[发明专利]炭黑生产反应炉及相关方法

权利要求书

1、一种炭黑生产反应炉及相关方法，反应炉由燃料燃烧段(1)、热气流与原料油混合段(2)及炭黑生成反应兼冷却段(3)组成，燃料气(或油)从燃烧段(1)通入，原料油通入口正处于燃料燃烧生成的热气流的热能和动能达到高峰的混合段(2)，采用炉内急冷，常规方式分离、收集炭黑产品，本发明的特征在于，燃烧段之燃烧室(12)的炉堂包括圆筒及渐缩圆锥两部份，圆筒部份直径为200～600毫米，最好是300～450毫米，圆筒部份长度与直径比为1.2～3.5，最好是1.5～3.0，渐缩圆锥部份的锥角为7度～30度，最好是10～20度；混合段(2)的内管(21)的长度为200～400毫米，最好是200～300毫米，内管(21)的直径由选定的热气流速度确定；反应室(31)与燃烧室(12)的直径比为0.7～2.0，最好是1.0～1.5。

2、根据权利要求1所述的炭黑生产反应炉及相关方法，其特征在于，燃烧段（1）由三个喷燃器（11）、一个燃烧室和出口水夹套（13）组成;在燃烧室（12）的前端壁设置一个轴向和两个切向入室内的分股流喷燃器（11），由三个喷燃器喷入燃烧室（12）的气体形成旋转气流，调节每股流量确保燃料气（或油）和空气的充分混合、燃烧。

3、根据权利要求1或2所述的反应炉及相关方法，其特征在于，加入燃烧段（2）的总空气量和燃料完全燃烧的理论空气量之比，即，一次燃烧率为140～180%，最好是150～170%。

4、根据权利要求1或2所述的反应炉及相关方法，其特征在于，喷燃器（11）由设在中心轴上的喷燃管（14）、侧向空气管（15）和起保护作用的水夹套（16）组成，喷燃管（14）为耐热管，其前端设有挡焰板（19）和孔径2～3毫米的喷孔（20）。

5、根据权利要求1或2所述的反应炉及相关方法，其特征在于，通过三个喷燃器（11）内燃料气（或油）与空气的完全混合和燃料燃烧的空气过剩系数之调节，使进入混合段（2）的热气流速在生产硬质炭黑时达到270～370米/秒，最好是300～350米/秒。

6、根据权利要求1所述的反应炉及相关方法，其特征在于，所使用的原料油喷枪是由喷头（26）、喷嘴座（27）和油管（28）组成，喷头（26）的前端为喷油孔（29），喷嘴座（27）分别通过螺纹与喷头（26）和油管（28）联结，油泵提供压力使这种油枪在工业化炉中喷出实心锥形油柱的穿透率达到30～45%。