炭黑反應爐的混合段、反應段和急冷段

      反應爐的混合段，又稱喉管段。它是色素碳黑反應爐的核心。它的幾何結構對生成炭黑的性質有直接的影響，它的徑向截面決定了反應爐的生產能力，既要保質保量地噴入原料油，又要最佳利用燃燒段燃燒產物的熱能和動能，有效地分散原料油。

        原料油噴入的位置。一些反應爐通過在中心安裝的噴嘴軸向噴入；另一些反應爐，則在爐中心或爐壁安裝的噴嘴徑向噴入，也有兩者相結合的爐型。

       炭黑原料油可以在最高流速位置的上游、下游或直接在最高流速處注入，也可以是幾種位置的位置。

       混合段的進口和出口，不是圓錐形就是階梯形。

       在混合段后的反應段里，原料油完全霧化和氣化。離開燃燒段的氣體里仍含有一些氧，它與部分原料油蒸汽發生燃燒反應。絕大部分的原料油蒸發發生裂解反應，它是吸熱反應。反應段的溫度對于炭黑原生粒子的大小有極大的影響，因此特別重要。

      炭黑反應爐內襯耐火材料的耐熱性的不同限制了反應爐的最高溫度和炭黑粒子的細度。對于炭黑生產，炭黑僅能由氣相烴裂解而成。如因過程參數或原料性質的緣故，油滴在氣化前被裂解，其生成的是球狀焦粒。如液相原料油碰到反應爐壁時，也會生成焦粒。因此，在反應段發生裂解前，原料油的完全氣化及良好的流體力學環境是非常重要的。

     反應爐的尺寸，主要是取決于生產能力和完全炭黑生成反應所需要的停留時間。為了得到期望的停留時間，必須有依據生產的炭黑品種進行調整的能力，這靠沿反應段軸向設置的急冷水噴嘴注入急冷水中止炭黑反應來實現。 

      在急冷段里，主要反應是噴入急冷水，把炭黑煙氣溫度迅速降至1000以下。一般一組噴嘴子上游終止反應，急冷溫度在900~1300的范圍；一組噴嘴在下游控制反應爐出口溫度在700~1000，該溫度主要取決于空氣預熱器的承受能力。

    設計高難反應爐提高炭黑收率

    新工藝炭黑的研究的成功是節能的重要成果，這也是眾所周知的了。采用新工藝炭黑的收率要比普通炭黑高10%~20%。所以發展很迅速。新工藝很快就代替所有的普通橡膠用炭黑。

以往的工藝，僅側重于控制熱能的輸入量和反應時間、實際上，在反應終止前，炭黑核心和最大的粒子所處的環境條件，如核心濃度，反應溫度，氣流速度，湍流程度，反應爐原料噴入位置等因素對炭黑收率和性質產生影響。新工藝炭黑的研制過程就是考慮了這些因素。設計了各種高能反應爐，改變爐中氣體的流體力學條件，特別是熱能與動力的轉換。