РЕАКТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА

Полезная модель относится к процессу производства технического углерода (техуглерода) и может быть использована в реакторах для получения технического углерода с высокой активностью, когда необходимо создание высоких температур в зоне горения реактора.
Известен реактор для получения техуглерода с использованием циркониевых огнеупоров для футеровки камеры горения, с целью повышения температуры в камере горения выше 2000°C и увеличения выхода техуглерода из сырья (Ивановский В.И. Технический углерод. Процессы и аппараты. Омск, 2004, с.68).
Недостатком известного реактора является установка корундовых огнеупоров сразу же за сечением ввода сырья, допустимая температура применения, которых на 300-400°C ниже, чем температура применения циркониевых огнеупоров, что не позволяет поднять температуру в зоне горения выше 2000°C.
Известен реактор для получения техуглерода, в котором камера горения футерована циркониевыми огнеупорами, при этом сразу за сечением ввода форсунок применяют корундовые или корундохромистые огнеупоры (Carbon Black World 2004 ″New Economical Refractory for Carbon Black reactors - update″).
Недостатком известного реактора является установка корундовых или корундохромистых огнеупоров сразу же за сечением ввода сырья, допустимая температура применения, которых на 300-400°C ниже, чем температура применения циркониевых огнеупоров в зоне горения, что ведет к разрушению сопла реактора. Поэтому, температуру в зоне горения реактора не удается увеличить выше 1950-1980°C без разрушения огнеупоров смесительного сопла сразу же за сечением ввода сырья.
Известна футеровка выполненная окатом из изделий  марки ПУСК (патент RU 2291902 Футеровка сталеплавильного конвертера), футеровка оката из муллитокремнеземистого кирпича (СТО ПОСТРОЙ 2.31.5-2011 Строительство, реконструкция, ремонт).
Недостатком этих футеровок является то, что они не выдерживают высоких температур необходимых при производстве технического углерода.
Задачей полезной модели является повышение температуры в зоне горения реактора, до 1980-2150°С за счет футеровки смесительного сопла циркониевыми огнеупорами и окатом изделия.
Поставленная задача решается тем, что в реакторе, содержащем камеру горения, футерованную циркониевыми огнеупорами, и смесительное сопло, смесительное сопло зафутеровано циркониевыми огнеупорами до ввода сырья и на расстоянии 150-250 мм от плоскости ввода сырья в смесительное сопло, за циркониевыми огнеупорами установлен окат изделий диаметром 270 мм из корундохромистой массы.
Предлагаемый реактор показан на фиг., где:
2
3
1 - горелка реактора, 2 - камера смешения топлива с воздухом, 3 - камера горения, 4 - смесительное сопло, 5 - плоскость ввода сырья в смесительное сопло, 6 - шамот легковесный, 7 - корунд (AlO), 8 - цирконий, 9 - окат изделия из корундохромистая массы.
Реактор для получения технического углерода эксплуатируют следующим образом.
В камере горения 3 топлива с воздухом получают продукты сгорания топлива с температурой 1980-2150°C.
С целью получения продуктов горения топлива с максимально возможно высокой температурой 1980-2150°C камеру горения 3, смесительное сопло 4 футеруют циркониевыми огнеупорами.
2
3
Установлено, что на расстоянии 150-250 мм от плоскости ввода сырья в смесительное сопло разрушения циркониевых огнеупоров не происходит, поэтому в предлагаемом реакторе установлен блок 8 из циркониевых огнеупоров, который выдерживает такую же температуру как в зоне горения, что позволило увеличить температуру в зоне горения реактора, футерованной циркониевыми огнеупорами на 100-200°С. Но после ввода сырья на расстоянии 150-250 мм от плоскости его ввода с изменением среды циркониевые огнеупоры начинают разрушаться. Установка после циркониевых огнеупоров оката изделий диаметром 270 мм из корундохромистой массы с содержанием CrO - 15% (ГОСТ 28874-2004 Огнеупоры Классификация), позволит обеспечить температуру горения в камере сгорания 1980-2150°C что позволит увеличить выход технического углерода на 2-3%.