炭黑反应炉低氮燃烧装置的制作方法

1.本实用新型涉及炭黑生产设备领域，具体是一种炭黑反应炉低氮燃烧装置。


背景技术：

2.炭黑生产工序过程中，有三个工序出现燃料燃烧：一是炭黑反应炉工序的燃烧室；二是干燥工序中的炭黑尾气焚烧炉；三是尾气锅炉。常规低氮燃烧器使用在上述三个工序中的后二个工序：一是炭黑干燥工序的尾气焚烧炉中，尾气进入焚烧炉时采用低氮燃烧器，降低焚烧炉中烟气的氮氧化物含量，该烟气的作用是干燥造粒后的潮湿炭黑；二是炭黑尾气锅炉燃烧工序，炭黑尾气进入锅炉时采用低氮燃烧器，降低锅炉中烟气的氮氧化物含量，该烟气的作用是使锅炉产生高温高压蒸汽进行资源回收利用。


技术实现要素：

3.本实用新型为了解决现有技术的问题，提供了一种炭黑反应炉低氮燃烧装置，采用同轴双层文丘里管结构，将炭黑生产过程的尾气与燃料烃及氧化剂混合，进入炭黑反应炉的燃烧室进行燃烧，降低炭黑反应炉燃烧室中烟气的氮氧化物含量。
4.本实用新型提供了一种炭黑反应炉低氮燃烧装置，包括由外到内同轴分布的外腔体，外层文丘里管和内层文丘里管，其中外腔体的入口为氧化剂入口，外层文丘里管的入口为炭黑尾气入口，内层文丘里管的入口为燃料烃入口；所述的外层文丘里管和内层文丘里管管壁上均开有若干管壁孔，同一个文丘里管管壁上的孔在同一圆周上等距分布。
5.进一步改进，外层文丘里管中的炭黑尾气20
‑
30%通过内层文丘里管管壁孔进入内层文丘里管，与燃料烃混合后从内层文丘里管出口流出；外腔体中的氧化剂15
‑
30%通过外层文丘里管管壁孔流入外层文丘里管，与外层文丘里管中剩余炭黑尾气混合后从外层文丘里管出口流出，外腔体中剩余的氧化剂通过外腔体出口流出。
6.进一步改进，所述的外层文丘里管管壁孔与内层文丘里管管壁孔数量均为8
‑
16个。
7.进一步改进，所述的外层文丘里管管壁孔与内层文丘里管管壁孔与水平线夹角互相错开一定角度e。所述的角度e为10
‑
25
°
。
8.炭黑反应炉低氮燃烧装置的工作方法，包括以下步骤：
9.1）燃料烃从燃料烃入口进入内层文丘里管，炭黑尾气从炭黑尾气入口进入到外层文丘里管，燃烧用的氧化剂从氧化剂入口进入外腔体。
10.2）外层文丘里管的炭黑尾气约20
‑
30%的量从内层文丘里管管壁孔进入内层文丘里管，与燃料烃进行混合，混合后的流体从内层文丘里管出口处流出，外层文丘里管的炭黑尾气约70
‑
80%的量从外层文丘里管出口流出。
11.3）外腔体中的燃烧氧化剂流量的15
‑
30%从外层文丘里管管壁孔处流入外层文丘里管，与炭黑尾气进行混合，混合后的流体从外层文丘里管出口流出，外腔体中的燃烧氧化剂流量的70
‑
85%直接从外腔体出口流出。
12.本实用新型有益效果在于：使用本实用新型的低氮燃烧器后，炭黑反应炉的燃烧室产生的低氮氧化物烟气与炭黑反应炉喉管进入的原料烃混合后，产生炭黑中间品和炭黑尾气，由于燃烧室中烟气的氮氧化物降低而造成炭黑尾气的氮氧化物也同步降低；炭黑尾气中氮氧化物含量降低后，在后续工序的尾气焚烧炉和锅炉使用尾气作为燃料时，其燃烧烟气中的氮氧化物也随之降低。
附图说明
13.图1为本实用新型正面剖视图。
14.图2为本实用新型左视图。
15.图3为图1中a
‑
a剖视图。
16.图4为图1中b
‑
b剖视图。
具体实施方式
17.下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
18.本实用新型结构如图1和图2所示，包括由外到内同轴分布的外腔体5，外层文丘里管2和内层文丘里管1，其中外腔体5的入口为氧化剂入口4，外层文丘里管2的入口为炭黑尾气入口3，内层文丘里管1的入口为燃料烃入口；所述的外层文丘里管和内层文丘里管管壁上均开有若干管壁孔，同一个文丘里管管壁上的孔在同一圆周上等距分布。
19.进一步改进，外层文丘里管中的炭黑尾气20
‑
30%通过内层文丘里管管壁孔6进入内层文丘里管，与燃料烃混合后从内层文丘里管出口10流出；外腔体中的氧化剂15
‑
30%通过外层文丘里管管壁孔7流入外层文丘里管，与外层文丘里管中剩余炭黑尾气混合后从外层文丘里管出口9流出，外腔体中剩余的氧化剂通过外腔体出口8流出。
20.进一步改进，所述的外层文丘里管管壁孔（如图4所示）与内层文丘里管管壁孔（如图3所示）数量均为8
‑
16个。
21.进一步改进，所述的外层文丘里管管壁孔与内层文丘里管管壁孔与水平线夹角互相错开一定角度e，如图4所示，所述的角度e为10
‑
25
°
。
22.本实用新型完整的工作过程如下：
23.1、燃料烃从燃料烃入口进入内层文丘里管1，炭黑尾气从炭黑尾气入口3进入到外层文丘里管2，燃烧用的氧化剂从氧化剂入口4进入外腔体5。
24.2、外层文丘里管2的炭黑尾气约20
‑
30%的量从内层文丘里管管壁孔6进入内层文丘里管1，与燃料烃进行混合，混合后的流体从内层文丘里管出口10处流出，外层文丘里管2的炭黑尾气约70
‑
80%的量从外层文丘里管出口9流出。
25.3、外腔体5中的燃烧氧化剂流量的15
‑
30%从外层文丘里管管壁孔7处流入外层文丘里管2，与炭黑尾气进行混合，混合后的流体从外层文丘里管出口9流出，外腔体5中的燃烧氧化剂流量的70
‑
85%直接从外腔体出口8流出。
26.炭黑反应炉的燃烧室产生的低氮氧化物烟气与炭黑反应炉喉管进入的原料烃混合后，产生炭黑中间品和炭黑尾气，由于燃烧室中烟气的氮氧化物降低而造成炭黑尾气的氮氧化物也同步降低；炭黑尾气中氮氧化物含量降低后，在后续工序的尾气焚烧炉和锅炉使用尾气作为燃料时，其燃烧烟气中的氮氧化物也随之降低。
27.本实用新型具体应用途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种炭黑反应炉低氮燃烧装置，其特征在于：包括由外到内同轴分布的外腔体，外层文丘里管和内层文丘里管，其中外腔体的入口为氧化剂入口，外层文丘里管的入口为炭黑尾气入口，内层文丘里管的入口为燃料烃入口；所述的外层文丘里管和内层文丘里管管壁上均开有若干管壁孔，同一个文丘里管管壁上的孔在同一圆周上等距分布。2.根据权利要求1所述的炭黑反应炉低氮燃烧装置，其特征在于：所述的外层文丘里管管壁孔与内层文丘里管管壁孔数量均为8
‑
16个。3.根据权利要求1所述的炭黑反应炉低氮燃烧装置，其特征在于：所述的外层文丘里管管壁孔与内层文丘里管管壁孔与水平线夹角互相错开一定角度e。4.根据权利要求3所述的炭黑反应炉低氮燃烧装置，其特征在于：所述的角度e为10
‑
25
°
。

技术总结
本实用新型提供了一种炭黑反应炉低氮燃烧装置，包括由外到内同轴分布的外腔体，外层文丘里管和内层文丘里管，其中外腔体的入口为氧化剂入口，外层文丘里管的入口为炭黑尾气入口，内层文丘里管的入口为燃料烃入口；所述的外层文丘里管和内层文丘里管管壁上均开有若干管壁孔，同一个文丘里管管壁上的孔在同一圆周上等距分布。使用本实用新型的低氮燃烧器后，由于燃烧室中烟气的氮氧化物降低而造成炭黑尾气的氮氧化物也同步降低；炭黑尾气中氮氧化物含量降低后，在后续工序的尾气焚烧炉和锅炉使用尾气作为燃料时，其燃烧烟气中的氮氧化物也随之降低。物也随之降低。物也随之降低。


技术研发人员：汤国军 张晓明 徐全良 吕春芳 谈建军
受保护的技术使用者：无锡双诚炭黑科技股份有限公司
技术研发日：2020.11.30
技术公布日：2021/11/28