文檔炭黑反應(yīng)爐

炭黑反應(yīng)爐耐火材料一、炭黑簡介碳黑（carbonblack），又名炭黑，是一種無定形碳。輕、松而極細(xì)的黑色粉末，表面積非常大，范圍從10~3000m2/g，是含碳物質(zhì)（煤、天然氣、重油、燃料油等）在空氣不足的條件下經(jīng)不完全燃燒或受熱分解而得的產(chǎn)物。比重1.8-2.1。由天然氣制成的稱“氣黑”，由油類制成的稱“燈黑”，由乙炔制成的稱“乙炔黑”。此外還有“槽黑”、“爐黑”。按炭黑性能區(qū)分有“補(bǔ)強(qiáng)炭黑”、“導(dǎo)電炭黑”、“耐磨炭黑”等?？勺骱谏玖?，用于制造中國墨、油墨、油漆等，也用于做橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑，炭黑的耗用量一般占橡膠耗用量的40%～50%,也就是說,在橡膠配方中,通常每使用2份橡膠就會搭配使用1份炭黑。按用途和使用特點(diǎn)把炭黑可分為三類：橡膠用炭黑、色素炭黑和導(dǎo)電炭黑。

二、炭黑的分類1、橡膠用炭黑在橡膠制品中，配合一定數(shù)量的炭黑可起到補(bǔ)償和填充作用來改善橡膠制品的性能稱橡膠用炭黑。它占炭黑總量的95%左右。在橡膠工業(yè)中，為了表示炭黑對橡膠的補(bǔ)強(qiáng)效果和在輪胎上的應(yīng)用部位，也習(xí)慣把炭黑分成硬質(zhì)炭黑和軟質(zhì)炭黑兩大類。前者對橡膠用良好的補(bǔ)強(qiáng)作用，后者補(bǔ)強(qiáng)作用差，在很大程度上填充作用。油爐法炭黑的大部分（超耐磨爐黑、中超耐磨爐黑、高耐磨爐黑，細(xì)粒子炭黑）屬于硬質(zhì)炭黑；小部分油爐法炭黑（快壓出爐炭黑，通用炭黑、半補(bǔ)強(qiáng)爐黑）、氣爐黑和熱烈炭黑屬于軟質(zhì)炭黑。2、色素炭黑：色素炭黑color

black

在油墨、油漆、涂料等制品中作著色顏料用的炭黑。按著色強(qiáng)度(或黑度)和粒子大小一般分為高色素炭黑、中色素炭黑、普通色素炭黑和低色素炭黑四種。主要由接觸法和油爐法生產(chǎn)。3、導(dǎo)電炭黑：某些炭黑具有低電阻或高電阻性能，用于不同的制品，如干電池、導(dǎo)電橡膠、電纜料、無限電元件等。其中乙烯炭黑由于導(dǎo)電性能好，主要用于干電池。三、炭黑反應(yīng)設(shè)備炭黑反應(yīng)爐carbonblackreactor爐法炭黑生產(chǎn)中的一個核心設(shè)備。不同爐型可以生產(chǎn)出性能不同的炭黑品種。炭黑反應(yīng)爐由單室、雙室發(fā)展到帶喉管的三室爐(亦稱新工藝炭黑反應(yīng)爐)。產(chǎn)品的品種、質(zhì)量、原料油的處理量和炭黑的回收率等均與反應(yīng)爐的爐型、結(jié)構(gòu)、尺寸及氣流的狀況和流速等密切相關(guān)1、炭黑反應(yīng)爐的一般結(jié)構(gòu)早先的炭黑反應(yīng)爐是一個內(nèi)襯耐火磚的鋼制圓筒形的單室爐，燃燒和生成炭黑均在此爐內(nèi)完成。后來，人們認(rèn)識到將燃燒和裂解分開可以提高炭黑質(zhì)量和回收率，就出現(xiàn)了雙室爐?，F(xiàn)在的炭黑生產(chǎn)采用的是新工藝多段爐。單室爐→雙室爐→新工藝多段爐新工藝多段爐（圖1）一般由燃燒段、混合（喉管）段、反應(yīng)段、急冷段、停留段等組成。在燃燒段，燃料完全燃燒，以產(chǎn)生原料油裂解所需要的能量。因此，燃燒段需要高效的燃燒器和能保證燃料充分燃燒的爐型結(jié)構(gòu)：混合段的結(jié)構(gòu)要保證高溫氣體與原料油的充分混合：在混合段，小部分原料油與過剩空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)行燃燒，但主要原料油在這里被裂解成炭黑隨氣體排出：在急冷段，噴入急冷水，使反應(yīng)混合物被急冷水冷卻，中止反應(yīng)；然后進(jìn)入停留段，再從反應(yīng)爐中排出。炭黑反應(yīng)爐工作層：燃燒段：剛玉磚、鉻剛玉磚、鉻剛玉澆注料；喉管段：剛玉磚、鉻剛玉磚、鉻剛玉澆注料；反應(yīng)段：剛玉磚、鉻剛玉磚、鉻剛玉澆注料；急冷段：剛玉磚、剛玉-莫來石磚；停留段：莫來石磚、高鋁磚、高鋁澆注料；炭黑反應(yīng)爐保溫層：燃燒段：氧化鋁空心球澆注料；喉管段：氧化鋁空心球澆注料；反應(yīng)段：氧化鋁空心球澆注料；急冷段：高鋁澆注料；停留段：高鋁輕質(zhì)澆注料；4、實(shí)際生產(chǎn)中對爐襯的損壞因素：（1）經(jīng)常出現(xiàn)更換產(chǎn)品品種，停爐和原料油噴嘴被堵塞等特殊情況。更換產(chǎn)品品種，停爐時因要用約0.3Mpa的熱蒸汽從原料油入口處噴入反應(yīng)爐內(nèi)，約120℃的熱蒸汽直接射向1600-1760℃的爐襯，對爐襯材料產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊力，導(dǎo)致熱面襯里表面產(chǎn)生裂紋，甚至成片剝落或炸裂。（2）炭黑沉積引起爐襯膨脹開裂損毀。原料油加熱膨脹分解溫度，溫度較低時生成部分分散狀的炭，而部分炭沉積在反應(yīng)爐內(nèi)壁上，稱固體焦，碳?xì)浠衔镌谝欢ㄑ醴纸庀聼峤馍蒀O，沿襯磚顯氣孔滲入耐材中，導(dǎo)致耐火材料氣孔內(nèi)CO相對分壓增大發(fā)生CO分解反應(yīng)，800℃以上CH4熱解生成的C或CO分解生成的C沉積在耐火材料內(nèi)部空隙內(nèi)，導(dǎo)致耐火材料膨脹開裂。（3）爐內(nèi)流體對磚襯的化學(xué)反應(yīng)作用。流體雜質(zhì)通過吸附、滲透核擴(kuò)散等方式滲透到耐火材料襯里，降低剛玉磚襯得耐火性能和高溫