[发明专利]一种新型炭黑急冷装置及系统

说明书

本发明公开了一种新型炭黑急冷装置及系统，涉及炭黑烟气的急冷装置技术领域。包括第一管、第二管、第三管、直角喷头、连接件、卡件、压件及密封装置，第一管与第二管之间设有冷却水，第二管与第三管之间通有冷却气体，直角喷头连接在第三管上，连接件将第二管与卡件连接，卡件内设有密封装置，卡件与压件卡接使密封装置将第二管与第三管之间的缝隙密封。本发明结构简单，可为反应炉急冷段截面中心区域提供雾化状的急冷水，增加反应炉急冷段截面的急冷水雾化面积，使炭黑反应终止得更加均匀和彻底，可提高炭黑产品质量和收率，本发明还能调整燃烧室和反应室的压差，改善炭黑的吸油值和着色强度。

技术领域

本发明涉及炭黑烟气的急冷装置技术领域。

背景技术

油炉法炭黑是由烃类化合物经不完全燃烧和裂解生成的。炭黑生产的反应装置为反应炉，主要分为燃烧段、喉口段、反应段、急冷段、气化停留段。燃料在燃烧段燃烧生成高温烟气，为炭黑裂解反应提供能量，喉口段为原料注入段，反应段是炭黑不完全燃烧和裂解的区域、在反应段后部的急冷段，通过喷水汽化降温终止炭黑生产反应(炭黑在此阶段进行表面氧化反3应)，汽化停留段为炭黑烟气形成区。现有技术中，如图4和图5所示，急冷水枪插入口设置分为五排并均匀分布在急冷段上，每排设4支或以上急冷水枪插入口，目的是尽可能在工艺选定的某一截面喷入工艺要求的急冷水量，将高温炭黑烟气迅速冷却，充分并有效地终止反应，使后续无炭黑的副反应发生，减少炭黑的表面粗糙度，提高炭黑的表面活性、质量和收率，降低原料油的消耗，但通过研究观察发现，反应炉急冷段截面中心区域较大面积没有雾化水，这样会导致炭黑终止反应不均匀不彻底，有部分炭黑仍然在发生副反应。此外，炭黑吸油值和着色强度是衡量炭黑质量非常关键的两个重要指标，燃烧室与反应室的压差对炭黑的吸油值和着色强度有重要影响，传统技术是通过改变喉管直径来调整压差来改善炭黑的吸油值和着色强度，但是改变喉管直径非常麻烦，费时，费力，改造成本大，因此如何方便调整燃烧室与反应室的压差，使其适应多品种炭黑产品的生产，且有利于炭黑吸油值和着色强度的调整和控制是现实生产亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新型炭黑急冷装置及系统，可将新型炭黑装置伸入反应炉急冷段的中心区域，轴向喷入急冷水，大大增加反应炉急冷段截面的急冷雾化水与炭黑烟气接触面积，使炭黑终止反应更加均匀彻底，并可以调整燃烧室和反应室压差，提高炭黑质量，提高炭黑收率。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种新型炭黑急冷装置，包括第一管，在第一管前后两末端分别设有一个第一堵头，两个第一堵头分别为圆环状，圆环的外缘与第一管连接，圆环的内缘与第二管的外壁连接，第二管穿过第一管中心并与两端封堵的第一堵头形成两端封闭的套管结构，所述第二管的后端伸出第一管的后端堵头一定长度。在第一管与第二管之间沿第一管长度方向设有两个隔板，所述隔板一端与第一管后端连接的第一堵头相连，另一端与第一管前端另一个第一堵头隔有一段距离，两个隔板将第一管内壁与第二管外壁之间的空间分隔为一端相连的两个空腔，所述第一管靠近后端连接有进水管和出水管，所述进水管与出水管分别对应连接第一管与第二管之间的两个空腔，所述进水管与外部水源连接；

在所述第二管内部中心设有第三管，在所述第二管的内壁上设有支撑，所述第三管前端穿过支撑与第二管前端平齐，所述第二管后端内部设有第二堵头，所述第二堵头为圆环状，圆环的外缘与第二管连接，圆环的内缘尺寸大于第三管外径，第三管穿过第二管中心并形成套管结构。所述第二管的后端与连接件的前端相连接，连接/

件的后端连接卡件的前端，卡件的后端卡接压件；所述卡件内部为空腔结构，里面设有密封装置；所述第三管后端从所述卡件与压件中心穿过并伸出与外部水源连接；在所述第二管上靠近后端设有进气管，进气管与外部气源连接；

在所述第三管的前端内壁上连接有直角喷头，直角喷头设有若干喷水孔。

优选地，所述第一管为圆管，在所述第一管一端的外壁设有外螺纹，所述第一堵头为钢板，第一堵头焊接连接第一管和第二管。