一种低多环芳烃炭黑生产装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种低多环芳烃炭黑生产装置，涉及炭黑生产技术领域。本实用新型专利技术包括炉体；炉体内部从左到右依次设置有燃烧段、喉管段、反应段和急速冷却段；燃烧段内壁固定连接有整流管；整流管内壁固定连接有空气整流器；空气整流器一表面开设有导流孔；炉体一端连通有套管；套管一端分别贯穿有燃料油进管和水冷管；燃料油进管和水冷管一端均贯穿空气整流器并延伸至喉管段内部。本实用新型专利技术通过采用喉管段收缩、反应段加大、急冷位置拖后的设计，增加入炉原料油压力、使炭黑的裂解反应更彻底、延长炭黑的生成时间，使剩余在炭黑表面的油膜得到更充分的反应，从而避免炭黑表面的多环芳烃的粘接率。

A low PAH carbon black production unit

【技术实现步骤摘要】
一种低多环芳烃炭黑生产装置
本技术属于炭黑生产
，特别是涉及一种低多环芳烃炭黑生产装置。
技术介绍
炭黑生产已有一百多年的历史，炭黑的主要用途是橡胶工业，橡胶中加入炭黑使其使用寿命大大延长，炭黑的生产方式以炉法炭黑为主，炉法炭黑是以烃类物质在炭黑反应炉内不完全燃烧得到的，炭黑燃料油燃烧产生极高的反应炉温度，再将原料油等烃类物质喷入炭黑反应炉在高温下烃类物质不完全燃烧得到裂解而生成炭黑。多环芳烃是由多个芳环组成的一组化学物质；它们存在于自然环境中，也可以在燃烧矿物燃料或其它有机物的过程中生成；炭黑中的多环芳烃是因生产过程中原料油不完全燃烧而产生的；一系列的科学研究表明在正常的接触和使用过程中这些多环芳烃牢牢地吸附在炭黑表面，只有在高温和强溶剂条件下才会被萃取出来；油炉法炭黑在反应生成过程中，都会有残留在炭黑表面、未完全裂解的有机聚合物，这些有机聚合物的成分就是多环芳烃，而多环芳烃类物质被列入欧盟REACH法规限制含量，禁与人体接触，因此，研究开发降低炭黑表面的有机聚合物含量、使炭黑的多环芳烃含量更低，符合欧盟等客户的要求，解决炭黑表面多环芳烃便成为了一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种低多环芳烃炭黑生产装置，通过炉体的新型结构设计，解决了现有的炭黑反应炉低多环芳烃含量较高的问题。为解决上述技术问题，本技术是通过以下技术方案实现的：本技术为一种低多环芳烃炭黑生产装置，包括炉体；所述炉体内部从左到右依次设置有燃烧段、喉管段、反应段和急速冷却段；所述燃烧段内壁固定连接有整流管；所述整流管内壁固定连接有空气整流器；所述空气整流器一表面开设有导流孔；所述炉体一端连通有套管；所述套管一端分别贯穿有燃料油进管和水冷管；所述燃料油进管周侧面与水冷管固定连接；所述燃料油进管和水冷管一端均贯穿空气整流器并延伸至喉管段内部；所述炉体周侧面分别贯穿有原油进管和冷却管；所述原油进管一端与整流管连通；所述冷却管一端延伸至急速冷却段内部。进一步地，所述水冷管两端分别连通有循环水入管和循环水出管；所述循环水入管和循环水出管分别位于燃料油进管两侧。进一步地，所述炉体内部固定连接有烟气排管；所述烟气排管出口端均延伸至炉体外部；所述喉管段一表面开设有烟气出孔；所述烟气排管周侧面与烟气出孔连通。进一步地，所述空气整流器位于燃烧段一侧；所述导流孔在空气整流器一表面呈线性阵列分布；所述套管周侧面连通有空气进管。进一步地，所述喉管段为渐缩式结构；所述喉管段横截面为梯形。进一步地，所述循环水入管和循环水出管均位于炉体外侧。本技术具有以下有益效果：1、本技术通过采用喉管段收缩、反应段加大、急冷位置拖后的设计，增加入炉原料油压力、使炭黑的裂解反应更彻底、延长炭黑的生成时间，使剩余在炭黑表面的油膜得到更充分的反应，从而避免炭黑表面的多环芳烃的粘接率。2、本技术通过在燃烧段内燃料油的燃烧，产生2000摄氏度的高温，在喉管段喷入原料油，原料油经过突然变窄的喉管段瞬间增压、提高了雾化度，原料油滴的尺寸直径变小，裂解反应的更彻底、降低表面的多环芳烃；在反应室内，由于炉径尺寸加大、急冷位置延后，使炭黑的裂解得到进一步的反应，再次降低了炭黑表面的多环芳烃含量。当然，实施本技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为一种低多环芳烃炭黑生产装置的内部结构示意图；图2为图1中A处的局部放大结构示意图；图3为炉体的内部结构示意图；附图中，各标号所代表的部件列表如下：1-炉体，101-燃烧段，102-喉管段，103-反应段，104-急速冷却段，2-整流管，3-空气整流器，4-导流孔，5-套管，6-燃料油进管，7-水冷管，8-原油进管，9-冷却管，10-循环水入管，11-循环水出管，12-烟气排管，13-烟气出孔，14-空气进管。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1-3，本技术为一种低多环芳烃炭黑生产装置，包括炉体1；炉体1内部从左到右依次设置有燃烧段101、喉管段102、反应段103和急速冷却段104；燃烧段101内壁固定连接有整流管2；整流管2内壁固定连接有空气整流器3；空气整流器3一表面开设有导流孔4；空气整流器3通过配合导流孔4对空气进行导流；使空气均匀分布；燃烧段101内空气与原油均匀混合进行初步的燃烧过程；喉管段102通过渐缩式的梯形结构加快燃烧段101内产生的高温气流；反应段103和急速冷却段104则采用了加粗和冷却的延后设计，以延长炭黑的生成时间，使剩余在炭黑表面的油膜得到更充分的反应，从而避免炭黑表面的多环芳烃的粘接率；炉体1一端连通有套管5；套管5一端分别贯穿有燃料油进管6和水冷管7；燃料油进管6进入助燃的燃料油；冷却管7则对燃料油进管6的管壁进行冷却；燃料油进管6周侧面与水冷管7固定连接；燃料油进管6和水冷管7一端均贯穿空气整流器3并延伸至喉管段102内部；炉体1周侧面分别贯穿有原油进管8和冷却管9；原油进管8一端与整流管2连通；冷却管9一端延伸至急速冷却段104内部。其中如图1-3所示，水冷管7两端分别连通有循环水入管10和循环水出管11；循环水入管10和循环水出管11分别位于燃料油进管6两侧；循环水入管10和循环水出管11完成水冷循环过程。其中，炉体1内部固定连接有烟气排管12；烟气排管12出口端均延伸至炉体1外部；喉管段102一表面开设有烟气出孔13；烟气排管12周侧面与烟气出孔13连通；烟气排管12用于排出燃料油与原油燃烧时产生的烟气。其中，空气整流器3位于燃烧段101一侧；导流孔4在空气整流器3一表面呈线性阵列分布；套管5周侧面连通有空气进管14。其中，喉管段102为渐缩式结构；喉管段102横截面为梯形。其中，循环水入管10和循环水出管11均位于炉体1外侧。本实施例的一个具体应用为：工作时，外界空气经空气进管14进入整流管2，经空气整流器3和导流孔4导流进入燃烧段101，空气进入燃烧段101时，原油进管8同时进入原油，燃烧段101进行原油和空气的混合和初步燃烧，原油和空气燃烧产生的高温气流经喉管段102的收缩式结构产生加速作用，且通过喉管段102的收缩式结构有助于提高原料油的雾化度，原料油滴的尺寸直径变小，裂解反应的更彻底、降低表面的多环芳烃；原油和空气燃烧产生的高温快速气流经燃料油进管6的助燃，进行再次的反应及高温加热过程；反应段103采用了加大和加长设计，急速冷却段104则采用了延后设计，以延长炭黑的生成时间，使剩余在炭黑表面的油膜得到更充分的反应，从而避免炭黑表面的多环芳烃的粘接率。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低多环芳烃炭黑生产装置，包括炉体(1)，其特征在于：所述炉体(1)内部从左到右依次设置有燃烧段(101)、喉管段(102)、反应段(103)和急速冷却段(104)；所述燃烧段(101)内壁固定连接有整流管(2)；所述整流管(2)内壁固定连接有空气整流器(3)；所述空气整流器(3)一表面开设有导流孔(4)；所述炉体(1)一端连通有套管(5)；所述套管(5)一端分别贯穿有燃料油进管(6)和水冷管(7)；所述燃料油进管(6)周侧面与水冷管(7)固定连接；所述燃料油进管(6)和水冷管(7)一端均贯穿空气整流器(3)并延伸至喉管段(102)内部；所述炉体(1)周侧面分别贯穿有原油进管(8)和冷却管(9)；所述原油进管(8)一端与整流管(2)连通；所述冷却管(9)一端延伸至急速冷却段(104)内部。

【技术特征摘要】
1.一种低多环芳烃炭黑生产装置，包括炉体(1)，其特征在于：所述炉体(1)内部从左到右依次设置有燃烧段(101)、喉管段(102)、反应段(103)和急速冷却段(104)；所述燃烧段(101)内壁固定连接有整流管(2)；所述整流管(2)内壁固定连接有空气整流器(3)；所述空气整流器(3)一表面开设有导流孔(4)；所述炉体(1)一端连通有套管(5)；所述套管(5)一端分别贯穿有燃料油进管(6)和水冷管(7)；所述燃料油进管(6)周侧面与水冷管(7)固定连接；所述燃料油进管(6)和水冷管(7)一端均贯穿空气整流器(3)并延伸至喉管段(102)内部；所述炉体(1)周侧面分别贯穿有原油进管(8)和冷却管(9)；所述原油进管(8)一端与整流管(2)连通；所述冷却管(9)一端延伸至急速冷却段(104)内部。2.根据权利要求1所述的一种低多环芳烃炭黑生产装置，其特征在于，所述水冷管(7)两端分别连通有循环水入管(10)和循...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫东，王志文，吴伟，
申请(专利权)人：东营贝斯特化工科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37