[发明专利]碳黑制造装置及喷嘴头

说明书

本发明提供一种碳黑制造装置。本发明的一实施例的碳黑制造装置可包括：至少一个燃烧筒，具有空气供给部及燃料供给部；反应部，流入通过所述燃烧筒投入的高温燃气；喷嘴插入口，设置到所述反应部的一面，可流入供给原料；喷嘴头，通过所述喷嘴插入口插入到所述反应部的内部；喷出部，从所述反应部向与设置有所述喷嘴插入口的相对的方向延伸而形成；颈部，从所述喷出部延伸而形成，以直径小于所述喷出部的方式设置；以及外壳，从所述颈部延伸而形成，以直径大于所述颈部的方式设置。

技术领域

本发明涉及一种碳黑制造装置，更详细而言，涉及一种生产性及产率提高的碳黑制造装置。

背景技术

碳黑是黑色的微小碳粉，相当于所谓的烟尘，碳粒的尺寸为1nm至500nm，与石墨相似。在工业上，通过收集使天然气、焦油等不完全燃烧而产生的烟尘或将所述天然气、焦油等热分解而制造所述碳黑。目前，消耗量中的85％为橡胶用碳黑，11％左右用作包括印刷油墨在内的黑色颜料(black pigment)。

作为工业制造法，例如已知的炉(furnace)法。在炉法中，将分解原料连同适量的空气一并放入到燃烧炉而通过不完全燃烧或热分解生成碳黑。通过炉法制造的碳黑有通过燃烧天然气及气相高级烃生成的炉黑、通过燃烧油生成的灯黑、通过热分解天然气生成的热碳黑、通过热分解乙炔生成的乙炔黑、通过燃烧焦炉煤气及萘等生成的德国炉黑等。

另一方面，碳黑因其巨大的表面积及特殊的表面而具有较多的用途，其特性受制造方法及制造原料的影响。目前，碳黑消耗量的约85％为橡胶用碳黑，约11％用于印刷油墨用等用途。

橡胶用碳黑对橡胶的增强性优异，对橡胶产品赋予耐油性、耐热性、导电性等特殊的性质。已知橡胶用碳黑如下：碳粒较小且链状结合较少的槽法碳黑适用作增强用碳黑，将其压接或颗粒化而便于处理及使用。

已知着色用碳黑利用于印刷油墨、涂料、碳纸、打字机色带、塑料等。着色用碳黑浓度较大、易于分散，吸油量适中，通常粒子小于橡胶用碳黑。

已知电池碳黑如下：与石墨混合而使用在干电池，电阻较小且氯化铵的吸附力较大为宜。

另一方面，在通过炉法制造碳黑的情况下，烃供给原料在温度为1093℃(2000℉)以上、例如1648℃(3000℉)的反应室内发生龟裂或热分解，在通过以往的碳黑制造装置制造碳黑时，存在如下问题：在喷嘴内部及反应炉内发生结焦(coking)而生成碳黑的效率下降。

然而，以往难以理解在以高温运转的碳黑制造装置内进行的流体的流动及阻碍流体流动的因素。因此，以往未理解在碳黑制造装置内实现的供给原料的流体力学作用而只能简单地尝试改变碳黑制造装置，在此情况下，即便暂时有效，但仍在未进行改变的其他部分产生流体流动问题而直接导致碳黑的成品率变低的问题。

例如，以往可确认到发生结焦或磨粒(grit)品质下降的结果，但难以准确地获知其原因，难以提出用以彻底解决发生结焦或磨粒品质下降的问题的解决对策。

因此，需要基于对碳黑制造装置内的流体、即供给原料的流动的理解而开发一种可提高供给原料的流动而提高碳黑的成品率的碳黑制造装置。

发明内容

[发明要解决的问题]

本发明要解决的问题在于提供一种可改善供给原料的流动而防止发生结焦且改善磨粒品质的碳黑制造装置。

[解决问题的手段]

为了解决上述问题，本发明提供一种碳黑制造装置，其包括：至少一个燃烧筒，具有空气供给部及燃料供给部；反应部，流入通过所述燃烧筒投入的高温燃气；喷嘴插入口，设置到所述反应部的一面，可流入供给原料；喷嘴头，通过所述喷嘴插入口插入到所述反应部的内部；喷出部，朝与设置有所述喷嘴插入口的相对的方向远离所述喷嘴头，从所述反应部延伸；颈部，从所述喷出部延伸而形成，直径小于所述喷出部；以及外壳，从所述颈部延伸，直径大于所述颈部。