一種5萬噸/年天然氣硬質炭黑反應爐制造技術

一種5萬噸/年天然氣硬質炭黑反應爐，空氣導筒的一端連接反應爐面板，空氣導筒的另一端與燃燒段相連，空氣導筒與燃燒段的連接處預留有通風口形成旁通風，所述空氣分配器的中段設有預熱空氣進氣管一，預熱空氣進氣管一的預熱空氣與空氣導筒和通風口分別形成通風風路。本發明專利技術的技術效果是：根據對空氣分配器進行設計改進，與燃燒直段對接形成旁通風，保護爐膛內壁，在有效保護反應爐的前提下，提高風溫、提高爐溫，并在空氣導筒的端部設有兩個切向風入口，在空氣導筒內形成旋流，增加預熱空氣湍流程度，從而促進燃燒，提高原料油的反應溫度，同時還能夠降低空氣過剩系數，降低燃燒產生都煙氣中的過剩氧含量，減少原料油消耗。

A 50,000 t/a hard carbon black reactor for natural gas

A 50,000-ton/year natural gas hard carbon black reactor is provided. One end of the air guide tube is connected with the panel of the reactor, the other end of the air guide tube is connected with the combustion section, and a vent is reserved at the connection between the air guide tube and the combustion section to form side ventilation. The middle section of the air distributor is provided with a preheated air intake pipe, and the preheated air intake pipe is separated from the air guide pipe and the vent port. Form ventilation air path. The technical effect of the invention is as follows: according to the design improvement of the air distributor, side ventilation is formed by butting with the combustion straight section to protect the inner wall of the furnace, under the premise of effectively protecting the reaction furnace, the air temperature is increased and the furnace temperature is raised, and two tangential air inlets are arranged at the end of the air guide tube, which forms swirl flow in the air guide tube, increases the turbulence degree of preheated air, and thus promotes combustion. Increasing the reaction temperature of feed oil can also reduce the excess air coefficient, reduce the excess oxygen content in the flue gas generated by combustion, and reduce the consumption of feed oil.

【技術實現步驟摘要】
一種5萬噸/年天然氣硬質炭黑反應爐
本專利技術涉及一種炭黑反應爐，尤其涉及一種5萬噸/年天然氣硬質炭黑反應爐。
技術介紹
我國地域遼闊，能源分布不均，為了節省運輸和運營成本，炭黑生產企業建廠優先考慮靠近原料油生產地，因地理區域的關系，若當地油品采購質量不佳，瀝青含量高，喹啉不溶物高，將在一定程度上影響著煤焦油的收率、炭黑的質量，導致原料油消耗較高，炭黑生產裝置產能降低，并且由于現有炭黑反應爐結構不盡合理，反應爐中心高溫區溫度不易控制，造成炭黑生成反應不穩定，產品質量控制不理想。同時，因燃燒產生的高溫高速氣流對爐體沖刷損傷很大，縮短了反應爐的使用壽命，導致生產成本上升、炭黑企業的經濟效益降低。目前，制約炭黑企業的產品質量、生產成本、裝置產能的主要技術瓶頸之一是炭黑反應爐設計是否先進可靠。現有技術專利公開號為CN206457453U公開的一種新型反應爐喉管及硬質炭黑反應爐，該反應爐通過耐火材料減少原料油槍的使用，從而降低成本，但該設計對炭黑質量和產率作用不明顯，并且該設計容易增加炭黑雜質；公開號為CN102286221A公開了一種硬質炭黑反應爐，該反應爐通過空氣導流裝置和增加原料油槍從而增加炭黑產率，該反應爐單方面提高氧氣和原料油的供給，雖單位時間產量提高，但產率提高不明顯，并且由于中心溫度不能達到設計要求，其炭黑質量不理想，同時爐內高溫氣流流速高，長時間對爐膛內壁強力沖刷，致使爐內壁耐火材料脫落，增加了炭黑雜質，縮短反應爐使用年限。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種5萬噸/年硬質炭黑反應爐，解決了下列技術問題：1、爐溫不能設定太高，爐溫高容易造成爐膛內壁不耐沖刷燒壞反應爐；2、空氣預熱溫度不能設定太高，在反應爐不能耐受較高爐溫時，須提高空氣過剩系數控制爐溫，造成產生大量過剩氧，影響炭黑產品收率；3、目前反應爐采取的燃燒模式，反應爐內靠爐壁區域溫度較設計偏高，爐內中心區域溫度比預期溫度偏低，原料油處理量提不上去，影響炭黑裝置產能的發揮，同時影響炭黑產品質量及單位炭黑產品油耗。本專利技術的是這樣實現的，它包括空氣分配器、燃燒段、喉口直段和反應段，空氣分配器、燃燒段、喉口直段和反應段依次同軸連接形成炭黑反應爐。所述空氣分配器空腔內同軸心設置空氣導筒，空氣導筒的一端連接反應爐面板，空氣導筒的另一端與燃燒段相連，空氣導筒與燃燒段的連接處預留有通風口形成空氣旁路通道。所述空氣分配器的中段設有預熱空氣進氣管一，預熱空氣進氣管一連接空氣分配器外殼與空氣導筒之間的夾層并連通空氣導筒與燃燒段連接處的空氣旁路通道；所述靠近面板一端的空氣導筒上、下側分別切向連接預熱空氣進氣管二。通過面板中心位置沿軸向將天然氣噴槍設置在空氣導筒內，所述喉口直段內設有前后兩段原料油槍，前段均勻分別有8根原料油槍，其中4根間隔的原料油槍伸進喉口50mm，后段均勻分別有8根原料油槍，其中4根間隔的原料油槍伸進喉口50mm，所述前段和后后段伸進喉口的原料油槍錯位布置。所述燃燒段與軸線成60度角設有若干根天然氣槍，若干根天然氣槍的中心軸延伸直線匯集點在反應爐軸線上。所述燃燒爐錐段的錐度角為16°。所述軸向設置的天然氣槍外壁設有水套保護。本專利技術的技術效果是：1、根據對空氣分配器進行設計改進，與燃燒直段對接形成空氣旁路通道，保護爐膛內壁，在有效保護反應爐的前提下，提高風溫、提高爐溫，并在空氣導筒的端部設有兩個切向風入口，在空氣導筒內形成旋流，增加預熱空氣湍流程度，從而促進燃燒，提高原料油的反應溫度，同時還能夠降低空氣過剩系數，降低燃燒產生都煙氣中的過剩氧含量，減少原料油消耗；2、取消燃氣分配器，從空氣分配器爐面板安裝軸向天然氣噴槍，通過改變燃燒模式，提高反應爐中心區域溫度，從而提高原料油處理量，達到提高炭黑產能降低油耗的效果，3、靠近爐壁的空氣“旁通風”起到保護反應爐膛內壁的作用；燃燒爐錐段的錐度角設置為16°，有助于穩定氣流；4、為保證預熱空氣進入反應器燃燒室的分配效果，我們設計了新型的空氣分配器，改善了燃燒效果，在使用旁通風有效保護反應爐膛內壁的前提下，讓天然氣更加充分燃燒，提高燃燒效果，也提高反應爐溫度，改變溫度場的分布，提高單位容積的熱負荷量及反應中心區域的溫度。附圖說明圖1為本專利技術炭黑反應爐的結構示意圖；圖2為本專利技術空氣導筒的切面圖；圖3為本專利技術喉口直段的前段切面圖；圖4為本專利技術喉口直段的后段切面圖。具體實施方式如圖1、2、3、4所示，本專利技術的是這樣實現的，空氣分配器1、燃燒段2、喉口直段3和反應段4依次同軸連接形成炭黑反應爐。所述空氣分配器1空腔內同軸心設置空氣導筒5，空氣導筒5的一端連接反應爐面板，空氣導筒5的另一端與燃燒段2相連，空氣導筒5與燃燒段2的連接處預留有通風口6形成空氣旁路通道，旁路空氣靠近燃燒段2爐膛壁內表面，可以防止爐膛壁溫過高，從而可以保護反應爐，延長反應爐的使用年限，還可減少炭黑產品的雜質。所述空氣分配器1的中段設有預熱空氣進氣管一7，預熱空氣進氣管一7連接空氣分配器1外殼與空氣導筒5之間的夾層并連通空氣導筒5與燃燒段連接處的空氣旁路通道6；所述靠近面板一端的空氣導筒5上、下側分別切向連接預熱空氣進氣管8，通過預熱空氣進氣管一7和預熱空氣進氣管二8同時進空氣，空氣經過進氣管二8切向進入空氣導筒5產生旋流，有效增加氣流的湍流程度，提高高溫氣流流速和氣流剪切力，從而使得原料油裂解效率大大增加，提高炭黑產率和質量。通過面板中心位置沿軸向將天然氣噴槍9設置在空氣導筒內，天然氣噴槍9軸向設置在反應爐軸線中心上，使得反應爐(軸線)中心區域溫度高，反應爐內溫度場布置合理，有時為了提高產率，燃燒段2與軸線成60度角設有若干根天然氣噴槍9，若干根天然氣噴槍的中心直線匯集點在反應爐軸線上，在加上燃燒爐錐段的錐度角為16°，更進一步提高高溫氣流流速和中心溫度，所述喉口直段內設有前后兩段原料油槍，前段均勻分布有8根原料油槍，其中4根間隔的原料油槍10伸進喉口50mm，后段均勻分布有8根原料油槍，其中4根間隔的原料油槍10伸進喉口50mm，所述前段和后段伸進喉口的原料油槍錯位布置，由于炭黑反應爐安裝投入運行后，其反應爐直徑大小和原料油噴人位置都已固定，生產工藝參數也不易改動，通過合理布置原料油槍可增加工藝參數調控手段，可有效提高單位時間內炭黑產出量，原料油槍錯開布置、同時原料油槍伸進50mm是為了使得原料油霧化分布更加均勻，使炭黑生成反應溫度更加均勻，使得炭黑產品質量更加穩定。下表為炭黑反應爐改進前后主要工藝數據對比；通過以上工藝參數及主要品質指標的對比，本專利技術通過對硬質反應爐型工裝進行設計改造，設置有空氣旁路通道的反應爐型，根據反應爐內燃燒情況及火焰溫度情況，爐溫對比之前有所提高，原料油處理量對比之前有所上升，油風比從0.5提高到0.53，噸炭黑油耗對比下降0.08，裝置完全可以達到5萬噸/年炭黑產能的效果，同時內在品質如著色指標對比也有所提升。這一設計成果，不但可以最大程度減少反應爐的沖刷損毀情況，降低材料成本費用，同時可以提高產品產能和品質要求，滿足炭黑市場需求，加快主營產品品質的升級，提升公司盈利點及能力要求，在油風比、產能方面體現出了5萬噸/年旁通風爐型的優勢，在能耗及油耗方面皆有優勢，這是我們對于5萬噸/年硬質旁通風反應爐型工裝設本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種5萬噸/年天然氣硬質炭黑反應爐，它包括空氣分配器、燃燒段、喉口直段和反應段，空氣分配器、燃燒段、喉口直段和反應段依次同軸連接形成炭黑反應爐，所述空氣分配器空腔內同軸心設置空氣導筒，空氣導筒的一端連接反應爐面板，空氣導筒的另一端與燃燒段相連，空氣導筒與燃燒段的連接處預留有通風口形成空氣旁路通道，所述空氣分配器的中段設有預熱空氣進氣管一，預熱空氣進氣管一連接空氣分配器外殼與空氣導筒之間的夾層并連通空氣導筒與燃燒段連接處的空氣旁路通道；所述靠近面板一端的空氣導筒上、下側分別切向連接預熱空氣進氣管二，通過面板中心位置沿軸向將天然氣噴槍設置在空氣導筒內，所述喉口直段內設有前后兩段原料油槍，前段均勻分別有8根原料油槍，其中4根間隔的原料油槍伸進喉口50mm，后段均勻分別有8根原料油槍，其中4根間隔的原料油槍伸進喉口50mm，所述前段和后后段伸進喉口的原料油槍錯位布置。

【技術特征摘要】
1.一種5萬噸/年天然氣硬質炭黑反應爐，它包括空氣分配器、燃燒段、喉口直段和反應段，空氣分配器、燃燒段、喉口直段和反應段依次同軸連接形成炭黑反應爐，所述空氣分配器空腔內同軸心設置空氣導筒，空氣導筒的一端連接反應爐面板，空氣導筒的另一端與燃燒段相連，空氣導筒與燃燒段的連接處預留有通風口形成空氣旁路通道，所述空氣分配器的中段設有預熱空氣進氣管一，預熱空氣進氣管一連接空氣分配器外殼與空氣導筒之間的夾層并連通空氣導筒與燃燒段連接處的空氣旁路通道；所述靠近面板一端的空氣導筒上、下側分別切向連接預熱空氣進氣管二，通過面板中心位置沿軸向將天然氣噴槍設置在空氣導筒內，所述喉口直段內設有前后兩段原料油槍，前段均勻分別有8根原料油槍，其中4...

【專利技術屬性】
技術研發人員：梁智彪，程文輝，陳忠斌，胡陳，潘世超，聶緒建，吳慶軍，曹迎峰，
申請(專利權)人：濟寧黑貓炭黑有限責任公司，
類型：發明
國別省市：山東,37