原料天然氣喉管射入四段式半補(bǔ)強(qiáng)炭黑反應(yīng)爐，立式爐體包括四段式反應(yīng)結(jié)構(gòu)，即第一段為燃燒室(14)，燃燒室(14)切向連接第二段爐膛(5)，爐膛(5)下方同軸連接第三段喉管(13)，喉管(13)下方同軸連接第四段反應(yīng)段(8)，燃燒室(14)上連接燃料天然氣進(jìn)口(10)，喉管(13)上連接原料天然氣進(jìn)口(11)。反應(yīng)爐體由燃燒室、爐膛、喉管和反應(yīng)段四段構(gòu)成，原料天然氣和燃料天然氣在不同位置分別進(jìn)入反應(yīng)爐，單爐產(chǎn)量360kg/h，產(chǎn)量大，收率高，而且調(diào)整產(chǎn)品質(zhì)量手段豐富，能耗低，余熱綜合利用程度高，制得炭黑具有獨(dú)特的品質(zhì)，在橡膠、機(jī)械、冶金、塑料等領(lǐng)域廣泛的用途。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及涉及國(guó)際專利分類C09C1/50爐法炭黑技術(shù)或裝置，尤其是原料天然氣喉管射入四段式半補(bǔ)強(qiáng)炭黑反應(yīng)爐。
技術(shù)介紹
公知技術(shù)中，半補(bǔ)強(qiáng)炭黑semi-reinforcing purpose furnace black ； j ianxie簡(jiǎn)稱SRF，是軟質(zhì)炭黑中的一個(gè)主要品種，分氣爐法和油爐法兩種，制得半補(bǔ)強(qiáng)炭黑粒徑為61 lOOnm，可賦予膠料高伸長(zhǎng)率、低生熱、高彈性和良好的耐老化性能等，適用于天然橡膠NR和硫化橡膠SR，對(duì)丁腈橡膠NBR和氯丁橡膠CR兼有補(bǔ)強(qiáng)與填充作用，多用于胎體緩沖膠、簾布膠用各種橡膠制品。在已公開(kāi)的相關(guān)專利文獻(xiàn)中內(nèi)容較少，中國(guó)專利申請(qǐng)201120501037 —種適用煤焦油原料的硬質(zhì)炭黑反應(yīng)爐，目的是提高專用炭黑的產(chǎn)量和質(zhì)量；本專利技術(shù)包括燃燒段、收縮段、喉管段和反應(yīng)段；燃燒段后端與收縮段連接，燃燒段前端設(shè)有添加劑進(jìn)口、空氣進(jìn)口、燃料油進(jìn)口、焦?fàn)t煤氣進(jìn)口和天然氣進(jìn)口 ；喉管段前端與收縮段連接，后端與反應(yīng)段連接；喉管段上設(shè)有原料油進(jìn)口，反應(yīng)段上設(shè)有急冷水進(jìn)口。中國(guó)專利申請(qǐng)200810058955. 7 一種用焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)半補(bǔ)強(qiáng)炭黑、甲醇、液氨的生產(chǎn)方法。包括焦?fàn)t煤氣脫硫、變壓吸附脫甲烷、甲醇的合成和精餾、炭黑尾氣與甲醇馳放氣的CO變換、脫炭和液氨的合成，其特征在于焦?fàn)t煤氣通過(guò)變壓吸附脫除甲烷，甲烷氣進(jìn)入炭黑反應(yīng)爐，通入空氣或氧氣作為氧化劑，在反應(yīng)爐中生成炭黑，炭黑經(jīng)袋濾器、造粒后得到半補(bǔ)強(qiáng)炭黑產(chǎn)品；炭黑尾氣可進(jìn)入甲醇合成系統(tǒng)，或進(jìn)入液氨生產(chǎn)系統(tǒng)。脫甲烷后的氣體進(jìn)行甲醇合成，甲醇合成后的甲醇馳放氣經(jīng)變壓附吸裝置提取H2，提氫后的剩余氣體進(jìn)入合成氨系統(tǒng)制備液氨。中國(guó)專利申請(qǐng)200710140015. 8炭黑、制備炭黑的方法、及實(shí)施該方法的裝置，一種聚集體尺寸分布具有小于或等于I. I的(D9tl-DltlVD5ci比的炭黑。通過(guò)如下方法制備所述炭黑如果需要向包含載氣和炭黑原料的氣體混合物中混合熱空氣，使所述氣體混合物通入燃燒器管，在燃燒器管開(kāi)口處燃燒氣體混合物，并且火焰與從外面在吸力下自由吸入的環(huán)境空氣一起在吸力下吸入通過(guò)冷卻的、變窄的間隙并且進(jìn)行冷卻，所述冷卻的、變窄的間隙具有1-100的高度⑶與寬度⑶tk，所述寬度⑶為O. 5-10MM，并且間隙最窄點(diǎn)處的流速為 10-200M/S。中國(guó)專利申請(qǐng)87108199. 7新型炭黑的生產(chǎn)工藝及其設(shè)備，是關(guān)于CSF半補(bǔ)強(qiáng)炭黑的生產(chǎn)工藝及其設(shè)備。以往以重油為原料生產(chǎn)合成氨并加工成尿素的氮肥廠，回收炭黑，均采用重油萃取炭黑返爐燃燒的工藝流程，該流程中的重油螺桿泵易磨損，檢修頻繁，操作困難，設(shè)備投資大。目前，天然氣半補(bǔ)強(qiáng)炭黑是以天然氣為原料在缺氧不完全燃燒時(shí)，部分天然氣在1400°C至1100°C裂解生成。通用半補(bǔ)強(qiáng)反應(yīng)爐都采用雙爐頭結(jié)構(gòu)，助燃空氣和燃燒、裂解天然氣也從爐頭進(jìn)入爐膛邊燃燒邊裂解，其單爐產(chǎn)量只有210kg/h，而且調(diào)整產(chǎn)品質(zhì)量手段不多，能耗高，余熱綜合利用程度不高等缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種原料天然氣喉管射入四段式半補(bǔ)強(qiáng)炭黑反應(yīng)爐，單爐產(chǎn)量顯著提高。本專利技術(shù)的專利技術(shù)目的是通過(guò)如下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的立式爐體包括四段式反應(yīng)結(jié)構(gòu)，即第一段為燃燒室，燃燒室切向連接第二段爐膛，爐膛下方同軸連接第三段喉管，喉管下方同軸連接第四段反應(yīng)段，燃燒室上連接燃料天然氣進(jìn)口，喉管上連接原料天然氣進(jìn)口。本專利技術(shù)原理在于，燃料天然氣混合燃燒狀態(tài)優(yōu)化，分四段構(gòu)成爐體，便于單獨(dú)開(kāi)口接入原料天然氣，以顯著提高單爐產(chǎn)量。本專利技術(shù)的有益效果是反應(yīng)爐體由燃燒室、爐膛、喉管和反應(yīng)段四段構(gòu)成，原料天然氣和燃料天然氣在不同位置分別進(jìn)入反應(yīng)爐，單爐產(chǎn)量360kg/h，產(chǎn)量大，收率高，而且調(diào)··整產(chǎn)品質(zhì)量手段豐富，能耗低，余熱綜合利用程度高，制得炭黑具有獨(dú)特的品質(zhì)，在橡膠、機(jī)械、冶金、塑料等領(lǐng)域廣泛的用途。附圖說(shuō)明圖I是現(xiàn)有技術(shù)中的雙爐頭炭黑反應(yīng)爐結(jié)構(gòu)部分結(jié)構(gòu)主視示意圖。圖2是圖I中的左視結(jié)構(gòu)以及下部連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本專利技術(shù)中的原料天然氣喉管射入四段式半補(bǔ)強(qiáng)炭黑反應(yīng)爐側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是實(shí)施例中的原料天然氣由對(duì)稱的兩側(cè)燃燒室噴入的反應(yīng)爐俯視結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記包括天然氣進(jìn)口 1，噴燃器2，空氣進(jìn)口 3，爐頭4，爐膛5，錐形斗6，匯集段7，反應(yīng)段8，急冷水進(jìn)口 9，燃料天然氣進(jìn)口 10，原料天然氣進(jìn)口 11，預(yù)熱器12，喉管13，燃燒室14，油槍15。具體實(shí)施例方式如附圖I和2所示，公知技術(shù)通用生產(chǎn)半補(bǔ)強(qiáng)炭黑反應(yīng)爐由兩個(gè)反應(yīng)爐頭4和一個(gè)匯集段7作為總煙道反應(yīng)室組成，空氣切向旋轉(zhuǎn)進(jìn)入爐膛5，包括原料天然氣和燃料天然氣的全部天然氣經(jīng)天然氣進(jìn)口 I火嘴噴入爐膛5，邊燃燒邊裂解，高溫混合氣經(jīng)錐形斗6通過(guò)三岔口總煙道匯集段7進(jìn)入反應(yīng)段8反應(yīng)室，繼續(xù)裂解反應(yīng)后由急冷水進(jìn)口 9噴急冷水終止反應(yīng)，這時(shí)原料天然氣缺氧不完全燃燒生成半補(bǔ)強(qiáng)炭黑，該爐型產(chǎn)量只有210kg/h。如附圖3所示，本專利技術(shù)中，立式爐體包括四段式反應(yīng)結(jié)構(gòu)，即第一段為燃燒室14，燃燒室14切向連接第二段爐膛5，爐膛5下方同軸連接第三段喉管13，喉管13下方同軸連接第四段反應(yīng)段8，燃燒室14上連接燃料天然氣進(jìn)口 10，喉管13上連接原料天然氣進(jìn)口11。如附圖4所示，實(shí)施例I :原料天然氣由對(duì)稱的兩側(cè)燃燒室14切向噴入的反應(yīng)爐第二段爐膛5，即燃燒室14有2個(gè)，水平固定的兩個(gè)燃燒室14對(duì)稱安裝在立式爐體兩側(cè)，兩側(cè)燃燒室14切向連接入豎立的第二段爐膛5。燃燒室14有2個(gè)，水平對(duì)稱的兩側(cè)燃燒室14與豎立的第二段爐膛5構(gòu)成T型爐頭4。前述中，燃燒室14有2個(gè)，水平固定的兩個(gè)燃燒室14上安裝燃料天然氣進(jìn)口 10，在兩個(gè)燃燒室14外端分別安裝噴燃器2和空氣進(jìn)口 3，其中，空氣進(jìn)口 3安裝在噴燃器2外偵U。尤其是，空氣進(jìn)口 3外側(cè)安裝預(yù)熱器12。前述中，反應(yīng)段8爐體外壁安裝油槍15。前述中，反應(yīng)段8下方連接錐形斗6和匯集段7。由兩側(cè)燃料天然氣進(jìn)口 10進(jìn)入燃燒室14的燃料天然氣與空氣進(jìn)口 3進(jìn)入燃燒室14的預(yù)熱空氣，經(jīng)噴燃器2混合燃燒進(jìn)入兩側(cè)燃燒室14，然后從兩側(cè)向心切向進(jìn)入第二段爐膛5，在燃燒室14內(nèi)充分燃燒后高溫氣流向下高速進(jìn)入第三段喉管13，在此與由原料天然氣進(jìn)口 11高速射入的原料天然氣混合裂解，混合氣體向下進(jìn)入煙道反應(yīng)室第四段反應(yīng)段8繼續(xù)進(jìn)行裂解反應(yīng)，并且，再用原料油由儲(chǔ)油罐經(jīng)油泵加壓，經(jīng)過(guò)在線油預(yù)熱器預(yù)熱， 達(dá)到工藝要求溫度，用特制油槍15噴入反應(yīng)爐反應(yīng)段8內(nèi)，與另一部分未燃燒的原料天然氣在供氧不足的情況下產(chǎn)生裂解反映，之后，在急冷水進(jìn)口 9進(jìn)入急冷水終止反應(yīng)。本專利技術(shù)中，爐體內(nèi)反應(yīng)由四段組成，燃料天然氣和原料天然氣分別從不同反應(yīng)段部位進(jìn)入爐體，即燃料天然氣由安裝在燃燒室14頂端的燃料天然氣進(jìn)口 10進(jìn)入第一反應(yīng)段燃燒室14，原料天然氣由安裝在喉管13上的原料天然氣進(jìn)口 11進(jìn)入第三反應(yīng)段。空氣流量5670NM3/h經(jīng)空氣預(yù)熱器12將空氣預(yù)熱到150°C分兩路進(jìn)入噴燃器2，與分兩路進(jìn)入爐頭4的流量315NM3/h燃料天然氣混合燃燒，流量1850NM3/h原料天然氣以150m/h速度在喉管13處噴入爐體內(nèi)，在急冷水進(jìn)口 9位置噴入5000kg/h急冷水，經(jīng)收集系統(tǒng)匯集段7收集造粒，產(chǎn)品質(zhì)量符合GB3778-2011半補(bǔ)強(qiáng)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
原料天然氣喉管射入四段式半補(bǔ)強(qiáng)炭黑反應(yīng)爐，其特征是：立式爐體包括四段式反應(yīng)結(jié)構(gòu)，即第一段為燃燒室(14)，燃燒室(14)切向連接第二段爐膛(5)，爐膛(5)下方同軸連接第三段喉管(13)，喉管(13)下方同軸連接第四段反應(yīng)段(8)，燃燒室(14)上連接燃料天然氣進(jìn)口(10)，喉管(13)上連接原料天然氣進(jìn)口(11)。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王國(guó)元，趙寬明，劉寒津，昌廣金，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：新疆雅克拉炭黑有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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