟气进口装置和急冷锅炉中的软化水进行热交换，从而降低烟气的温度。汽包与换热器本体之间是以进入汽包的软化水通过下降管进入换热器；经过换热器本体进行热交换后的汽水混合物再通过上升管进入汽包后进行气液分离；分离后的气体通过蒸汽出口进入系统，而液体则通过下降管进入换热器本体进行热交换这样反复循环，从而降低烟气的温度。通过这种处理，可把1000°C高温烟气温度降到900°C。
[0007]本实用新型与原技术对比后的有益效果:1、原技术为了终止炭黑的副反应的发生，在急冷段喷入大量的冷却水，同时也降低了尾气的热值；本技术每小时可大约减少4吨急冷水的用量，尾气热值提高了 15%，供发电厂发电，提高公司的效益。
[0008]2、原技术大量的急冷水喷入炉内产生大量的蒸汽，增大了收集袋滤器的负荷，并同时大量的水汽进入收集袋滤器，因原料油为煤焦油，反应后有少量的二氧化硫气体，该气体与水汽反应生产硫酸和亚硫酸，对滤袋具有腐蚀作用；而本技术通过热交换减少了急冷水的用量，降低了收集袋滤器的负荷和提升了滤袋的使用寿命。
[0009]3、原技术装置不能产生蒸汽；本技术每小时可产生6吨蒸汽，产生的蒸汽一部分内部用，另一部分可外卖；提高企业的利润增长点。
[0010]4、本技术可减少高流速的高温烟气对空气预热器底座耐火砖的冲刷，从而更好地保护了设备，提高了该设备的使用率。

【专利附图】

【附图说明】
[0011]图1为原年产四万吨硬质炭黑反应区域装置的结构示意图。
[0012]图2为本实用新型的结构示意图。
[0013]在图中，I空气整流器，2、空气煤气混合器，3、燃烧室，4、喉口，5、反应室，6、急冷段，7、汽化室，8、空气预热器底座，9、空气预热器，10、耐火砖，11、烟气进口装置，12汽包，13、人孔，14、换热器，15、上升管，16、内管，17、下降管，18、内套管，19、外套管，20、烟气出口装置，21、急冷锅炉。

【具体实施方式】
[0014]以下结合【专利附图】

【附图说明】对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围。
[0015]如图2所示，本实用新型是这样来工作和实施的，一种年产4万吨硬质炭黑生产线急冷锅炉装置，它包括烟气进口装置11、烟气出口装置20、汽包12、上升管15、下降管17和急冷锅炉21，其特征在于:所述急冷锅炉21内置有换热器14、内管16、内套管18和外套管19 ;所述烟气进口装置11和烟气出口装置20设有人口 13，所述烟气进口装置11连接急冷锅炉21，急冷锅炉21通过上升管15连接汽包12，汽包12通过下降管17连接急冷锅炉21，急冷锅炉21连接烟气出口装置20，所述换热器14是进行烟气热循环交换的主要部件，所述内管16为高温烟气通道，所述内套管18和外套管19之间为水通道。
[0016]工作时，1000°C左右的高温烟气通过汽化室7进入烟气进口装置11和急冷锅炉21中的软化水进行热交换，从而降低烟气的温度。汽包12与换热器14本体之间是以进入汽包12的软化水通过下降管17进入换热器11 ;经过换热器11本体进行热交换后的汽水混合物再通过上升管15进入汽包12后进行气液分离；分离后的气体通过蒸汽出口进入系统，而液体则通过下降管17进入换热器14本体进行热交换这样反复循环，从而降低烟气的温度。通过这种处理，可把1000°C高温烟气温度降到900°C。从图2可看出经过设计后，高流速的高温炭黑烟气很难对空气预热器底座18的耐火砖20进行冲刷，从而保护了空气预热器底座18。
【权利要求】
1.一种年产4万吨硬质炭黑生产线急冷锅炉装置，它包括烟气进口装置、烟气出口装置、汽包、上升管、下降管和急冷锅炉，其特征在于:所述急冷锅炉内置有换热器、内管、内套管和外套管；所述烟气进口装置和烟气出口装置设有人孔，所述烟气进口装置连接急冷锅炉，急冷锅炉通过上升管连接汽包，汽包通过下降管连接急冷锅炉，急冷锅炉连接烟气出口装置，所述换热器是进行烟气热循环交换的主要部件，所述内管为高温烟气通道，所述内套管和外套管之间为水通道。
【文档编号】F22B1/18GK204005900SQ201420225448
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年5月5日 优先权日:2014年5月5日
【发明者】戚伦辉, 王强, 陈忠斌, 于球军 申请人:唐山黑猫炭黑有限责任公司