CZ291549B6

CZ291549B6 - Způsob výroby sazí

Info

Publication number: CZ291549B6
Application number: CZ19973479A
Authority: CZ
Inventors: Katsu Iida; Mitsuyuki Sasaki; Makoto Takahashi; Ryoichi Adachi
Original assignee: Cabot Corporation
Priority date: 1995-05-04
Filing date: 1995-05-04
Publication date: 2003-04-16
Also published as: AU708989B2; EP0824572A1; EP0824572A4; WO1996034918A1; CA2220047A1; HUT77871A; AU2448795A; CZ347997A3

Abstract

Zp sob v²roby saz maj c ch menÜ m rn² povrch a strukturu, p°i jeho prov d n se p ra zav d do proudu spalin v m st (6) zav d n p ry, kter se nach z ve vzd lenosti L od m sta (4) zav d n p° vodn ch surovin do proudu spalin, tak e pom r L/D se pohybuje v rozmez do 0 do m n ne 1,0, p°i em D je pr m r p°echodov komory (20) reaktoru v m st (4) zav d n p° vodn suroviny a mno stv zav d n p ry je takov , e se reakc p° vodn suroviny poskytuj c saze, p ry a proudu spalin vyr b j saze s m rn²m povrchem menÜ m ne maj saze vyr b n za stejn²ch podm nek, ale za absence p ry.\

Description

Způsob výroby sazí

Oblast techniky

Vynález se týká nového a zlepšeného pecního způsobu snadnější a stabilnější výroby sazí majících nižší měrný povrch a strukturní úrovně, které je možné vyrobit běžnými pecními způsoby výroby sazí. Saze připravené způsobem podle vynálezu jsou vhodné pro různé aplikace, které zahrnují například plniva, ztužovadla a barviva do kaučuků a umělých hmot.

Dosavadní stav techniky

U běžných pecních způsobů výroby sazí se kapalná uhlovodíková vstupní surovina pyrolyzuje proudem horkých primárních spalin generovaných ze směsi paliva aoxidantu, například předehřátého vzduchu, za vzniku odváděného proudu. Pyrolýza přívodní suroviny se ukončí ochlazením sazných produktů, které se separují a izolují z ochlazeného plynného proudu.

Měrný povrch sazí, vyráběných pecním způsobem, závisí obecně na rozkladné reakční teplotě, která se kontroluje teplotou primárního spalovacího plynu a množstvím zaváděné vstupní tekutiny.

Měrný povrch sazí se obecně snižuje s klesající reakční teplotou, která klesá společně s teplotou primárního spalovacího plynu a se zvyšujícím se množstvím zaváděné přívodní suroviny. Nicméně teplotu primárního spalování nelze snižovat bez omezení, protože primární spalovací plyn dodává energii pro rozklad přívodní suroviny. U pecního způsobu výroby sazí, majících takto nízký měrný povrch, se tedy používá zvýšené množství zaváděné přívodní suroviny. Toto zvýšení zaváděné přívodní suroviny způsobuje přilnutí sazí k vnitřním stěnám reaktoru, které je indikováno nízkou světelnou transmitací odbarvení toluenu, a toto přilnutí vyžaduje vypnutí reaktoru za účelem jeho vyčištění.

Pokud se množství zaváděné přívodní suroviny zvýší, potom se zvýší množství sazného produktu vyrobeného na jednotkový objem reaktoru a upřednostněná tvorba koksu povede ke zvýšení tvorby drti tvořící nečistotu, což znamená zhoršení kvality sazí. Tento problém lze řešit tak, že se reakční zóna rozšíří, ale rozšíření reakční zóny s sebou přináší zase nový problém, kterým je akumulace sazí vznikajících v důsledku poklesu rychlosti odcházejícího plynu v reaktoru. S tímto řešením je rovněž spojena zvýšená spotřeba energie.

Průměr primární velikosti částic sazí zpravidla závisí na reakční teplotě. Čím vyšší je reakční teplota, tím menší je průměr primární velikosti vznikajících sazí. Čím vyšší je struktura sazí, tím nižší je měrný povrch sazí při dané velikosti částic. To znamená, že nízká struktura sazí má vyšší měrný povrch při dané velikosti částic než vysoká struktura sazí.

Omezení vývoje struktury sazí se dosáhlo u konvenčních způsobů zavedením alkalických kovů do reaktoru, ale tato metoda zpravidla způsobuje zvýšení měrného povrchu spolu se snížením struktury, protože průměr primární částice zůstává zpravidla konstantní. Z výše uvedeného tedy vyplývá, že vyrábět saze mající nízkou strukturu a současně nízký měrný povrch dosavadními konvenčními pecními způsoby je náročné.

Zmíněné problémy se snaží řešit patent US 5 190 739, který poskytuje zajímavé návrhy způsobu výroby sazí, majících při dané celkové úrovni spalování jak nízkou strukturu, tak nízký měrný povrch a které poskytují zajímavý návrh způsobu přípravy sazí majících při daném množství zaváděné přívodní suroviny jak nízkou strukturu, tak nízký měrný povrch. Tento návrh zahrnuje přidání pomocného uhlovodíku, například pomocného uhlovodíku, majícího vysoký molámí poměr vodíku k uhlíku, nebo samotného vodíku.

Technologie týkající se zavedení vody nebo páry do pecních sazných reaktorů jsou popsány v patentech US 4 283 378 a US 4 631 180. Technologie týkající se zavádění vody nebo páry, které představují zlepšený způsob výroby sazí na bázi pecního způsobu, jsou popsány například v japonské patentové přihlášce Sho 54-7634, japonském patentu Sho 56-24455 aHei 3-128974. Nicméně všechny tyto vynálezy se zpravidla týkají výroby sazí majících vyšší měrný povrch než saze vyráběné podobnými způsoby v nepřítomnosti páry. Takže cíle těchto vynálezů se podstatně liší od cílů předloženého vynálezu týkajícího se výroby sazí majících nižší měrný povrch než' saze vyráběné podobným způsobem v nepřítomnosti páry.

Jak již bylo uvedeno, cílem vynálezu je vyvinout zlepšený pecní způsob výroby sazí, který by produkoval saze, které mají nízký měrný povrch a nízkou strukturu a které je obtížné vyrobit běžným pecním způsobem, snadněji a stabilněji.

Podstata vynálezu

Výše zmíněného cíle a dalších výhod lze dosáhnout zlepšeným pecním způsobem výroby sazí, který je charakteristický tím, že omezuje jak měrný povrch, tak vývoj struktury zavedením páry v místě zavádění přívodní suroviny nebo v blízkosti tohoto místa. Pecní způsob výroby sazí podle vynálezu zahrnuje generování proudu spalin uvedením paliva do reakce s oxidačním činidlem; zavedení přívodní suroviny poskytující saze do proudu spalin v místě, které se nachází v přechodové komoře reaktoru mající průměr D, přičemž tato přechodová komora zahrnuje první zónu a druhou zónu; zavedení páry do proudu spalin v místě, které se nachází rovněž v přechodové komoře, a to ve vzdálenosti L od místa zavádění přívodní suroviny; umožnění reakce přívodní suroviny, páry a proudu spalin za vzniku sazí v reakční komoře; a ochlazení, separaci a izolaci sazí, přičemž uvedený způsob je charakteristický tím, že se poměr L/D pohybuje v rozmezí od 0 do méně než 1,0 a množství zaváděné páry je takové, že reakce přívodní suroviny poskytující saze, pátý a proudu spalin poskytuje saze s měrným povrchem menším než mají saze vyráběné za stejných podmínek, ale za absence páry.

Stručný popis obrázků

Obrázek 1 znázorňuje průřez částí jednoho typu pecního sazného reaktoru, který lze použít k provádění způsobu podle vynálezu.

Vynález se stane zřejmějším po prostudování následujícího podrobného popisu doplněného odkazy k doprovodnému obrázku 1, který znázorňuje jeden typ pecního sazného reaktoru, jenž lze použít při provádění způsobu podle vynálezu.

Obrázek 1 znázorňuje sazný reaktor mající spalovací komoru 1. ve které reagují palivo ze sondy 2 a oxidační činidlo, například vzduch, které cirkuluje v prostoru 3 za vzniku horkého proudu spalin. Mezi paliva, vhodná pro uvedení do styku s proudem oxidačního činidla ve spalovací komoře 1 pro generování spalin, lze zařadit libovolný spalitelný plyn, například parní nebo kapalný proud zemního plynu, vodíku, oxidu uhelnatého, methanu, acetylenu, alkoholu nebo kerosenu. Nicméně je zpravidla výhodné použít paliva, která mají vysoký obsah složek obsahujících uhlík, zejména se jedná o uhlovodíky. Poměr vzduchu a zemního plynu, použitý pro výrobu sazí podle vynálezu, se může výhodně pohybovat přibližně v rozmezí od 10:1 do 100:1. Generování spalin lze usnadnit předehřevem proudu oxidačních činidel.

-2CZ 291549 B6

Směr proudění horkého proudu spalin je znázorněn na obrázku pomocí šipky. Horký proud spalin se dopravuje ze spalovací komory 1 do ústí neboli přechodové komory 20, která má průměr D přechodové komory. Kapalná uhlovodíková přívodní surovina se zavádí do přechodové komory 20 v místě zavádění přívodní suroviny (u konkrétního provedení znázorněného na obr. 1 je toto místo zavádění přívodní suroviny označeno vztahovou značkou 4). Vhodnou přívodní surovinou pro použití v rámci vynálezu jsou uhlovodíkové přívodní suroviny poskytující saze, které jsou za reakčních podmínek snadno těkavé a kterými jsou nenasycené uhlovodíky, například acetylen; olefíny, například ethylen, propylen, butylen; aromatické uhlovodíky, například benzen, toluen a xylen; určité nasycené uhlovodíky; a další uhlovodíky, například keroseny, naftaleny, terpeny, ethylenové asfalty, aromatické cyklické suroviny apod. Zpravidla se přívodní surovina poskytující saze vstřikuje ve formě množiny proudů, které pronikají do vnitřních oblastí proudu horkých spalin, čímž se zajistí vysoká míra směšování a tření horkých spalin a přívodní suroviny poskytující saze, rychlý a úplný rozklad přívodní suroviny a její převedení na saze.

Pára se do přechodové komory 20 zavádí v místě zavádění páry (u konkrétního provedení znázorněného na obr. 1 je toto místo zavádění přívodní suroviny označeno vztahovou značkou 6), které je na obrázku 1 znázorněno až za místem 4 zavádění přívodní suroviny poskytující saze. Vzdálenost L označuje vzdálenost od místa 4 zavádění přívodní suroviny k místu 6 zavádění páry. Pokud se přívodní surovina a pára zavádějí ve stejném místě, potom L = 0, a tedy i L/D = 0. I když se u způsobu znázorněného na obrázku 1 místo 6 zavádění páry nachází za místem 4 zavádění přívodní suroviny, může se podle vynálezu toto místo nacházet rovněž před místem zavádění přívodní suroviny nebo ve stejném místě, jako místo zavádění přívodní suroviny za předpokladu, že se rozmezí L/D bude pohybovat od 0 do méně než 1,0. Výhodně se bod zavádění páry nachází před bodem zavádění přívodní suroviny.

Po zavedení přívodní suroviny a páry se výsledný odtokový proud dopravuje do reakční komory 30. Chlazení 5 umístěné v reakční komoře 30 vstřikuje do této komory kapalinu, například vodu, s cílem ukončit reakci v okamžiku, kdy se vytvoří saze, mající požadované vlastnosti. Oblast chlazení 5 lze určit libovolným v daném oboru známým způsobem, určujícím polohy chlazení pro ukončení pyrolýzy. Jedním způsobem určení této polohy chlazení pro ukončení pyrolýzy je určení místa, ve kterém dosahuje toluenová extrakce sazí přijatelné hodnoty. Toluenový extrakt lze měřit pomocí ASTM zkušební metody D 1618-83 Sazné extrakty - Odbarvení toluenem.

Vzdálenost S1 představuje vzdálenost od místa zavádění paliva sondou 2 k místu zavádění přívodní suroviny, tj. k místu 4 zavádění přívodní suroviny. Vzdálenost S2 představuje vzdálenost od místa zavádění přívodní suroviny, tj. od místa 4, k místu chlazení 5. Vzdálenost S3 představuje vzdálenost od místa chlazení 5 do konce reakční komory 30.

Po ochlazení horké směsi spalin a přívodní suroviny poskytující saze projdou ochlazené plyny do libovolného konvenčního chladicího a separačního prostředku, ve kterém dojde k izolaci sazí. Separace sazí z proudu plynů se snadno realizuje za použití běžných prostředků, například pomocí precipitátoru, cyklonového separátoru nebo vakuového filtru. Za tuto separaci lze zařadit peletizaci, například v peletizátoru, který pracuje mokrým způsobem.

Jak již bylo uvedeno výše, ve spalovací komoře 1 ležící v první sekci (definované vzdáleností Sl) se generují horké primární spaliny směšováním a uvedením paliva ze sondy 2 do reakce s oxidačním činidlem, například předehřátým vzduchem, v prostoru 3 pro cirkulaci vzduchu. Ve druhé sekci (definované vzdáleností S2), sousedící s první sekcí, dochází postupně, po zavádění kapalné uhlovodíkové přívodní suroviny do proudu primárních spalin, k pyrolýze přívodní suroviny, tvorbě prekurzoru sazí a růstu primárních částic sazí. Konečně, ve třetí sekci (definované vzdáleností S3), se odtékající proud ochladí chladicím médiem vystřikovaným zchlazení 5, například vodou, což ukončí reakci produkující saze.

-3 CZ 291549 B6

Zjistilo se, že pára zaváděná v místě 6 zavádění páry, které se nachází v místě 4 zavádění přívodní suroviny nebo v jeho blízkosti, může omezit jak měrný povrch, tak vývoj struktury vzniklých sazí. Konkrétněji se zjistilo, že poloha zavádění páry je důležitá pro omezení měrného povrchu a vývoje struktury sazí a takto vyrobené sazné produkty mají menší měrný povrch a strukturu než saze, které se vyrábí podobným způsobem bez zavádění páry.

Při provádění způsobu podle vynálezu musí být vzdálenost L, představující vzdálenost od místa zavádění přívodní suroviny k místu zavádění páry po směru proudění spalin nebo proti směru proudění spalin, menší, než průměr D přechodové komory 20. kam se přivádí přívodní surovina, takže L/D se bude pohybovat v rozmezí od 0 do méně než 1,0.

Průměr přechodové komory 20, do které se přívodní surovina zavádí, se u pecního sazného reaktoru zpravidla přizpůsobuje tak, aby optimálně vyhovoval vnitřnímu faktoru, který je vlastní jednotlivým reaktorům. Bez ohledu na tvar reaktoru bylo ve všech případech zavádění páry, ve kterých se poměr L/D pohyboval v rozmezí od 0 do méně než 1,0, dosaženo stejných výsledků.

Pokud je množství zaváděné páry menší než 1 % hmotn. zaváděné přívodní suroviny, potom je vliv zavedení páry na omezení měrného povrchu a struktury sazí relativně malý. Stupeň redukce měrného povrchu a vývoje struktury sazí je v podstatě úměrný zvýšení koncentrace zaváděné páry. Pokud se zavede extrémně vysoké množství páry, potom se omezí tvorba sazí jako taková, v důsledku vážné překážky, kterou je pro tvorbu sazného prekurzoru přebytečná pára. Při současně probíhající produkci sazí je náročné zavést do proudu spalin vyšší množství spalin než 15 % hmotn. zaváděné přívodní suroviny. Takže při provádění výhodného provedení způsobu podle vynálezu se do proudu spalin zavádí množství páry, představující 1 % hmotn. až 15 % hmotn. zaváděné přívodní suroviny.

V následujících příkladech byly pro stanovení analytických a fyzikálních vlastností sazí použity následující testovací postupy.

Jako míra měrného povrchu a struktury sazí v každém zde popsaném konkrétním testovaném a kontrolním příkladu byla použita data získaná pomocí následujících zkušebních postupů.

Měrný povrch se stanovil na základě dusíkové absorpce: vychází z testovací metody BET (N₂SA). Ta se stanoví pomocí zkušební metody ASTM D3037 pro příklad I a příklad Π.

Jodové absorpční číslo se stanoví pomocí JIS K-6221 pro příklad I a pro příklad Π za použití ASTMD1510.

DBP (dibutylfitalátové) absorpční číslo se stanoví pomocí JIS K-6221 pro příklad I a pomocí ASTM D3493 pro příklad Π.

DBP absorpční číslo za stlačení se určilo potom, co se saze čtyřikrát lisovaly při zatížení 165,36 MPa.

DBP absorpční číslo se určilo za použití zkušební metody ASTM D3493 pro příklad I.

Účinnost a výhody vynálezu dále ilustrují následující příklady.

-4CZ 291549 B6

Příklady provedení vynálezu

Přikladl

Tento příklad srovnává způsob podle vynálezu, ve kterém je L/D větší než 0 a menší než 1,0, se způsoby, které nezahrnují zavádění páry.

Pokusy se prováděly v reaktoru znázorněném na obrázku 1. Délka první sekce (vzdálenost Sl) reaktoru je 3000 mm, délka druhé sekce (vzdálenost S2) je 1500 mm a průměr D přechodové komory neboli ústí, kterou se zavádí přívodní surovina, je 200 mm. Základní vlastnosti použitého paliva a přívodní suroviny jsou shrnuty v tabulce 1. Jak v případě testovaného způsobu, tak v případě kontrolního způsobu se do přívodní suroviny přidal vodný roztok draselného iontu, jehož úkolem je kontrolovat strukturu.

Tabulka 1

	‘oužité palivo a přívodní surovina
	Palivo	Přívodní surovina
Typ	Kapalný uhlovodík
Hustota (15 °C) [g/cm³]	0,970	1,057
Viskozita (50 °C) [m²/s]	5.10^-6	15.10^-6
C-atom [% hmotn. ]	89,8	91,1
H-atom [% hmotn. ]	10,1	8,6
Celkové spalné teplo [kcal/kg]	9920	11 230

Údaje, získané na základě aktuálních příkladů, jsou uvedeny v tabulce 2 a údaje, získané na základě kontrolních příkladů, jsou uvedeny v tabulce 3.

Měrný povrch sazí je závislý na struktuře sazí. Tabulky rovněž obsahují nejnižší hodnotu měrného povrchu sazí vyrobených pecním způsobem, kterého bylo dosaženo v důsledku provozního omezení použitého reaktoru. U pecních procesů musí tedy existovat minimální měrný povrch odpovídající dané struktuře. Tento minimální měrný povrch bude dále označován jako „mezní měrný povrch“. Hodnota tohoto mezního měrného povrchu se bude lišit v závislosti na různých tvarech reaktoru. V případě reaktoru použitého pro konkrétní testovaný a kontrolní příklad se mezní měrný povrch vypočte za použití následující rovnice (1):

[mezní měrný povrch] = 78,5 - 0,748 x [DBP po stlačení] rovnice (1), která bere v úvahu dusíkový měrný povrch. DBP po stlačení a provozní podmínky.

Tabulka 2

Aktuální příklady	1	2	3	4	5	6
Průtok spalovacího vzduchu	(Nm³/h)	3530	3530	3530	3530	3530	3530
Průtok paliva	(kg/h)	80	80	80	80	80	80
Průtok přívodní suroviny	(kg/h)	1800	1770	1800	1870	1620	1590
Průtok draslíku	(g/h)	0	128	0	9	9	15
Poloha zavádění pří	vodní su	roviny a	páiy
Vzdálenost od polohy (L)	(mm)	30	30	30	30	150	150
(L)/(D)		0,15	0,15	0,15	0,15	0,75	0,75
Průtok zaváděné páry	(kg/h)	30	50	70	50	85	200
Pára/Přívodní surovina	(% hmotn.)	1,7	2,8	3,9	2,7	5,2	12,6
Dusíkové měrný povrch	(m²/g)	22,3	22,5	19,1	18,0	26,1	29,8
Jodové absorpční číslo	(mg/g)	22,6	18,2	17,1	11,5	25,6	32,8
DBP absorpční číslo	(cm³/100 g)	100,6	60,4	79,0	89,2	84,3	81,2
DBP po stlačení	(cm³/100 g)	71,7	56,2	60,5	65,7	63,9	64,6
Mezní měrný povrch Index mezního měrného povrchu	(m²/g) (m²/g)	24,9 -2,6	36,5 -14,0	33,2 -14,1	29,4 -11,4	30,7 -4,6	30,2 -0,4

Tabulka 3

Aktuální příklady	CE 1	CE2	CE3
Průtok spalovacího vzduchu	(Nm³/h)	3530	3170	3170
Průtok paliva	(kg/h)	80	70	70
Průtok přívodní suroviny	(kg/h)	1870	1760	1800
Průtok draslíku	(g/h)	27	3408	12150
Poloha zavádění přívodní suroviny a páry
Vzdálenost od polohy (L)	(mm)	NA	NA	NA
(L)/(D)		NA	NA	NA
Průtok zaváděné páry	(kg/h)	0	0	0
Pára/Přívodní surovina	(% hmotn.)	0	0	0
Dusíkový měrný povrch	(m²/g)	26,5	40,6	44,2
Jodové adsorpční číslo	(mg/g)	22,9	38,2	36,7
DBP absorpční číslo	(cm³/100 g)	106,5	78,3	76,0
DBP po stlačení	(cm³/100 g)	73,7	67,8	67,0
Mezní měrný povrch	(m²/g)	23,4	27,8	28,4
Index mezního měrného povrchu	(m²/g)	3,1	12,8	15,8

NA = neaplikovatelné

Tabulky ukazují, že v případě kontrolních příkladů je rozdíl mezi dusíkovým měrným povrchem a mezním měrným povrchem kladný, protože mezní měrný povrch je možnou minimální hodnotou měrného povrchu pro běžné pecní saze, což rovněž znamená, že čím jsou provozní podmínky reaktoru bližší mezní hodnotě provozních podmínek reaktoru, tím je absolutní hodnota diference menší. Potom je diference definována jako index mezního měrného povrchu pomocí následující 15 rovnice (2):

[index mezního měrného povrchu] = [dusíkový měrný povrch] - [mezní měrný povrch] rovnice (2).

-6CZ 291549 B6

Pokud se mezní měrný povrch a index mezního měrného povrchu aktuálních příkladů vypočte pomocí rovnic (1) a (2), potom budou mít všechny měrné povrchy záporné hodnoty. To znamená, že zavedení páry umožňuje získat saze mající nižší hodnoty měrného povrchu než je hodnota mezního měrného povrchu daného reaktoru. Z těchto údajů je tedy zřejmé, že vynález je velmi efektivní, pokud jde o produkci sazí s nízkým měrným povrchem.

Vzhledem k tomu, že u uskutečněných příkladů demonstruje absolutní hodnota indexu mezního měrného povrchu přímý vliv zavádění páry na omezení měrného povrchu, je prokázáno, například v uskutečněných příkladech, že zavedení přibližně 3 % hmotn. páry může omezit měrný povrch přibližně alespoň o 14 m²/g nebo ještě více.

Při použití způsobu podle vynálezu, jak ukazuje aktuální příklad 4 v tabulce 2, je možné vyrobit saze, jejichž hodnota měrného povrchu je stejně nízká jako hodnota měrného povrchu termických sazí, jejichž výroba běžnými pecními způsoby je problematická. Tyto saze jsou navíc strukturovanější než termické saze a mají vlastnosti, které nelze nalézt u běžných pecních sazí.

Příklad Π

Tento příklad porovnává způsob podle vynálezu, ve kterém je poměr L/D roven 0, se způsoby, které nezahrnují zavádění páry.

Pokusy se prováděly na typu reaktoru, který je typický pro běžnou výrobu sazí a jehož konfigurace byla podobná konfiguraci reaktoru znázorněného na obrázku 1. V místě zavádění přívodní suroviny byl průměr D přechodové komory neboli ústí 50,8 mm. Přívodní surovina se zaváděla pomocí tří hrotů s průměrem 0,838 mm umístěných v otvorech pravidelně rozmístěných po vnějším obvodu ústí. V bězích, ve kterých se zaváděla pára, se tato pára zaváděla pomocí prstencových plášťů, obklopujících každý hrot pro vstřikování přívodní látky. Nicméně, jak bude poznamenáno, toto je pouze experimentální řešení a nepředstavuje omezení pro způsoby použitelné pro zavádění páry.

Odtok se ochladil pomocí chlazení umístěného 5,44 m od místa vstřikování přívodní suroviny.

Základní vlastnosti použitého paliva a přívodní suroviny jsou shrnuty v tabulce 4. Jak v případě aktuálního příkladu, tak v případě kontrolního příkladu se do přívodní suroviny přidal vodný roztok draselného iontu, jehož úkolem je kontrolovat strukturu.

Tabulka 4

Použité palivo a přívodní surovina
	Palivo	Přívodní surovina
Typ	Zemní plyn	Kapalný uhlovodík
Hustota (15 °C) [g/cm3]	0,583	1,105
Viskozita (50 °C) [m2/s]	Není dostupná	1,3.10-⁴ (odhad)
C-atom [% hmotn. ]	73,1	90,6
H-atom [% hmotn. ]	23,8	7,5
Celkové spalné teplo [kcal/kg]	12 800	97900

Výsledky experimentálních běhů jsou shrnuty v tabulce 5, která obsahuje dva běhy příkladného způsobu podle vynálezu, ve kterém L/D = 0; a jeden kontrolní běh bez zavádění páry.

Tabulka 5

Příklady	CE 1	CE2	CE3
Průtok spalovacího vzduchu	(Nm³/h)	375	375	375
Předehřátí spalovacího vzduchu	°C	482	482	482
Průtok paliva	(kg/h)	12,2	12,2	12,2
Průtok přívodní suroviny	(kg/h)	115,7	115,7	115,7
Primární spalovaní	%	250	250	250
Celkové spalování	%	28	28	28
Poloha zavádění přívodní suroviny a páry
Vzdálenost od polohy (L)	(mm)	0	0	0
(L)/(D)		0	0	0
Průtok zaváděné páry	(kg/h)	0	4,5	13,5
Pára/Přívodní surovina	(% hmotn.)	0	3,9	11,7
Dusíkový měrný povrch	(nAg)	74,9	55,663,3	57,3
Jodové adsorpční číslo	(mg/g)	77,7	62,3
DBP absorpční číslo	(cm²/100 g)

Jak ukazuje tabulka 5, zavedení páry způsobem podle vynálezu, ve kterém L/D = 0, má za následek výrobu sazí majících redukovaný měrný povrch a redukovanou strukturu. Redukci měrného povrchu ukazují příkladné běhy 7 a 8 způsobu podle vynálezu, ve kterých se vyrobily saze, mající redukovaný dusíkový měrný povrch a jodové adsorpční číslo v porovnání s kontrolním během 4 (CE4), ve kterém nedošlo k zavádění páry. Redukci struktury ukazují příkladné běhy 7 a 8 způsobu podle vynálezu, ve kterých se vyrobily saze mající snížené DBP absorpční číslo v porovnání s kontrolním během 4 (CE4), ve kterém nedošlo k zavádění páiy.

Jak ukazuje tabulka 5, porovnáním výsledků získaných v příkladných bězích 7 a 8 způsobu podle vynálezu, vede zvýšení rychlosti zavádění páry k výraznější redukci měrného povrchu a struktury.

Konečně je třeba uvést, že výše popsané příklady provedení vynálezu mají pouze ilustrativní charakter a nikterak neomezují rozsah vynálezu, který je jednoznačně vymezen přiloženými patentovými nároky.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Způsob výroby sazí s malým měrným povrchem v sazném pecním reaktoru, který zahrnuje generování proudu spalin uvedením paliva do reakce s oxidačním činidlem; zavedení přívodní suroviny poskytující saze do proudu spalin v místě zavádění přívodní suroviny nacházejícím se v přechodové komoře (20) reaktoru mající průměr D a zavedení páry do proudu spalin v místě zavádění páry nacházejícím se rovněž v přechodové komoře (20), a to ve vzdálenosti L od místa zavádění přívodní suroviny; umožnění reakce přívodní suroviny, páry a proudu spalin za vzniku sazí v reakční komoře (30); a ochlazení, separaci a izolaci sazí, vyznačený tím, že se poměr L/D pohybuje v rozmezí od 0 do méně než 1,0 a množství zaváděné páry je takové, že reakce přívodní suroviny poskytující saze, páry a proudu spalin poskytuje saze směrným povrchem menším než mají saze vyráběné za stejných podmínek, ale za absence páry.

-8CZ 291549 B6

2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že se přívodní surovina poskytující saze zavádí do proudu spalin v místě zavádění přívodní suroviny, které se nachází v první zóně přechodové komory (20), a pára se zavádí do proudu spalin v místě zavádění páry, které se nachází ve druhé zóně přechodové komory (20).

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že se množství zaváděné páry pohybuje v rozmezí od 1 % hmotn. do 15 % hmotn. přívodní suroviny.

4. Způsob podle nároků 1 až 3, vyznačený t í m , že poměr L/D = 0.

5. Způsob podle kteréhokoliv z nároků laž 4, vyznačený tím, že průměr D přechodové komory je konstantní.

6. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačený tím, že se pára zavádí před místem zavádění přívodní suroviny, uvažováno ve směru proudění spalin.