一、技术来源
中昊黑元化工研究设计院有限公司自主开发。
二、基本原理
本项目采用焦炉煤气(主要成分甲烷等)作为原料，发生不完全燃烧和裂解生成炭黑。
主要化学反应方程式为：
三、工艺过程
该技术回收焦化企业放空燃烧的焦炉煤气用于炭黑生产过程，同时以焦化企业副产的煤焦油作原料，生产新工艺炭黑;炭黑生产排放的尾气配套尾气锅炉生产蒸汽又返回焦化车间应用。
四、技术特点
采用多点燃烧技术。由于反应炉燃烧段燃料处理量增加一倍以上，为此，将炭黑生产常用的单点燃烧方式改变为多点燃烧，不仅将燃烧器的尺寸控制在比较合理的范围内，还使得燃烧更充分，反应温度场分布更均匀。
开发专用的喷燃器具有可变混合段。根据混合情况改变混合段长度，使空气与煤气充分混合后进入炉膛;煤气以一定的流速通过高速燃气枪喷入强旋转的热空气中，形成很强的旋流和回流区，使煤气得到了充分的燃烧。运行结果表明，燃烧相当稳定，反应器及管系运行平稳，最高温度达到1900℃以上。
特色的炉型设计。设计了特殊结构的烧嘴砖及炉膛，强化空气与煤气的混合，在炉膛入口处形成强旋转的、有回流的燃烧场，使煤气得到了充分的燃烧。燃烧段炉膛直径逐渐缩小，热强度逐步增大，使其提高容积热负荷，以提供炭黑生产所必需的热能。
五、技术水平
本技术解决焦化企业排放的热值低、含水高、燃烧不稳定的焦炉煤气作为生产炭黑的原(燃)料利用问题，达到国内领先水平。
六、能源消耗、节能减排情况
以焦炉煤气替代燃料油，可大幅度降低炭黑生产成本。以4万t/a硬质炭黑N330品种计，每年可降低生产成本约1500万元(燃料油和焦炉煤气分别以2700元/吨和0.3元/m3计)。
七、技术应用条件
该技术主要新建油-焦炉煤气新工艺炭黑生产线，以焦化企业副产的煤焦油作原料，生产新工艺炭黑。在有焦化企业的地区推广应用具有明显的资源和成本优势，具有广阔的推广应用前景。
八、应用实列
已在新疆峻新化工股份有限公司“3万吨/年高性能炭黑生产线工程二期”和河津市正帆科技有限公司“年产13万吨特种炭黑及15万吨煤焦油精细加工综合利用项目”等项目实现应用。
九、经济效益
以焦炉煤气替代燃料油，可大幅度降低炭黑生产成本。以4万t/a硬质炭黑N330品种计，每年可降低生产成本约1500万元(燃料油和焦炉煤气分别以2700元/吨和0.3元/m3计)。此外，焦化企业就地建设炭黑厂，减少了原料运输成本。因此，本技术在焦化企业推广应用有非常明显的成本竞争优势。
焦炉煤气是洁净气体，燃烧完全、稳定，使产品质量提升，尤其是筛余物指标大幅度下降，产品优等率提高，使产品品质和售价得到同步提升。为企业创造客观的经济效益。
(来源：中国石油和化工勘察设计协会) |
