CN118059762B - 一种流体加热反应炉 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种流体加热反应炉，属于具有热发生装置的流体加热器技术领域，反应炉包括：炉体和流体壳。炉体内壁沿圆周阵列设有多条内斜槽，内斜槽与炉体轴线之间的倾斜角度一致，炉体上端同轴设有与其内部连通的开放式的排烟管，炉体的下端同轴设有与其内部连通的进气管，进气管内穿设有燃料喷管，其外壁与进气管的内壁之间具有间隔，燃料喷管的喷射口朝上。炉体同轴转动设于流体壳内部，且炉体外壁与流体壳内壁之间均有间隔，排烟管穿过流体壳的顶部，进气管穿过流体壳的底部，流体壳的上段侧壁设有收集管，流体壳的底部设有喷嘴。本方案能有效提高炭黑和氢气的质量，并提高炭黑及氢气的产出。
Description
技术领域
本发明属于具有热发生装置的流体加热器技术领域，尤其涉及一种流体加热反应炉。
背景技术
在现有技术中利用甲烷气体经高温加热之后热解成炭黑及氢气的工艺已趋于成熟，现有的加热反应炉主要有两种方式对原料油进行加热从而生成炭黑和氢气。一种是利用燃烧气体直接对雾化后的原料油升温，从而使原料油热解；另一种是利用燃烧气体将加热反应装置升温至1300℃-1500℃后，排出燃烧余气，再将原料油以雾化状态喷入加热反应装置内，利用加热反应装置内部的高温使原料油热解。
上述第一种方式，由于原料油直接与燃烧气体接触，所以其最终生成的炭黑的质量及氢气的纯度均比较低；第二种方式，虽然排出了燃烧时产生的余气，避免了燃气内杂质对炭黑及氢气质量的影响，但是在原料油热解阶段，缺少对加热反应装置持续加热，致使加热反应装置内部的温度在反应后期将会逐步降低，影响原料油的热解率，降低炭黑及氢气的产出量。
发明内容
为解决现有技术不足，本发明提供一种流体加热反应炉，能有效提高炭黑和氢气的质量，并提高炭黑及氢气的产出。
为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：
一种流体加热反应炉，包括：炉体和流体壳。
炉体整体为圆管结构，其内壁沿圆周阵列设有多条内斜槽，内斜槽与炉体轴线之间的倾斜角度一致，炉体上端同轴设有与其内部连通的开放式的排烟管，炉体的下端同轴设有与其内部连通的进气管，进气管内穿设有燃料喷管，其外壁与进气管的内壁之间具有间隔，燃料喷管的喷射口朝上。
流体壳整体为圆管结构，炉体同轴转动设于流体壳内部，且炉体外壁与流体壳内壁之间均有间隔，排烟管穿过流体壳的顶部，进气管穿过流体壳的底部，流体壳的上段侧壁设有收集管，流体壳的底部设有喷嘴，用于向炉体与流体壳之间的间隔处喷射雾状的原料油。
本发明的有益效果在于：本方案的流体加热反应炉使燃料与流体状态的原料油分别处于不同的腔室内，能有效提高炭黑和氢气的质量。在原料油热解的过程中，炉体能长时间保持在恒定的温度区间，有助于提高原料油的热解率，提高炭黑及氢气的产出，并且能保证持续生产的状态。
附图说明
本文描述的附图只是为了说明所选实施例，而不是所有可能的实施方案，更不是意图限制本发明的范围。
图1示出了本申请的外部结构示意图。
图2示出了本申请实施例的炉体结构示意图。
图3示出了本申请的整体剖视图示意图。
图4示出了沿图3中A-A方向的剖视图。
图5示出了图3中B处的局部放大图。
图6示出了圆环的结构示意图。
图中标记：炉体-1、内斜槽-11、外斜槽-12、刮板-13、进气管-14、排烟管-2、导流板-21、燃料喷管-3、流体壳-4、收集管-41、喷嘴-5、插销-51、圆环-6、拨叉-61、弧形齿条-62、电机-7、伸缩装置-8。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，但本发明所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1至图4所示，一种流体加热反应炉，包括：炉体1及流体壳4。
炉体1整体为圆管结构，其内壁沿圆周阵列设有多条内斜槽11，内斜槽11与炉体1轴线之间的倾斜角度一致，炉体1上端同轴设有与其内部连通的开放式的排烟管2，排烟管2顶部为开口式结构，炉体1的下端同轴设有与其内部连通的进气管14，进气管14内穿设有燃料喷管3，其外壁与进气管14的内壁之间具有间隔，以便于流通空气，燃料喷管3的喷射口朝上，以使燃烧时的火焰向上，火焰产生的流体从内斜槽11内快速穿过时，带动炉体1旋转，燃料喷管3的末端与燃料油泵相连。
流体壳4整体为圆管结构，炉体1同轴转动设于流体壳4内部，且炉体1外壁与流体壳4内壁之间均有间隔，排烟管2穿过流体壳4的顶部，进气管14穿过流体壳4的底部，流体壳4的上端侧壁设有收集管41，收集管41用于连通后工序的冷却***及炭黑收集装置，流体壳4的底部设有喷嘴5，用于向炉体1与流体壳4之间的间隔处喷射雾状的原料油，喷嘴5的下端与压力泵相连，用于提供高压且呈雾状的原料油。
作为优选结构，流体壳4的外壁铺设有蜂窝结构的隔热板，以防止热量散发，并避免高温传递至流体壳4外壁。
工作时，通过燃料喷管3向炉体1内部喷射燃料，利用燃料燃烧时产生的热量对炉体1进行加热，燃料喷管3的上端可设置点火开关对燃料进行点燃，断开燃料供给便可停止燃烧加热；当炉体1与流体壳4之间的间隔处温度达到预定温度之后便可利用喷嘴5向流体壳4内部喷射原料油，原料油将从炉体1与流体壳4之间的间隔处向上流动，原料油进入流体壳4之后便开始热解，从而生成炭黑和氢气，而原料油在炉体1与流体壳4之间流动的过程中将持续热解，从而提高原料油的热解率，避免原料油浪费；生成的炭黑和氢气将通过收集管41排出，利用炭黑收集装置例如布袋除尘器，对炭黑进行收集，并将氢气从中分离出来，然后对氢气进行下一阶段的处理。本方案的流体加热反应炉使燃料与流体状态的原料油分别处于不同的腔室内，可有效避免燃料以燃烧余气中的杂质混入炭黑及氢气，能有效提高炭黑和氢气的质量；而且在原料油热解的过程中，燃料可持续对炉体1加热，使得炉体1能长时间保持在恒定的温度区间，有助于提高原料油的热解率，提高炭黑及氢气的产出，并且能保证持续生产的状态；并且反应炉整体结构紧凑，燃烧段与反应段均处于相同长度范围内，有效缩短了反应炉的整体长度。
优选的，如图2至图4所示，炉体1的外壁开设有与内斜槽11倾斜方向一致的外斜槽12，且外斜槽12的下端开口位于喷嘴5出口的上方，以便于使喷嘴5内喷出的原料油直接进入外斜槽12。此结构设计不仅增大了原料油与炉体1外壁之间的接触面积，可提高单位时间内的热解量；而且利用喷嘴5喷出原料油时的压力可进一步驱动炉体1旋转；并利用外斜槽12引导原料油以及热解生成的炭黑和氢气向上流动，有助于炭黑及氢气快速排出。利用外斜槽12对原料油的流动轨迹进行引导，可将原料油限定在预定空间内，使其流动时形成的气流快速扫过外斜槽12的表面，能有效防止炭黑。
进一步优选的，如图4所示，外斜槽12与内斜槽11数量一致，且沿炉体1的圆周相互交错设置，外斜槽12形成于相邻内斜槽11之间的实体部位，内斜槽11形成于相邻外斜槽12之间的实体部位，以减小炉体1的壁厚，从而减轻炉体1重量，并能在炉体1有限的体积内布置数量更多或者截面更大的外斜槽12与内斜槽11，以增加流体的流动性，流体包括燃料燃烧时产生的热气、原料油、原料油热解形成的炭黑与氢气的混合流体。
优选的，如图2至图4所示，炉体1的外壁设有刮板13，用于刮除流体壳4内壁上附着的炭黑，以防止炉体1卡滞及减少炭黑浪费。作为进一步优选的结构，刮板13设于外斜槽12位于炉体1旋转方向后方侧面的外沿处，以保证被刮除的炭黑直接进入外斜槽12内，方便炭黑快速排出。
优选的，喷嘴5沿圆周阵列设有多个，并且喷嘴5摆动设于流体壳4底部，且喷嘴5摆动的轴线与流体壳4的法线方向一致，以便于调节原料油进入外斜槽12的角度，并能以此控制对炉体1的驱动力，从而控制炉体1的转动速度。
优选的，如图1、图3及图5、图6所示，流体壳4的底部同轴设有圆环6，其对应每一个喷嘴5均设有拨叉61，喷嘴5均通过插销51转动连接于拨叉61的端部，插销51的轴线均与流体壳4的法线方向一致，流体壳4的底部设有电机7，用于驱动圆环6往复摆动，具体的，圆环6外壁同轴设有一段弧形齿条62，电机7的主轴设有与弧形齿条62啮合的齿轮。更具体的，如图5所示，喷嘴5与流体壳4之间采用球铰接相连。
优选的，如图2所示，外斜槽12的下端开口为朝下设置V型结构，以增大原料油进入外斜槽12的概率，以及减小炉体1下端面对原料油的阻挡面积，使更多的原料油可顺利进入外斜槽12。
优选的，炉体1采用铸造或是粉末冶金制成，更具体的，炉体1采用钨铜合金并利用粉末冶金工艺制成。
优选的，如图2、图3所示，排烟管2的外壁沿圆周阵列设有多块导流板21，其倾斜方向与内斜槽11一致，导流板21位于流体壳4内，且导流板21的顶部位于收集管41的内孔延伸轨迹内，以便于利用导流板21甩动炭黑进入收集管41，提高炭黑的排出效率。
优选的，如图1、图3所示，流体壳4的底部设有伸缩装置8，其伸缩杆的移动方向与燃料喷管3的轴线一致，燃料喷管3与伸缩装置8的伸缩杆相连，燃料喷管3的上端为圆盘结构，圆盘底面与炉体1底板的顶面相对部位为相互匹配的圆锥面，通过伸缩装置8可控制两个圆锥面贴合或分离，当两个圆锥面分离时，空气便可顺利进入炉体1，而且还能控制进气量，并且空气的进入角度倾斜朝向炉体1内壁的上方，有助于引导燃料燃烧时气流的流动方向；当两个圆锥面相互贴合时，用于切断空气进入炉体1的通道，以便于在紧急情况下进行快速灭火，使燃料停止燃烧。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。
Claims (8)
1.一种流体加热反应炉，其特征在于，包括：
炉体（1），整体为圆管结构，其内壁沿圆周阵列设有多条内斜槽（11），内斜槽（11）与炉体（1）轴线之间的倾斜角度一致，炉体（1）上端同轴设有与其内部连通的开放式的排烟管（2），炉体（1）的下端同轴设有与其内部连通的进气管（14），进气管（14）内穿设有燃料喷管（3），其外壁与进气管（14）的内壁之间具有间隔，燃料喷管（3）的喷射口朝上；
流体壳（4），整体为圆管结构，炉体（1）同轴转动设于流体壳（4）内部，且炉体（1）外壁与流体壳（4）内壁之间均有间隔，排烟管（2）穿过流体壳（4）的顶部，进气管（14）穿过流体壳（4）的底部，流体壳（4）的上段侧壁设有收集管（41），流体壳（4）的底部设有喷嘴（5），用于向炉体（1）与流体壳（4）之间的间隔处喷射雾状的原料油；
炉体（1）的外壁开设有与内斜槽（11）倾斜方向一致的外斜槽（12），且外斜槽（12）的下端开口位于喷嘴（5）出口的上方；外斜槽（12）与内斜槽（11）数量一致，且沿炉体（1）的圆周相互交错设置，外斜槽（12）形成于相邻内斜槽（11）之间的实体部位，内斜槽（11）形成于相邻外斜槽（12）之间的实体部位。
2.根据权利要求1所述的一种流体加热反应炉，其特征在于，炉体（1）的外壁设有刮板（13），用于刮除流体壳（4）内壁上附着的炭黑。
3.根据权利要求1所述的一种流体加热反应炉，其特征在于，喷嘴（5）沿圆周阵列设有多个，并且喷嘴（5）摆动设于流体壳（4）底部，且喷嘴（5）摆动的轴线与流体壳（4）的法线方向一致。
4.根据权利要求3所述的一种流体加热反应炉，其特征在于，流体壳（4）的底部同轴设有圆环（6），其对应每一个喷嘴（5）均设有拨叉（61），喷嘴（5）均通过插销（51）转动连接于拨叉（61）的端部，插销（51）的轴线均与流体壳（4）的法线方向一致，流体壳（4）的底部设有电机（7），用于驱动圆环（6）往复摆动。
5.根据权利要求1或3所述的一种流体加热反应炉，其特征在于，外斜槽（12）的下端开口为朝下设置的V型结构。
6.根据权利要求1所述的一种流体加热反应炉，其特征在于，炉体（1）采用铸造或是粉末冶金制成。
7.根据权利要求1所述的一种流体加热反应炉，其特征在于，排烟管（2）的外壁沿圆周阵列设有多块导流板（21），其倾斜方向与内斜槽（11）一致，导流板（21）位于流体壳（4）内，且导流板（21）的顶部位于收集管（41）的内孔延伸轨迹内。
8.根据权利要求1所述的一种流体加热反应炉，其特征在于，流体壳（4）的底部设有伸缩装置（8），其伸缩杆的移动方向与燃料喷管（3）的轴线一致，燃料喷管（3）与伸缩装置（8）的伸缩杆相连，燃料喷管（3）的上端为圆盘结构，圆盘底面与炉体（1）底板的顶面相对部位为相互匹配的圆锥面。
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN213761790U (zh) * | 2020-09-07 | 2021-07-23 | 何磊方 | 一种焦炉煤气燃烧效率高的反应炉 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2825632A (en) * | 1952-04-08 | 1958-03-04 | Cabot Godfrey L Inc | Process of making furnace carbon black and burner therefor |
| DE102006018824A1 (de) * | 2006-04-22 | 2007-10-25 | Bayer Technology Services Gmbh | Einweg-Bioreaktor |
| US8721748B1 (en) * | 2013-01-28 | 2014-05-13 | PHG Energy, LLC | Device with dilated oxidation zone for gasifying feedstock |
| CN105670676B (zh) * | 2014-11-22 | 2018-03-23 | 张家港沙龙精密管业有限公司 | 废弃塑料热解内热式连续生产燃料油*** |
| CN105733686B (zh) * | 2016-05-05 | 2019-04-02 | 神华集团有限责任公司 | 环式撞击型气化炉 |
| CN212357325U (zh) * | 2020-06-24 | 2021-01-15 | 泰安市超越精密钢球有限公司 | 一种用于斜轧钢球连续淬火的滚筒式装置 |
| CN111995887A (zh) * | 2020-08-19 | 2020-11-27 | 山西盛达威科技有限公司 | 一种炭黑结构喷雾调节方法 |
| CN113720014A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-11-30 | 王睿 | 一种具有防水垢功能的节能型锅炉 |
| CN113883541B (zh) * | 2021-10-12 | 2024-02-06 | 龙净科杰环保技术（上海）有限公司 | 一种燃气轮机余热锅炉热干风除湿工艺 |
| WO2023205081A1 (en) * | 2022-04-19 | 2023-10-26 | Carbo Culture, Inc. | Apparatus and process for production of dry durable carbon |
| CN217817994U (zh) * | 2022-08-22 | 2022-11-15 | 四川达和吉瑞工程技术有限公司 | 一种改进型隧道式热风循环隧道炉 |
| CN117085628A (zh) * | 2023-09-14 | 2023-11-21 | 山东明晟环保科技有限公司 | 一种适用于废轮胎的立式转动裂解反应装置 |
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- 2024-04-24 CN CN202410493970.3A patent/CN118059762B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN213761790U (zh) * | 2020-09-07 | 2021-07-23 | 何磊方 | 一种焦炉煤气燃烧效率高的反应炉 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| CN118059762A (zh) | 2024-05-24 |
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