炭黑反應爐制造技術

本發明專利技術公開一種用于制造炭黑的反應爐(100)，所述反應爐(100)包含流動引導裝置(110)，該裝置位于燃料爐頭(106)和進氣口(108)之間，用于改變進入進氣口(108)的燃燒空氣流動路線以實現燃料和燃燒空氣之間的更好混合，從而提高反應室(104)后續接納的用于與碳基原料反應以產生炭黑的高溫燃燒氣體溫度。本發明專利技術的反應爐(100)可提高炭黑產量5-20％。此外，流動引導裝置(110)的加入可穩定燃料爐頭(106)的火焰以保持在反應爐軸線上，從而延長耐火襯里(114)的壽命。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】炭黑反應爐
本專利技術與制造炭黑的反應爐有關。具體來說，本專利技術涉及一種可在制造炭黑時更好地混合碳基原料和燃燒空氣的反應爐。
技術介紹
制造炭黑的工藝通常包括部分熱解碳基原料，其中，原料可以是氣體或液體形態。雖然有多種用于獲取炭黑的工藝，但最常用的是爐黑工藝，該工藝利用不完全燃燒的FCC焦油、煤焦油和乙烯裂解焦油等重質石油產物組成的液體原料來產生炭黑。在爐黑工藝中，通常采用以空氣流形式供應的過量氧氣或具有耐火材料襯里的空間內的含氧氣體燃燒碳氫燃料(如天然氣或燃油)以產生高溫燃燒氣體。將要熱解和脫氫的液體原料噴灑至高溫燃燒氣體中以獲得懸浮在氣體內的炭黑顆粒。從氣體中分離并收集蓬松粉末形態的炭黑顆粒。然后通過傳統制粒方法對收集的顆粒進行制粒。炭黑用于制造汽車和飛機的氣胎，用作人造橡膠的加固填充劑，用作塑料、油漆和印刷油墨的色素或著色劑。用于爐黑工藝的反應爐通常包括一個燃燒室、一個混合室和一個反應室，它們沿反應爐軸線布置以形成從燃燒室經由混合室到反應室的反應介質流動路線。液體原料通常噴灑在混合室中以實現液體原料與高溫燃燒氣體的高密度混合。然后混合物進入反應室，發生實際炭黑形成過程。最后，下游噴水停止反應。影響炭黑形成的因素包括：高溫燃燒氣體中的空氣/氧氣過量，燃料的燃燒效率，以及從原料在高溫燃燒氣體中混合到完成反應的反應或駐留時間。燃料的燃燒效率很大程度上取決于燃料與燃燒空氣/氧氣的混合程度。通常，燃燒空氣在燃燒室內預熱至800℃左右的溫度，然后與燃料混合，以獲得高溫燃燒氣體。改進燃燒空氣與燃料之間的混合可以提高燃燒效率，從而提高高溫燃燒氣體的溫度。通常，高溫燃燒氣體的溫度越高，形成的炭黑顆粒越小。過去曾多次提供改進爐黑工藝的炭黑反應爐，以提高效率，改進工藝控制，并生產不同精度的炭黑等級。一些公開的先前技術如下所示：美國專利號7625527公開一種炭黑反應爐，通過增加高溫燃燒氣體和原料之間的接觸效率來提高原料到炭黑的轉化率。炭黑反應爐的組成包括：用于產生高溫燃燒氣體的燃燒區域；具有兩個或更多引入原料點的反應區域，通過使燃燒氣體與多條采用分割流動引入的原料接觸來生產炭黑；通過注入冷卻劑以停止反應的急冷區域，三個區域按順序橫向排列。炭黑反應爐獲得的炭黑具有均勻的特性，尤其是聚合物大小分布方面。中國專利號2341708公開一種炭黑反應爐-表面氧化和流化床。反應爐的組成包括：反應爐主體，爐黑入口，爐黑出口，化合物分配板，空氣室，空氣入口以及空氣出口，反應爐中布置3至7塊隔板形成4至8個流化室以獲得多階段混合流。該反應爐的制造簡單，成本低，生產用于各行業著色的炭黑。美國專利號4590040公開一種炭黑反應爐，經過改良可減少因預燃燒區域過多湍流造成的壓力降。炭黑反應爐的組成包括：帶圓柱形側壁、上游端和下游端的預燃燒區域；多條用于輸送燃燒氣體的通道，通道開口沿預燃燒區域切線方向通過側壁；預燃燒區域內的多個半圓坡面，它們決定上游端以引導沿切線方向引入的燃燒氣體蒸汽流動。裝置避免其他沿切線方向引入的氣體蒸汽之間的湍流影響以減小造成的壓力降。美國專利號4347218公開的一種裝置可用于生產不同精度的炭黑等級，同時，尤其避免反應爐在碳氫化合物和空氣進入區域的熱超載。裝置組成包括：反應爐，包含用于形成炭黑的反應室；多個無罩進給裝置，用于向反應室提供空氣和向排出端附近的空氣噴灑碳氫化合物；熱交換器，用于控制反應爐輸出空氣和產生的炭黑的溫度。美國專利號2004213728公開一種在具有流動軸的爐黑反應爐中生產爐黑的工藝。工藝組成包括：將燃料和燃燒空氣引入氣體爐頭，通過氣體爐頭沿軸向注入蒸汽，從而在燃燒室內產生高溫燃燒氣體流；將高溫燃燒氣體沿流動軸從燃燒室通過窄點送入反應區域，將炭黑原材料混入高溫燃燒氣體的窄點上游、中游或下游；噴水以停止反應區域的反應下游。工藝在反應爐中產生深色爐黑。對以上列出的現有技術公開的炭黑反應爐進行改裝以提高工藝效率、增強工藝控制或提供不同精度的炭黑等級。本專利技術即介紹此類炭黑反應爐，主要改進用于增強燃燒空氣/氧氣和燃料之間的混合，提高燃燒效率并提供更高溫度的高溫燃燒氣體。此外，本專利技術還提供炭黑反應爐組成裝置，可提高通過反應爐的原料流速，同時保持炭黑的質量參數。
技術實現思路
本專利技術的一個目的是提供用于制造炭黑的反應爐。本專利技術的另一個目的是提供改善炭黑制造過程中燃燒室內燃燒空氣和燃料混合的反應爐。本專利技術還有一個目的是提供可提高通過反應爐的原料流速而不損失任何質量的反應爐組成裝置。本專利技術的最后一個目的是提供可改進工藝生產效率并提高產品質量的用于制造炭黑的反應爐。本專利技術公開一種使用爐黑工藝制造炭黑的反應爐，所述的反應爐包括：■用于產生高溫燃燒氣體的燃燒室，所述燃燒室由以下設備組成：●位于所述反應爐有效運轉縱軸上的燃料爐頭；●與所述燃料爐頭垂直的進氣口，用于接納燃燒空氣；●位于所述反應爐有效運轉縱軸上的流動導向裝置，靠近所述燃料爐頭并位于燃料爐和進氣口中間，因此處于燃燒空氣流動路線中以改變流動路線；■位于所述反應爐有效運轉縱軸上、燃燒室之后的反應室，反應室經過改裝可接納來自燃燒室的高溫燃燒氣體和碳基原料以形成炭黑。根據本專利技術，流動引導裝置通常是一組環形缸。根據本專利技術，流動引導裝置也可以是一組漸縮環形缸。根據本專利技術，流動引導裝置最好從一致環形缸、漸縮環形缸、隔板、葉片、翼片和類似裝置組合中選擇至少一種。或者，根據本專利技術，流動引導裝置也可以是一組環形缸，并從隔板、葉片、翼片中選擇至少一種裝置，沿缸有效運轉長度布置。本專利技術公開一種用于制造炭黑的流程，包括以下步驟：■在位于反應爐有效運轉縱軸上的燃料爐頭中燃燒燃料以制造炭黑；■通過與所述燃料爐頭垂直的進氣口接納燃燒空氣；■通過所述反應爐有效運轉縱軸上、燃料爐和進氣口之間、燃料爐頭附近的流動導向裝置，改變燃燒空氣的流動路線；■在燃燒室內形成燃燒空氣和燃料之間的高效混合，從而產生溫度介于1000-2200℃之間的高溫燃燒氣體；■在所述反應爐有效運轉縱軸上、燃燒室之后的反應室內接納高溫燃燒氣體，并送入碳基原料以制造炭黑。根據本專利技術，工藝通常包括制造從硬黑到軟黑等級組選擇的炭黑等級。附圖說明現在將借助隨附圖紙介紹專利技術，其中：圖1介紹炭黑反應爐示意圖，顯示本專利技術的流動引導裝置；圖2介紹本專利技術炭黑反應爐替代流動引導裝置示意圖。具體實施方式現在將借助不限制專利技術范圍的隨附圖紙介紹專利技術。所提供的說明完全通過示例和示意圖方式進行。本專利技術設計了一種用于制造炭黑的反應爐以及其蘊含的爐黑工藝。本專利技術的反應爐經過改裝以增強燃燒室中的燃燒空氣和燃料混合，從而提高燃料燃燒效率并產生溫度范圍為1000-2200℃的高溫燃燒氣體。接下來，這些高溫燃燒氣體在反應室內與碳氫原料反應以獲得炭黑。本專利技術可提高炭黑產量高達20％。參考圖1，這里圖示本專利技術的炭黑反應爐，反應爐在圖1中通常用數字100表示。反應爐100組成包括：燃燒室102，具有燃料爐頭106，進氣口108和流動引導裝置110；反應室104，沿反應爐100縱向流動軸方向，在燃燒室102之后。在燃燒室102中，燃油或天然氣等碳氫燃料在存在過量氧氣的情況下燃燒以產生高溫燃燒氣體，氧氣通常以空氣流提供，此處稱燃燒氣體。在燃燒室102中，燃料爐頭106位于本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.04.27 IN 1344/MUM/20101.使用爐黑工藝制造炭黑的反應爐，所述反應爐包括：■用于產生高溫燃燒氣體的燃燒室，所述燃燒室由以下設備組成：·位于所述反應爐有效運轉縱軸上的燃料爐頭；·與所述燃料爐頭垂直的進氣口，用于接納燃燒空氣；·位于所述反應爐有效運轉縱軸上的流動導向裝置，靠近所述燃料爐頭并位于燃料爐頭和進氣口中間，因此處于燃燒空氣流動路線中以改變流動路線，其中所述流動導向裝置包括一組漸縮環形缸；■位于所述反應爐有效運轉縱軸上、燃燒室之后的反應室，反應室適合于接納來自燃燒室的高溫燃燒氣體和碳基原料以形成炭黑。2.權利要求1所述的反應爐，其中流動導向裝置是...

【專利技術屬性】
技術研發人員：胡安·羅德里格斯，比普爾·辛哈，維韋克·維坦卡，
申請(專利權)人：埃迪亞貝拉努沃有限公司，埃迪亞貝拉科技有限公司，
類型：
國別省市：