CS196652B1

CS196652B1 - Burner for carbon black production

Info

Publication number: CS196652B1
Application number: CS791473A
Authority: CS
Inventors: Antonin Hrachovec
Original assignee: Antonin Hrachovec
Priority date: 1972-08-09
Filing date: 1972-08-09
Publication date: 1980-03-31

Description

Vynález řeší hořák pro výrobu sazí, pracující na principu nastříknutí spalovaného oleje na plošku umístěnou proti trysce, čímž dojde k rozstříknutí oleje na okraje plošky, odkud jsou rozptylovacím proudem vzduchu strženy v podobě* jemné mlhy do spalovací retorty.The present invention provides a soot burner operating on the principle of spraying the burned oil onto a face located opposite the nozzle, thereby spraying oil onto the edge of the face from where they are entrained in the form of a fine mist into the combustion retort by the air spray.

Dosavadní způsob konstrukce hořáků pro výrobu sazí spočívá v podstatě v tom, že spalované kapalné médium je buď samotné, nebo smíchané spolu se vzduchem vstřikováno a rozprašováno do proudu zahřátého vzduchu, čímž dojde k jeho rozprášení na jemnou mlhu, která pak vlivem vysoké teploty v retortě se pyrolyZně rozkládá a tvoří saze. Ze známých hořáků používajících kapalných paliv pro výrobu sazí se používá hlavně dvou typů hořáků, a to hořáků mechanických s vířivou komůrkou a hořáků používajících k rozprášení nízkotlakého, nebo vysokotlakového rozprašovacího média, obvykle vzduchu. U mechanických hořáků s vířivou komůrkou nedosahuje se zpravidla potřebného jemného rozprášení. Stejně nízkotlaké hořáky používající pouze dmychadel rozprašují poměrně nedokonale, přičemž je vysoká spotřeba rozprašovacího vzduchu. Vysokotlaké hořáky dosahují sice požadovaného stupně rozprášení, a to i při podstatně menší spotřebě rozprašovacího vzduchu, ovšem zvyšují se investiční a výrobní náklady na nutnost použití vysokotlakých kompresorů. Další nevýhodou těchto hořáků je, že u nich dochází zpravidla k postupnému zakoksování rozprašovací trysky, a tím vyřazení hořáku z provozu, neboť tryska hořáku je při spalování vystavena poměrně vysoké teplotě způsobující pyrolyzu rozstřikujícího se oleje již na okraji trysky.The prior art design of carbon black burners consists essentially of injecting the liquid medium either alone or mixed with the air and spraying it into a stream of heated air, thereby spraying it into a fine mist, which in turn, due to the high temperature in the retort pyrolyses to form soot. Among the known burners using liquid fuels for the production of carbon black, two types of burners are mainly used, the vortex chamber mechanical burners and the burners using a low or high pressure atomizing medium, usually air. In the case of mechanical burners with a swirl chamber, the required fine atomisation is generally not achieved. Equally low-pressure burners using only blowers spray relatively imperfectly, with high atomization air consumption. Although high-pressure burners achieve the required atomization rate, even with considerably less atomizing air consumption, the investment and manufacturing costs of using high-pressure compressors increase. A further disadvantage of these burners is that the spray nozzle is usually gradually coking and thus the burner is out of operation, since the burner nozzle is subjected to a relatively high temperature during combustion causing the pyrolysis of the spraying oil already at the nozzle edge.

Na základě provedených pokusů se ukázalo, že je možno dosáhnouti jemného rozprášení spalovaného oleje tím, že rozprašovací tryska je umístěna v proudu rozprašovacího vzduchu, pohybujícího se ve směru rozprašované kapaliny, přičemž tato se rozstřikuje na plošku postavenou kolmo proti tryskající kapalině, na níž se rozstříkne tenký film, a odtud z obvodu plošky je ve velmi jemné dispersi strhávána rozprašovacím médiem a vytváří požadovanou jemnou mlhu. K rozptýlení suroviny lze použít jak vysokotlakého, tak s výhodou i nízkotlakého rozprašovacího média, kterým je buď samotný vzduch, nebo jeho směs s vodní parou. Tím je možno pro rozprašovací médium použít i běžných vzduchových dmýchadel. Tím, že rozprašování suroviny je provedeno přímo v proudu rozprašovacího média, nedochází k přehřátí trysky a rozptylovací destičky, a tím ani k jejich postupnému zakoksování.Experiments have shown that it is possible to achieve a fine atomization of the oil to be burned by placing the atomizing nozzle in a atomizing air jet moving in the direction of the atomizing liquid, spraying it onto a surface perpendicular to the liquid being sprayed. a thin film, and from there, in a very fine dispersion, it is entrained by the spray medium and produces the desired fine mist. Both the high pressure and preferably the low pressure spray medium, either air alone or a mixture thereof with water vapor, can be used to disperse the feedstock. Thus, conventional air blowers can also be used for the spray medium. Because the spraying of the feedstock is carried out directly in the spray medium stream, the nozzle and the dispersion plate do not overheat, and consequently do not coke gradually.

Výhodou tohoto hořáku proti dosavadním hořákům pro výrobu sazí je jemnost rozptýlení suroviny, a to i nízkotlakým rozprašovacím médiem, zamezení zakoksování trysky, vysoký výkon a jednoduchost výroby a provozní údržby trysky.The advantage of this burner over conventional soot burners is the fineness of dispersion of the feedstock, even with a low pressure spray medium, avoiding coking of the nozzle, high performance and ease of production and operational maintenance of the nozzle.

Konstrukce hořáku pro výrobu sazí podle tohoto vynálezu je patrna z přiloženého nákresu č. 1 a detailního nákresu č. 2.The construction of the carbon black burner of the present invention is apparent from the accompanying drawing No 1 and detailed drawing No 2.

Hořák je tvořen komorou pro přívod rozprašovacího média 2, uzavřenou clonou 5, jejímž středem souose prochází přívodní trubice 1, pro rozptylovanou surovinu, ukončená tryskou 3. Proti trysce 3 je umístěna rozptylovací destička 4, která je vzdálena od vnějšího ústí trysky 3 0,5 až 15 mm s výhodou 3 až 5 mm a vzdálenost rozptylové destičky 4 od vnější hrany clony 5 je 0 až 50 mm. Rozptylová detička 4 je kruhová a její průměr je minimálně dvojnásobkem průměru světlosti rozptylovací trysky 3. Světlost rozptylovací trysky 3 je 2 až 10 mm s výhodou 4 až 6 mm podle požadovaného výkonu trysky.The burner is formed by a chamber for the supply of spray medium 2 closed by an orifice 5, centered coaxially through the feed tube 1 for the dispersed raw material, terminated by the nozzle 3. Opposite the nozzle 3 is a diffuser plate 4 Preferably, the distance of the diffuser plate 4 from the outer edge of the screen 5 is 0 to 50 mm. The diffusion detector 4 is circular and its diameter is at least twice the diameter of the dispersion nozzle 3. The clearance of the dispersion nozzle 3 is 2 to 10 mm, preferably 4 to 6 mm, depending on the desired nozzle power.

Clona uzavírající komoru pro přívod rozprašovacího média 2 je seškrcena na takový průměr, aby vzniklým mezikružím mezi vnitřním průměrem clony 5 a vnějším průměrem trysky 3 pro přívod suroviny proudilo rozprašovací médium rychlostí nad 50 m/sec., s výhodou 100 až 200 m/s u nízkotlakého a nad 200 m/sec. u vysokotlakého rozprašovacího média.The orifice closing the spray medium supply chamber 2 is reduced to a diameter such that the spraying medium flows at a velocity above 50 m / sec, preferably 100 to 200 m / s, at a low pressure, between the inner diameter of the orifice 5 and the outer diameter of the feed nozzle 3. and above 200 m / sec. for a high pressure spray medium.

Funkce tohoto hořáku spočívá v tom, že do komory pro přívod rozprašovacího média 2 se tlačí rozprašovací médium pod tlakem nad 2000 mm vodního sloupce za současného přívodu spalované suroviny přívodní trubicí 3. Přívod suroviny je pod tlakem min. 0,5 atm s výhodou 1 až 5 atm. Vystřikující kapalina je nastřikována na rozptylovou destičku 4, na jejíž povrch se stejnoměrně rozstříkne, takže vytvoří jemný film, který je z obvodu destičky strháván rozprašovacím médiem v podobě jemné mlhy. Za těehto okolností je jemnost rozptýlení přímo úměrná rychlosti proudění rozptylovacího média, která musí být minimálně 50 m/s s výhodou 100 až 200 m/s u nízkotlakého a nad 200 m/s u vysokotlakého rozprašovacího média.The function of this burner is to push the spray medium 2 into the chamber for supplying the spray medium 2 under a pressure above 2000 mm of water column while simultaneously feeding the combustion material through the supply tube 3. The supply material is under a pressure of min. 0.5 atm, preferably 1 to 5 atm. The spray liquid is sprayed onto the diffuser plate 4, the surface of which is uniformly sprayed to form a fine film which is entrained by the spray medium in the form of a fine mist from the periphery of the plate. In this circumstance, the fineness of dispersion is proportional to the flow velocity of the dispersion medium, which must be at least 50 m / s, preferably 100 to 200 m / s for low pressure and above 200 m / s for high pressure spray medium.

Jemnost kapek rozprašované suroviny je tak možno řídit rychlostí rozprašovacího média a umístěním rozptylové destičky 4 před ústím trysky 3, což je výhodné zejména pro výrobu sazí různého typu.The fineness of the droplets of the feedstock to be sprayed can thus be controlled by the speed of the spray medium and by placing the diffuser plate 4 in front of the mouth of the nozzle 3, which is particularly advantageous for the production of carbon blacks of different types.

Claims

1. A carbon black burner comprising a spray media feed chamber and a feedstock feed tube, characterized in that both feedstock (1) and spray media (2) are coaxial, wherein the feedstock feed tube (1) is terminated by a nozzle (1). 3), against which a diffuser plate (4), which is circular and whose diameter is at least twice the diameter of the diffuser nozzle (3), is perpendicularly opposed

BACKGROUND OF THE INVENTION for the supply of raw material, and the outlet of the dispersion medium is narrowed by the orifice (5).

The burner according to claim 1, characterized in that the throttling of the orifice at the outlet of the dispersing medium is given by the desired speed and pressure of the dispersing medium, which is at least 50 m / s, preferably 100 to 200 m / s for low pressure and above 200 m / s for high pressure medium.