CN111471329A - 低筛余物炭黑反应炉及其反应方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低筛余物炭黑反应炉及其反应方法，反应炉包括炭黑反应炉炉体，炭黑反应炉炉体一端连接有氧化剂进入腔体，另一端为炭黑出口，其特征在于：所述的氧化剂进入腔体中插入有与其同轴的燃料烃进入腔体，燃料烃进入腔体末端径向圆周上开有燃料烃喷出孔；所述的燃料烃进入腔体中插入有与其同轴的原料烃进入腔体，原料烃进入腔体末端轴向上开有原料烃喷出孔。本发明使原料烃喷入位置布置在燃料烃火焰的中部，采用高温火焰包裹原料烃，隔绝原料烃与反应炉内壁接触，减少炭黑生成过程中碳焦产生、提高炭黑产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及炭黑生产技术领域，具体是一种低筛余物炭黑反应炉及其反应方法。
背景技术
炉法炭黑就是将气态烃、液态烃或其混合物作为原料，供以适量的空气，在反应炉内形成密闭的湍流系统，将一部分原料烃和空气燃烧产生高温，使另一部分裂解产生炭黑。炭黑是烃类在严格控制的工艺条件下经气相不完全燃烧或热解而成的黑色粉末状物质，其主要成分是元素碳，并含有少量氧、氢、硫等。炭黑粒子近似球形，粒径10-500μm。炭黑产品用在橡胶加工中，通过混炼加入橡胶中作补强剂和填料。
通常的炉法炭黑反应炉技术是原料烃在燃料烃火焰形成的后部喷入，缺陷是原料烃在高温火焰后部容易产生碳焦，影响产品质量。
发明内容
本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种低筛余物炭黑反应炉，原料烃喷入位置布置在燃料烃火焰的中部，采用高温火焰包裹原料烃，隔绝原料烃与反应炉内壁接触，减少炭黑生成过程中碳焦产生、提高炭黑产品质量。
本发明提供了一种低筛余物炭黑反应炉，包括炭黑反应炉炉体，炭黑反应炉炉体一端连接有氧化剂进入腔体，另一端为炭黑出口。所述的氧化剂进入腔体中插入有与其同轴的燃料烃进入腔体，燃料烃进入腔体末端径向圆周上开有燃料烃喷出孔；所述的燃料烃进入腔体中插入有与其同轴的原料烃进入腔体，原料烃进入腔体末端轴向上开有原料烃喷出孔。
进一步改进，所述的燃料烃喷出孔沿轴向多排布置，排数为3-6排，每排沿圆周均匀布置6-8个孔。
进一步改进，设原料烃进入腔体直径为D1，燃料烃进入腔体直径为D2，氧化剂进入腔体直径为D3，原料烃进入腔体插入炭黑反应炉炉体中部分长度为L1，原料烃进入腔体末端至炭黑出口距离为L2，则L2/D4为1.5～5；L2/L1为3～5；D3/D2为4～6；D2/D1为2～3。
本发明还提供了一种低筛余物炭黑反应方法，使原料烃喷入位置布置在燃料烃火焰的中部，采用高温火焰包裹原料烃，隔绝原料烃与反应炉内壁接触。
该反应具体过程如下：
1)燃料烃通过燃料烃进入腔体后从燃料烃喷出孔喷出，与氧化剂进入腔体中的氧化剂混合后点燃形成燃烧的高温烟气气流，
2)原料烃通过原料烃进入腔体的原料烃喷出孔喷出形成原料烃流体，原料烃流体被高温烟气气流包裹在同轴中心，同时将热量瞬间快速传递给原料烃流体，原料烃流体受热后生成炭黑
3)炭黑从炭黑出口流出，经常规的炭黑收集方式进行收集。
本发明有益效果在于：原料烃喷入位置布置在燃料烃火焰的中部，采用高温火焰包裹原料烃，隔绝原料烃与反应炉内壁接触，减少炭黑生成过程中碳焦产生、提高炭黑产品质量。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为图1中A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明提供了一种低筛余物炭黑反应炉，结构如图1所示，包括炭黑反应炉炉体，炭黑反应炉炉体一端连接有氧化剂进入腔体3，另一端为炭黑出口9。所述的氧化剂进入3腔体中插入有与其同轴的燃料烃进入腔体2，燃料烃进入腔体2末端径向圆周上开有燃料烃喷出孔5；所述的燃料烃进入腔体2中插入有与其同轴的原料烃进入腔体1，原料烃进入腔体1末端轴向上开有原料烃喷出孔。
进一步改进，所述的燃料烃喷出孔5沿轴向多排布置，排数为3-6排，每排沿圆周均匀布置6-8个孔。
进一步改进，设原料烃进入腔体1直径为D1，燃料烃进入腔体2直径为D2，氧化剂进入腔体3直径为D3，原料烃进入腔体1插入炭黑反应炉炉体中8部分长度为L1，原料烃进入腔体1末端至炭黑出口9距离为L2，则L2/D4为1.5～5；L2/L1为3～5；D3/D2为4～6；D2/D1为2～3。
本发明还提供了一种低筛余物炭黑反应方法，使原料烃喷入位置布置在燃料烃火焰的中部，采用高温火焰包裹原料烃，隔绝原料烃与反应炉内壁接触。
该反应具体过程如下：
1)燃料烃通过燃料烃进入腔体2后从燃料烃喷出孔5喷出，与氧化剂进入腔体3中的氧化剂混合后点燃形成燃烧的高温烟气气流6，
2)原料烃通过原料烃进入腔体1的原料烃喷出孔喷出形成原料烃流体7，原料烃流体7被高温烟气气流6包裹在同轴中心，同时将热量瞬间快速传递给原料烃流体，原料烃流体受热后生成炭黑
3)炭黑从炭黑出口9流出，经常规的炭黑收集方式进行收集。
以下选取三个具体实施例并对其产生的45μm筛余物进行测试，结果如下：
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种低筛余物炭黑反应炉，包括炭黑反应炉炉体，炭黑反应炉炉体一端连接有氧化剂进入腔体，另一端为炭黑出口，其特征在于：所述的氧化剂进入腔体中插入有与其同轴的燃料烃进入腔体，燃料烃进入腔体末端径向圆周上开有燃料烃喷出孔；所述的燃料烃进入腔体中插入有与其同轴的原料烃进入腔体，原料烃进入腔体末端轴向上开有原料烃喷出孔。
2.根据权利要求1所述的低筛余物炭黑反应炉，其特征在于：所述的燃料烃喷出孔沿轴向多排布置，排数为3-6排，每排沿圆周均匀布置6-8个孔。
3.根据权利要求1所述的低筛余物炭黑反应炉，其特征在于：设原料烃进入腔体直径为D1，燃料烃进入腔体直径为D2，氧化剂进入腔体直径为D3，原料烃进入腔体插入炭黑反应炉炉体中部分长度为L1，原料烃进入腔体末端至炭黑出口距离为L2，则L2/D4为1.5~5；L2/L1为3~5；D3/D2为4~6；D2/D1为2~3。
4.一种低筛余物炭黑反应方法，其特征在于：使原料烃喷入位置布置在燃料烃火焰的中部，采用高温火焰包裹原料烃，隔绝原料烃与反应炉内壁接触。
5.根据权利要求4所述的低筛余物炭黑反应方法，其特征在于反应具体过程如下：
1）燃料烃通过燃料烃进入腔体后从燃料烃喷出孔喷出，与氧化剂进入腔体中的氧化剂混合后点燃形成燃烧的高温烟气气流；
2）原料烃通过原料烃进入腔体的原料烃喷出孔喷出形成原料烃流体，原料烃流体被高温烟气气流包裹在同轴中心，同时将热量瞬间快速传递给原料烃流体，原料烃流体受热后生成炭黑；
3）炭黑从炭黑出口流出，经常规的炭黑收集方式进行收集。
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