[其他]生产碳黑的方法和设备

说明书

一方面，本发明是关于炭黑的生产;另一方面，本发明是关于专门适于生产炭黑用的加热炉。

生产炭黑的加热炉法，是利用热燃烧气体使含碳的原料油热解，而所用的热燃烧气体是通过燃料燃烧的方法，例如用氧化剂（通常用空气）使天然气或渣油燃烧的方法形成的。在构成反应器主体并且衬有耐火材料的烟道中发生碳形成反应。通过控制送入反应器中的燃料、氧化剂和含碳原料量，控制其送入位置以及反应器烟道的内部尺寸，来生产各种等级的炭黑。能够相对自由地控制所生产的炭黑性质的一些反应器，是十分理想的。能够将生产的所不希望有的产物，例如硬渣控制在低含量的一些反应器，也是十分理想的。以热效率程度高为特征的反应器，仍然是十分理想的。

本发明的目的之一，在于提供一种生产炭黑的设备和方法，通过控制其进料参数，容易对炭黑的性能加以控制。

本发明的另一目的，在于提供一种生产硬渣杂质含量低的炭黑的设备和方法。

本发明的第三目的，在于提供一种生产炭黑用的方法和设备，其中利用各种反应物共同高效地生产炭黑。

本发明的第四目的，在于提供一种容易控制炭黑色调的炭黑生产设备和方法。

本发明的某些方面，涉及的是一种炭黑反应器。此反应器的特征在于其中有一般为园柱形的燃烧区、会聚区和反应器喉管，其中所说的会聚区把所说的燃烧区和所说的反应器喉管连接起来。在反应器喉管的下游，设置有热解区，此热解区一般呈园柱形，其直径是所说反应器喉管的大约1.5至大约5倍。在所说反应器喉管和所说热解区之间，至少设置有一般为环形的端壁，它朝向下游方向。还安装有产生热燃烧气体的装置;热燃烧气体由一般为园柱形的燃烧区向一般为园柱形的热解区流动。且安装有在一般为园柱形的热解区的下游端通入猝灭液体的装置。在这种反应器中，按照本发明安装有一种在沿着反应器纵轴互相有间隔的位置上，通常为径向向内朝所说反应器纵轴通入含碳原料的装置。通过在纵向互相间隔的位置上把所说的原料送入反应器，可以使炭黑产物的色调保持在通常值范围内，而且可以控制进料以使生产总效率不低于所不希望的水平。

另一方面，本发明是关于炭黑的生产。热燃烧气体在一般为园柱形的燃烧区形成。这种热燃烧气体，从一般为园柱形的燃烧区沿着反应气流的轴向，经过会聚区和反应器喉管，然后流入热解区。一般为环形的壁，把所说的反应器喉管与所说热解区的上游端连接起来。按照本发明，在所说会聚区、反应器喉管和热解区之中的至少两个位置上，一般朝反应气流轴径向向内把含碳原料通入到所说的燃烧气体中。在保证碳形成反应的条件下生产炭黑。为了终止所说的碳形成反应，并且把烟气的温度冷却到能够更容易地进一步处理的温度下，在热解区下游端把猝灭液体通入反应混合物之中。

附图1是体现本发明某些特征的炭黑反应器的纵剖面侧试图。

附图2是附图1的反应器沿2～2线观察时呈现的横断面视图。

附图3是附图1中反应器沿3～3线观察时呈现的横断面视图。

按照本发明的某些方面，由参照号2笼统指明的炭黑反应器主要是由耐火材料部分3、4、5、6、7、8、9和10构成的，这些耐火材料部分构成了限定通过此反应器2的反应气流途径13的侧壁。

通过反应器2的所说反应气流的途径，沿此反应器2纵轴11是对称的。

在优选的具体实施方案中，所说的烟道或者气流途径13顺序有一般按轴向对准的以下几个区域。第一个一般为园柱形的区域12具有首端14和尾端16。会聚区15具有连接区域12的尾端16的首端18和尾端20。反应器喉管22具有连接所说会聚区15之尾端20的首端24和尾端26。一般为园柱形的热解区34具有连接所说节流管22之尾端26的首端36和尾端38。区域34的尾端38由向区域34通入猝灭液体的装置40之位置所决定，区域34作为此反应器的热解区。在所说的反应器喉管22和热解区34之间，设置有一般为环形的壁42，此一般为环形的壁42朝向下游方向，而且构成热解区的上游端。所说热解区34的直径一般是反应器喉管22最细处直径的大约1.5至大约5倍。所说的反应器还包括由标记号41指明的，用于使由第一个一般为园柱形的燃烧区12向所说的一般为园柱形的热解区34流动的热燃烧气体形成一般为轴向气流的装置;以及由标记号44笼统指明的，沿反应气流的途径是互相有间隔的纵向位置上，径向向内把含碳的原料通入到所说的热燃烧气体中的装置。