[其他]生产炭黑的方法和设备

权利要求书

1、一种生产炭黑的方法和相应的关键设备。以轻质油为主要燃料，液体油品为原料的油/油路线生产炭黑；燃料油雾化用空气和燃烧用高温预热空气(即二次空气)，各成系统，单独进入燃烧炉；燃料油和雾化空气，沿燃烧炉轴向或切向输入燃烧炉，产生高温高速燃气；原料油被原料油喷射器以空心或实心锥状流股沿喉管轴向或径向喷射到流经喉管的燃气中；经反应区形成的炭黑烟气，由急冷器的水雾逆流或顺流急冷后，输送到收集及造粒系统；采用高压载体雾化式喷燃器，或采用由低压喷嘴与空气导向装置组成的喷燃器，使用夹套型或圆筒型(卧式)燃烧炉；燃烧炉、喉管和反应炉受到的热负荷强度高，其耐火层用特殊耐火材料制成。

本发明的特征在于：不仅轻质油而且主要是重质油作燃料的油/油路线生产炭黑；燃料油雾化用空气和燃烧用空气(二次空气)合为一个系统，空气预热温度适中；燃料油及其燃烧、雾化用空气都从燃烧炉(2)轴向送入该炉；原料油以实心圆柱状流股沿喉管(5至7)轴线成90度方向，喷射到高温高速燃气流中；采用水雾顺流急冷，使炭黑烟气温度降到980℃及其以下；使用机械雾化喷嘴与轴向进气式旋流器等组成的燃料油喷燃器(1)；燃烧炉(2)和反应炉(9)的耐火层(3)，用公知的刚玉质或优于刚玉质的耐火材料制成。

2、按照权利要求1所述生产炭黑的方法，其特征在于，不仅是生产N300、N200系列甚至N100系列的任何一种新工艺炭黑的方法，而且是生产N300、N200系列甚至N100系列任何一种常规炭黑的方法。

3、按照权利要求1或2所述生产炭黑的方法，其特征在于燃料油雾化或燃烧用空气的预热温度为250至500℃，最好是350至470℃;该空气在燃料油喷燃器中以一次或一次以上旋流为主，只有少部分直流空气;这些气体在燃料油喷嘴（18）下游端与风套（17）间的环隙内的速度大于80米/秒，在风套下游端的速度大于60米/秒。

4、按照权利要求1或2所述生产炭黑的方法，其特征在于使用的燃料油不仅可以是轻质油，而且主要是乙烯焦油或性质类似的重质油，燃料油的低位热值大于8000Kcal/Kg，进油压力为3至20Kgf/cm²，最好是7至15Kgf/cm²;燃料油被机械雾化喷嘴和空气雾化后，沿燃烧炉轴向进入燃烧炉中，完全燃烧形成高温旋转气流，其一次燃烧率为135%至180%，最好是140～150%;重质燃料油的预热温度为40至240℃，最好是50至150℃，轻质燃料油不需预热。

5、按照权利要求1或2所说的生产炭黑的方法，其特征在于燃料燃烧形成的高温旋转气流在燃烧炉（2）内壁的最高温度点为1480至1680℃最好是1500至1600℃，在喉管中的马赫数为0.3至0.8，最好是0.4至0.7。

6、按照权利要求1或2所述生产炭黑的方法，其特征在于使用的原料油是相关指数为120至170的乙烯焦油、蒽油等，或者它们的混配油，或者它们与煤焦油系统或石油系统油料的混配油;原料油的预热温度为60至240℃，最好是80至200℃，进油压力为16至32Kgf/cm²，最好是18至28Kgf/cm²;原料油和燃料油的总燃烧率为20%至50%;原料油油柱在喉管中的穿透率为40%至70%;原料油从原料油喷嘴喷出时的动能与高温高速气流在喉管喷油点断面的动能之比为40至160，最好是60至130。

7、按照权利要求1或2所述生产炭黑的方法，其特征在于，燃烧炉（2）和反应炉（9）间的压差为800至2400毫米水柱;生产N300系列、N200系列及N100系列新工艺炭黑时，炭黑烟气在反应炉（9）高温区停留时间为0.015至0.055秒;生产常规炭黑比生产相应的新工艺炭黑需要的一次燃烧率、总燃烧率二者最少有一个较高，或者需要炭黑烟气在炉内高温区停留时间长。