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炭黑反应炉的混合段、反应段和急冷段

炭黑反应炉的混合段、反应段和急冷段

发布日期:2015-8-26 9:55:19  信息来源:

      反应炉的混合段,又称喉管段。它是色素碳黑反应炉的核心。它的几何结构对生成炭黑的性质有直接的影响,它的径向截面决定了反应炉的生产能力,既要保质保量地喷入原料油,又要最佳利用燃烧段燃烧产物的热能和动能,有效地分散原料油。

        原料油喷入的位置。一些反应炉通过在中心安装的喷嘴轴向喷入;另一些反应炉,则在炉中心或炉壁安装的喷嘴径向喷入,也有两者相结合的炉型。

       炭黑原料油可以在最高流速位置的上游、下游或直接在最高流速处注入,也可以是几种位置的位置。

       混合段的进口和出口,不是圆锥形就是阶梯形。

       在混合段后的反应段里,原料油完全雾化和气化。离开燃烧段的气体里仍含有一些氧,它与部分原料油蒸汽发生燃烧反应。绝大部分的原料油蒸发发生裂解反应,它是吸热反应。反应段的温度对于炭黑原生粒子的大小有极大的影响,因此特别重要。

      炭黑反应炉内衬耐火材料的耐热性的不同限制了反应炉的最高温度和炭黑粒子的细度。对于炭黑生产,炭黑仅能由气相烃裂解而成。如因过程参数或原料性质的缘故,油滴在气化前被裂解,其生成的是球状焦粒。如液相原料油碰到反应炉壁时,也会生成焦粒。因此,在反应段发生裂解前,原料油的完全气化及良好的流体力学环境是非常重要的。

     反应炉的尺寸,主要是取决于生产能力和完全炭黑生成反应所需要的停留时间。为了得到期望的停留时间,必须有依据生产的炭黑品种进行调整的能力,这靠沿反应段轴向设置的急冷水喷嘴注入急冷水中止炭黑反应来实现。 

      在急冷段里,主要反应是喷入急冷水,把炭黑烟气温度迅速降至1000以下。一般一组喷嘴子上游终止反应,急冷温度在900~1300的范围;一组喷嘴在下游控制反应炉出口温度在700~1000,该温度主要取决于空气预热器的承受能力。

    设计高难反应炉提高炭黑收率

    新工艺炭黑的研究的成功是节能的重要成果,这也是众所周知的了。采用新工艺炭黑的收率要比普通炭黑高10%~20%。所以发展很迅速。新工艺很快就代替所有的普通橡胶用炭黑

以往的工艺,仅侧重于控制热能的输入量和反应时间、实际上,在反应终止前,炭黑核心和最大的粒子所处的环境条件,如核心浓度,反应温度,气流速度,湍流程度,反应炉原料喷入位置等因素对炭黑收率和性质产生影响。新工艺炭黑的研制过程就是考虑了这些因素。设计了各种高能反应炉,改变炉中气体的流体力学条件,特别是热能与动力的转换。

 

 

 

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