一种碳黑颗粒制备装置的制作方法

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1.本实用新型涉及碳黑制备技术领域，尤其涉及一种碳黑颗粒制备装置。

背景技术：

2.碳黑是一种极细的黑粉末，是含碳物质(煤、天然气、重油、燃料油等)在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物；由天然气制成的称"气黑"，由油类制成的称"灯黑"，由乙炔制成的称"乙炔黑"；此外还有"槽黑"、"炉黑"。按炭黑性能区分有"补强炭黑"、"导电炭黑"、"耐磨炭黑"等，可作黑染料，用于制造中国墨、油墨、油漆等，也用于做橡胶的补强剂；炭黑的结构性是以炭黑粒子间聚成链状或葡萄状的程度来表示的，由凝聚体的尺寸、形态和每一凝聚体中的粒子数量构成的凝聚体组成的炭黑称为高结构炭黑。目前常用吸油值表示结构性，吸油值越大，炭黑结构性越高，容易形成空间网络通道，而且不易破坏，高结构炭黑颗粒细，网状链堆积紧密，比表面积大，单位质量颗粒多，有利于在聚合物中形成链式导电结构，其中在众多炭黑品种中以乙炔炭黑为最佳。
3.碳黑的制备工艺较为常用的有炉法制备，炉法制备工艺就是将气态烃、液态烃或其混合物作为原料，供以适量的空气，在反应炉内形成密闭的湍流系统，将一部分原料烃和空气燃烧产生高温，使另一部分裂解产生炭黑；然而现有的炉法制备碳黑的装置在通入的空气气流不稳定，导致燃烧气源不能稳定燃烧，从而使得碳黑颗粒物的制备不稳定，碳黑制备效率较低，且会导致能源的浪费。

技术实现要素：

4.本实用新型提出一种碳黑颗粒制备装置，解决了现有技术中碳黑制备不稳定、效率低等问题。
5.本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.一种碳黑颗粒制备装置，包括燃烧炉、淬火管、稀释管和点火器，所述淬火管的出口、燃烧炉的出口和稀释管的入口连通；所述燃烧炉内部设有连通的燃烧室和缓冲室，所述燃烧室和缓冲室的连通部位设有第一蜂窝块，所述点火器的点火端位于燃烧室内；所述燃烧炉的外壁设有助燃气体入口和燃烧气体入口，所述助燃气体入口与缓冲室通过助燃气体通道连通，所述燃烧气体入口与燃烧室通过燃烧气体通道连通；所述淬火管的入口连通有淬火介质接入管，所述稀释管的侧壁连通有稀释气体接入管。
7.本实用新型通过在燃烧室与缓冲室连通的部位设置第一蜂窝块，助燃气体从助燃气体通道进入缓冲室后气流得到缓冲，经缓冲室缓冲后的助燃气体经过第一蜂窝块整流后进入燃烧室与燃烧气体混合，点火器点火后可以形成稳定的扩散火焰，从而提高碳黑颗粒的制备效率，减少能源浪费。
8.作为本实用新型优选的方案，所述燃烧炉的出口设有观察窗，可以通过观察窗查看燃烧炉内的燃烧情况，便于调整助燃气体、燃烧气体和淬火介质的流量，从而得到更加稳定的碳黑颗粒。
9.作为本实用新型优选的方案，所述点火器包括电弧点火电控单元和电嘴，所述电嘴位于燃烧室内，所述电弧点火电控单元与电嘴电连接；所述电弧点火电控单元用于给电嘴输入瞬时高压脉冲，使电嘴产生电弧火花来点燃燃烧室内的燃烧气体。
10.作为本实用新型优选的方案，所述电弧点火电控单元通过隔热垫安装在燃烧炉外壁，隔热垫可以对电控单元起到隔热保护作用，避免温度过高对电控单元内部电子元件造成损坏。
11.作为本实用新型优选的方案，所述助燃气体入口、燃烧气体入口、淬火介质接入管、稀释气体接入管内均设有流量阀，通过在各个气体入口设置流量阀，可以实时监测各个气体的流量，便于调节各个气体的流量从而得到稳定的碳黑颗粒。
12.作为本实用新型优选的方案，所述淬火管内设有第二蜂窝块，通过在淬火管内设置第二蜂窝块，可以对淬火介质进行整流，使得淬火介质的气流更加稳定，进一步提高了碳黑颗粒制备的稳定性。
13.有益效果
14.与现有技术相比较，本实用新型的有益效果在于：
15.(1)本实用新型通过在燃烧室与缓冲室连通的部位设置第一蜂窝块，助燃气体从助燃气体通道进入缓冲室后气流得到缓冲，经缓冲室缓冲后的助燃气体经过第一蜂窝块整流后进入燃烧室与燃烧气体混合，点火器点火后可以形成稳定的扩散火焰，从而提高碳黑颗粒的制备效率，减少能源浪费；
16.(2)本实用新型通过在各个气体入口设置流量阀，可以实时监测各个气体的流量，便于调节各个气体的流量从而得到稳定的碳黑颗粒；
17.(3)本实用新型通过在淬火管内设置第二蜂窝块，可以对淬火介质进行整流，使得淬火介质的气流更加稳定，进一步提高了碳黑颗粒制备的稳定性。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型一种碳黑颗粒制备装置的外部结构示意图；
20.图2为本实用新型一种碳黑颗粒制备装置的内部剖面结构示意图；
21.图中：1、燃烧炉；2、淬火管；3、稀释管；4、燃烧室；5、缓冲室；6、第一蜂窝块；7、助燃气体通道；8、燃烧气体通道；9、淬火介质接入管；10、稀释气体接入管；11、观察窗；12、电控单元；13、电嘴；14、隔热垫；15、第二蜂窝块。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.参照图1、2所示，本实施例提供了一种碳黑颗粒制备装置，包括燃烧炉1、淬火管2、稀释管3和点火器，所述淬火管2的出口、燃烧炉1的出口和稀释管3的入口连通；所述燃烧炉1内部设有连通的燃烧室4和缓冲室5，所述燃烧室4和缓冲室5的连通部位设有第一蜂窝块6，所述点火器的点火端位于燃烧室4内；所述燃烧炉1的外壁设有助燃气体入口和燃烧气体入口，所述助燃气体入口与缓冲室5通过助燃气体通道7连通，所述燃烧气体入口与燃烧室4通过燃烧气体通道8连通；所述淬火管2的入口连通有淬火介质接入管9，所述淬火管2内设有第二蜂窝块15；所述稀释管3的侧壁连通有稀释气体接入管10。
24.本实施例中，所述燃烧炉1、淬火管2与稀释管3一体成型，选用不锈钢材质；所述助燃气体与稀释气体均采用空气，所述淬火介质采用惰性气体(如氮气)，所述燃烧气体采用气态烃；所述第一蜂窝块6、第二蜂窝块15均采用耐高温陶瓷蜂窝。
25.本实施例通过在燃烧室4与缓冲室5连通的部位设置第一蜂窝块6，助燃气体从助燃气体通道7进入缓冲室5后气流得到缓冲，经缓冲室5缓冲后的助燃气体经过第一蜂窝块6整流后进入燃烧室4与燃烧气体混合，点火器点火后可以形成稳定的扩散火焰；通过在淬火管2内设置第二蜂窝块15，可以对淬火介质进行整流，使得淬火介质的气流更加稳定，提高了碳黑颗粒制备的稳定性和制备效率，减少能源浪费。
26.作为本实施例优选的方案，所述燃烧炉1的出口设有观察窗11(采用耐高温石英玻璃制成)，可以通过观察窗11查看燃烧炉1内的燃烧情况，便于调整助燃气体、燃烧气体和淬火介质的流量，从而得到更加稳定的碳黑颗粒。
27.作为本实施例优选的方案，所述点火器包括电弧点火电控单元12和电嘴13，所述电嘴13位于燃烧室4内，所述电弧点火电控单元12与电嘴13电连接；具体实施过程中，所述点火器还包括电源线和按钮开关，电弧点火器采用电容储能放电原理，将工频电源通过升压、整流后获得3000伏直流高压向储能电容充电，采用气体放电管为控制开关元件，使电容上高压击穿放电管，快速对半导体电嘴13放电，从而产生脉冲电弧对燃烧室4进行点火。
28.作为本实施例优选的方案，所述电弧点火电控单元12通过隔热垫14安装在燃烧炉1外壁，隔热垫14可以对电控单元12起到隔热保护作用，避免温度过高对电控单元12内部电子元件造成损坏。
29.作为本实施例优选的方案，所述助燃气体入口、燃烧气体入口、淬火介质接入管9、稀释气体接入管10内均设有流量阀，通过在各个气体入口设置流量阀，可以实时监测各个气体的流量，便于调节各个气体的流量从而得到稳定的碳黑颗粒；4个流量阀分别与上位机连接。
30.本实施例制备装置的制备方法如下：
31.首先，通过上位机设置好各个流量阀的流量阈值，分别将气态烃和助燃空气通入燃烧室4，通过点火器点火后，通过淬火管2通入氮气，通过稀释管3通入稀释空气，氮气一方面可以抑制碳黑的进一步氧化，另外还可以提供将碳黑颗粒排出稀释管3的气流，在燃烧室4形成一定的负压，加速燃烧室4内碳黑的排出，避免燃烧室4堵塞；稀释管3内通入的稀释空气可以将碳黑稀释到合适的浓度。
32.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种碳黑颗粒制备装置，其特征在于，包括燃烧炉(1)、淬火管(2)、稀释管(3)和点火器，所述淬火管(2)的出口、燃烧炉(1)的出口和稀释管(3)的入口连通；所述燃烧炉(1)内部设有连通的燃烧室(4)和缓冲室(5)，所述燃烧室(4)和缓冲室(5)的连通部位设有第一蜂窝块(6)，所述点火器的点火端位于燃烧室(4)内；所述燃烧炉(1)的外壁设有助燃气体入口和燃烧气体入口，所述助燃气体入口与缓冲室(5)通过助燃气体通道(7)连通，所述燃烧气体入口与燃烧室(4)通过燃烧气体通道(8)连通；所述淬火管(2)的入口连通有淬火介质接入管(9)，所述稀释管(3)的侧壁连通有稀释气体接入管(10)。2.如权利要求1所述的一种碳黑颗粒制备装置，其特征在于，所述燃烧炉(1)的出口设有观察窗(11)。3.如权利要求1所述的一种碳黑颗粒制备装置，其特征在于，所述点火器包括电弧点火电控单元(12)和电嘴(13)，所述电嘴(13)位于燃烧室(4)内，所述电弧点火电控单元(12)与电嘴(13)电连接。4.如权利要求3所述的一种碳黑颗粒制备装置，其特征在于，所述电弧点火电控单元(12)通过隔热垫(14)安装在燃烧炉(1)外壁。5.如权利要求1所述的一种碳黑颗粒制备装置，其特征在于，所述助燃气体入口、燃烧气体入口、淬火介质接入管(9)、稀释气体接入管(10)内均设有流量阀。6.如权利要求1所述的一种碳黑颗粒制备装置，其特征在于，所述淬火管(2)内设有第二蜂窝块(15)。

技术总结

本实用新型提出了一种碳黑颗粒制备装置，包括燃烧炉、淬火管、稀释管和点火器，所述淬火管的出口、燃烧炉的出口和稀释管的入口连通；所述燃烧炉内部设有连通的燃烧室和缓冲室，所述燃烧室和缓冲室的连通部位设有第一蜂窝块；所述燃烧炉的外壁设有助燃气体入口和燃烧气体入口，所述助燃气体入口与缓冲室连通，所述燃烧气体入口与燃烧室连通。本实用新型通过在燃烧室与缓冲室连通的部位设置第一蜂窝块，助燃气体从助燃气体通道进入缓冲室后气流得到缓冲，经缓冲室缓冲后的助燃气体经过第一蜂窝块整流后进入燃烧室与燃烧气体混合，点火器点火后可以形成稳定的扩散火焰，从而提高碳黑颗粒的制备效率，减少能源浪费。减少能源浪费。减少能源浪费。