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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201710240128.9 (22)申请日 2017.04.13 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 106967311 A (43)申请公布日 2017.07.21 (73)专利权人 唐山黑猫炭黑有限责任公司 地址 063100 河北省唐山市古冶区范各庄 镇小寨村 (72)发明人 杨绍俊夏文罗斌魏国华 袁俊飞王小涛 (74)专利代理机构 南昌华成联合知识产权代理 事务所(普通合伙) 36126 代理人 黄晶 (51)Int.Cl. C09C 1/50(2006.0。
2、1) F23D 11/38(2006.01) 审查员 王聪 (54)发明名称 一种高效节能硬质炭黑反应炉 (57)摘要 一种高效节能硬质炭黑反应炉， 燃烧室的直 管段同轴设有锥形空气加速导流筒， 锥形空气加 速导流筒的小口在喉管段一侧， 锥形空气加速导 流筒的大口侧壁均匀设置8个进风口， 所述锥形 空气加速导流筒的内壁表面均匀设有若干个出 风口， 所述燃烧室的直管段的中心轴线上设有燃 料进口， 喉管段的中段和末端位置对应错开设置 4个原料油喷嘴、 6个原料油喷嘴， 中段和末端位 置的原料油喷嘴与径向轴线偏离10度。 本发明的 技术效果是： 首先利用锥形空气加速导流筒在均 匀分布空气和压力的同时。
3、， 由于锥形空气加速导 流筒的后半段的出风口倾斜， 倾斜的出风口的轴 线相交处在燃烧气流上， 有利于提高温度和加速 燃烧气流的流速， 提高原料油的剪切力， 提高裂 解速率。 权利要求书1页 说明书2页 附图2页 CN 106967311 B 2018.04.06 CN 106967311 B 1.一种高效节能硬质炭黑反应炉， 包括燃烧室、 喉管段， 其特征在于： 燃烧室的直管段 同轴设有锥形空气加速导流筒， 锥形空气加速导流筒的小口在喉管段一侧， 锥形空气加速 导流筒的大口侧壁均匀设置8个进风口， 所述锥形空气加速导流筒的内壁表面均匀设有若 干个出风口； 所述燃烧室的直管段的中心轴线上设有燃料。
4、进口， 喉管段的中段和末端位置 对应错开设置4个原料油喷嘴、 6个原料油喷嘴， 中段和末端位置的原料油喷嘴与径向轴线 偏离10度； 所述的靠近锥形空气加速导流筒的大口一侧的一半侧壁的出风口径向布置， 侧 壁另一半的出风口倾斜布置， 倾斜的出风口的轴线连线与燃料进口的轴线相交。 2.根据权利要求1所述的一种高效节能硬质炭黑反应炉， 其特征在于： 所述锥形空气加 速导流筒的进风口处设有螺旋导风管， 螺旋导风管的出风与进风口相切。 3.根据权利要求1所述的一种高效节能硬质炭黑反应炉， 其特征在于： 所述锥形空气加 速导流筒的锥形角度为60度。 权利要求书 1/1 页 2 CN 106967311 B。
5、 2 一种高效节能硬质炭黑反应炉 技术领域 0001 本发明涉及一种炭黑反应炉， 尤其涉及一种高效节能硬质炭黑反应炉。 背景技术 0002 炭黑为工业中不可或缺的化工原料， 其染色、 补强的特性， 为多数塑、 橡胶制品的 改质添加剂， 其中炭黑在轮胎中的用量已经达到八成， 目前生产炭黑国内使用的大都是油 炉法制备， 该法制备过程中， 其反应炉是最重要的反应设备， 反应炉包括燃烧室、 喉管段、 急 冷段和停留段， 影响炭黑质量主要集中在燃烧室和喉管段， 燃烧室内的直管段的燃烧气流 温度不高、 流速低、 燃烧不充分， 喉管段内的原料油雾化程度、 温度和压力不均， 导致炭黑结 焦； 质量得不到保证，。
6、 为了解决上述问题， 公开号为： CN102286221 B， 公开了一种硬质炭黑 反应炉， 利用空气导流筒使得预热的空气各点的风压均等， 但这种结构风压均等， 但不能提 高燃烧气流的流速， 燃烧气流进入喉管段时与原料油不能充分接触， 降低炭黑生产得率； 并 在喉管段的前后处都分别径向设置原料油油抢， 喉管段前段的油枪喷出的原料油由于燃烧 气流温度没有后段的温度高， 导致原料油碰壁结焦， 影响系统正常运转， 导致炭黑质量波 动， 炭黑粒径及聚集体尺寸分布不均匀， 使得筛余物含量超标。 中国专利还公开了一种4万 吨硬质炭黑反应炉及其炭黑生产工艺， 公开号为： CN102181178 B， 通过改。
7、造燃烧室和喉管 段的结构， 使得温度场的分布合理， 提高炭黑的质量， 但其大大增加了燃烧室和喉管段的物 理体积， 在制备炭黑的过程中， 容易导致热量过量流失。 发明内容 0003 本发明的目的在于提供一种高效节能硬质炭黑反应炉， 解决了燃烧气流流速、 温 度， 原料油温度分布等综合问题。 0004 本发明是这样实现的， 包括燃烧室、 喉管段， 其特征在于： 燃烧室的直管段同轴设 有锥形空气加速导流筒， 锥形空气加速导流筒的小口在喉管段一侧， 锥形空气加速导流筒 的大口侧壁均匀设置8个进风口， 所述锥形空气加速导流筒的内壁表面均匀设有若干个出 风口， 所述燃烧室的直管段的中心轴线上设有燃料进口，。
8、 喉管段的中段和末端位置对应错 开设置4个原料油喷嘴、 6个原料油喷嘴， 中段和末端位置的原料油喷嘴与径向轴线偏离10 度。 0005 所述锥形空气加速导流筒的进风口处设有螺旋导风管， 螺旋导风管的出风与进风 口相切。 0006 所述锥形空气加速导流筒的锥形角度为60度。 0007 所述的靠近锥形空气加速导流筒的大口一侧的一半侧壁的出风口径向布置， 侧壁 另一半的出风口倾斜布置， 倾斜的出风口的轴线连线与燃料进口的轴线相交。 0008 本发明的技术效果是： 首先利用锥形空气加速导流筒在均匀分布空气和压力的同 时， 由于锥形空气加速导流筒的后半段的出风口倾斜， 倾斜的出风口的轴线相交处在燃烧 气。
9、流上， 有利于提高温度和加速燃烧气流的流速， 提高原料油的剪切力， 提高裂解速率； 设 说明书 1/2 页 3 CN 106967311 B 3 置螺旋导风管增加空气流动随机性， 增加与燃料油接触面积， 提高燃料使用效率， 降低了炭 黑的杂质， 减少尾气排放； 在喉管段的中段和末端都设置原料油喷枪， 在相同单位时间和热 量的情况下， 增加炭黑的生产效率， 同时原料油喷枪10度角偏轴线布置， 正好可以纠正燃烧 气流而导致的偏角， 使得原料油充分反应， 防止原料油在喉管段侧壁结焦； 由于燃烧气流的 温度场分布不均， 在喉管段的中段设置少于末端的原料油喷枪， 便于保持温度不偏差， 保证 同一批次炭黑。
10、质量相同， 聚集体尺寸分布均匀。 附图说明 0009 图1为本发明的结构示意图。 0010 图2为本发明原料油喷嘴的结构示意图。 0011 在图中， 1、 燃烧室 2、 喉管段 3、 锥形空气加速导流筒 4、 进风口 5、 出风口 6、 燃 料进口 7、 原料油喷嘴 8、 螺旋导风管。 具体实施方式 0012 如图1、 图2所示， 本发明是这样实现的， 包括燃烧室1、 喉管段2， 所述燃烧室1的直 管段同轴设有锥形空气加速导流筒3， 锥形空气加速导流筒3的小口在喉管段2一侧， 锥形空 气加速导流筒3的大口侧壁均匀设置8个进风口4， 所述锥形空气加速导流筒3的内壁表面均 匀设有若干个出风口5， 。
11、所述燃烧室1的直管段的中心轴线上设有燃料进口6， 喉管段2的中 段和末端位置对应错开设置4个原料油喷嘴7、 6个原料油喷嘴7， 中段和末端位置的原料油 喷嘴与径向轴线偏离10度， 所述锥形空气加速导流筒3的进风口处设有螺旋导风管8， 螺旋 导风管8的出风与进风口4相切。 预热的空气经过螺旋导风管8使得进入到锥形空气加速导 流筒的空气产生旋转， 然后预热的空气随机进入到出风口， 使得空气与雾化的燃料油充分 接触， 增加燃烧效率， 减小生产炭黑时的尾气污染物的产生， 燃烧气流经过喉管段与中段和 末端时， 喷嘴喷出雾化的原料油得到充分的汽化和剪切， 并且由于原料油喷嘴7呈10度角分 布， 可以避免原料油汽化不完全， 导致原料油结焦的问题； 所述的靠近锥形空气加速导流筒 3的大口一侧的一半侧壁的出风口径向布置， 侧壁另一半的出风口倾斜布置， 倾斜的出风口 的轴线连线与燃料进口的轴线相交。 说明书 2/2 页 4 CN 106967311 B 4 图1 说明书附图 1/2 页 5 CN 106967311 B 5 图2 说明书附图 2/2 页 6 CN 106967311 B 6 。