一种炭黑结构喷雾调节方法与流程

本发明属于炭黑生产技术领域，具体是一种炭黑结构喷雾调节方法。

背景技术：

炭黑反应炉是炭黑生产中的一个核心设备，不同炉型的炭黑反应炉可以生产出性能不同的炭黑品种。经过长久以来的发展，炭黑反应炉由单室、双室发展到现有的带喉管的三室炉，亦称新工艺炭黑反应炉。

炭黑是烃类物质（固态、液态或气态）经不完全燃烧生成的纳米级材料；炭黑是轮胎、橡胶制品重要的补强剂，炭黑质量的稳定决定了橡胶耐磨性、撕裂强度、拉伸强度的好坏；决定炭黑产品质量的主要指标包括吸油值、吸碘值、氮吸附、水洗筛杂物、倾注密度等，而炭黑产品重要指标吸油值是在反应炉中添加碳酸钾等添加剂来实现控制的，因此添加剂流量的稳定性直接影响炭黑的产品质量。在正常的炭黑生产过程中，通过向炭黑反应炉的燃烧室内添加碳酸钾来控制炭黑产品的吸油值。添加剂枪是用来添加碳酸钾的装置，是炭黑生产过程中调节炭黑结构的重要设备，设备性能的好坏对炭黑品质影响非常大，炭黑结构主要是通过k2co3的量进行控制，目前的方法是将k2co3进行水溶解，通过添加剂喷枪（如图1所示）由压缩空气为载体进行雾化，然后喷入反应炉，压缩空气与k2co3平行进入，在出口处由压缩空气将k2co3水溶液进行雾化，将其雾化成小雾滴，由于将两种介质是平行进入，雾化效果不好，造成炭黑生产品质的稳定性下降。

技术实现要素：

本发明克服了现有技术的不足，提出一种炭黑结构喷雾控制方法。解决炭黑反应中添加剂雾化不均匀，添加剂喷入量不稳定的问题。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。

一种炭黑结构喷雾控制方法，通过蒽油和焦油组成的原料油在反应炉中高温裂解生成炭黑，在生成炭黑的过程中，采用添加剂喷枪将k2co3水溶液喷入炭黑反应炉用于控制炭黑的吸油值，所述的添加剂喷枪包括枪杆，所述枪杆外部套接压缩空气套管，所述枪杆一端设置有添加剂进口，所述套管一端设置有压缩空气进口，枪杆另一端的管壁上均布有若干喷孔，且枪杆另一端的管口为封闭式结构，所述套管的内表面刻有若干条螺旋凹槽，螺纹凹槽的旋向为来复线旋向；所述k2co3水溶液的喷入流速与压缩空气的喷入流速的比值为1:1.5-3；所述反应炉的炉温为1900-1950℃。

优选的，所述喷孔为阵列式排列。

优选的，所述螺纹凹槽的旋向与水平夹角为45-60°。

优选的，所述套管的内表面刻有三条螺旋凹槽，相邻两条螺旋凹槽的中心线夹角为120°。

优选的，所述添加剂进口与压缩空气进口相垂直。

优选的，所述添加剂进口和压缩空气进口为凹球面螺纹进口。

优选的，所述k2co3水溶液的喷入流速与压缩空气的喷入流速的比值为1:2.5。

本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：

1、本发明将k2co3通过在枪杆杆壁上均布的多个喷孔垂直于套管管壁的方向喷出，取代了传统水平喷出的方式，通过改变方向使添加剂与压缩空气混合，并同时又由压缩空气垂直切割，将k2co3溶液切割成无数的小雾滴。

2、套管内壁的来复线式的螺旋线凹槽，使压缩空气在套管中形成高速旋转的气流，加速了k2co3溶液的雾化，并使雾化更为充分和均匀。

3、通过对k2co3水溶液的喷入流速与压缩空气的喷入流速进行控制，使k2co3水溶液在高速气流的切力下能更为充分的被雾化，达到更好的添加剂雾化效果，保证了炭黑生产品质的稳定性。

附图说明

图1是现有添加剂喷枪的结构示意图；

图2是本发明所述添加剂喷枪的结构示意图；

图3是图2的局部放大图；

图4是套管内壁的螺旋凹槽结构示意图；

其中，1为枪杆，2为套管，3为添加剂进口，4为压缩空气进口，5为喷孔，6为螺纹凹槽。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。

实施例1

一种炭黑结构喷雾控制方法，通过蒽油和焦油组成的原料油在反应炉中高温裂解生成炭黑，在生成炭黑的过程中，采用添加剂喷枪将k2co3水溶液喷入炭黑反应炉用于控制炭黑的吸油值；如图2和图3所示，是一种用于炭黑生产的添加剂喷枪，包括枪杆1，枪杆1外部套接压缩空气套管2，枪杆1一端设置有添加剂进口3，套管2与枪杆1设有添加剂进口3的同一端设置有压缩空气进口4，并且添加剂进口3与压缩空气进口4相垂直，添加剂进口3为m15*1.5凹球面螺纹进口，压缩空气进口4为m30*1.5凹球面螺纹进口。枪杆1另一端的管壁上均布有15个ф3的喷孔5，且枪杆1设喷孔5的这一端的管口为封闭式结构，套管2的内表面刻有三条螺旋凹槽6，螺纹凹槽6的旋向为来复线旋向（如图4所示），相邻两条螺旋凹槽6的中心线夹角为120°，螺纹凹槽6的旋向与水平夹角为45°。

本添加剂喷枪将k2co3通过在枪杆1杆壁上均布的15个喷孔垂直于套管2管壁的方向喷出，取代了传统水平喷出的方式，通过改变方向使添加剂与压缩空气混合，并同时又由压缩空气垂直切割，将k2co3溶液切割成无数的小雾滴，同时，套管2内壁的来复线式的螺旋凹槽6，使压缩空气在套管2中形成高速旋转的气流，加速了k2co3溶液的雾化，并使雾化更为充分和均匀。

其中，k2co3水溶液的喷入流速与压缩空气的喷入流速的比值为1:2.5；反应炉的炉温为1900℃；使k2co3水溶液在高速气流的切力下能更为充分的被雾化，达到更好的添加剂雾化效果，保证了炭黑生产品质的稳定性。

实施例2

一种炭黑结构喷雾控制方法，与实施例1的方法基本相同，所不同的是k2co3水溶液的喷入流速与压缩空气的喷入流速的比值为1:2；反应炉的炉温为1950℃。

实施例3

一种炭黑结构喷雾控制方法，与实施例1的方法基本相同，所不同的是k2co3水溶液的喷入流速与压缩空气的喷入流速的比值为1:3；反应炉的炉温为1920℃。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

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