[其他]一种有空气预热装置的反应炉

说明书

本实用新型属于炭黑制造过程中的反应设备，特别是燃烧炉反应炉与冷却塔联为一体的炭黑反应炉。

以往使用的炭黑反应炉主要有两种：一种是带有冷却水夹套的反应炉；另一种是整个炉内全部由带内衬的耐火材料及保温材料砌装成型。采用冷却水套结构的反应炉热损失较大，而用耐火材料砌装的炉体施工复杂，不耐高温气流的冲击。

本实用新型的反应炉的目的是用一种带有空气予热装置的反应炉，代替已有的反应炉。

本实用新型的目的是这样实现的：将燃烧炉与反应炉中间用整体的喉管联接。在燃烧炉和反应炉的内部是刚玉耐火材料层，其外面是空气予热装置。以余热加热进入燃烧炉的空气，以提高热效率。同时，整体的铬刚玉高温耐火材料制的喉管又提高了抗热气流的冲击。

以下对附图做简要说明：

图1是反应炉的整体轴向剖面示意图。

图2是图1中沿A－A线的剖面示意图。

在附图中，主要有燃烧炉〔1〕，反应炉〔2〕，冷却塔〔3〕，喉管〔4〕，耐火材料层〔5〕，缩口管〔6〕，扩口管〔7〕，联接法兰〔8〕，〔9〕，〔10〕，进气管〔11〕，联接管〔12〕，排气管〔13〕，外壳〔14〕，分气包〔15〕，翅片〔16〕，喷水枪〔17〕。

下面结合附图对具体的实施例进行详细的描述。

实施例的结构如附图所示，燃烧炉〔1〕，反应炉〔2〕，冷却塔〔3〕构成了本实用新型的反应炉的主体结构。在燃烧炉〔1〕与反应炉〔2〕的外部有空气予热装置。空气予热装置主要有外壳〔14〕，分气包〔15〕和翅片〔16〕组成。燃烧炉〔1〕上有缩口管〔6〕，反应炉〔2〕上有扩口管〔7〕，燃烧炉与反应炉之间还有一个喉管〔4〕。燃烧炉〔1〕与反应炉〔2〕之间由缩口管〔6〕，喉管〔4〕，扩口管〔7〕通过燃烧炉〔1〕和喉管〔4〕上的联接法兰〔8〕和喉管〔4〕与反应炉〔2〕上的联接法兰〔9〕联接成为一个整体。缩口管、喉管和扩口管之间的接触面上用耐火粘接剂密封，以防止漏气。

缩口管〔6〕、喉管〔4〕、扩口管〔7〕是由铬刚玉高温耐火材料经一次成型制成的，外形为园柱形结构。缩口管〔6〕和扩口管〔7〕的内腔为园锥形。喉管〔4〕的内腔为园柱形，在其园周上均匀分布有2～8个原料油喷枪孔。且均为整体结构形式。

装在燃烧炉和反应炉外部的空气予热装置是由低碳钢或不锈钢材料制成的。分气包〔15〕在空气予热装置的两端，一端为冷空气入口，另一端为热空气出口。冷空气经鼓风机或初级空气予热器，通过进气管〔11〕进入分气包〔15〕，经分气包〔15〕到翅片〔16〕，通过余热加热冷空气。翅片〔16〕的长度为300～500毫米，厚度为1～10毫米。外壳〔14〕与分气包〔15〕形成空气予热装置的封闭结构。

翅片〔16〕的按装沿着耐火材料层〔5〕的外表面周向均匀排列，沿着反应炉的轴向交错排列，以利于充分换热。

由于燃烧炉与反应炉之间有喉管联接，喉管上还有原料油喷枪。因此，燃烧炉与反应炉上的空气予热装置由联接管〔12〕在分气包〔15〕上相互连通，形成一个完整的空气予热通路。热空气由排气管〔13〕至喷燃器的旋流器进入燃烧炉参加反应。

整个反应炉的耐火材料层〔5〕采用刚玉耐火材料。耐火材料层的外面用钢板制成燃烧炉和反应炉的外壳，这一外壳又是空气予热装置的内壳，翅片〔16〕即固定于其上。

冷却塔〔3〕与反应炉〔2〕由联接法兰〔10〕联接。

整个反应炉的工作过程是这样的：将喷燃器中的燃料油枪喷出的燃料油点燃。在燃烧炉中燃烧。冷空气由鼓风机或初级空气予热器经进气管〔11〕进入到反应炉〔2〕上的空气予热装置内，通过翅片〔16〕进行热交换。再由分气包〔15〕上的联接管〔12〕进入到燃烧炉〔1〕上的空气予热装置内，经过翅片〔16〕的进一步换热，从排气管〔13〕通过喷燃器的旋流器进入燃烧炉〔1〕内与燃烧油枪喷出的燃料油进行燃烧反应。之后由喉管〔4〕进入反应炉〔2〕内，在反应炉〔2〕上装有喷水枪〔17〕，从喷水枪〔17〕中喷出的水对反应炉内的反应气体急速冷却，中止反应，生成炭黑。

本实用新型的优点是改变了以往的钢制水夹套的喉管形式，提高了热效率。由于采用了整体结构的喉管，因此，对于全部内衬保温砖的砌炉方式来说，省工、省料，缩短了筑炉时间。整个反应炉的外径减少至原来的三分之一至二分之一。以年产三千吨炭黑的反应炉为例，已往采用的反应炉的外壳直径为1700毫米，采用本实用新型的反应炉后，同样年产三千吨的反应炉的直径只有600毫米。同时，由于在外壳上设置了空气予热装置，取消了冷却水夹套。热效率提高5％～10％左右。需要指出的是，当空气予热装置外壳〔14〕上的温度高于操作要求时，应当在外壳〔14〕的外面再包缠一层软保温材料，如玻璃纤维、石棉绒等保温材料。