在线锅炉在色素碳黑生产中的应用（1）

    由于当前炉法炭黑生产的特点决定了炭黑的生产都是在高温下进行的。生产炭黑的原料油在1800℃以上的环境下裂解后，烟气的温度仍有1300℃以上。而炭黑的收集又因为袋滤器材料的限制，必须在280℃以下，所以在目前的工艺方法中，除采用空气预热器和油预热器来回收部分热量外，其余都是依靠向反应炉内的炭黑烟气喷水的方法来冷却炭黑烟气，以达到终止生成炭黑的反应和冷却烟气的目的。虽然，采用喷水的方式，简单易行，冷却速度快；但大量的热能却由水蒸气随烟气带走了。同时，还增大了烟气量，增加了输送设备的能耗和袋滤器的负荷，使炭黑尾气的热值降低了对炭黑尾气的利用是很不利的。

    由于高温裂解的气体必须在几毫秒的时间间隔内被冷却到低于临界温度以下的水平，以便将不良的后期反应降低到最低温度。因此急冷锅炉必须满足炭黑生产工艺的要求，因为炭黑烟气很容易造成堵塞。在炭黑烟气遇到相对较冷的金属表面时，未反应的原料油气和水气就会在壁面冷却和凝结，并会黏附炭黑粉尘，在此管道堵塞。这就必须在运行中保持急冷锅炉的受热面管壁要有较高的温度来将此现象降低到最低限度。由于水在其蒸发过程中始终保证它的饱和温度，而饱和温度与蒸汽的压力有关，压力越高，饱和温度也就越高。炭黑急冷锅炉要求管壁温度在250℃以上，这就要求锅炉的蒸汽压力在4.0MPa以上。由于一般情况下，锅炉受热面管壁的温度要比受热面管内介质的温度高30~50℃，这样就能保证急冷锅炉受热面的管壁温度在250℃以上了。同时，为保证炭黑生产中急冷的要求，必须提供其换热效果。除了适当的换热面积外，还需提高传热系数。通过提高介质在换热面上流速的方法，可以提高传热系数，也就是通过提高介质流速的方法，迅速将热量进行传递并带走，以达到使高温炭黑烟气迅速冷却而终止反应的目的。

    为了保证锅炉的正常运行，良好的水质是必须要保证的。一般情况下，急冷锅炉的给水必须要采用除盐水，以防止管壁上水垢的沉积，降低传热系数。

    急冷锅炉的主要部件是套管式调温装置，它是由一排同心的套管组成，这些套管与椭圆形的联箱两侧焊接成一个整体，内管由高温炭黑烟气通过，内外管间的环隙则是通过水，并在此被加热成蒸汽。

    将上述数组装置，由椭圆形联箱上组成圆形单元，每组之间的联箱用焊接来连接，使其成为一个密封面。而该装置的另一端的水侧，则与锅炉的下降总管和下降管连接；烟气则通过连接管道与空气预热器的入口相连。该装置的椭圆形联箱由导汽管与汽包相连。这样，由汽包、下降管和内外套管组成调温装置以及椭圆形联箱和导汽管就组成了水循环系统。