一种改进的硬质炭黑反应炉的制作方法

本实用新型涉及炭黑生产技术领域，特别涉及一种改进的硬质炭黑反应炉。

背景技术：

炭黑是原料油(煤焦油、蒽油、乙烯焦油等)在反应炉中高温、高流速的工况下不完全燃烧生成的。现有技术炭黑生产中应用最广泛的设备是六段式反应炉，其包括依次连接的炉头、燃烧段、喉管段、反应段、冷却段和停留段六个部分。

该炭黑反应炉的工作原理是：煤气与空气通过炉头进入燃烧段，再在燃烧段完全燃烧，产生高温高速气流，随后进入喉管段；此时原料油经喉管段设置的油枪喷入喉管段，随后在喉管段和反应段内与来自燃烧段的高温高速气流接触混合，原料油迅速汽化并裂解生成炭黑；随后炭黑进入冷却段被迅速冷却，再进入停留段，为下一道工序(炭黑的造粒、干燥或收集等工序)做准备。

云南云维飞虎化工有限公司现拥有4条共计10万吨/年产能的炭黑生产线，采用中橡集团炭黑工业研究设计院开发的第四代油气路线炭黑生产新工艺，属于国内先进的生产工艺技术，生产n200系列、n300系列、n550、n660、n774橡胶用炭黑。在实际生产过程中，云维飞虎化工有限公司现用的反应炉急冷工序共用2段急冷装置，分别为急冷ⅰ段和急冷ⅱ段，其为分体式结构设计，急冷ⅰ段和急冷ⅱ段之间通过法兰及螺栓进行连接，且急冷ⅰ段和急冷ⅱ段上均分别环设有8只水枪。

在炭黑的反应生成过程中，急冷工序非常关键，担负着终止炭黑反应的时间控制点，对产品品种、原料油消耗、设备使用寿命有很大的影响。我公司采用的上述急冷段方案，分体式结构设计，不仅复杂，而且由于急冷ⅰ段第四排水枪与急冷ⅱ段第一排水枪之间间隔太大，容易造成生成的炭黑冷却时间相对较长，一定程度上影响了产品的质量。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种改进的硬质炭黑反应炉，通过对急冷段进行改进，进而提高生产炭黑产品的品质。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种改进的硬质炭黑反应炉，包括依次连接的燃烧段、喉管段、反应段和急冷段；所述急冷段依次由急冷ⅰ段和急冷ⅱ段组成；所述急冷ⅰ段和急冷ⅱ段为一体式结构设计；所述急冷ⅰ段和急冷ⅱ段上沿轴向均环设有多排水枪；多排所述水枪之间为等间距布置。

进一步的，所述急冷ⅰ段的内径小于所述急冷ⅱ段的内径。

进一步的，所述急冷ⅰ段的长度大于所述急冷ⅱ段的长度。

进一步的，所述急冷ⅰ段和急冷ⅱ段由内到外依次包括锆铬刚玉层和氧化铝空心球层。

进一步的，多排所述水枪之间的投影均重叠。

本实用新型的有益效果是：

采用上述技术方案，通过对现有设计中的急冷段进行改进，将急冷ⅰ段和急冷ⅱ段之间通过法兰及螺栓进行连接分体式的设计方式，改为急冷ⅰ段和急冷ⅱ段为一体式结构设计，其不仅精减了结构，而且可以更好地调整急冷ⅰ段末排水枪与急冷ⅱ段之间的距离，从而优化了炭黑的反应生成过程中，急冷工序的控制，有利于提高炭黑产品的品质。

附图说明

图1为本实用新型中急冷段结构示意图。

图中，1-急冷段，2-水枪，3-锆铬刚玉层，4-氧化铝空心球层，10-急冷ⅰ段，11-急冷ⅱ段。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，一种改进的硬质炭黑反应炉，包括依次连接的燃烧段、喉管段、反应段和急冷段1；所述急冷段1依次由急冷ⅰ段10和急冷ⅱ段11组成；所述急冷ⅰ段10和急冷ⅱ段11为一体式结构设计；所述急冷ⅰ段10和急冷ⅱ段11上沿轴向均环设有多排水枪2；多排所述水枪2之间为等间距布置。

需要说明的是，本实用新型附图中并未出示炭黑反应炉中常规设置的燃烧段、喉管段、反应段，本领域技术人员能够理解上述结构采用常规设计即可，本实用新型并不作进一步的限制。

具体的，为了提高炭黑的生成效率，所述急冷ⅰ段10的内径小于所述急冷ⅱ段11的内径。

具体的，所述急冷ⅰ段10的长度大于所述急冷ⅱ段11的长度。

具体的，所述急冷ⅰ段10和急冷ⅱ段11由内到外依次包括锆铬刚玉层3和氧化铝空心球层4。

具体的，多排所述水枪2之间的投影均重叠。采用该设计，可以保证喷水冷却时有足够的穿透力和覆盖面，有利于急冷过程，提高炭黑的品质。

本实用新型通过对现有设计中的急冷段进行改进，将急冷ⅰ段和急冷ⅱ段之间通过法兰及螺栓进行连接分体式的设计方式，改为急冷ⅰ段和急冷ⅱ段为一体式结构设计，其结构简单，而且便于布置多排所述水枪2之间的间距，从而更好控制急冷工序，提高炭黑的品质。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

技术特征：

1.一种改进的硬质炭黑反应炉，包括依次连接的燃烧段、喉管段、反应段和急冷段(1)；所述急冷段(1)依次由急冷ⅰ段(10)和急冷ⅱ段(11)组成；其特征在于：所述急冷ⅰ段(10)和急冷ⅱ段(11)为一体式结构设计；所述急冷ⅰ段(10)和急冷ⅱ段(11)上沿轴向均环设有多排水枪(2)；多排所述水枪(2)之间为等间距布置。

2.根据权利要求1所述的一种改进的硬质炭黑反应炉，其特征在于：所述急冷ⅰ段(10)的内径小于所述急冷ⅱ段(11)的内径。

3.根据权利要求2所述的一种改进的硬质炭黑反应炉，其特征在于：所述急冷ⅰ段(10)的长度大于所述急冷ⅱ段(11)的长度。

4.根据权利要求1所述的一种改进的硬质炭黑反应炉，其特征在于：所述急冷ⅰ段(10)和急冷ⅱ段(11)由内到外依次包括锆铬刚玉层(3)和氧化铝空心球层(4)。

5.根据权利要求1所述的一种改进的硬质炭黑反应炉，其特征在于：多排所述水枪(2)之间的投影均重叠。

技术总结
本实用新型公开了一种改进的硬质炭黑反应炉，包括依次连接的燃烧段、喉管段、反应段和急冷段；所述急冷段依次由急冷Ⅰ段和急冷Ⅱ段组成；所述急冷Ⅰ段和急冷Ⅱ段为一体式结构设计；所述急冷Ⅰ段和急冷Ⅱ段上沿轴向均环设有多排水枪；多排所述水枪之间为等间距布置。本实用新型通过对现有设计中的急冷段进行改进，将急冷Ⅰ段和急冷Ⅱ段之间通过法兰及螺栓进行连接分体式的设计方式，改为急冷Ⅰ段和急冷Ⅱ段为一体式结构设计，其不仅精减了结构，而且可以更好地调整急冷Ⅰ段末排水枪与急冷Ⅱ段之间的距离，从而优化了炭黑的反应生成过程中，急冷工序的控制，有利于提高炭黑产品的品质。

技术研发人员：范菊娥;袁玉川;林爱明;李毅;罗成;严志
受保护的技术使用者：云南云维飞虎化工有限公司
技术研发日：2020.05.11
技术公布日：2021.01.15