[实用新型]一种改善乙炔炭黑生产中炉内壁结焦的裂解炉

说明书

本实用新型涉及乙炔炭黑裂解炉，具体涉及一种改善乙炔炭黑生产中炉内壁结焦的裂解炉，其中，乙炔炭黑裂解炉的炉体自上由下分为反应区和冷却区，乙炔在所述反应区内发生热裂解反应，本实用新型通过在裂解炉的出料口处连通有气体回流系统，使得所述气体回流系统将裂解生成的氢气回流至反应区内部并在靠近炉内壁处形成气幕，以阻断乙炔和裂解中间产物在所述反应区内壁上结焦。本实用新型提供的气体回流系统，能够利用乙炔裂解反应产生的氢气，并将其重新喷向裂解炉反应区的内壁面，在裂解炉反应区炉内壁与乙炔氛围的中间形成保护气体隔绝层，以此阻断乙炔和裂解中间产物与温度较低的炉体内壁接触而形成结焦。

技术领域

本实用新型涉及乙炔炭黑裂解炉，更具体地，涉及一种改善乙炔炭黑生产中炉内壁结焦的裂解炉。

背景技术

乙炔炭黑是由乙炔气体在隔绝空气条件下自热裂解而成，属于热裂解法炭黑，热裂解法炭黑是指在预热的反应炉内，将天然气或乙炔气，在隔绝空气的条件下进行间歇(即燃烧蓄热和热裂解两阶段)或连续(单一的热裂解)热裂解生成炭黑的一种方法。以天然气为原料在隔绝空气的条件下进行间歇(即燃烧蓄热和热裂解两阶段)经裂解生成的炭黑称为热解炭黑。以乙炔气为原料在隔绝空气的条件下进行连续(单一的热裂解)热裂解生成炭黑称为乙炔炭黑。

裂解原料乙炔气体方便纯化，因此，乙炔炭黑杂质含量低；且裂解过程为放热反应、炉温较高，通常用水冷夹套带走多余的热量，可方便地将裂解温度控制在1400-2000℃，因此，乙炔炭黑石墨化程度和结构度高、导电性能好，主要用于电池工业、抗静电和导电橡胶制品中。

通常，乙炔在裂解炉中会发生炭黑形成反应和结焦反应。一般情况下，在较高温度下(＞927℃)，乙炔经过稠环中间体生成炭黑和氢气；在较低温度下(＜927℃)，乙炔经过缩合形成焦。裂解炉内壁聚集累积炭的过程，称为结焦，结焦会影响炉壁的传热效率和乙炔炭黑产率，增加生产过程的控制难度及产品的均一性；结焦后生成的炉渣会影响乙炔炭黑纯度；倘若结焦严重的话，还会增加炉壁堵塞的风险，必要时只能停炉机械清理，阻止了反应的连续进行，并加大了裂解反应的能耗和物耗，限制了乙炔炭黑的经济价值。

为减轻裂解炉炉壁结焦以及在裂解过程中加快焦或者焦前体的脱除，目前，国内外工业上已采用的结焦抑制技术，主要有裂解原料的优质化、加入结焦抑制剂以及对炉壁表面进行机械除焦处理三种。由于结焦反应的发生主要归因于于较低的炉内温度导致，采用轻质优质的裂解原料或者加入结焦抑制剂只能在一定程度上减缓结焦生成，效果不明显之余还延长了操作周期，提高了生产成本；对炉壁表面采用机械除焦需要定期停炉清理，妨碍了乙炔炭黑的连续制备。例如：针对装置系统的改造，CN 210193733 U公开了一种密封连接件、刮刀装置及裂解炉系统，通过其中的刮刀机构控制刮刀上下移动以刮除清理附着在裂解炉内壁的物料，但该方法采用物理接触的原理，并不能够将所有炉渣刮除干净，无法保证炭黑产品的纯净度；另外，反应过程中释放的高温容易把刮刀保护系统烧穿而逼迫裂解炉停产检修，影响了乙炔炭黑的生产效率。

鉴于目前裂解炉中机械方式消除结焦的缺陷，需要一种环保节能、清洁度高、符合产业发展方向的防结焦装置。

实用新型内容

为了克服现有技术生产的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种改善炉壁结焦的乙炔裂解炉。

为实现上述技术目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种改善乙炔炭黑生产中炉内壁结焦的裂解炉，乙炔炭黑裂解炉的炉体自上由下分为反应区和冷却区，按照乙炔炭黑的制备原理，乙炔气体需要在炉体的反应区内发生热裂解反应生成炭黑和氢气，本实用新型在裂解炉的出料口处连通有气体回流系统，所述气体回流系统将裂解生成的氢气回流至反应区内部并在靠近炉壁处形成气幕，以阻断乙炔和裂解中间产物在所述反应区内壁上结焦。