Reaktor hitam karbon dibahagikan kepada lima lapisan utama: kebuk pembakaran, tekak, bahagian tindak balas, bahagian pelindapkejutan, dan bahagian pengekalan.
Bahan api reaktor hitam karbon kebanyakannya adalah minyak berat, dan bahan mentah yang digunakan adalah hidrokarbon. Semasa pengeluaran karbon hitam, suasana pembakaran bahan api dalam reaktor adalah kompleks, bahan mentah terurai secara terma, semburan karbon hitam penyejuk, dan objek yang dihasilkan oleh penguraian haba bahan api dan bahan mentah akan menghasilkan pelbagai tindak balas fizikal dengan batu bata refraktori yang digunakan untuk lapisan.
1. Keperluan untuk pemilihan batu api tahan api
Suhu operasi lapisan reaktor boleh mencapai 1600 ~ 1700 darjah, dan kelajuan aliran udara panas dalam relau sangat cepat. Suhu di hujung tekak adalah melebihi 1700 darjah , dan terdapat juga aliran udara mengerucut. Sesetengah kawasan bersuhu tinggi malah setinggi 1900 darjah . Kadangkala relau ditutup dan produk yang berbeza digantikan atas sebab operasi, dan wap air dalam aliran udara akan memasuki lapisan relau dan meniup saluran paip minyak.
Suasana kompleks lapisan reaktor akan menyebabkan bata refraktori lapisan diserang oleh tekanan haba dan menyebabkan pengelupasan. Di samping itu, abu yang dihasilkan selepas pirolisis bahan api dan bahan mentah juga mempunyai hakisan yang hebat dan kerosakan pada batu bata refraktori.
Oleh itu, bata api refraktori yang digunakan untuk lapisan reaktor hitam karbon mesti mempunyai refraktori yang tinggi, kestabilan kejutan haba yang baik, ketumpatan volum tinggi, dan keliangan yang rendah. Ia juga mesti tahan terhadap kakisan suhu tinggi dan hakisan kuat oleh aliran udara.
2. Batu bata refraktori yang biasa digunakan
Bata api refraktori yang biasa digunakan dalam lapisan reaktor hitam karbon terbahagi kepadabata silika alumina, bata korundum, bata korundum krom dan batu api tahan api zirkonium. Batu bata silika alumina termasuk bata alumina tinggi, mullite, korundum, dsb.; bata korundum krom ialah bata refraktori komposit yang mengandungi komponen kromium yang berbeza dan disinter pada suhu tinggi, dan bata zirkonium termasuk produk korundum krom dan bata yang mengandungi zirkonium oksida.
3. Pelbagai jenis bata tahan api pada suhu yang berbeza
Terdapat juga lapisan reaktor hitam karbon yang menggunakan bata komposit silikon karbida untuk batu, dan kawasan suhu rendah akan menggunakan bata alumina tinggi atau bata tanah liat untuk batu. Dalam julat suhu 1550 ~ 1750 darjah, corundum mullite digabungkan dengan bata api refraktori. Di kawasan di mana suhu zon penyejukan tidak melebihi 1300 darjah , bata alumina tinggi dengan kandungan aluminium sebanyak 65-70% digunakan untuk batu. Di kawasan di mana suhu adalah 1750~1925 darjah, bata korundum krom dengan rintangan kejutan haba digunakan untuk batu.
Ringkasnya, bata api refraktori yang berbeza dari bahan yang berbeza digunakan di kawasan suhu yang berbeza, supaya walaupun kos pengeluaran dikurangkan, keperluan penggunaan lapisan relau dapat dipenuhi.
