CS197228B2

CS197228B2 - Method for the production of carbon black from liquid hydrocarbons and device for making

Info

Publication number: CS197228B2
Application number: CS737662A
Authority: CS
Inventors: Arthur E Fross
Original assignee: Gelan Ets
Priority date: 1972-11-10
Filing date: 1973-11-08
Publication date: 1980-04-30
Also published as: AU6226873A; ES420050A1; GB1451481A; CA999121A; FI58152B; HK65780A; JPS4999988A; FR2206364B1; YU79081A; AT334479B; IN138937B; FI58152C; ATA912873A; DD108109A5; DK149865B; NL7315276A; JPS5820988B2; BR7308748D0; SE403489B; SU871737A3

Description

Vynález se týká způsobu výroby sazí z kapalných uhlovodíků za přídavku vzduchu jako plynu obsahujícího kyslík, tepelným rozkladem při částečném spalování uhlovodíků ve spalovací komoře. Vynález se rovněž týká zařízení k provádění tohoto způsobu.

Způsoby výroby sazí z kapalných uhlovodíků jsou známy.

Při výrobě sazí z normálně kapalných uhlovodíků spočívají všechny známé způsoby a zařízení k jejich provádění na neúplném spálení uhlovodíkových materiálů vzduchem v tepelně izolovaném nebo holém reaktoru. Přitom se část uhlovodíků spálí a zbylá část se krakuje teplem vyvíjeným při spalování. U všech známých způsobů musí se jako přísady používat topného nebo hořlavého plynu, například zemního plynu, propanu, plynného petrolejového destilátu nebo podobně, s dostatečným množstvím plynu obsahujícím volný kyslík, obvykle vzduchu, a spalovat v reaktoru. Při tom se normálně kapalný výchozí produkt pro výrobu sazí vstřikuje do plamene nebo do produktů jeho spalování. Obvykle se do pece na výrobu sazí přivádí o něco více vzduchu než je množství potřebné k úplnému spálení topného plynu. Tím se však současně spálí malý díl sazového oleje. Kromě toho vzniká při výrobě sazí část hrubých sazí, které je třeba zvlášť mlít.

Při všech známých způsobech se pracuje s velmi vysokými teplotami, které přesahují 1300 °C. Postupy v reakčním prostoru, spalovací soustava a provozní podmínky představují pokud se jedná o kvalitu sazí činitele, které lze obtížně dodržet. Vzniklé saze se kromě toho musí ochlazovat stálým proudem vody. .

Zařízení používaná při známých způsobech jsou složena z ležatých celokovových reaktorů, u nichž se pyrolýza provádí v kovových reakčních trubkách opatřených tepelně vodivým, ohnivzdorným vyložením nebo v kovových reakčních trubkách bez vyložení. Nebo taková zařízení jsou složena z prvního válce pece, jehož průměr je větší než délka a na který je ve směru osy napojen druhý válec.

U známých způsobů výroby sazí z plynných uhlovodíků provádí se reakce plynné směsi v poměrně malých nádržích, jež mají objem nanejvýše 10 litrů a do nichž se plynná směs uvádí cyklicky přes vpouštěcí ventil. Jakmile reakce proběhne, vytékají reakční produkty vypoustěcím ventilem z nádrží. Výtěžek každé reakce vztažený na násadu v komoře je však velmi malý, takže hospodárnost těchto způsobů není uspokoji vá. Kromě toho muselo se u známých způsobů pracovat s přídavky kapalných uhlovodíků nebo s jinými snadno zápalnými surovinami.

Je dále znám způsob výroby sazí označovaný jako kanálový způsob, při němž přírodní plyn hoří v tisících malých plamíncích v „horkém domě”. Spotřeba kyslíku pro udržování spalování se kryje přívodem vzduchu. Plamínky se v ocelových kanálech pohybují pomalu sem a tam, zatímco na pevně umístěných ocelových deskách se seškrabávají saze, které padají do dopravního koše a dopravují se k odlučovači hrubozrnných sazí. Saze se profukují odlučovačem, při čemž se odloučí těžké částice (grift). Nevýhodou je to, že výtěžek sazí je při tomto způsobu velmi malý, tj. nepřesahuje 5 % přivedeného obsahu uhlíku, a v důsledku toho jsou produkty vyráběné tímto způsobem, zejména barvářské saze, velmi drahé.

Úkolem tohoto vynálezu je vytvořit způsob a zařízení k výrobě sazí, který by neměl nedostatky známých způsobů a zařízení, nýbrž který by umožňoval výrobu sazí s velkým výtěžkem a ve větším výběru různých typů sazí v jednom a témž zařízení.

Podstata výroby sazí z kapalných uhlovodíků, například z těžkého oleje, za přídavku vzduchu jako plynu obsahujícího kyslík, termickým rozkladem při částečném spalování uhlovodíků je v tom, že se uhlovodíky před vstupem do reakčního pásma zahřívají na 100 až 130 °C, což odpovídá viskozitě (10 až 17J.10^-6 m²/s, vstřikují se pod tlakem 2 až 3 MPa do předreakčního pásma, kde se rozprašují, zplyňují a mísí se vzduchem, odděleně přiváděným a zahřátým na 200 až 300 °C, ve směsném poměru uhlovodíky : : vzduch rovném 1 : 2,5 až 1:8 kg 1 norm. m3 a zahřívají na . - teplotu 600 až 740 °C, načež se takto předem zpracované uhlovodíky a vzduch společně uvádějí do reakčního pásma majícího teplotu 950 až 1200 °C rovnoměrně rozdělené v celém jeho průřezu, a vzniklé reakční produkty se nakonec ochlazují na 250 až 300 °C a oddělují se z nich saze.

Způsob je dále popisován na podkladě výkresů, v nichž obr. 1 znázorňuje funkční schéma úplného zařízení na výrobu sazí, obr. 2 schematicky zobrazuje zařízení podle obr. 1 s jeho hlavními díly a obr. 3 zobrazuje řez víkem spalovací komory.

Na obr. 1 jsou olejová potrubí znázorněna plnou čarou, potrubí na vzduch dlouze čárkovaně a řídící vedení 17 krátce čárkovaně, zatímco všechna teplotní čidla jsou označena 23, ukazatelé teploty 35 a uzavírací ventily 12.

V zařízení podle obr. 1 se při výrobě sazí používá uhlovodíku, např. těžkého oleje.

Spalovací komora 1 s víkem 81 jakož i na ně napojené díly zařízení jsou předehřívané předehřívacím hořákem 4 uspořádaným ve stěně komory nebo ve víku 81, do kterého se z plynojemu 10 potrubím 3 přivádí plyn, např. propan, a potrubím 7 - pomocí vzduchového dmychadla 5 poháněného elektromotorem 6 spalovací vzduch. Kouřové plyny předehřívacího hořáku 4 proudí od spalovací komory 1 přechodem. 2 s expanzními klapkami 84 do chladiče 8 a do předehřívače 9 spalovacího vzduchu. Odtud dostávají se kouřové plyny kuželem 86, spojovacím potrubím 85 do odlučovačů 108, 109 a odtud do komínu 75. Podle toho jak je komín 75 vytvořen, musí být před ním uspořádáno sací dmychadlo 74 poháněné elektromotorem 73, jak je to patrné z obr. 1.

Pro kondicionování těžkého oleje slouží zařízení se zásobním tankem 11, který je spojen prakticky beztlakovým přívodním potrubím 20 s předehřívacím nebo denním tankem 18. V přívodním potrubí 20 jsou uzavírací ventily 12, filtr 13, dvě oběhová čerpadla 14 poháněna každé motorem 15 (jedno oběhové čerpadlo jako rezervní), jedno zařízení pro měření množství s obtokem 16 a na denním tanku 18 hladinový vypínač 19, který je spojen s motorem 15 oběhového čerpadla 14 řídicím vedením 17.

V denním tanku je topný článek ' s termostatem 21, regulátor teploty 22 (teplota se reguluje na asi 40 °C) jakož i měrné čidlo 23 k oznamování teploty na ukazateli teploty 35.

Z denního tanku 18 vede potrubí 25 přes regulační ventily 26, z nichž jeden je rezervní, ke dvěma tlakovým čerpadlům 27 poháněným elektromotory 28, přičemž jedno tlakové čerpadlo je rezervní. Čerpadla jsou na tlak až 3,1 MPa. Na tlakové potrubí 29 je napojen průtokový ohřívač 31 s topným článkem 30 řízeným termostatem 32 a regulátorem teploty 33. Těžký olej . ohřátý na zhruba 130 °C dostává se do tlakového regulátoru 34, z něhož odbočuje zpětné potrubí 24 do denního tanku 18 a tlakové potrubí 36 k rozdělovačům 42 pro více vstřikovacích trysek 43, z nichž . jsou dvě znázorněny. Množství těžkého oleje přitékajícího do vstřikovacích trysek 43 se reguluje regulátorem množství, který má zpětné potrubí 37, regulátor množství násady 38 a řídicí motor 39. V potrubí 36 je tlakoměr nastřikovaného oleje a teplotní čidlo 23, jehož měření je- udáváno na ukazateli teploty 35. V přívodech k vstřikovacím tryskám 43 je též po jednom průtokovém regulátoru a uzavíracím ventilu 12.

Množství těžkého oleje, např. 800 kg/h, přitékající do vstřikovacích trysek, se - měří měřidlem 45, jež má tvar kulové baňky. Jeho signál se mění v předváděči 44 na pneumatický signál, jenž se přivádí do návěstního přístroje 46 jako přítokové množství ke vstřikovacím - tryskám 43 a k poměrovému relé 47 k nastavení poměru vzduch-olej, poměrovému regulátoru 48 pro vzduch a pneumatickému regulátoru rozsahu 49.

Spalovací vzduch dodává dmychadlo 53 poháněné elektromotorem 54, v jehož sacím hrdle 52 je uspořádána vzduchová klapka s pneumatickým pohonem 50, řízená regulátorem rozsahu 49, a v jeho tlakovém potrubí 55 měrná clona, z jejíhož měření rozdílu tlaku zjistí pneumatické počítací relé 57 množství spalovacího vzduchu (asi 3000— —7000 Nm³), jehož signál je udáván na ukazateli množství vzduchu 56 a kromě toho je přiváděn poměrovému regulátoru 48.

Tlakové potrubí 55 ústí do hrdla 59 ohřívače vzduchu 9, který ohřívá spalovací vzduch na asi 300 ^CC. Z výstupu horkého vzduchu 62 přichází spalovací vzduch potrubím 67 do vzduchové komory 63 a odtud otvory 68 do předkomor 82. V potrubí 67 je uspořádán tlakoměr 64 a teplotní čidlo 23, jehož signál je veden vedením 17 к ukazateli teploty, kde je udávána také teplota dalšího teplotního čidla 23 (pro koncový odlučovač 189). Měrná clona 65 pro měření množství horkého vzduchu může být zabudována do tlakového potrubí 67.

Ve spalovací komoře je dále zabudován převáděč 69, jehož signál je přiváděn к pneumatické podtlakové regulační stanici 70 a regulátoru rozsahu 71. Odchylka od správné hodnoty zjištěná regulátory 70, 71, např. několik milimetrů vodního sloupce, se koriguje přestavěním pneumatického pohonu 78 regulační klapky 77 v komíně 75.

Komínem 75 se zbytkové plyny odvádějí z oddělovacího zařízení označeného 108 — 123 к odloučení sazí a udržuje regulovaný podtlak ve spalovací komoře 1 a v napojených částech zařízení.

Dále jsou na spalovací komoře 1 uspořádány dvě teplotní čidla 23 a dva ukazatele teploty 35. Spalovací komora 1 má víko 81, v němž jsou vestavěny předkomory 82.

Válcová stěna 83 spalovací komory 1 přechází v přechod 2, na který navazuje vzdušný chladič 8 к chlazení reakčních produktů, které na vstupu mají teplotu maximálně 1200 °C, a předehřívač 9 pro ohřívání spalovacího vzduchu.

Ze spojovacího potrubí 85 dostávají se reakční produkty horké asi 300°C do prvního, cyklúnové odlučovače sazí 108, v němž se oddělí jisté množství sazí a který může být sestaven z několika cyklónů. Zbylé reakční produkty dostávají se spojovacím potrubím 112 s teplotou asi 250 °C, která se měří na vstupu teplotním čidlem 23, do druhého, koncového filtrového odlučovače sazí 109, kde se oddělí veškeré zbylé saze od reakčních produktů. Zbytkové plyny dostávají se sacím hrdlem 107 do sacího dmychadla a odtud do komínu 75.

Saze oddělené v odlučovačích 108, 109 dostávají se výstupním otvorem 111 pro saze na vodorovný dopravník 113 sazí a na strmý dopravník 114 sazí, na němž je uspořádáno lisovací ústrojí 110 na saze, např. klapka s protizávažím, vyvolávajícím lisovací účinek. Ze strmého dopravníku 114 přicházejí saze do sběrného zásobníku 118 se sběrným kuželem 119. Na sběrném zásobní ku 118 je uspořádána lamelová propust 117 pro saze, poháněna elektromotorem 116, do níž se saze dostávají obváděcí nádobou 115. Pod sběrným kuželem 119 je plnicí ústrojí 121 sazí s váhou 120, plošinou 122 к váze a obalovou nádobou 123.

Aby se umožnilo předehřátí dílů 111, 113 a 114 dopravníku na saze, je mezi obváděcí nádobou 115 a sacím hrdlem 107 sacího dmychadla 74 uspořádáno spojovací potrubí s uzavírací klapkou 76. Otevřením klapky 76 nastává cirkulace kouřových plynů během vytápění spalovací komory také spodní částí odlučovacího ústrojí.

Na obr. 2 je znázorněno uspořádání zařízení schematicky uvedeného na obr. 1.

Části zařízení se pomocí oper 100, 104, 106 opírají o podlahu 105, zatímco dmychadla 53, 101, denní tank 18 a zařízení 11 až 58 pro přípravu těžkého oleje jsou účelně umístěny v suterénu. Centrální velín není na obr. 2 znázorněn; je s výhodou uspořádán zvlášť mimo zařízení.

К chlazení kouřových plynů slouží dmychadlo 101, které je napojeno na hrdlo 102 vzdušného chladiče 8. Ohřátý vzduch se vede potrubím 103 do komínu 75. Množství chladicího vzduchu dmychadla 101 se volí pomocí škrticí klapky 51 v závislosti na teplotě snímané teplotním čidlem na kuželi 85 tak, aby na jedné straně vstupovaly kouřové plyny s dostatečnou teplotou do předehřívače 9 spalovacího vzduchu a aby jej opouštěly se stanovenou teplotou.

Na obr. 3 je znázorněno víko 81 spalovací komory 1 a na něm uspořádána vzduchová komora 63, a to v řezu. Ve středové poloze je předehřívací hořák 4 uspořádán s potrubími 3, 7 pro plyn popř. vzduch, zatímco vstřikovací trysky 43 s předkomorami 82 jsou rozmístěny stejnoměrně po celém příčném řezu spalovací komory 1. Vstřikovací trysky 43 jsou upevněny na vyjímatelných trubkách 90, jejichž druhý konec je opatřen zasouvacím spřáhlem 91, kterým je provedeno přes ohebnou hadici, která není znázorněna, spojení s rozdělovacím potrubím 42. Na komorovém víku 96 jsou přírubovitá držáky к držení trubek 90, které umožňují vytáhnout trubky 90 se vstřikovacími tryskami 43, jakož i je upevnit v libovolné poloze stavěcím šroubem 129. Díly zamýšlené na obr. 1 v potrubích 90 — uzavírací ventil 12, regulátor 41 průtoku a čerpadlo 88 — jsou na obr. 3 pro zjednodušení vynechány. Aby se dosáhlo dobrého míchání těžkého oleje se spalovacím vzduchem, je v blízkosti vstřikovací trysky 43 umístěno posunovatelně rozváděči ústrojí.

Ve víku 81 se z vhodných keramických stavebních materiálů vytvoří kuželovité rozšířené předkomory 82, jejichž délka je dostatečná pro úplné zplynění paliva. Víko 81 má víkovou přírubu, kterou je našroubován na válcové části spalovací komory 1. Válcová část spalovací komory 1 je vyrobena ze žáruvzdorného plechu 93. Popřípadě se vy tvoří na plechovém plášti 93 chladicí popř. ohřívací had 94, z něhož je na obr. 3 patrný jeden závit. V ostatním je plechový plášť zvenčí obložen isolační hmotou 95.

Chemický základ pro výrobu sazí za použití kapalných uhlovodíků spočívá v tom, že se parafinické uhlovodíky při vysokých teplotách rozpadají na své základní · složky — uhlík a vodík. Reakce, která již začíná při asi 900 °C a se stoupající teplotou se stává optimální, probíhá za spotřeby tepla a vylučování uhlíku podle rovnice· 1 a 2:

1] C._;H,„-> n C + —T-H2 (Δ H = · endothermní)

Například pro CHu

2] CH4 C + 2H2 (Δ H · ¹ 17,87 kcal]

Aby se zajistil při tliermickém rozkladu kapalných uhlovodíků plynulý · vznik sazí, přivádí se potřebné teplo reakci částečným spalováním nasazovaných uhlovodíků vzduchem přímo do reakčního pochodu. Vedle vlastní štěpné reakce probíhá takto současně reakce podle rovnice 3, kterou se dodává teplo:

3] C_?1H_m + vzduch - x CO2 + y CO + —~—

H2O (x + y = n) [ΔΗ = exothermní]

Například pro CH4:

4] 2CH4 + 2,5 O2 + 10 N2 - CO2 + CO + 2HžO + 10 N2 (Δ H = 201,2 kcal)

5] Při tom část reaguje podle rovnice 5:

5) CH4 + H2O -> CO + ЗН2.

Řízením poměru uhlovodík-vzduch lze celkovou reakci nechat probíhat optimálně, podle volby mezi zhruba 1000 až 1200 °C, a takto ovlivňovat reprodukovatelným způsobem jakost vznikajících sazí. Takto se daří vyrábět vysoce hodnotné saze různých specifikací ve výtěžku 10 až 85 · % za použití těžkého oleje. Jako vedlejší produkt odpadá značné množství zbytkového plynu, kterého lze použít dobře jako topného plynu.

Podstatné je, že u popsaného zařízení jsou dodávány, tj. předehřívány jak uhlovodíky, tak také kyslík obsahující plyn, a to v přesně dávkovaných množstvích. Kondicionování probíhá při tom před a/nebo za vstupem do předkomory 82. U zařízení popsaného na obr. 1 a 2 se těžký olej zahřívá na asi 125 stupňů Celsia, dávkuje se a stlačí na tlak asi 2,5 MPa, zatímco další kondicionování, tj. rozprášení a zplynění, · nastává v předkomorách 82. Do reakčního pásma spalovací komory 1 vstupuje pouze prakticky úplně homogenizovaná plynná směs.

Míchání kapalných uhlovodíků se spalovacím vzduchem, který je kondicionován, tj. ohříván, v předehřívači 9, · nastává u zařízení podle obr. 1 v předkomorách 82.

Předkomory 82, které jsou pro provádění způsobu podstatné, jsou ve srovnání se spalovací komorou · poměrně malé. · Je účelné rozmístiti předkomory 82 stejnoměrně v příčném řezu spalovací komory 1. Víko 81 musí mít k umístění předkomor 82 dostatečnou tloušťku keramického materiálu 144.

Při provozu s kapalnými uhlovodíky se dosáhne zlepšení bezpečnosti provozu, je-li v každém rozdělovacím potrubí 42 před průtokovým regulátorem 41 uspořádáno dávkovači čerpadlo 88, jak je to znázorněno na obr. 1. Toto dávkovači čerpadlo je poháněné neznázorněným motorem. Dávkovači čerpadla 88 dodávají množství, které je prakticky nezávislé od existujícího tlaku. Nastane-li ve vstřikovací trysce 43 vlivem cizího tělesa částečné ucpání, stoupne tlak příslušného dávkovacího čerpadla 88, čímž se cizí těleso může odstranit.

Při použití dávkovačích · čerpadel 88 lze kromě toho snížit tlak v tlakovém potrubí 36.

Dále jsou uvedeny výsledky zkoušek pěti typů sazí zhotovených podle vynálezu z těžkého oleje, jakož i 12 typů různých sazí zhotovených v zařízení podle vynálezu.

Rozbor použitého těžkého oleje:

Měrná hmota při 20^oC1,078

Obsah uhlíku, %90,25

Obsah vodíku, °/o8,11

Obsah síry, %1,40

Kysličník-popel, hmot, %0,016

Teplota vznícení podle Pensky/Martens, °C153,0

Voda žádná

Barva: tmavohnědá-černá, hustě tekutá 180,0 °C

Na základě hodnot rozboru jedná se o velmi těžký zbytkový olej.

Bylo použito ještě dalších · aromatických těžkých olejů různého složení.

Tlak vstřikování oleje, MPa Teplota vstřikováni oleje, ^OC Teplota phlěného ovádech!,⁰/ Teplota předkomor, ^OC Teplota spalovací komory, o°C

2,75

128,0

195,0

740,0 1050,0

Výsledky zkoušek sazí v synthetické pryži

Saze Vulkán, doba Typ 150 Typ 250 minut

Jod-povrch, m2/g	—	59,1	98,4
Olej-adsorpce, ml/g	—	1,07	1,14
Napětí v tahu, MPa	5	29,5	31,1
Tažnost, %	50	525	575
300 % míra kluzu
(modul)	50	2635	2500
Vzpěrová tvrdost, %	50	68	73
Smrštění při 100 °C	—	56,9	50,7
Ztráta otěrem, g	—	3,65	3,24

Fyzikální a chemická data pro gumárenské a barvářské saze

Saze	Typ 200	Typ 400	Typ 550
Dusík-povrch, m²/g	81,8	211,2	358,9
Barevná hloubka,
nigrometr-index	89	71	59
Olej-adsorpce, cm³/g	1,12	1,18	1,24
Hodnota pH	7,2	6,1	3,5
Obsah popela, %	0,04	0,03	0,02
Obsah dehtu, %	0,06	0,02	0,01
Obsah vlhkosti, %	0,38	0,23	0,12
Typy sazí a jejich jakosti:
Typ sazí		Adsorpce
		J2 — povrch	N2 — povrch
Gumárenské saze:
Číslo	Typ
1	50	23,5 m²/g	27,5 m2/g
2	100	39,8 m²/g
3	150	59,1 m²/g
4	200	76,0 m²/g	81,8 m²/g
5	250	98,4 m²/g	103,9 m²/g
6	300	130,4 m²/g	134,2 m2/g
Barvářské saze:
Číslo	Typ
7	350	184,8 m2/g	188,1 m²/g
8	400	206,0 m²/g	211,2 m²/g
9	450	237,3 m²/g	241,7 m²/g
10	500	301,5 m²/g
11	550	351,0 m2/g	358,9 m²/g
12	600	398,6 m²/g

V zařízení podle vynálezu lze vyrábět rovněž mezitypy sazí různých jakostí.

Dále jsou objasňovány výsledky dvou provedených měření, při nichž jako plynu obsahujícího kyslík bylo použito vzduchu. Pro výrobu 1 kg sazí bylo zapotřebí:

Typ 200:

10,2 norm. m³ vzduchu a 2,4 kg těžkého oleie ti. 4,25 norm. m³/kg těžkého oleje,

Typ 400:

25,4 norm. m³ vzduchu a 4,3 kg těžkého oleje tj. 5,9 norm. m3/kg těžkého, oleje.

Pro dokonalé spálení těžkého oleje podle uvedeného rozboru potřebuje se 10,27 norm. m3/kg těžkého oleje, takže množství přiváděného vzduchu pro typ 200 činí zhruba 41 % a pro typ 400 zhruba 57,5 °/o minimálního množství vzduchu potřebného k úplnému spálení těžkého oleje.

Z rozboru zbytkových plynů vyplývá, že vzniká asi 9 až 11 obj. % CO2 a asi 6 až 7 obj. % CO jako největších podílů, zatímco podíly H2, CHá a C_mH_n (těžké uhlovodíky) vznikají podstatně méně a činí jen několik málo procent.

Z obou uvedených pokusů vyplývá jasně podstata popsaného způsobu. Podle toho, jak se volí nastavení poměru těžký olej - vzduch, vyrábí se reprodukovatelným způsobem saze v určité jakosti. Čím jemnější mají být saze, tím větší podíl vzduchu se musí volit. Pro jakostní barvářské saze typ 400 činí např. potřeba vzduchu zhruba l,4násobek spotřeby vzduchu pro jakostní gumárenské saze typ 200. Podíl těžkého oleje, který se nepřemění v saze, se spálí a slouží к tomu, aby se ve spalovací komoře udržovala správná reakční teplota.

Kondicionováním těžkého oleje a vzduchu před vstupem do spalovací komory a regulací vedení pece dosáhne se plynulé12 ho provozu a stálého dodržování reakčních podmínek ve spalovací komoře, aniž by se musilo používat například nosného plynu, ochlazování proudem vody nebo jiných dodatečných prostředků.

Výrobu sazí lze však kdykoliv přerušit a po libovolném čase znovu započít ve stejné nebo nové jakosti, aniž by к tomu bylo zapotřebí časově náročných přípravných prací. Po zmíněné předehřívací periodě lze ihned zase započít s výrobou sazí. Také pokud se jedná změn jakostí sazí nejsou u popsaného zařízení žádná omezení.

Claims

1. Způsob výroby sazí z kapalných uhlovodíků, například těžkého oleje, za přídavku vzduchu jako plynu obsahujícího kyslík, termickým rozkladem při částečném spalování uhlovodíků, vyznačující se tím, že se uhlovodíky před vstupem do reakčního pásma zahřívají na 100 až 130 °C, · což odpovídá viskozitě (10 až 17). 10'⁶m²/s, vstřikují se pod tlakem 2 až 3 MPa do predreakčního pásma, kde se rozprašují, zplyňují a mísí se vzduchem, odděleně přiváděným a zahřátým na 200 až 300 °C, ve směsném poměru uhlovodíky: vzduch rovném 1 : 2,5 až 1 : 8 kg/norm. m3 a zahřívají na teplotu 600 až 740 °C, načež se takto předem zpracované uhlovodíky a vzduch společně uvádějí do reakčního pásma majícího teplotu 950 až 1200 stupňů Celsia, rovnoměrně rozdělené v celém jeho průřezu, a vzniklé reakční produkty se nakonec ochlazují na 250 až 300 ^CC a oddělují se z nich saze.

2. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že se jemnost sazí ovlivňuje změnou složení směsi uhlovodíků se vzduchem.

3. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že se tepla reakčních produktů po opuštění reakčního pásma využívá k ohřívání spalovacího vzduchu.

4. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že se reakční produkty po opuštění reakčního pásma chladí vzduchem a ohřátý vzduch smíchaný se zbytkovými plyny se odvádí.

5. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že se teplota reakčního pásma ovlivňuje přívodem nebo odvodem tepla.

6. Zařízení k provádění způsobu podle bodů 1 až 5 vyznačující se tím, že ve víku (81) spalovací komory (1), uspořádané se svislou nebo vodorovnou osou, jsou nad příčným průřezem spalovací komory uspořádány rozděleně předkomory (82) s otvory (68) pro přívod vzduchu a pro trysku (43) na trubce (90) spojené s přívodem (42) kapalných uhlovodíků a na spalovací komoru jsou napojeny chladič (8) kouřových plynů pro reakční produkty, předehřívač (9) spalovacího vzduchu a na něj zařízení (108 až 123) pro odlučování sazí, sestavené alespoň z cyklónu (108) pro předběžné odlučování a z filtrů pro konečné odlučování, například alespoň dvou komorových filtrů.

VYNALEZU

7. Zařízení podle bodu 6 vyznačující se tím, že ve stěně, popřípadě ve víku (81) spalovací komory (1) je uspořádán alespoň jeden hořák (4) ' k vytápění spalovací komory.

8. Zařízení podle bodu 6 nebo 7 vyznačující se tím, že spalovací komora (1) je opatřena agregátem k vytápění, popřípadě chlazení spalovací komory, například s trubkovými vinutími (94) uspořádanými na vnější straně stěny (93) spalovací komory.

9. Zařízení podle bodu 6 vyznačující se tím, že předkomory (82) jsou směrem k ústí do spalovací komory (1) rozšířeného tvaru a mají kruhovitý průřez.

10. Zařízení podle bodu 6 nebo 7 vyznačující se tím, že na vnější straně víka (81) je . uspořádána komora (63) pro spalovací vzduch, do níž ústí přívod (67) spalovacího vzduchu a na níž jsou po straně vík otvory (68).

11. Zařízení podle bodů 6 až 10 vyznačující se tím, že v trubce (90) je ke každé vstřikovací trysce (43) přičleněno dávkovači čerpadlo (88) s dopravovaným množstvím nezávisejícím na . tlaku.

12. Zařízení podle bodů 6 až 11 vyznačující se tím, že v otvoru (68) je upevněno stavitelně rozváděči ústrojí (137).

13. Zařízení podle bodů 6 . až 12 vyznačující se tím, že vstřikovací tryska (43) je vytahovatelná, například během předehřívací periody pece nebo při výměně trysky.

14. Zařízení podle bodu 6 nebo 7 vyznačující se tím, že v přívodu (59) k předkomorám (82) je uspořádáno mísící zařízení [148 až 180) k míšení plynných uhlovodíků s plynem obsahujícím kyslík, jež je opatřeno homogenizační chodbou (175) a zpětně nárazovým ventilem (177) s výplní (178), přičemž tlak v mísícím zařízení je menší než 50 kPa.

15. Zařízení podle bodu 6 vyznačující se tím, že oddělovací zařízení (108 až 123) se skládá z dopravního zařízení pro saze se strmým dopravníkem (114), v němž je vestavěno lisovací zařízení · (110) pro saze, jehož tlakový účinek je nastavitelný, například protizávažím.

3 listy výkresů