一种高效节能炭黑反应炉的制作方法

本实用新型涉及一种炭黑制备设备，确切地说是一种高效节能炭黑反应炉。

背景技术：

炭黑在橡胶等行业中有着极为广泛的应用，使用量巨大，在进行炭黑生产时，主要是通过原料油等反应炉内在高温环境下发生裂解反应制备得到的，为了满足生产工艺的需要，当前的反应炉往往采用的是一端通过燃料油为反应炉提供反应温度条件，另一端通过高压风机等设备将经过裂解后含有炭黑的混合空气从反应炉中排出，并进入到下一步工序中，因此，反应炉运行的工作效率和运行能耗，直接影响着炭黑生产效率和能耗成本，但在实际使用中发现，当前的各类炭黑反应炉均采用传统的机构，虽然可以满足生产需要，但在反应炉温控制、尾气余热回收利用中均存在着较大的缺陷，尤其是尾气余热回收利用作业时，但前仅能将高温尾气中的热量通过热交换方式用做反应炉燃料燃烧预热等作用，且换热效率相对低下，而在对炉体进行降温时，则是直接通过循环水直接降温，这种降温方式不仅降温效率差，且易造成大量的水资源浪费，从而导致当前的炭黑反应炉运行时一方面燃料余热效率相对较低，导致反应炉运行能耗增加，另一方面也会造成大量的冷凝水资源和尾气余热资源浪费，因此针对这一现象，迫切需要开发一种新型的炭黑反应炉设备，以满足实际使用的需要。

技术实现要素：

针对现有技术上存在的不足，本实用新型提供一种高效节能炭黑反应炉，该新型结构简单，使用灵活方便，一方面可有效的提高反应炉的加热效率、燃料油的燃烧效率，从而达到提高原料油裂解反应效率，降低燃料油损耗的目的，另一方面可高效对裂解后混合有炭黑的尾气进行余热回收，并通过利用回收的尾气实现对燃料油燃烧空气预热和对反应炉运行降温操作，从而进一步达到提高反应炉运行效率，降低资源损耗的目的。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

一种高效节能炭黑反应炉，包括承载底座、炉头、燃烧嘴、反应炉室、射流风机、导流管、水冷降温冷却装置、空气涡流管及导流风机，反应炉室轴线与承载底座上表面平行分布，并通过滑轨安装在承载底座上表面，反应炉室为横截面呈圆形腔体结构，反应炉室前端与炉头连接并同轴分布，炉头上均布至少若干燃烧嘴，且各燃烧嘴前端至少1/2长度部分嵌于反应炉室内，并与反应炉室轴线呈0°—90°夹角，反应炉室末端设出料口，射流风机与反应炉室连接，并与出料口相互连通，射流风机与出料口同轴分布，导流管与反应炉室末端连接并同轴分布，导流管包覆在射流风机外部，反应炉室侧表面上均布若干加料口和进气口，且各加料口和进气口均环绕反应炉室轴线均布，加料口与原料供给管路连通，进气口通过导流管与空气涡流管相互连通，空气涡流管至少一个，并安装在承载底座上，空气涡流管进气口通过导流风机与导流管连通，且导流风机位于射流风机出风口一侧，并通过过滤装置与导流管相互连通，空气涡流管高温气体排气口通过导流管与炉头相互连通，空气涡流管低温气体排气口通过导流管分别与反应炉室的进气口和水冷降温冷却装置相互连通，水冷降温冷却装置安装承载底座上，包括蓄水槽、水循环泵及换热管，换热管环绕反应炉室轴线均布在反应炉室外表面，且换热管两端分别与蓄水槽相互连通，水循环泵至少一个，嵌于蓄水槽内并与换热管一端连通，蓄水槽另通过导流管与空气涡流管的低温气体排气口相互连通。

进一步的，所述的炉头处设空气预热器，所述的空气预热器通过导流管与空气涡流管高温气体排气口相互连通。

进一步的，所述的导流管外表面设至少一个热交换器。

进一步的，所述的反应炉室的炉壁包括耐高温内衬层、隔热防护层、硬质承载层和硬质护套层，所述的硬质承载层通过隔热防护层分别与耐高温内衬层和硬质护套层连接，所述的硬质承载层位于耐高温内衬层和硬质护套层之间，并包覆在耐高温内衬层外侧。

本新型结构简单，使用灵活方便，一方面可有效的提高反应炉的加热效率、燃料油的燃烧效率，从而达到提高原料油裂解反应效率，降低燃料油损耗的目的，另一方面可高效对裂解后混合有炭黑的尾气进行余热回收，并通过利用回收的尾气实现对燃料油燃烧空气预热和对反应炉运行降温操作，从而进一步达到提高反应炉运行效率，降低资源损耗的目的。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

图1为本新型结构示意图；

图2为反应炉室炉壁结构示意图；

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1和2所述的一种高效节能炭黑反应炉，包括承载底座1、炉头2、燃烧嘴3、反应炉室4、射流风机5、导流管6、水冷降温冷却装置7、空气涡流管8及导流风机9，反应炉室4轴线与承载底座1上表面平行分布，并通过滑轨10安装在承载底座1上表面，反应炉室4为横截面呈圆形腔体结构，反应炉室4前端与炉头2连接并同轴分布，炉头2上均布至少若干燃烧嘴3，且各燃烧嘴3前端至少1/2长度部分嵌于反应炉室4内，并与反应炉室轴线呈0°—90°夹角，反应炉室4末端设出料口41，射流风机5与反应炉室4连接，并与出料口41相互连通，射流风机5与出料口41同轴分布，导流管6与反应炉室4末端连接并同轴分布，导流管6包覆在射流风机5外部，反应炉室4侧表面上均布若干加料口42和进气口43，且各加料口42和进气口43均环绕反应炉室4轴线均布，加料口42与原料供给管路连通，进气口43通过导流管6与空气涡流管8相互连通，空气涡流管8至少一个，并安装在承载底座1上，空气涡流管8进气口通过导流风机9与导流管6连通，且导流风机9位于射流风机5出风口一侧，并通过过滤装置11与导流管6相互连通，空气涡流管8高温气体排气口通过导流管6与炉头2相互连通，空气涡流管8低温气体排气口通过导流管6分别与反应炉室4的进气口43和水冷降温冷却装置7相互连通，水冷降温冷却装置7安装承载底座1上，包括蓄水槽71、水循环泵72及换热管73，换热管73环绕反应炉室4轴线均布在反应炉室4外表面，且换热管73两端分别与蓄水槽71相互连通，水循环泵72至少一个，嵌于蓄水槽71内并与换热管73一端连通，蓄水槽71另通过导流管6与空气涡流管8的低温气体排气口相互连通。

本实施例中，所述的炉头2处设空气预热器12，所述的空气预热器12通过导流管6与空气涡流管8高温气体排气口相互连通。

本实施例中，所述的导流管6外表面设至少一个换热器。

本实施例中，所述的反应炉室4的炉壁包括耐高温内衬层401、隔热防护层402、硬质承载层403和硬质护套层404，所述的硬质承载层403通过隔热防护层402分别与耐高温内衬层401和硬质护套层404连接，所述的硬质承载层403位于耐高温内衬层401和硬质护套层404之间，并包覆在耐高温内衬层外401侧。

本新型在具体使用时，首先通过炉头对反应炉室加热，并通过反应炉室对原料油进行裂解反应，然后经过裂解后含有大量炭黑的尾气通过射流风机作用，高速从反应炉室中排出，从而满足连续进行裂解反应的需要，提供反应炉室工作效率，在尾气从反应炉室排出后，尾气在导流管中一方面通过换热器进行余热回收，另一方面通过导流风机直接将经过过滤后不好炭黑的高温尾气引入到空气涡流管中，高温尾气在空气涡流管作用下，被分为一部分低温气体和一部分温度高于初始温度的高温气体，然后由低温气体一方面直接对反应炉室进行降温，另一方面对水冷降温冷却装置的冷却水进行降温，从而达到提高反应炉室温度控制和降低冷却介质损耗的目的，同时由高温气体对炉头中的燃料进行预热作业，由于空气涡流管中获得的高温气体温度远高于传统换热器获得的尾气余热，从而可极大的提高燃料的预热效率和预热温度，有助于提高燃料的燃烧效率，降低燃料损耗，同时空气涡流管中的高温气体另可作为其它设备运行热原使用。

本新型结构简单，使用灵活方便，一方面可有效的提高反应炉的加热效率、燃料油的燃烧效率，从而达到提高原料油裂解反应效率，降低燃料油损耗的目的，另一方面可高效对裂解后混合有炭黑的尾气进行余热回收，并通过利用回收的尾气实现对燃料油燃烧空气预热和对反应炉运行降温操作，从而进一步达到提高反应炉运行效率，降低资源损耗的目的。

本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。