<Desc/Clms Page number 1>
.PROCEDE DE PREPARATION DE NOIR DE FUMEE".
La préparation de noir de fumée, particulierement du noir de fumée aotif est exécutée soit par combustion incomplete d'hydronarbures gazeux, tels que le gaz naturel, et analogues,et 86-or- ration du noir de fumée, ainsi formé, sur des faces réfrigérées, soit en vaporisant des hydrocarbures solides ou liquides,tels que le naphtalene, l'anthracène, des fra.ctions de goudron de houille ot analogues,et en mélangeant les hydrocarbures vaporisés à un gaz véhiculeur, tel que du gaz de houille, du gaz d'éclairage, du gaz de gueulard,puis en brûlant ce mélange dans des brûleurs convenables et en séparant, dans ce cas également,le noir de fumée a'nsi formé,sur des faoes réfrigérées*
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
Le degré de la ooncentr&.t:
1 011 des hydrocarbures vaporisas est choisi tel que l'admet la qualité du noir de fumée que l'on veut obtenir. On a constaté qu'il est possible de choisir une conoentration d'autant plus élevée que les exigences auxquelles doit suffire le noir de fumée sont faibles. Cependant,le degré delà
EMI2.2
conaentretion dépend ausel Ae la nature des !9rocar'urPe vapori m4iq. De meme la quantité des hydrocarbures vaporisés et du gaz véhiculeur que J'on peut faire passer par un brûleur donné, dépend
EMI2.3
de la qualité du noir de fum4e à obtenir>.
Pour améliorer la qualité et pour augmenter la production ou quantité passée dans l'unité de temps,on a déjà ajouta au
EMI2.4
mélange de gaz vphtouleur et d'hydrocarbures vaporisés certaines proportions d'oxygène ou de gaz oxygénés,tels que l'air,etc.
Or,suivant la pr4sente invention il est pospible de travail-
EMI2.5
1er à des concentration- et avec des productions partiouliârement élevées lorsqu'on emploie, au lieu des gaz véhiculeurs autrement usuels,des gaz qui possèdent une grande vitesse d'inflammation, tels que l'hydrogène et des gaz riches en hydrogène.
EMI2.6
On a déjà propos d'arriver,dans la réparation du noir ne lamne une amélioration du noir de fumée en ajoutant de l'hydro-
EMI2.7
gène aux nubstance" de départ, à l'exception du méthane,de l'éthylene ou des gaz renfermant ces hydrocarbures* Par ce moven on parvient à. obtenir,dans la préparât 1.on du noir de lampe,o'ea% à dire sans séparation sur des faces réfr1.g rées,un noir de fumée -'Le -Faible valeur,possédant tout au plus la qualité du noir de fumée préparé partir de méthane,maie jaunis
EMI2.8
la qualité ii noir de :f'ump. préparé suivant la présente invention.
Suivant les expériences établies jusqu'à présent la formation du noir de fumée partir des hydrocarbures vaporisés se produit par le lal- qu'une partie des hydrocarbures est brûlée en fournissant ainsi l'énergie nécessaire pour décomposer les hydrocarbures restante en noir de fumée de valeur. Par l'addition d'un gaz véhiculeur on parvient à tirer l'énergie partiellement du gaz véhiculeur et à augmenter ainsi le rendement en noir de fumée ob-
<Desc/Clms Page number 3>
tenu des hydrooarbures vaporisés. Il fallait supposer par conséquent que le gaz qui est le plus avantageux comme gaz véhiculeur est celui qui possède un pouvoir calorifique élevé.
Il était donc d'autant plus surprenant que l'hydrogène,dont le pouvoir calori@ fique est extrêmement faible coparatiement à celui d'autres yaz combustibles,admette des charges et des productions plus élevées que les gaz véhiculeurs usuels jusque présent,tels que le gaz d'éclairage, et analogues,sans que la- qualité du noir de fumée et le rendement subissent la moindre diminution.
Pour l'emploi d'un gaz comme gaz véhiculeur ce n'est donc pas autant le pouvoir calorifique qui importe que la vitesse d'inflammation. Suivant la présente invention on emploie en qualité de gaz véhiculeur des gaz dont la vitesse d'inflammation est supérieure à 150 cm/sec* mesurée suivant la méthode dynamique de Gouy & Mickelson,
Il fallait nupnoser que des hydrocarbures gazeux. comme le méthane,le gaz naturel, on d'autres gaz contenant des hydrocarbures ou hydrocarbonée,seraient perticliérement avantageux aussi comme gaz véhiculeurs, à cause de leur teneur en C.
Contrairement à cela, la présente invention montre que la préparation d,u noir de fumée par la combustion d'hydrocarbures vaporisés peut être exéoutée d'une manière essentiellement plus avantageuse lorsqu'on emnloie au lieu d'hydrocarbures gazeux, tels que le méthane ou des gaz teneur de méthane, des gaz qui possèdent une vitesse d'inflamma- tien élevée, tels que l'hydrogène et analogues)* On a fait :
La constatation surprenante que la concentration des hydrocarbures vaporisés dans le gaz véhiculeur peut être choisie extrêmement élevée, pour obtenir la même qualité de noir de fumée, lorsqu'on emploie comme gaz véhiculeur des gaz d'une vitesse d'inflammation relativement élevée, partioulièrement l'hydrogène ou des gaz riches en hydrogénée Dans les procédés connus jusqu'à, présent la concentration des hydrocarbures à transformer en nour de fumée ne pouvait atteindre que seulement une certaine valeur si l'on voulait que la qualité du noir de fumée ne descende pas trop basai Mais aussi sans égard à la qualité, la dite conoentration ne pour-
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
8tre (-11f?v{ que seulement ne '!'eu.
En employant dp 1'htrdro?éne suivant la présente invention comme gaz véhiculeur cette concentra.... tion merimum peut tire dépassée considérablement et malgré cela la qualité du noir de fumée peut être non Feulement conservée,mais être encore améliorée en différentes propriétés.
Les gaz véhiculeurs usuels jusqu'à présent n'ont jamais présenté une vitesse d'inflammation comme celles nécessaires cuivant la présente invention pour obtenir'les effets décrits.
EMI4.2
On a indiqué "to"!e a7 véhiculeur des gaz de d1ff4"'eneo fouloirs calorifiques, tels que le gaz cP :;lr1¯:LI"f!:e J Ci' gaz de gueulard et analogies, l'un à c8té de l'autre,en n'attribuant par conséquent RU gaz v3h iculeur ive seulement une signification secondaire. De oes indications on ne pouvait rien retirer sur l'influence de la vitesse d'inflammation de ces gaz sur la préparation du noir de fumée.
EMI4.3
La vitesse d'iuflammation du gaz véhiculeur employé suivant la présente invention doit %tre d'au moins 150 ont/sec* avantageux sement 200 om/seo. et plus* De cette manière on parvient à augmenter de 50 à I00eo les on1tt1on reconnues optima pour la pr4paration d'un noir de fumée d'un haut degrp à'activit4,%el qu'il est obtenu avec l'emploi de gaz d'éclairage ou de gaz d'éclairage
EMI4.4
avec de l'oxygène comme gaz vÓh1ouleu& Pour le prcfédé suivant la nrésente invention entrent en question,comme substances de départ,de? composés hydrocarbonée aroma/ tiques,tels que le naphtnlène, de*e1dus antl1.racén1que Pot snalogues.
Suivant la présente invention il est aussi possible d'en)-ployer des livdroomrburer, aliphatiques ajpérieurs,tel8 que le pétrole, les dérivés du pétrole et des huiles de goudrons de lignite ou de houille passant à basse température De plus,les composés hydro- carbonés peuvent *être employés séparément ou en mélanges convena- bles quelconques pour la préparation du hoir* de fumée, En employant suivant l'invention des gaz d'une vitesse d'inflammation suffisamment élevée,tels que par exemple de l'hydrogène ou des gaz très
EMI4.5
riches en htdrogène,,
il est possible de faire passer par les brûleurs
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
un gaz véhlculeur qui renferme une charge essentiellement plus élevée en composés hydrocarbonés de l'espèce susmentionnée. Par exemple,il est possible d'employer des mélanges qui T'enferment environ 800 gr et plus d'hydrocarbures vaporisés,mais utilement
EMI5.2
900 a 1100 gr par m de gaz vdhiouleur !A clause de la charge plus élevée en hydrocarbures vaporisés on arrive à des quantités plus fortes passées dans l'unité de temps et partant à une prof duotion essentiellement supérieure de chaque appareil producteur de noir de fumées ,
EMI5.3
Le gaz véhieuleur à vitesse d'inflammation relativement,
élue- vée employé suivant la présente invention est constitué utilement d'hydrogène pur ou presque pur. Mais il n'est pas nécessaire d'employer de l'hydrogène chimiquement pur , au contraire,il suffit aussi pour l'obtention d'un bon résultat,d'enrichir dans les
EMI5.4
mélanges contenant de l'hydrnzéne, la teneur en hydrogène jusqu'à un pourcentage suffisamment élevé par des réactions chimiques ou par une élimination par lavage des autres constituants combus- tibles ou inertes. Il va de soi qu'on laissera dans le gaz véhiou'- leur suivant l'invention tous les constituants qui ne diminuent pas,ou seulement dans une mesure insignifiante,la. vitesse d'inflammation du gaz.
Dans le cas d'emploi d'un gaz véhiculeur d'une
EMI5.5
vitesse d'infla,Ynmation supérieure à 150 cm/sec on parvient à activer la combustion incomplète des hydrocarbures dans une telle
EMI5.6
mesure que la quantité passée dans l'unité. de temps !:1er un appas reil donné peut *btre doublée,ce qui était impossible à réaliser aveo les gaz véh10uleurs usuels jusqu'à présent, dent de vitesses d'inflammation sont situées sans exception au-dessous de 100 cm/ sec. L'importance de l'augmentation qui peut être atteinte par la réalisation de la présente invention,dépend naturellement de l'importance (le la concentration que l'on peut employer,ou de l'importanoe de la vitesse d'inflammation du gaz véhiculeur*
EXEMPLE I.
EMI5.7
.....-----.................
De l'hydrogène 4lectrolytiquee dont la vitesse deinflamma-4 tion est d'environ 867 am/sec. est passé sur du naphtaline ohauf-
<Desc/Clms Page number 6>
fé,en se chargeant ainsi de 1107 gr de naphtalène par m3 de gaz véhiculeur. Ce gaz chargé est amené dans l'appareil de produa- tion de noir de fumée et y est brûlé dans cinq beos fendus , dont la section transversale est de 29,5 mm. Le noir de fumée
EMI6.1
formé est précipité sur un cylindre ré±rigér4 à l'eau* Le rende- ment est de 58,7% pour une production de 1,19 kg de noir de fumée par appareil et par heure* Le noir de fumée ainsi obtenu est de loin supérieur au meilleur noir de fumée américain.
La résis- tanoe à 1'abrasion ou au frottement est de 30% supérieure, alors que la dilatation et l'élasticité sont au moins égales celles du noir de fumée africain*
Par contre,lorsqu'on emploie, au lieu d'hydrogène, du gaz
EMI6.2
d'Eclairage normal, dont la vitesse d.'inî3amsation eet de seulement sn.vi^cn 70 c'a/sec< ,"la oonoentration ne peut jamais être choisie ausaj élevée que dans le cas de l'emploi 6'ydrogëne au oontra1.re,ponr produire un noir de fumée de même qualité, la concentration ne peut s'élever que seulerent 680 ,m? . En m$me temps la production dans le \1!fne ap:rar1J est de 666 gr .avec un rendement de 58%,
EXEMPLE 2.
EMI6.3
----.¯¯¯.-..--De l'hydrogène pu" d'une vitesse d'inf taxation de 267 (..Jill Sec est charpp de 878 gr/m3 de résidus anthracniques vaporisée, ;t9 brûlé dans deo 'l::r.<;s fente et le nnirde fumée form4 est prértipité sur un cylindre réfrigéré.
On obtient ainsi un rendement de 63, 8% et une production de I,oI kg de noir de fumée par heure et par appareil.
Du gaz d'éclairage d'une vitesse d'inflammation d'environ 70
EMI6.4
cm/pec ne permet d'appliquer qu'une concentration de seulement 700 gr/m3 de gaz véhiculeur.la production de l'appareil étant de 700 gr avec un rendement de 63%,
EXEMPLE 3.
EMI6.5
....---------
De l'hydrogène d'une vitesse d'inflammation de 267 cm/seo est chargé de I220 gr/m3 d'une fraction d'huile d'un goudron de
<Desc/Clms Page number 7>
Haute Silésie passant à basse température et est brûlé dans des beos à fente*. Le noir de fumée formé est précipité sur un cylindre réfrigéré, On obtient ainsi un rendement de 35,2% et une pro. duction de 573 gr par heure. Par contre,si l'on emploie du gaz d'éclairage d'une vitesse d'inflammation d'environ 70 om/seo,la concentration peut *être maintenue seulement à 790 gr/m3. Dans ce cas la production de l'appareil est de seulement 395 gr par heure avec un rendement de 35%, EXEMPLE 4.
@
Un gaz véhiculeur d'une vitesse d'inflammation d'environ 200 cm/seo,constitué de 80% d'hydrogène et de 30% de gaz d'éclairage, est chargé de ICC7 gr /m3 d'une fraction d'huile d'un goudron de houille de Haute Silésie passant , basse température et est brûlé dans un appareil de l'espace utilisée suivant l'exemple 3.
On obtient un rendement de 33,6% et une production de 500 gr par heure:
REVENDICATIONS @
I) Procédé de préparation de noir de fumée particulièrement du noir de fumée actif,par une combustion incomplète de gaz ou de vapeurs d'hydrocarbures mélangés , un gaz véhiouleur, caractérisé en ce qu'on emploie des hydrocarbures respectivement leurp composés ou combinaisons,séparément ou en mélange, et en même temps des gaz d'une grande vitesse d'inflammation, à savoir supé- rjeure à 150 cm/sec et qu'on les soumet ensuite,d'une manière connue en soi, à une combustion dans des brûleurs,et le noir de fu mée formé à une précipitation sur des faces réfrigérées.