因为能量在能量转换过程中是保持平衡的,在炭黑生产中同样也遵循这样一个原则。在处于热平衡时,输入反应炉中的燃料油、空气、原料油的物理热,燃料油的燃烧热,原料油燃烧、裂解的热量总和等于从反应炉输出的热量的总和。他们包括碳黑的化学热、炭黑尾气的化学热、炭黑的物理热、炭黑湿尾气的物理热,急冷水汽化时吸收的热量和反应炉表面向环境散发的热量。在从反应炉排除的物料中,作为炭黑生产来说,炭黑的化学热使我们所需要的,也就是说,这部分是我们的产品,也就是有效的利用的能量。在输入能量相同的情况下,这部分能量越大,炭黑生产的能耗就越低,也就是炭黑生产上说得炭黑收率就高。一般来说,提供炭黑收率,需要合理选用原料油。不同的油类其热值相差不是很大,但对炭黑生产来说,芳烃含量高的油类,其含碳量就高,而且芳烃在高温条件下较其他烃类生产炭黑所需的能力要小,能裂解生产炭黑的量就大。同时,尽可能地提高燃烧段的温度,以满足原料油能充分裂解生成炭黑。这样就需要提高燃烧效率,使燃料油能充分燃烧,使燃料的化学能全部转化为热能。同时要选用合适的过剩空气系数。过剩系数小了不能保证容纳量的充分燃烧,过剩系数大了,不仅会影响炭黑的收率,也会带走大路的热能。要提高燃烧效率,还必须使燃料油有良好的雾化程度,保证燃料能充分燃烧,这除了要选用合适的喷嘴之外,还需尽可能地提高原料油和燃料油的温度。此外,还需要有合适的炉型来保证燃烧的完全、稳定。
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