炉法炭黑反应炉

        炉法色素碳黑的反应炉是炭黑生产装置中的主要设备。原料油在反应炉内裂解反应生产炭黑。

        1、新工艺炭黑反应炉的一般结构

        在采用炉法炭黑的生产初期，炭黑反应炉是一个内衬耐火砖的钢制圆桶形的单室炉，燃烧和反应生产炭黑均在此炉内完成。随着将燃烧与裂解分开可以提高炭黑质量和收率的理论，出现了双室炉。1971年，国外出现了一系列的新品种的胎面炭黑，称为新工艺炭黑或改良炭黑，这种炭黑是在新工艺反应炉中生成的。它的收率高，性能好，所以迅速发展起来了。新工艺炭黑反应炉较好地把燃烧和裂解分开，其收率比原来的炭黑反应炉提高15%。由于炭黑是在高温和高流速的环境下生成的，所以合理燃烧是获得高温烟气的先决条件，合适的炉型是获取高流速烟气的手段，炭黑反应炉的开发目的是提高炭黑的单炉产量及生产效率。所以各炭黑制造设计人员研制出不同炉型的新工艺炭黑反应炉。

        文丘里型反应炉、燃烧段混合段水夹套式反应炉以及我国炭黑工业研究设计院设计的CCBI型反应炉。这就是所谓的第二代炭黑反应炉。其特征是，原料油在最高流速处由径向从外向内或从内向外喷射。该反应炉的第一段是燃烧段，在燃烧段内燃料在一定的过剩空气系数的过程空气中燃烧，使燃料完全燃烧，以满足原料油裂解所需要的能量。除了合适的过剩空气系数外，还需高效的燃烧器及保证充分燃烧的炉型结构。第二段是混合段，在这里注入炭黑原料油并使其与燃烧段来的高温烟气尽可能地充分混合。第三段是反应段，在这里，一小部分原料油与燃烧段的过剩氧反应，但主要部分在这里被裂解生成炭黑和排出气。接下来就是急冷段，在这里，喷入急冷水，使反应得到的混合物被急冷水冷却，中止其反应，然后进入停留段，再从反应炉中排出。