[实用新型]一种新型炭黑反应系统

说明书

本实用新型提出一种新型炭黑反应系统，属于炭黑生产技术领域，包括主供风机系统，高温空气预热器，余热回收器，高温原料油加热器和炭黑反应炉系统，其中，主供风机系统采用变频控制；炭黑反应炉系统包括燃烧段，喉管段，反应段，急冷段和汽化段，燃烧段内设置配风器，用于热空气与燃料气混合均匀。本实用新型具有提高燃烧效率，降低原料油消耗，节能降耗，减少开停车等检维修次数，操作波动减少，延长设备的使用寿命，提高产品质量和稳定产能的特点。

技术领域

本实用新型属于炭黑生产技术领域，尤其涉及一种新型炭黑反应系统。

背景技术

炭黑是由烃类在高温下不完全燃烧或热解而成，其生产工艺过程主要是原料油经过原料油预热器预热后，通过油枪呈雾化状喷入反应炉中，在1900℃-2200℃下发生高温裂解反应，生成炭黑粉尘，含炭黑粉尘的烟气经过急冷降温终止反应、回收余热后经袋滤收集、湿法造粒、干燥包装等一系列过程，最终得到成品炭黑。整个工艺过程中最重要的是炭黑反应系统，这一系统过程的控制，决定了炭黑的质量与成本。

目前炭黑反应系统的主要设备有炭黑反应炉、主供风机、空气预热器、原料油预热器、余热回收器等。其中，常用的炭黑反应炉为五段炉，包括燃烧段、喉管段、反应段、急冷段和汽化段。因反应温度高，炭黑反应炉全部使用耐火材料做为内衬，但由于操作条件苛刻，使用寿命短；传统炭黑反应炉的燃烧段，是由一个空腔组成，燃料油或燃料气喷入高温空气中，从而形成高温烟气流进入喉管段，但其内燃料气与空气混合均匀性差，燃烧效率低，火焰温度低，空气过剩系数高，烟气含氧量高，在喉管段需消耗大量原料油与氧反应，导致原料油的消耗提高；传统炭黑反应炉喉管段只有径向油枪，雾化后的原料油喷入反应炉后呈圆环状，圆心处空芯，燃烧后的高温烟气大部分在空芯处进入反应段，不能与原料油进行充分接触，反应不均匀，且效率低，从而导致生成的炭黑颗粒不均匀，产品质量差，着色强度、氮吸附等指标低；传统喉管采用金属外壳、内衬耐火材料的结构形式，喉管内侧的温度大约在1900℃-2200℃左右，气体的流速也在1马赫左右，由于喉管长期受到高温、高流速的冲刷，会导致喉口的几何尺寸呈现逐步扩大趋势，且呈不规则的形状变化，从而导致炭黑反应颗粒度呈现不均匀的变化趋势，进而导致产品质量及稳定性变差；传统炭黑反应炉的点火均为操作人员现场启动，为人工点火，通常是在反应炉外人工点燃火把后，再放入燃烧段，通过观火镜查看火焰燃烧情况，当发生灭火时，需重复上述点火操作，操作繁琐，而且有回火的风险，危险性高；传统的主供风机全频运转，采用放掉部分空气量模式，使用调节阀调整风量，控制波动较大，易造成能源浪费；传统的空气预热器大部分预热温度在750℃-850℃左右，存在燃料消耗高，热量回收利用率低的问题；传统原料油预热器采用圆形外壳，内设盘管，原料油在管内流动，烟气在管外流动，由于管外间隙不能做到均匀分布，会使部分烟气进行偏流，原料油的预热温度在200℃左右，温度偏低，喷入反应炉的原料油雾化效果差，油雾滴大，不能与热空气充分反应，反应效果差；传统炭黑反应系统是回收炭黑烟气中的余热产生蒸汽后供炭黑生产使用，由于炭黑不需要中高压蒸汽，所以导致管壁温度偏低，容易积灰，降低传热效率，甚至造成堵塞。

实用新型内容

本实用新型的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

本实用新型提出一种新型炭黑反应系统，通过对反应系统中各设备进行改进组合配置，解决了现有炭黑反应系统存在的上述技术问题，具有提高燃烧效率，降低原料油消耗，节能降耗，减少开停车等检维修次数，操作波动减少，延长设备的使用寿命，提高了操作安全性，提高产品质量和稳定产能的特点。

本实用新型一方面公开了一种新型炭黑反应系统，包括

主供风机系统，采用变频控制；

高温空气预热器，其冷风进口与主供风机系统相连接；

余热回收器，其上端与高温空气预热器的上端连接；

高温原料油加热器，其前端与余热回收器的下端连接；