RU81725U1 - REACTOR FOR PRODUCTION OF LOW-ACTIVE BRANDS OF TECHNICAL CARBON - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к реакторам для получения технического углерода и может быть использована для получения малоактивных марок ТУ. В реакторе для получения малоактивных марок технического углерода, включающем камеру горения со средствами для сжигания топлива с воздухом, многоканальное сопло и реакционную камеру, сопло снабжено каналами с диаметром 100-200 мм, а на расстоянии 100-500 мм от выходных отверстий каналов в зоне реакции выполнены радиальные отверстия для установки сырьевых форсунок, соответствующих числу каналов.The utility model relates to reactors for producing carbon black and can be used to obtain low-active grades of TU. In the reactor for producing low-active grades of carbon black, including a combustion chamber with means for burning fuel with air, a multi-channel nozzle and a reaction chamber, the nozzle is provided with channels with a diameter of 100-200 mm, and at a distance of 100-500 mm from the outlet openings of the channels in the reaction zone made radial holes for installing raw nozzles corresponding to the number of channels.

Description

Полезная модель относится к технологии получения технического углерода и может быть использована при производстве малоактивных марок, применяемых в качестве наполнителя резин.The utility model relates to the technology for producing carbon black and can be used in the production of low-activity grades used as a filler for rubbers.

Известен реактор для получения малоактивных марок технического углерода, включающий камеру горения с устройствами для ввода топливовоздушной смеси радиально и аксиально потоков продуктов горения, смесительное сопло с радиально расположенными сырьевыми форсунками для впрыска сырья (патент РФ №1462788, кл. С09С 1/50).A known reactor for producing low-active grades of carbon black, including a combustion chamber with devices for introducing a fuel-air mixture of radially and axially flows of combustion products, a mixing nozzle with radially arranged feed nozzles for injection of raw materials (RF patent No. 1462788, class C09C 1/50).

Недостатком данного реактора является высокое коксообразование, которое ухудшает качество техуглерода и кокс нарастает на стенке реакционного канала, для ликвидации которого реактор периодически переключают с режима получения техуглерода на режим полного горения топливного газа, что способствует разрушению футеровки реактора.The disadvantage of this reactor is the high coke formation, which degrades the quality of carbon black and coke builds up on the wall of the reaction channel, to eliminate which the reactor is periodically switched from the carbon black production mode to the complete combustion of fuel gas, which contributes to the destruction of the lining of the reactor.

Известны реактора для получения технического углерода, включающие камеру горения со средствами для сжигания топлива с воздухом, смесительное многоканальное сопло с сырьевыми форсунками и реакционную камеру со средствами для охлаждения углеродогазовых продуктов (патенты РФ №2131766 и №2179564, кл. С09С 1/48).Known reactors for producing carbon black, including a combustion chamber with means for burning fuel with air, a multi-channel mixing nozzle with feed nozzles and a reaction chamber with means for cooling carbon-gas products (RF patents No. 2131766 and No. 2179564, class. C09C 1/48).

Данные реактора используют для получения высокодисперсных марок техуглерода, т.к. при введении сырья в высокоскоростной поток (скорость движения продуктов горения в каналах 250-300 м/с) сырье быстро и полностью смешивается с газами горения.These reactors are used to produce highly dispersed carbon black grades, since when raw materials are introduced into a high-speed stream (the velocity of the combustion products in the channels is 250-300 m / s), the raw materials quickly and completely mix with the combustion gases.

Задачей полезной модели является получение малоактивных марок технического углерода в реакторах с многоканальным смесительным соплом.The objective of the utility model is to obtain low-active grades of carbon black in reactors with a multi-channel mixing nozzle.

Поставленная задача решается тем, что в реакторе для получения технического углерода, включающим камеру горения со средствами для сжигания топлива с воздухом, многоканальное сопло и реакционную The problem is solved in that in a reactor for producing carbon black, including a combustion chamber with means for burning fuel with air, a multi-channel nozzle and a reaction

камеру, сопло снабжено каналами с диаметром 100-200 мм, а на расстоянии 100-500 мм от выходных отверстий каналов в зоне реакции выполнены радиальные отверстия для установки сырьевых форсунок, соответствующих числу каналов.the chamber, the nozzle is equipped with channels with a diameter of 100-200 mm, and at a distance of 100-500 mm from the outlet openings of the channels in the reaction zone, radial openings are made for installing raw nozzles corresponding to the number of channels.

На фиг.1 - показан продольный разрез реактора,Figure 1 - shows a longitudinal section of a reactor,

На фиг.2 - показано сечение по А-А, где:Figure 2 - shows a section along aa, where:

1 - горелочное устройство, 2 - воздушная камера, 3 - камера горения, 4 - суженные каналы сопла, 5 - отверстия для сырьевых форсунок, 6 - реакционная камера, 7 - отверстия для ввода охлаждающего агента.1 - burner device, 2 - air chamber, 3 - combustion chamber, 4 - narrowed nozzle channels, 5 - holes for feed nozzles, 6 - reaction chamber, 7 - holes for introducing a cooling agent.

Реактор для получения техуглерода включает корпус, в котором последовательно и соосно расположены камера горения 3 со средствами ввода топливного газа 1 и воздуха 2, многоканальное сопло с суженными каналами 4, камеру реакции 6 с форсунками 5 для ввода сырья и каналы 7 для ввода охлаждающего агента.The carbon black reactor includes a housing in which a combustion chamber 3 with means for introducing fuel gas 1 and air 2, a multi-channel nozzle with narrowed channels 4, a reaction chamber 6 with nozzles 5 for introducing raw materials, and channels 7 for introducing a cooling agent are arranged sequentially and coaxially.

Способ получения технического углерода осуществляют следующим образом.The method of producing carbon black is as follows.

Предварительно подогретый воздух через воздушную камеру 2 подают в горелочное устройство 1, где его смешивают с топливом, подаваемым в горелку. Смесь топлива и воздуха сжигают в камере горения топлива 3 с образованием высокотемпературного потока продуктов горения, который поступает в суженные каналы 4 многоканального сопла. Количество суженных каналов может быть от двух до шести в зависимости от их диаметра (100-200 мм). Скорость движения дымовых газов в канале составляет 250-300 м/с. На расстоянии 100-500 мм от выходных отверстий каналов в зоне реакции выполнены радиальные отверстия 5 для сырьевых форсунок, через которые в реактор подают углеводородное сырье, причем количество форсунок соответствует количеству каналов. Высокоскоростные потоки дымовых газов при входе в камеру реакции 6, встречаясь с перпендикулярными струями сырья, обеспечивают быстрое смешение и нагревание сырья до температуры разложения. Затем скорость движения дымовых газов с парами сырья резко падает до 50-60 м/с из-за большого Preheated air through the air chamber 2 is fed into the burner device 1, where it is mixed with the fuel supplied to the burner. The mixture of fuel and air is burned in the fuel combustion chamber 3 with the formation of a high-temperature flow of combustion products, which enters the narrowed channels 4 of the multi-channel nozzle. The number of narrowed channels can be from two to six, depending on their diameter (100-200 mm). The speed of the flue gas in the channel is 250-300 m / s. At a distance of 100-500 mm from the outlet openings of the channels in the reaction zone, radial openings 5 are made for the feed nozzles through which hydrocarbon feed is supplied to the reactor, the number of nozzles corresponding to the number of channels. High-speed flue gas flows at the entrance to the reaction chamber 6, meeting with perpendicular jets of raw materials, provide quick mixing and heating of the raw material to the decomposition temperature. Then the speed of the flue gas with the fumes of raw materials drops sharply to 50-60 m / s due to the large

диаметра зоны реакции, составляющего 600-800 мм. При такой скорости движения потока осуществляют непосредственное разложение сырья с образованием технического углерода и газообразных продуктов. Нежелательные окислительные процессы техуглерода прерывают подачей охлаждающего агента через каналы 7.the diameter of the reaction zone of 600-800 mm At this flow rate, the raw materials are decomposed directly to form carbon black and gaseous products. Undesirable oxidation processes of carbon black are interrupted by the supply of a cooling agent through channels 7.

Данным способом в предлагаемом реакторе получают технический углерод с удельной поверхностью от 30 до 50 м2/г, массовой долей остатка после просева через сито с сеткой 014К - 0,009-0,015, выходом в расчете на сырье, мас.% - 71,4-73,4.In this way, in the proposed reactor, carbon black is obtained with a specific surface area of 30 to 50 m2 / g, a mass fraction of the residue after sieving through a sieve with a 014K sieve — 0.009-0.015, yield based on raw materials, wt.% - 71.4-73, four.

Claims (1)

Реактор для получения малоактивных марок технического углерода, включающий камеру горения со средствами для сжигания топлива с воздухом, многоканальное сопло и реакционную камеру, отличающийся тем, что сопло снабжено каналами с диаметром 100-200 мм, а на расстоянии 100-500 мм от выходных отверстий каналов в зоне реакции выполнены радиальные отверстия для установки сырьевых форсунок, соответствующих числу каналов.

A reactor for producing low-active grades of carbon black, including a combustion chamber with means for burning fuel with air, a multi-channel nozzle and a reaction chamber, characterized in that the nozzle is provided with channels with a diameter of 100-200 mm, and at a distance of 100-500 mm from the outlet openings of the channels in the reaction zone, radial holes are made for installing raw nozzles corresponding to the number of channels.