[实用新型]一种含有二次燃烧氢气喷嘴的白炭黑燃烧炉

说明书

本实用新型涉及白炭黑领域，公开了一种含有二次燃烧氢气喷嘴的白炭黑燃烧炉，包括炉体，炉体顶部设有原料和助燃空气进口，底部设有焚烧产物出口，焚烧产物出口与焚烧产物管道连通；炉体的侧壁上分别设有二次燃烧空气喷嘴和二次燃烧氢气喷嘴；二次燃烧空气接口和二次燃烧氢气接口分别与二次燃烧空气管道和二次燃烧氢气管道连通。本实用新型在燃烧炉中间段到出口段增设了氢气入口，在完成燃烧后补充氢气和空气进行二次燃烧，在低氧条件下通入氢气将氯气还原成氯化氢，减少废气中的氯气含量，增加氯化氢的回收率和回收质量，减少后处理成本。

技术领域

本实用新型涉及白炭黑领域，尤其涉及一种含有二次燃烧氢气喷嘴的白炭黑燃烧炉。

背景技术

气相白炭黑，粒径极小，比表面积大，具有优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，广泛应用于橡胶、胶黏剂、涂料、油漆、化妆品等工业领域。气相白炭黑的生产工艺为在氯硅烷（四氯化硅、三氯氢硅、甲基三氯硅烷）和天然气、氢气及空气一起反应生成气相白炭黑，HCl气体和水。由于燃烧反应是过量的空气环境下进行的，形成的HCl（氯化氢）气体能够连续地和剩余的氧气反应生成氯气和水。因而产生了有害的氯气副产物，反应式如下：

2 HCl + ½ O₂ (( Cl₂ + H₂O

然而，氯气是有害的副产物。氯气存在以下危害：

1、白炭黑产生的氯化氢需要通过水吸收，解析返回有机硅系统，有机硅系统对氯化氢的要求特别高。因为氯气的存在，为了保证氯化氢的纯度，只能降低氯化氢的吸收率，但还是会有部分氯气进入回收的氯化氢系统，降低氯化氢的品质。

2、目前处理氯气的方法是用氢氧化钠-硫代硫酸钠溶液进行淋洗，这样处理的方式消耗量大，处理成本高，且处理淋洗后的废水也很麻烦，处理成本高，蒸发后的废盐还有二次污染。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种含有二次燃烧氢气喷嘴的白炭黑燃烧炉。本实用新型在燃烧炉的中间段到出口段增设了氢气入口，在完成燃烧后补充氢气和空气进行二次燃烧，在低氧的条件下，通入氢气，将氯气还原成氯化氢，从而减少废气中的氯气含量，增加氯化氢的回收率和回收质量，减少后端处理成本。同时本实用新型在氢气喷嘴上进行了优化，让氢气直接通入均匀燃烧炉各角落，使得氢气与气体混合更加均匀。

本实用新型的具体技术方案为：一种含有二次燃烧氢气喷嘴的白炭黑燃烧炉，包括炉体，所述炉体的顶部设有原料和助燃空气进口，底部设有焚烧产物出口，所述焚烧产物出口与焚烧产物管道连通；炉体的侧壁上分别设有二次燃烧空气喷嘴和二次燃烧氢气喷嘴；所述二次燃烧空气接口和二次燃烧氢气接口分别与二次燃烧空气管道和二次燃烧氢气管道连通。

由于燃烧反应是过量的空气环境下进行的，形成的氯化氢气体能够连续地和剩余的氧气反应生成氯气和水。因而产生了有害的氯气副产物，不仅影响了氯化氢的回收率和回收质量，而且用氧化钠-硫代硫酸钠溶液淋洗不但产生了高额的运行成本还会产生二次污染。

本实用新型燃烧炉能够解决上述技术问题的原理为：在氧气含量接近于零的时候，补充氢气使其与氯气进一步燃烧产生氯化氢可以减少氯气的产生。

Cl₂ + H₂ ( 2HCl

先通入氢气，将燃烧剩余的氧气先反应，在氧气控制在1.5%以下发生，但为了保证后面气体中不含氢气，因此要保证出口氧含量在0.5%以上。因此氢气的进料量需要进行调节，当出口气体中氧含量大于1.5%时，加大氢气的进料量，当出口气体中氧含量小于0.5%时，减少氢气的进料量，使得出口气体的氧含量 控制在0.5%~1.5%，当出口气体中氧含量小于0.3%时，补充空气增加含氧量，保证后面系统的安全。

作为优选，所述二次燃烧空气喷嘴和二次燃烧氢气喷嘴的数量多个且在炉体侧壁不同高度上分布。