[发明专利]一种新型环保高纯炭黑反应炉及环保高纯炭黑的生产方法

说明书

本发明公开了一种新型环保高纯炭黑反应炉，包括燃烧室、反应段以及急冷段；所述燃烧室设置有多级，且燃烧室分别依次对应连接有反应段；在燃烧室上设有空气进气口和燃料油喷枪；多个所述反应段的出口末端均汇集连接至急冷段；所述燃烧室呈中空圆柱状；所述反应段呈中空圆台状，且直径较小的端面朝向所述燃烧室，直径较大的端面朝向所述急冷段；所述燃烧室和反应段同轴布置，且反应段的轴线平行于所述急冷段在水平方向上的轴线；所述反应段之间在竖直方向上呈一字型排布；每个所述燃烧室上均设有多排原料油枪；每个所述反应段上均开设有多排氧化剂喷枪。该方法进一步降低了45μm筛余物含量，显著提高炭黑的物理纯净度。

技术领域

本发明涉及炭黑生产技术领域，特别涉及一种新型环保高纯炭黑反应炉及环保高纯炭黑的生产方法。

背景技术

炭黑是橡胶补强填充剂，目前约产量90％的炭黑用于橡胶工业。通常炭黑的制备是在炉式反应器中通过用热燃烧气使烃原料热解从而生产出含有颗粒炭黑的燃烧产物。

炭黑的纯净度可以分为物理纯净度和化学纯净度两类。物理纯净度是指炭黑中的杂质，包括焦粒和其它机械夹杂物、含量的多少，通常采用45μm筛余物来测定。超高纯橡胶制品专用炭黑，主要要求纯净度高(45μm筛余物低)，黑度高、着色力强、分散均匀等，在运用中表现为橡胶制品表面光滑，无气泡、麻点，外观好，耐候性好。

现有技术中的炭黑反应炉制备的超高纯橡胶制品专用炭黑，炭黑质量差，主要表现为45μm筛余物含量较高，国内同类产品与国际先进企业生产的产品在性能指标上有较大差距。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新型环保高纯炭黑反应炉及环保高纯炭黑的生产方法，进一步降低45μm筛余物含量，提高炭黑的物理纯净度。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种新型环保高纯炭黑反应炉，包括燃烧室、反应段以及急冷段；所述燃烧室设置有多级，且燃烧室分别依次对应连接有反应段；在燃烧室上设有空气进气口和燃料油喷枪；多个所述反应段的出口末端均汇集连接至急冷段；所述燃烧室呈中空圆柱状；所述反应段呈中空圆台状，且直径较小的端面朝向所述燃烧室，直径较大的端面朝向所述急冷段；所述燃烧室和反应段同轴布置，且反应段的轴线平行于所述急冷段在水平方向上的轴线；所述反应段之间在竖直方向上呈一字型排布；每个所述燃烧室上均设有多排原料油枪；每个所述反应段上均开设有多排氧化剂喷枪。

优选的，所述反应段设置有3-6段。

优选的，所述氧化剂喷枪垂直于所述反应段的侧壁。

优选的，所述氧化剂喷枪设置有2-3排。

优选的，每排所述原料油枪设置有3-6支。

本发明还提供了一种环保高纯炭黑的生产方法，使用上述所述的炭黑反应炉进行环保高纯炭黑的生产。

本发明的有益效果是：

本发明中的炭黑反应炉，多个燃烧室的设置，实现了原料油的多级燃烧；燃烧室上设有的多排原料油枪，实现了原料油的多点喷射；反应段上依次开设有多排氧化剂喷枪，进行多点氧化喷射；特别地，本发明中的反应段采用中空圆台状设计，且燃烧室和反应段同轴布置，同时反应段的轴线平行于急冷段水平方向上的轴线，更为关键的，反应段之间在竖直方向上呈一字型排布；通过采用上述设计，在多级燃烧、多点喷射以及多级氧化的基础上，制备的炭黑产品中，45μm筛余物含量可低至15mg/kg，显著提高了炭黑的物理纯净度，完全超出预料水平，炭黑的物理纯净度达到国内领先的水平，可与国际企业生产的炭黑产品相媲美。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中，1-燃烧室，2-反应段，3-急冷段，4-原料油枪，5-氧化剂喷枪，6-空气进气口，7-燃料油喷枪。

具体实施方式