[实用新型]一种高比表面积炭黑生产设备

说明书

本实用新型公开了一种高比表面积炭黑生产设备，涉及炭黑加工技术领域。本实用新型包括反应炉，反应炉从左至右依次设置有配风室、燃烧室、喉管段、反应段、急冷段以及停留段，喉管段一端开设有气流加速口，喉管段内壁贯穿有油枪，油枪一端转动连接有喷油雾化枪头，反应段内部固定连接有激光粒度仪。本实用新型通过气流加速口、喷油雾化枪头和激光粒度仪的设计，使原料油与燃烧室出来的混合气体进入喉管段形成高温高速的热气流，热气流在经过突变的气流加速口后，加速了反应和碰撞，原料油得到二次雾化，进一步生成直径更细的油滴，使生成的炭黑纳米颗粒更小、比表面积更大，提高了原料油的利用率。

技术领域

本实用新型属于炭黑加工技术领域，特别是涉及一种高比表面积炭黑生产设备。

背景技术

炭黑是橡胶工业迅速发展的有力支撑，自从发现炭黑在天然胶中的特殊补强效果以来，各类炭黑品种的不断扩展和应用于轮胎，极大地改善了轮胎的各项性能。尤其是高比表面积的炭黑，由于其补强性能更好，使用在高性能轮胎胎面后，轮胎的抓地力超强，其象征着油炉法炭黑生产技术的高水平，也是炭黑生产厂家技术实力的体现。

目前，炭黑生产中应用最广泛的设备是六段式反应炉，该反应炉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，为下一道工序做准备。

现有的炭黑反应炉生产出来的炭黑比表面积较小，利用率低，而且生产出来的炭黑表面粗糙，质量较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高比表面积炭黑生产设备，通过气流加速口、喷油雾化枪头和激光粒度仪的设计，解决了现有炭黑反应炉生产出来的炭黑比表面积较小，利用率低，而且生产出来的炭黑表面粗糙，质量较差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型为一种高比表面积炭黑生产设备，包括反应炉，所述反应炉从左至右依次设置有配风室、燃烧室、喉管段、反应段、急冷段以及停留段；所述喉管段一端开设有气流加速口，所述喉管段内壁贯穿有油枪，所述油枪一端转动连接有喷油雾化枪头，所述反应段内部固定连接有激光粒度仪，所述激光粒度仪位于气流加速口一侧。

进一步地，所述喉管段为中空锥形结构，所述喉管段一端的气流加速口与反应段连通，所述喉管段另一端与燃烧室连通。

进一步地，所述配风室一侧面连通有进风管，所述进风管内壁固定连接有限流孔板，所述进风管位于配风室内部一端固定连接有气体整流器，所述气体整流器内部开设有小孔。

进一步地，所述配风室一侧面连通有煤气进管，所述煤气进管一端安装有阀门，所述煤气进管另一端位于气体整流器一侧。

进一步地，所述急冷段内壁贯穿有冷水枪，所述冷水枪分为四排并均匀分布在急冷段上。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型通过喉管段一端的气流加速口设计，喉管段采用突变式内部结构，增加入炉原料油的湍流程度，入炉原料油与燃烧室出来的混合气体进入喉管段形成高温高速的热气流，热气流在经过突变的气流加速口后，加速了反应和碰撞，原料油得到二次雾化，进一步生成直径更细的油滴，使生成的炭黑纳米颗粒更小、比表面积更大，提高了原料油的利用率。

2、本实用新型通过激光粒度仪和可调节转动的喷油雾化枪头的设计，激光粒度仪检测分析反应段内原料油雾化后油滴的粒径分布，再手动调节喷油雾化枪头的喷射角度、提高原料油压力，使油滴的直径尺寸均匀分布在50微米左右，达到稳定控制炭黑的裂解反应过程的效果，提高了炭黑的生产质量。