炭黑反應爐耐火材料一、炭黑簡介碳黑（carbonblack），又名炭黑，是一種無定形碳。輕、松而極細的黑色粉末，表面積非常大，范圍從10~3000m2/g，是含碳物質（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“補強炭黑”、“導電炭黑”、“耐磨炭黑”等?？勺骱谏玖?，用于制造中國墨、油墨、油漆等，也用于做橡膠的補強劑，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。按用途和使用特點把炭黑可分為三類：橡膠用炭黑、色素炭黑和導電炭黑。

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強效果和在輪胎上的應用部位，也習慣把炭黑分成硬質炭黑和軟質炭黑兩大類。前者對橡膠用良好的補強作用，后者補強作用差，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，細粒子炭黑）屬于硬質炭黑；小部分油爐法炭黑（快壓出爐炭黑，通用炭黑、半補強爐黑）、氣爐黑和熱烈炭黑屬于軟質炭黑。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、導電橡膠、電纜料、無限電元件等。其中乙烯炭黑由于導電性能好，主要用于干電池。三、炭黑反應設備炭黑反應爐carbonblackreactor爐法炭黑生產(chǎn)中的一個核心設備。不同爐型可以生產(chǎn)出性能不同的炭黑品種。炭黑反應爐由單室、雙室發(fā)展到帶喉管的三室爐(亦稱新工藝炭黑反應爐)。產(chǎn)品的品種、質量、原料油的處理量和炭黑的回收率等均與反應爐的爐型、結構、尺寸及氣流的狀況和流速等密切相關1、炭黑反應爐的一般結構早先的炭黑反應爐是一個內(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，人們認識到將燃燒和裂解分開可以提高炭黑質量和回收率，就出現(xiàn)了雙室爐。現(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構：混合段的結構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?？諝庵械难醢l(fā)生反應，進行燃燒，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，使反應混合物被急冷水冷卻，中止反應；然后進入停留段，再從反應爐中排出。炭黑反應爐工作層：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：高鋁輕質澆注料；4、實際生產(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)生強烈沖擊力，導致熱面襯里表面產(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爐內(nèi)壁上，稱固體焦，碳氫化合物在一定氧分解下熱解生成CO，沿襯磚顯氣孔滲入耐材中，導致耐火材料氣孔內(nèi)CO相對分壓增大發(fā)生CO分解反應，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)，導致耐火材料膨脹開裂。（3）爐內(nèi)流體對磚襯的化學反應作用。流體雜質通過吸附、滲透核擴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