[实用新型]生产高品质炭黑的高效裂解装置

说明书

技术领域

本实用新型属于煤化工深加工装置技术领域，具体涉及一种能够使用低热值燃料，营造无氧高温裂解反应环境的一种生产高品质炭黑的高效裂解装置。

背景技术

炭黑是由多种有机物质(固态、液态或气态)不完全燃烧生成的一种重要的化工原料，作为橡胶工业补强填充剂、胶料的着色剂或调色剂，广泛应用于油墨、涂料、制革、化纤、冶金、电子、感光材料、黑色农膜和包装材料等诸多领域。现有技术生产炭黑工艺包括炉黑、槽黑、热解黑和灯烟黑等生产工艺。油炉法以其收率最高、能耗少的优点，其炭黑生产量占工业总产量的95％以上。但由于油价不断上涨，油炉法已经失去了技术和经济优势。传统的气炉法工艺以高热值燃气或液烃为燃料，通入过量的空气进行燃烧，使反应炉达到炭黑原料油裂解的温度。但是该工艺燃料成本高，反应环境的氧含量过高，使炭黑产出率下降。炭黑生产的关键问题是如何提高反应炉的温度，降低反应环境中的氧含量，提高炭黑的收率及控制成本。为此，本设计人经过潜心研究，开发了一种生产高品质炭黑的高效裂解装置，试验证明，应用效果良好。

实用新型内容

本实用新型提供一种结构简单，工艺流程简便，可以使用低热值燃料，营造无氧高温裂解反应环境的一种生产高品质炭黑的高效裂解装置。

本实用新型的目的是这样实现的：包括雾化喷射装置、压力调节装置、反应炉、预热装置、冷却装置、炭黑收集装置，所述的反应炉分为燃烧段和反应段，所述的燃烧段入口一路通过压力调节装置连通助燃气体输送管路，另一路连通燃气输送管路；反应段上部通过雾化喷射装置连通预热装置之原料输送管路，预热装置上设置热交换介质入口；反应段顶部通过产物输送管路经过冷却装置连通炭黑收集装置，炭黑收集装置设置尾气排出管。

本实用新型设置高效预热装置，并采取控量供氧助燃低热值燃气，在裂解反应炉中营造高温低氧乃至无氧的裂解反应环境，使生产高品质炭黑成为可能。本实用新型结构简单，工艺流程简单，炭黑的产率高，而且可适用于多品种炭黑的生产，生产成本低，经济效益好。

附图说明

附图为本实用新型结构及工作流程示意图。

图中：1-雾化喷射装置，2-压力调节装置，3-燃烧段，4-反应段，5-预热装置，6-冷却装置，7-炭黑收集装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变换，均落入本实用新型的保护范围。

如图所示，本实用新型包括雾化喷射装置1、压力调节装置2、反应炉、预热装置5、冷却装置6、炭黑收集装置7，所述的反应炉分为燃烧段3和反应段4，所述的燃烧段3入口一路通过压力调节装置2连通助燃气体输送管路，另一路连通燃气输送管路；反应段4上部通过雾化喷射装置1连通预热装置5之原料输送管路，预热装置5上设置热交换介质入口；反应段4顶部通过产物输送管路经过冷却装置6连通炭黑收集装置7，炭黑收集装置7设置尾气排出管。

所述的炭黑收集装置7设置尾气排出管，并连通预热装置5之热交换介质输入口。

所述的炭黑收集装置7为旋风分离器或和布袋除尘器的一种或两者组合。

所述的冷却装置6为气冷却、水冷却、油冷却装置。

所述的助燃气体输送管路、原料输送管路、燃气输送管路上分别设置流量控制装置。

本实用新型的工作原理：

本实用新型设置预热装置对原料进行预热，通过助燃气体进行压力调节、流量控制实现控量供氧助燃，使用低热值燃气为燃气，营造符合原料高温裂解温度和低氧乃至无氧反应环境，达到高效率生产高品质炭黑的目的。

下面以炭黑原料油生产高品质炭黑为例说明本实用新型的工作过程：

采用900-1300kcal/Nm3的低热值燃气为燃料，以含氧量25％-35％富氧气体作为的助燃气体，经压力调节装置2后，助燃气体以2500m3/h的流量与流量为9000m3/h的低热值燃气一起进入反应炉加热段3，经过预混区域实现充分混合，完全燃烧，使加热段3温度达到1500℃，产生的高温燃气流的氧含量降低至0.3％，并进入反应炉反应段4；炭黑原料油进入预热装置5与低热值尾气换热，达到160℃后，经雾化喷射装置1以1300kg/h的流量高速喷入反应炉反应段4发生裂解反应，生成悬浮炭黑烟气；烟气经冷却装置6降温后进入炭黑收集装置7，收集炭黑进行造粒、包装，即完成高品质炭黑生产过程。

本实用新型的特点：

1、结构简单，操作简便，生产效率高，工作环境友好；

2、可使用低热值燃气，降低生产成本，提高生产效率；

3、自身循环使用所产生的高温烟气作为辅助燃料，提高能源利用率，减少污染物的排放。