[发明专利]一种通过烃热分解连续生产炭黑和氢的设备及其操作方法

权利要求书

1. 一种通过烃热分解连续生产炭黑和氢的设备，其特征在于作为热分解反应器应用的等离子炬(1)，应用时其中供入预热的烃气体作为进料气体并且以这种预热的烃气体和/或预热的氢气作为等离子体气体，其中至少部分产生的氢气进行循环并且用作等离子体气体，其特征还在于提供了进一步的反应器(2)并使其与热分解反应器(1)连接，该进一步的反应器带有可调温度区以便影响和控制炭黑的性能以及改善炭黑的表面和结构，该反应器(2)还在各温度区域内设有供入气体和物料的装置，其特征还在于反应器的下游又设有反应产物冷却器(3)，该冷却器中可使原料气体和等离子体气体得以预热，该冷却器后又设有分离装置(4，7)，所述分离装置，其目的是将粗颗粒与炭黑组分分离以作进一步处理，其特征还在于该设备装有将氢气部分送到化学工业，作为能量载体使用以及经返回管道(11)回送到热分解反应器(1)的管线(9)。

2. 按权利要求1所述的设备，其特征在于其中烃气体是甲烷。

3. 按权利要求1所述的设备，其特征在于冷却器(3)为使进料和等离子体气体预热的管式冷却器。

4. 按权利要求1所述的设备，其特征在于其中分离装置是旋风分离器，并且该旋风分离器(4)与过滤装置(7)相连，在该过滤装置中将符合要求粒径和结构的炭黑滤出并收集在滤筒(8)中。

5. 按权利要求1-4的任一项所述设备的操作方法，其特征在于作为热分解反应器应用的等离子炬(1)中应用氢气和烃气体组合作等离子体气体，并且供入等离子体气体中的烃气体量由施加给等离子炬(1)的作用进行控制。

6. 按权利要求5所述的方法，其特征在于所用等离子体气体仅由原料气体或来自过滤装置(4，7)的分解气体组成，而且作为等离子体气体而返回的氢气量由与等离子体电弧相连的控制阀通过施加给等离子炬(1)的作用进行控制。

7. 按权利要求6所述的方法，其特征在于该设备在不供入除原料气体以外的任何物料的情况下进行操作。