在線鍋爐在色素碳黑生產中的應用（1）

    由于當前爐法炭黑生產的特點決定了炭黑的生產都是在高溫下進行的。生產炭黑的原料油在1800℃以上的環境下裂解后，煙氣的溫度仍有1300℃以上。而炭黑的收集又因為袋濾器材料的限制，必須在280℃以下，所以在目前的工藝方法中，除采用空氣預熱器和油預熱器來回收部分熱量外，其余都是依靠向反應爐內的炭黑煙氣噴水的方法來冷卻炭黑煙氣，以達到終止生成炭黑的反應和冷卻煙氣的目的。雖然，采用噴水的方式，簡單易行，冷卻速度快；但大量的熱能卻由水蒸氣隨煙氣帶走了。同時，還增大了煙氣量，增加了輸送設備的能耗和袋濾器的負荷，使炭黑尾氣的熱值降低了對炭黑尾氣的利用是很不利的。

    由于高溫裂解的氣體必須在幾毫秒的時間間隔內被冷卻到低于臨界溫度以下的水平，以便將不良的后期反應降低到最低溫度。因此急冷鍋爐必須滿足炭黑生產工藝的要求，因為炭黑煙氣很容易造成堵塞。在炭黑煙氣遇到相對較冷的金屬表面時，未反應的原料油氣和水氣就會在壁面冷卻和凝結，并會黏附炭黑粉塵，在此管道堵塞。這就必須在運行中保持急冷鍋爐的受熱面管壁要有較高的溫度來將此現象降低到最低限度。由于水在其蒸發過程中始終保證它的飽和溫度，而飽和溫度與蒸汽的壓力有關，壓力越高，飽和溫度也就越高。炭黑急冷鍋爐要求管壁溫度在250℃以上，這就要求鍋爐的蒸汽壓力在4.0MPa以上。由于一般情況下，鍋爐受熱面管壁的溫度要比受熱面管內介質的溫度高30~50℃，這樣就能保證急冷鍋爐受熱面的管壁溫度在250℃以上了。同時，為保證炭黑生產中急冷的要求，必須提供其換熱效果。除了適當的換熱面積外，還需提高傳熱系數。通過提高介質在換熱面上流速的方法，可以提高傳熱系數，也就是通過提高介質流速的方法，迅速將熱量進行傳遞并帶走，以達到使高溫炭黑煙氣迅速冷卻而終止反應的目的。

    為了保證鍋爐的正常運行，良好的水質是必須要保證的。一般情況下，急冷鍋爐的給水必須要采用除鹽水，以防止管壁上水垢的沉積，降低傳熱系數。

    急冷鍋爐的主要部件是套管式調溫裝置，它是由一排同心的套管組成，這些套管與橢圓形的聯箱兩側焊接成一個整體，內管由高溫炭黑煙氣通過，內外管間的環隙則是通過水，并在此被加熱成蒸汽。

    將上述數組裝置，由橢圓形聯箱上組成圓形單元，每組之間的聯箱用焊接來連接，使其成為一個密封面。而該裝置的另一端的水側，則與鍋爐的下降總管和下降管連接；煙氣則通過連接管道與空氣預熱器的入口相連。該裝置的橢圓形聯箱由導汽管與汽包相連。這樣，由汽包、下降管和內外套管組成調溫裝置以及橢圓形聯箱和導汽管就組成了水循環系統。