大粒径炭黑的反应装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种大粒径炭黑的反应装置，属于炭黑设备技术领域。


背景技术：

2.炭黑是人类最早开发、应用和目前产量最大的纳米材料，被国际化学品领域列为二十五种基本化工产品及精细化工产品之一，炭黑是一种极细的黑色粉末，主要成分是碳，炭黑的比表面积非常大，范围从10-3000m2/g，是有机物天然气、重油、燃料油等在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物。由天然气制成的称“气黑”，由油类制成的称“灯黑”，由乙炔制成的称“乙炔黑”，此外还有“槽黑”、“炉黑”等等。按炭黑性能区分有“补强炭黑”、“导电炭黑”、“耐磨炭黑”等。在上述各种类的炭黑品种中，油炉法炭黑是最广泛的生产方法，占到炭黑总量的95％以上。
3.炭黑对橡胶具有补强作用,炭黑已成为橡胶工业不可缺少的原材料，目前世界橡胶工业原材料耗用量排在第一位的是生胶,第二位的是炭黑；换言之，炭黑已成为消费量最大的橡胶配合剂。炭黑的耗用量一般占橡胶耗用量的40％～50％，也就是说，在橡胶配方中,通常每使用2份橡胶就会搭配使用1份炭黑。一般炭黑反应炉为圆筒形反应室，其高温预热空气进管是沿着反应室径向注入，预热空气高速进入反应炉，时间长久后，反应炉内壁的防火材料容易被侵蚀，这样会增加炭黑的杂质；并且喉管处的原料喷枪分散设置，原料油滴容易撞击反应炉内壁，从而对炉体造成冲刷造成砂砾的脱落，增加炭黑杂质。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种大粒径炭黑的反应装置，解决目前圆筒形反应炉高温预热空气进管沿着反应室径向注入，并且喉管处的原料喷枪分散设置，容易侵蚀撞击反应炉内壁，从而对炉体造成冲刷造成砂砾的脱落，增加炭黑杂质的问题。
5.本实用新型涉及一种大粒径炭黑的反应装置，包括燃烧室、反应室、喉管段和反应停留段，反应停留段为圆筒状结构，燃烧室的顶部设有盖板，盖板中间设有燃料油枪，燃烧室、反应室和喉管段均为正八边形筒状结构，燃烧室相对边的间距大于反应室相对边的间距，反应室相对边的间距大于喉管段相对边的间距，燃烧室和反应室相对边上分别设有高温预热空气进管一和高温预热空气进管二，高温预热空气进管一和高温预热空气进管二内侧设有挡板，挡板与燃烧室或反应室内壁之间形成通风槽，高温预热空气进管一和高温预热空气进管二倾斜设置，喉管段的相对边中间设有原料油枪。
6.作为一种优选，挡板的底部固定有支撑杆，支撑杆的底部与燃烧室或反应室底部固定。方便安装固定。挡板为耐侵蚀材料制成。
7.作为一种优选，盖板为正八边形，盖板的外侧设有翻边，燃烧室的顶部设有密封槽，密封槽内设有密封垫。密封效果更好。
8.作为一种优选，盖板的八个侧边中间固定有锁紧板，锁紧板上设有开口槽，开口槽下方的燃烧室侧壁上固定有支撑座，支撑座上转动安装有可以通过旋转进出开口槽的锁紧
螺栓，锁紧螺栓上设有锁紧螺母。可以方便的快速拆卸盖板。
9.本实用新型，具有以下有益效果：
10.相对方向的斜向进风方式，减少对反应炉内壁侵蚀，进入炭黑反应炉的预热空气形成旋风，加快空气流速，增加高温气流的剪切力，改变了炭黑反应时的热力学条件，使晶核生成更大的粒子，晶核形成后随着反应时间的延长，其表面逐渐增长，生成大粒径的软质炭黑，同时又可提高反应炉沿轴向中心区域温度，反应温度稳定，降低水洗筛余物，原料油枪的出口设在反应室的每一对较窄的侧面上，可以减少原料油滴撞击反应炉内壁的情况，从而降低对炉体造成冲刷造成砂砾的脱落，炭黑的纯净度更高。
附图说明
11.图1为本实用新型的主视结构示意图；
12.图2为本实用新型的顶部结构示意图；
13.图中：1、燃烧室，2、高温预热空气进管一，3、挡板，4、反应室，5、喉管段，6、反应停留段，7、原料油枪，8、高温预热空气进管二，9、通风槽，10、盖板，11、锁紧螺栓，12、锁紧螺母，13、密封垫，14、燃料油枪，15、锁紧板，16、支撑座。
具体实施方式
14.下面结合实施例对本实用新型作进一步的说明。
15.实施例1，如图1和2所示，本实用新型为大粒径炭黑的反应装置，包括燃烧室1、反应室4、喉管段5和反应停留段6，反应停留段6为圆筒状结构，燃烧室1的顶部设有盖板10，盖板10中间设有燃料油枪14，燃烧室1、反应室4和喉管段5均为正八边形筒状结构，燃烧室1相对边的间距大于反应室4相对边的间距，反应室4相对边的间距大于喉管段5相对边的间距，燃烧室1和反应室4相对边上分别设有高温预热空气进管一2和高温预热空气进管二8，高温预热空气进管一2和高温预热空气进管二8内侧设有挡板3，挡板3与燃烧室1或反应室4内壁之间形成通风槽9，高温预热空气进管一2和高温预热空气进管二8倾斜设置，喉管段5的相对边中间设有原料油枪7。
16.挡板3的底部固定有支撑杆，支撑杆的底部与燃烧室1或反应室4底部固定。
17.工作时：燃料油经过燃料油枪14进入燃烧室1，高温空气由高温预热空气进管一2通入燃烧室1作为氧化剂，在燃烧室1内燃烧生成高温烟气流，高温空气倾斜进入，使得进入炭黑反应炉的预热空气形成旋风，加快空气流速，增加高温气流的剪切力，改变了炭黑反应时的热力学条件，使晶核生成更大的粒子，晶核形成后随着反应时间的延长，其表面逐渐增长，生成大粒径的软质炭黑，同时又可提高反应炉沿轴向中心区域温度，反应温度稳定，降低水洗筛余物；然后高温烟气流进入反应室4内再次补入高温空气，进入喉管段5；从喉管段5的各支原料油枪7从出口喷出具有90
°
喷雾角的原料油雾，进入1600℃的高温烟气中受热裂解生成粒径大、近乎圆球形的炭黑聚集体，每一对窄平坦面能降低传统圆筒形反应炉发生的原料油滴撞击反应炉内壁的情况，从而降低对炉体造成冲刷造成砂砾的脱落，避免了砂砾等杂质和筛余物混入炭黑，从而提高炭黑的纯净度。高温烟气流通过具有8个内侧面的反应室后形成的断面为矩形，喷入的原料油雾化后，原料油雾化断面也是与之相对应的矩形，原料油雾化断面与高温燃气流断面形状一致，这就能使原料油雾化最大限度的覆盖高
温燃气流的断面区域，达到了避免高温燃气流热能浪费、又改变了炭黑反应时的热力学条件，使晶核生成更大的粒子，晶核形成后随着反应时间的延长，其表面逐渐增长，生成大粒径的软质炭黑的目的。同时使反应条件更加均匀、有利于生成大粒径炭黑的产品，然后形成的炭黑进入反应停留段6中。
18.实施例2，在实施例1的基础上，盖板10为正八边形，盖板10的外侧设有翻边，燃烧室1的顶部设有密封槽，密封槽内设有密封垫13。
19.盖板10的八个侧边中间固定有锁紧板15，锁紧板15上设有开口槽，开口槽下方的燃烧室1侧壁上固定有支撑座16，支撑座16上转动安装有可以通过旋转进出开口槽的锁紧螺栓11，锁紧螺栓11上设有锁紧螺母12。
20.在需要拆卸盖板10时，可以拧松锁紧螺母12，然后旋转锁紧螺栓11，把锁紧螺栓11从开口槽旋转出来，然后即可取下盖板10。
21.综上所述，本实用新型相对方向的斜向进风方式，减少对反应炉内壁侵蚀，原料油枪的出口设在反应室的每一对较窄的侧面上，可以减少原料油滴撞击反应炉内壁的情况，从而降低对炉体造成冲刷造成砂砾的脱落，炭黑的纯净度更高。
22.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
23.在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。