专利名称：节能回收器与生产炭黑的反应装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于炭黑生产设备，特别涉及炭黑生产线上的反应装置。
背景技术：
炭黑生产线上，现有反应装置主要由反应炉和急冷水炉管停留段组成。煤焦油在反应炉中通过燃料油高温裂解形成炭黑，需终止反应时，急冷水经炉管停留段喷入炭黑烟
气，使1250'C的炭黑烟气下降到950'C左右。在这过程中，降温30(TC所释放出的热量被白白浪费，若为万吨级生产线，这30(TC降温的能量损失和急冷水的消耗是巨大的。再者，大量的急冷水形成了大量的水蒸气，势必影响炭黑的品质，并且使其后置设备一一烟气袋滤器的负荷增大。急冷水的消耗越多，就越容易降低烟气袋滤器的使用寿命，并很容易使其损坏，如更换烟气袋滤器，则会影响整个炭黑生产线的正常运行，甚至可能造成炭黑生产线停产。发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种节能回收器和生产炭黑的新型反应装置，以回收炭黑烟气降温过程释放出的热量，节约工业用水，提高炭黑的品质。
本实用新型所述节能回收器包括外壳、支撑外壳的底座、换热管、管板和耐火层；外壳设置有膨胀节，外壳的壁上开设有进水口、蒸汽出口和排污口；管板为两个，其上设置有与换热管外径匹配的多个通孔，两个管板分别安装在外壳两端的内腔中，其周边与外壳的内壁为密封式连接；耐火层为两段，其上设置的通孔数量与管板上的通孔数量相同，其上设置的通孔位置与管板上的通孔位置对应，其上设置的通孔尺寸与换热管外径匹配，两段耐火层分别安装在外壳两端内腔的端口处；换热管的主体部段位于两管板与外壳内壁围成的热交换室内，换热管的两端分别插入位于外壳两端的管板和耐火层的通孔中，且其外壁与管板通孔的内壁为密封式连接。
上述节能回收器中，两管板与外壳内壁围成的热交换室(又称"壳程")为密闭腔体，管程介质为炭黑烟气，壳程介质为工业用水。
本实用新型所述生产炭黑的反应装置是对现有反应装置的改进，改进之处是将急冷水炉管停留段用节能回收器替换。本实用新型所述生产炭黑的反应装置包括反应炉及与反应炉的炭黑烟气输出口连接的节能回收器，所述节能回收器的结构如上所述。
为了防止换热管在重力的作用下变形，本实用新型采取的技术措施是在热交换室内增加支撑板和拉杆，支撑板上设置有插装换热管的通孔，所述通孔的位置与管板上的通孔位置对应，支撑板套装在换热管的主体部段且与管板相隔有间距，拉杆的两端分别与管板和支撑板连接。
当炭黑生产线正常运行时，反应炉中的炭黑烟气进入节能回收器的换热管，换热管管程125(TC的炭黑烟气与通过外壳上的进水口进入壳程的工业用水进行热交换，使管程的炭黑烟气温度降低到950'C，达到炭黑生产工艺的要求后输出；壳程的工业用水吸热产生饱和蒸汽，所述饱和蒸汽通过外壳壁上开设的蒸汽出口进入蒸汽收集器，收集的饱和蒸汽将被合理利用，进行发电。
本实用新型具有以下有益效果
1、 用本实用新型所述节能回收器替换急冷水炉管停留段对炭黑生产线的工艺流程无任何不良影响。
2、 本实用新型所述节能回收器与反应炉组成的生产炭黑的新型反应装置不仅能回收炭黑烟气降温过程释放出的热量，将其用于产生饱和蒸汽进行发电，而且能节约大量的工业用水。
3. 使用本实用新型所述生产炭黑的反应装置，可大大减少炭黑烟气中的水蒸气含量，因而不但能提高炭黑的品质，而且能降低烟气袋滤器的负荷，延长其使用寿命。
4. 本实用新型所述节能回收器结构简单，运行稳定，操作安全，检修方便，在大型炭黑生产线上使用能产生很大的经济效益和社会效益。
图1是本实用新型所述节能回收器的一种结构简图；图2是图1的左视图；图3是图1的俯视图；图4是支撑板的一种结构简图5是本实用新型所述生产炭黑的反应装置的一种结构简图。
图中，l一外壳、2—耐火层、3—管板、4一换热管、5—蒸汽输出管、6—支撑板、
7—膨胀节、8—拉杆、9—底座、10~排污管、ll一进水管、12—反应炉。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型所述节能回收器和生产炭黑的反应装置的具体结构作进一步说明。实施例l
本实施例中的节能回收器用于2万吨/年的炭黑生产线，其结构如图l、图2、图3所示，由外壳l、支撑外壳的底座9、换热管4、管板3、耐火层2、支撑板6和拉杆8构成。
外壳l为圆筒壳体，沿其轴线设置有膨胀节7，以适应温度变化引起的膨胀和收縮；外壳l的顶壁上开设有四个蒸汽出口，四个蒸汽出口沿外壳的轴向相隔一定间距排列，各蒸汽出口均连接有蒸汽输出管5;外壳1的下侧壁对称开设有三对(六个)进水口，三对进水口沿外壳的轴向相隔一定间距排列，各进水口均连接有进水管ll，所述进水管为"L形"，其进水口向上；外壳1的下底壁开设有一个排污口，所述排污口连接有排污管IO。管板3为圆板，数量为两个，其上设置有与换热管4外径匹配的42个通孔，两个管板分别安装在外壳1两端的内腔中，其周边与外壳的内壁通过焊接形成密封式连接。耐火层2为两段，其上设置的通孔数量与管板上的通孔数量相同，其上设置的通孔位置与管板上的通孔位置对应，其上设置的通孔尺寸与换热管外径匹配，两段耐火层2分别安装在外壳1两端内腔的端口处；换热管4为圆管，数量42根，其主体部段位于两管板与外壳内壁围成的热交换室内，换热管4的两端分别插入位于外壳两端的管板和耐火层的通孔中，且其外壁与管板通孔的内壁通过焊接形成密封式连接。支撑板6的形状和构造如图4所示，其上设置有插装换热管的通孔，所述通孔的位置与管板上的通孔位置对应，支撑板套装在换热管4的主体部段且与管板相隔有间距，拉杆8的两端分别与管板和支撑板连接。
本实施例中，外壳1、换热管4、支撑板6和拉杆8均用低锰合金钢(Q345R)制作，耐火层2用耐火水泥制作。
实施例2
本实施例中，生产炭黑的反应装置如图5所示，包括反应炉12和节能回收器。反应炉12主要由炉体、加热控温装置组成，节能回收器的结构与实施例l所述结构相同。
权利要求1、一种节能回收器，其特征在于包括外壳(1)、支撑外壳的底座(9)、换热管(4)、管板(3)和耐火层(2)，外壳(1)设置有膨胀节(7)，外壳(1)的壁上开设有进水口、蒸汽出口和排污口，管板(3)为两个，其上设置有与换热管(4)外径匹配的多个通孔，两个管板分别安装在外壳(1)两端的内腔中，其周边与外壳的内壁为密封式连接，耐火层(2)为两段，其上设置的通孔数量与管板上的通孔数量相同，其上设置的通孔位置与管板上的通孔位置对应，其上设置的通孔尺寸与换热管外径匹配，两段耐火层(2)分别安装在外壳(1)两端内腔的端口处；换热管(4)的主体部段位于两管板与外壳内壁围成的热交换室内，换热管(4)的两端分别插入位于外壳两端的管板和耐火层的通孔中，且其外壁与管板通孔的内壁为密封式连接。
2、 根据权利要求1所述的节能回收器，其特征在于还包括支撑板(6)和拉杆(8)，支撑板上设置有插装换热管的通孔，所述通孔的位置与管板上的通孔位置对应，支撑板套装在换热管(4)的主体部段且与管板相隔有间距，拉杆(8)的两端分别与管板和支撑板连接。
3、 一种生产炭黑的反应装置，包括反应炉(12)，其特征在于还包括与反应炉的炭黑烟气输出口连接的节能回收器，所述节能回收器包括外壳(1)、支撑外壳的底座(9)、换热管(4)、管板(3)和耐火层(2),外壳(1)设置有膨胀节(7)，外壳(1)的壁上开设有进水口、蒸汽出口和排污口，管板(3)为两个，其上设置有与换热管(4)外径匹配的多个通孔，两个管板分别安装在外壳(1)两端的内腔中，其周边与外壳的内壁为密封式连接，耐火层(2)为两段，其上设置的通孔数量与管板上的通孔数量相同，其上设置的通孔位置与管板上的通孔位置对应，其上设置的通孔尺寸与换热管外径匹配，两段耐火层(2)分别安装在外壳(1)两端内腔的端口处；换热管(4)的主体部段位于两管板与外壳内壁围成的热交换室内，换热管(4)的两端分别插入位于外壳两端的管板和耐火层的通孔中，且其外壁与管板通孔的内壁为密封式连接。
4、根据权利要求3所述的生产炭黑的反应装置，其特征在于还包括支撑板(6)和拉杆(8)，支撑板上设置有插装换热管的通孔，所述通孔的位置与管板上的通孔位置对应，支撑板套装在换热管(4)的主体部段且与管板相隔有间距，拉杆(8)的两端分别与管板和支撑板连接。
专利摘要一种节能回收器，包括外壳、换热管、管板和耐火层。外壳设置有膨胀节，外壳的壁上开设有进水口、蒸汽出口和排污口；管板为两个，其上设置有与换热管外径匹配的多个通孔，两个管板分别安装在外壳两端的内腔中，其周边与外壳的内壁为密封式连接；耐火层为两段，其上设置的通孔数量与管板上的通孔数量相同，其上设置的通孔尺寸与换热管外径匹配，两段耐火层分别安装在外壳两端内腔的端口处；换热管的主体部段位于两管板与外壳内壁围成的热交换室内，换热管的两端分别插入位于外壳两端的管板和耐火层的通孔中，且其外壁与管板通孔的内壁为密封式连接。一种生产炭黑的反应装置，包括反应炉及与反应炉的炭黑烟气输出口连接的节能回收器。
文档编号C01B31/02GK201415946SQ20092008031
公开日2010年3月3日 申请日期2009年4月21日 优先权日2009年4月21日
发明者叶财庆, 弦 周, 晨 张, 文 戴, 勇 白 申请人:成都发动机(集团)有限公司