DE1123782B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von OElruss - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von OElruss

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DE1123782B DEC20560A DEC0020560A DE1123782B DE 1123782 B DE1123782 B DE 1123782B DE C20560 A DEC20560 A DE C20560A DE C0020560 A DEC0020560 A DE C0020560A DE 1123782 B DE1123782 B DE 1123782B
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    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44Carbon
    • C09C1/48Carbon black
    • C09C1/50Furnace black ; Preparation thereof

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Ölruß Gegenstand der Erfindung sind ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von Ruß aus Erdölen oder Kohlenwasserstoffen jeder Art, wie beispielsweise Schieferöl, Kohlenteer usw.
  • Dem Rußfachmann ist allgemein bekannt, daß durch schnelle Crackung eines feinverteilten Kohlenwasserstoffs bei relativ hoher Temperatur in einer turbulenten Atmosphäre, wo die Geschwindigkeit der Hitzeübertragung zum Kohlenwasserstoff sehr hoch ist, eine vorzügliche Rußquahtät anfällt. Ebenfalls ist bekannt, daß bei Verwendung vorgeheizter Luft eine höhere Ausbeute erhalten wird, was auf den Umstand zurückzuführen ist, daß ein geringerer Teil des Kohlenwasserstoffs verbrannt werden muß, um die Gase und den restlichen Kohlenwasserstoff auf die Cracktemperatur zu erhitzen. Die Gasgeschwindigkeit ist sehr hoch, sie liegt in manchen Fällen oberhalb der Schallgeschwindigkeit; die auftretenden hohen Temperaturen (insbesondere bei Reaktoren zur Herstellung von Ruß kleiner Partikelgröße) verringern die Lebensdauer der kostspieligen feuerfesten Bauteile des Ofens oder Reaktors.
  • Ziel der Erfindung sind ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von Ruß hoher Qualität zu wesentlich verringerten Produktionskosten, da diese vergleichsweise einfach und ohne größeren Aufwand gebaut, betrieben und unterhalten werden kann.
  • Im einzelnen hat die Erfindung einen zylindrischen Ofen oder Reaktor zum Gegenstand, bei dem die übliche feuerfeste Auskleidung wegfällt, und welcher folgende Vorzüge besitzt: 1. Er besteht praktisch vollständig aus Metall und enthält keine schweren feuerfesten Steine und keine feuerfesten Wände oder Auskleidungen, welche sich werfen können; daher ist der erfindungsgemäße Reaktor relativ leicht und leicht beweglich; seine Kosten liegen viel niedriger (z. B. nur 10 bis 25 % der Kosten eines feuerfesten Reaktors von gleicher Produktionskapazität).
  • 2. Der erfindungsgemäße metallene Reaktor enthält einen Mantel, innerhalb dessen die Verbrennungskraft vor der Verbrennung durchströmt, die die Innenwand kühlt und unterhalb ihres Schmelz- und Umwandlungspunktes hält. Gleichzeitig wird die Kühlluft für die spätere Verbrennung vorerhitzt, wodurch höhere ölzuführungsgeschwindigkeiten und dementsprechend höhere Ausbeuten ermöglicht werden.
  • 3. Es kann ein Maximum an Vorerhitzung mit einem Minimum an Oberfläche erzielt werden, da vor dem Wärmeaustausch keine Kühlung zur Anwendung kommt; dabei ist ein Maximum der Temperaturdifferenz möglich. Dies wird ebenfalls durch Gegenstrom unterstützt.
  • 4. Die Anwendung von Luftkühlung der heißen Abgase verringert den Bedarf an Kühl- bzw. Löschwasser, wodurch (a) die erforderlichen Abmessungen der Rußabscheideanlage geringer werden, (b) die Abmessung des Ansaugventilators und der Kraftbedarf geringer werden und (c) der Taupunkt der Abgase erniedrigt und die Korrosionsgeschwindigkeit in der Abgasaufbereitungsanlage verringert wird.
  • 5. Die vorgeheizte Luft wirkt bei der Stabilisierung und Steigerung der Verbrennungs- und Crackungsgeschwindigkeit mit.
  • In den Zeichnungen, welche die Prinzipien der vorliegenden Erfindung erläutern, bedeutet Fig. 1 ein Aufrißstück, teils im Schnitt, das eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage wiedergibt, Fig. 2 die schematische Ansicht eines Bauelements der Anlage von Fig. 1, das später im einzelnen beschrieben wird, Fig. 3 den vergrößerten Schnitt entlang der Linie 3-3 von Fig. 1, Fig. 4 einen Aufriß, teils im Schnitt, der die Einzelheiten des Brenners der Anlage von Fig. 1 zeigt, Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie die von Fig. 1, die aber eine modifizierte Ausführungsform der Erfindung wiedergibt, Fig. 6 eine vergrößerte Teilansicht, entnommen entlang der, Linie 6-6 von Fig. 5, Fig. 7 eine weitere Ansicht, ähnlich der von Fig. 1, die eine andere Modifikation darstellt, Fig. 8 eine schematische Ansicht eines Bauelements der Anlage von Fig. 7, Fig. 9, 10 und 11 Schnittbilder entlang der' Linien 9-9,10-10 und 11-11 von Fig. 7; Fig. 12 stellt eine Anlage ähnlich den in Fig. 1 und 7 gezeigten dar, die als weitere modifizierte Anlage bestimmte Merkmale aus den beiden anderen Figuren verbindet.
  • Im einzelnen bedeutet in den Zeichnungen die Ziffer 2 ein langgestrecktes Metallgehäuse, das den Außenmantel der erfindungsgemäßen Anlage darstellt, innerhalb dessen sich ein konzentrisch angeordnetes inneres Metallrohr 4 befindet.
  • Um ein spezielles Beispiel zu nennen, kann das Außengehäuse 2 die Gestalt eines normalen 18-Zoll-Rohres (Innendurchmesser) aus Stahl besitzen mit einem inneren Rohr 4 von 8 Zoll Innendurchmesser.
  • An der linken Seite von Fig. 1 ragt das äußerste Ende des inneren Rohres 4 bis nahe an das entsprechende Ende des Außenmantels 2 heran, wodurch eine unverschlossene zylindrische Kammer 5 gebildet wird, deren Aufgabe später zu erläutern sein wird.
  • Durch einen tangentialen Lufteinlaß 6 am rechten Ende des Außenmantels 2 (s. Fig. 1) tritt Atmosphärenluft ein, die zu den bereits genannten Zwecken zwischen diesem und dem Innenrohr 4 zirkuliert. Dieser tangentiale Lufteinlaß 6 kann etwa die Gestalt eines rechteckigen Schlitzes der Größe 76 X 305 mm besitzen.
  • Des weiteren ist die Außenseite des Innenrohres 4 mit schneckenförmigen Wärmeaustauschrippen 7 versehen, welche bei der hier als Beispiel genannten Ausführung etwa 25 mm hoch sind, eine Steigung von etwa 30 cm haben und durch einen Abstand von etwa 76 mm voneinander getrennt sind.
  • Zwischen den radialen Außenkanten der schneckenförmigen Rippen 7 und der Innenfläche des Außenmantels 2 ist eine Serie von vier schneckenförmigen Luftleitflügeln 10, 11,12 und 13 angebracht, die nur 90° gegeneinander versetzt sind; sie beginnen nahe am Lufteinlaß 6 und bewirken, daß der eintretende Luftstrom in vier Quadranten aufgeteilt wird. In dem genannten Beispiel können diese schneckenförmigen Luftleitflügel 10, 11, 12 und 13 eine Steigerung von 30 cm haben (in der Art wie die zuvor genannten schneckenförmigen Rippen), die bewirken, daß die eintretende Luft eine vollständige Umdrehung zwischen dem Außenmantel 2 und dem Innenrohr 4 auf je 30 cm von deren Länge ausführt.
  • Tatsächlich bilden die Luftleitflügel 10,11,12 und 13 Fortsetzungen der schneckenförmigen Rippen 7, die den Raum zwischen letzteren und der Innenfläche des Mantels 2 ausfüllen.
  • Die im vorstehenden beschriebene Anlage ist insbesondere zur Herstellung von Ruß eingerichtet, dessen Partikelgröße im gleichen Bereich wie die des gegenwärtig produzierten HAF- und ISAF-Rußes liegt. Nach Eintritt der Luft durch den tangentialen Lufteinlaß 6 wird ihr durch den beschriebenen schneckenförmigen Durchlaß, der durch die Rippen 7 und die vier schneckenförmigen Luftleitfiügel 10, 11, 12 und 13 gebildet wird, eine schraubenförmige Bewegung verliehen. Diese mit hoher Geschwindigkeit über die Außenseiten der schneckenförmigen Rippen 7 erfolgende Luftbewegung bewirkt eine hochturbulente Strömung, die sich verringernd auf die Dicke des Luftfilms und steigernd auf die Wärmeableitung aus den Rippen auswirkt. Selbstverständlich brauchen die Wärmeaustauschrippen nicht unbedingt schneckenförmig angeordnet zu sein; andere wirkungsvolle Ausführungsformen werden später beschrieben. Zur Befestigung der schneckenförmigen Wärmeaustauschrippen 7 und der Luftleitflügel 10, 11, 12 und 13 kann jedes übliche Mittel, beispielsweise Verschweißen, dienen.
  • Nach dem Durchgang durch den Schneckengang zwischen dem Mantel 2 und dem Innenrohr 4 gelangt die Luft in die zylindrische Kammer 5.
  • Es ist zu vermerken, daß Fig. 1 von links nach rechts in drei Abschnitte, als B, C und D bezeichnet, aufgeteilt ist. Abschnitt B zeigt die Außenseite des Mantels 2; Abschnitt C zeigt die Außenseite des inneren Rohres 4 mit den schneckenförmigen Rippen 7 und den schneckenförmigen Luftleitflügeln 10, 11,12 und 13; Abschnitt D zeigt einen Schnitt durch das Innenrohr 4 und den Mantel 2 sowie durch bestimmt-, andere Bauteile, die noch kurz beschrieben werden.
  • Wie dem Rußfachmann allgemein bekannt ist, bestehen die meisten körnigen Partikeln im Ruß im allgemeinen aus harten Koksteilchen. Es ist weiterhin bekannt, daß diese Kokspartikeln aus Öltropfen oder sonstigen Kohlenwasserstoffen entstehen, die mit den Reaktorwänden in Berührung kommen, ehe der Kohlenwasserstoff vollständig zu Ruß und Wasserstoff gecrackt ist. Die auf die Reaktorwände stoßenden Öltropfen bilden Koksablagerungen, die abbrechen und zum Grießgehalt des Rußes beitragen. Die in den Zeichnungen wiedergegebenen Grießentferner, die im folgenden beschrieben werden sollen, sind dazu bestimmt, einen Teil der Mantelluft entlang der Innenfläche des Rippenrohres mit relativ hoher Geschwindigkeit ringförmig vorbeizuleiten, was dazu beiträgt, das Auftreffen ungecrackter Öltröpfchen auf die Innenfläche des Rippenrohres zu verhüten.
  • Innerhalb der zylindrischen Kammer 5 ist eine solche Vorrichtung zur Unterdrückung der Grießbildung angeordnet, die als Ganzes.mit 20 bezeichnet ist. Sie besteht aus einem metallenen Kegelmantel, dessen schmaleres Ende am angrenzenden Ende des inneren Rohres 4 z. B. durch Verschweißen befestigt ist.
  • Der zur Verhütung der Grießbildung dienende Teil 20 kann aus einem geeigneten Metall, einem Edelstahl beispielsweise, bestehen. Sein Hauptteil ist mit mehreren Reihen von Schlitzen 22 versehen. In Fig. 1 sind diese Schlitze 22 in einer Doppelreihe angeordnet; sie verlaufen etwa rechtwinklig zum schneckenförmigen Strom der Luft, die sich zwischen dem Mantel 2 und dem inneren Rohr 4 fortbewegt; bei einerAnlage der hier beschriebenen Größe sollen diese Schlitze 22 etwa 51 mm lang und 6,4 mm weit sein.
  • Eine Konstruktionszeichnung dieses Teils 20 ist in Fig. 3 wiedergegeben.
  • Jeder dieser Schlitze 22 läßt sich durch Aufschneiden an den ausgezogenen Strichen 23 und durch Aufbiegen in einem Winkel von 45° entlang der gestrichelt bezeichneten Linien 24 herstellen, woraufhin das Blech gerollt wird, so daß ein Kegelmantel entsteht. Die Wirkungsweise der Schlitze 22 beim Lufttransport zur Innenseite der Vorrichtung 20 wird durch den Pfeil 30 in Fig. 2 illustriert. Innerhalb des zylindrischen Teils 5 ist axial zum Konstruktionsteil 20 eine Hitzeabschirmung 32 horizontal angebracht, die aus einem geeigneten Edelstahl besteht. Diese Hitzeabschirmung 32 hat im wesentlichen schalenförmige Gestalt und besteht aus einem konzentrisch zur Außenwand 2 angeordneten Rand sowie einer Wand am äußeren Ende, welche in der Mitte eine ziemlich große Öffnung besitzt; sie wird durch den angrenzenden Deckel 33 des Außenmantels 2 getragen. Die Hitzeabschirmung 32 dient dazu, den Frontverschluß 33 gegen die Hitzeeinstrahlung abzuschirmen.
  • In Fig. 4 wird der Brenner der erfindungsgemäßen Anlage gezeigt. Er besteht aus einem Rohr 40, das durch eine Stopfbuchse 41 in der Mitte des Deckels 33 und durch die Mittelöffnung der Hitzeabschirmung 32 in den zylindrischen Teil 5 des Außenmantels 2 hineinragt.
  • In dem Rohr 40 ist ein weiteres Rohr 42 konzentrisch angebracht, welches ebensoweit wie dieses in den zylindrischen Teil 5 hineinragt. Die Enden dieser Rohre sind mit einer vertikal angebrachten und in der Mitte offenen Platte 44 verschweißt.
  • Wie gezeigt, ist der Durchmesser der Platte oder Scheibe 44 beträchtlich größer als der Außendurchmesser des Rohres 40; der Durchmesser ihrer Mittelöffnung entspricht etwa dem Innendurchmesser des Rohres 42.
  • Das Rohr 40 ist unmittelbar hinter der Platte 4.4 mit einer Reihe gleich weit entfernter Öffnungen 45 versehen.
  • Das äußere Ende des Rohres 42 ragt über das Rohr 40 hinaus. Der Zwischenraum ist mit einer Verschlußplatte 47 abgedichtet.
  • Das äußerste Ende des Rohres 42 ist mit einem T-Stück 49 verbunden, welches über eine kurze Rohrverbindung 50 mit der einen Seite des Ventils 51 in Verbindung steht, dessen andere Seite eine Packung 52 trägt.
  • Mit der durch die Rohre 40 und 42, die Scheibe 44 und die Verschlußplatte 47 gebildeten Kammer steht ein Einlaßstutzen 54 in Verbindung, durch welchen den Öffnungen 45 Brenngas zugeführt wird.
  • Innerhalb des Rohres 40 ist eine Ölzuleitung 56 angebracht, welche durch die Halter 57 zentriert wird und in einem Sprühkopf 58 endet, dessen Mündung mit der Außenseite der Scheibe 44 auf gleicher Ebene liegt. Die Ölzuleitung 56 durchläuft nacheinander das T-Stück 49, die kurze Rohrverbindung 50, das Ventil 51 und die Packung 52 und steht mit einem geeigneten Ölvorrat in Verbindung, welcher als Rohstoff zur Rußherstellung dient.
  • In das Innenrohr 42 wird durch die Verzweigung des T-Stückes 49 Axialluft eingeleitet. Diese gelangt an der stromabwärts gelegenen Seite der in der Mitte offenen Scheibe 44 in die Verbrennungszone des Ofens oder Reaktors, wo sie um den den Sprühkopf 58 verlassenden Ölnebel (Rohstoff) einen konzentrierten Strom bildet und so den Nebel in das Zentrum der Vorrichtung 20 zur Verhütung der Grießbildung und in das Innenrohr 4 hineinlenkt.
  • Vorzugsweise wird der Verschluß 33 des Außenmantels 2 so konstruiert, daß er sich leicht entfernen läßt, womit der ganze Brenner zur Wartung usw. leicht herausgenommen werden kann.
  • Außerdem gestattet die in der angegebenen Weise ausgeführte Installation der Ölzuleitung 56 den Ausbau und die Wartung des Sprühkopfes 58, während das Gas weiterbrennt. Das heißt, die Ölzuleitung 56 wird zurückgezogen, bis der Sprühkopf 58 sich außerhalb des Ventils 51 befindet, woraufhin letzteres geschlossen wird, um das Entweichen von Axialluft zu verhindern, wonach der Sprühkopf und die Packung 52 herausgenommen werden.
  • In dem Deckel 33 kann ein Schauglasstutzen 60 angeordnet sein, der sich mit einem Sichtschacht 61 in einer Linie befindet; dieser Sichtschacht 61 ist in der in der Mitte offenen Rückwand der Hitzeabschirmung 32, wodurch eine Beobachtung des Brennerendes und der Einlaßöffnung der Vorrichtung 20 möglich ist. Zusätzlich kann der Deckel 33 des Außenmantels mit einem Schauglaspaar versehen werden, deren eines schräg die Sicht auf das Brennerende und deren anderes die Sicht in axialer Richtung in das Innenrohr 4 eröffnet, wie bei 63 gezeigt.
  • Wenn dies auch weder gezeigt noch näher beschrieben wird, so versteht es sich doch von selbst, daß das Innenrohr 4 mit einer radial angeordneten Sprühpforte ausgestattet ist, durch welche ein Wasserrohr bis zur Mittellinie der Reaktionskammer führt, das einen Sprühkopf trägt, der das nötige Kühlwasser für das Abstoppen der Crackreaktion liefert.
  • Der im Reaktor erzeugte Ruß . wird von den abströmenden Reaktionsgasen mittels irgendeiner der bekannten Abscheideanlagen abgetrennt; die Abgase werden in die Atmosphäre abgeleitet.
  • Fig. 7 zeigt eine Modifikation vorliegender Erfindung, bei welcher sich die eintretende Luft zwischen dem Außenmantel 2 und dem Innenrohr 4 in der Längsrichtung fortbewegt. Bei dieser Ausführungsform ist die Außenseite des Innenrohres 4 mit einer Reihe relativ schmaler, in Längsrichtung und radial verlaufender Rippen 70 sowie mit vier in Längsrichtung und radial verlaufenden Leitblechen 74 versehen, die auf eine Ausrichtung der strömenden Luft hinwirken. Diese Leitbleche 74 sind voneinander etwa 90° entfernt; sie stellen die Fortsetzungen derRippen 70 an der Peripherie des Innenrohres 4 dar, die sich an denselben Quadrantenstellen befinden, und reichen bis zur Innenfläche des Außenmantels 2.
  • Die Rippen 70 erstrecken sich über die gesamte Länge des Innenrohres 4. Die Luftleitbleche 74 erstrecken sich über den gleichen Bereich, mit Ausnahme desjenigen Bezirks des Innenrohres, welcher die Luft aus dem tangentialen Lufteinlaß 6 aufnimmt.
  • Diese Konstruktion und Anordnung der Bauelemente bewirkt, daß die Luft um den ringförmigen Zwischenraum zwischen Außenmantel 2 und Innenrohr 4 zirkuliert und sich dann von selbst gleichmäßig auf die vier durch die Luftleitbleche 74 gebildeten Quadranten verteilt. In den Fig. 10 und 11 sind zwei Typen von Luftdeflektorblechen 80 und 81 gezeigt, die abwechselnd in je 30 cm Abstand, soweit das Innenrohr 4 reicht, angebracht sind. Das Defiektorblech 80 (Fig. 10) leitet die entlang der Innenfläche des Außenmantels 2 ankommende kühle Luft zum Zentrum. Dann schaufelt das nächste Deflektorblech 81 (Fig. 11) die kühlere Luft zwischen die Rippen 7. Somit bewirken diese Leitbleche, daß die Luft eine Zickzackbahn zwischen dem Außenmantel 2 und dem Innenrohr 4 durchläuft, wodurch die Lufttemperatur gleichmäßiger gehalten und womit dazu beigetragen wird, das Innenrohr 4 kühler zu halten. Die Deflektorscheiben 80 und 81 sind zur bequemen Installation im Außenmantel 2 zwischen die Luftleitbleche 74 geschweißt. In Fig. 12 wird eine Anlage gezeigt, bei der die Rippen 70 in der gleichen Weise wie in Fig. 7 radial auf der ganzen Länge des Innenrohres 4 angeordnet sind; es sind jedoch ein oder mehrere schneckenförmige Luftleitbleche 74 a wie in Fig. 1 angebracht, so daß ein turbulenter schneckenförmiger Luftstrom resultiert.
  • Es muß bemerkt werden, daß eine der Schwierigkeiten bei der Verwendung eines Reaktors vom Wärmeaustauschertyp durch den relativ dicken Gasfilm auf der kalten Seite der Wärmeaustauscherwand, im Vergleich zur heißen Seite, verursacht wird. Es ist allgemein bekannt, daß der hauptsächliche Widerstand beim Wärmeübergang von einem heißen Gas durch eine dünne feste Metallwand hindurch zu einem kalten Gas nicht durch das Metall verursacht wird, sondern durch die Gasfilme auf beiden Seiten der Wand. Betrachtet man ein einfaches, dünnwandiges Metallrohr ohne Rippen unter der Voraussetzung, daß die Dicke des Gasfilms auf der heißen und der kalten Seite des Rohres die gleiche sei, so würde die Temperatur der Metallwand etwa in der Mitte zwischen der heißen und der kalten Gastemperatur liegen. Im Fall der zuvor beschriebenen speziellen Konstruktion ergeben Berechnungen des Wärmedurchgangs durch den Film, daß der vorhandene Film auf der Außenseite des Rippenrohres 4 vier- bis sechsmal so dick ist wie der auf der Innenseite des Rippenrohres. Dies ist auf die höhere Temperatur und Gasgeschwindigkeit im Inneren des Rohres 4 zurückzuführen. Der dicke Film auf der Außenseite des Rippenrohres ähnelt einer Isolierschicht und hat zur Folge, daß die Temperaturen der Metallwand nur um etwa 150 bis 200° C unter denen des heißen Gases liegen. Demgemäß ist der dicke Film auf der Außenseite der Hauptfaktor, der die Geschwindigkeit des Wärmeübergangs bestimmt. Eine Steigerung der Gasgeschwindigkeit auf der kalten Seite bis zu dem Betrag, wo die Filmdicke nur noch ebenso gering ist wie auf der heißen Seite, würde ein unzulässiges Absinken des Drucks bewirken. Daher müßte bei Verwendung eines glatten Rohres ohne Rippen ein Metall oder eine Legierung mit sehr hohen Wärmeeigenschaften benutzt werden. Das gleiche gilt für ein sehr langes Rohr, wenn eine merkliche Luftvorerhitzung erreicht werden soll.
  • Die Verwendung eines Rippenrohres 4, wie es in Fig. 7 und 12 gezeigt ist, mit den in Längsrichtung verlaufenden radialenRippen70 vergrößert dieAußenoberfläche auf das Vierzehnfache der Innenfläche. Auf diese Weise wird tatsächlich eine viel größere W ärmeaustauschgeschwindigkeit durch den dickeren kalten Gasfilm hindurch erzielt. Die Rippen 70 leiten die Wärme schnell von der heißen Wand ab und halten dessen Temperatur näher an der kälteren Lufttemperatur. Das Ergebnis der Verwendung eines solchen Rippenrohres ist, daß bei gleicher Rohrlänge eine viel weitergehende Luftvorheizung zusammen mit viel niedrigeren Wandtemperaturen möglich werden. Für derartige Rippenrohre kann Fluß- oder Edelstahl Verwendung finden; diese Materialien können mit dem brennbaren Gas in Berührung kommen, ohne zu schmelzen oder übermäßig hohen Temperaturen ausgesetzt zu werden. Wird der in Fig. 12 gezeigte Reaktor mit 2830 m3/h Verbrennungsluft gefahren und die öl- und Gaszufuhr so reguliert, daß die Temperatur in der Brennkammer 10 zwischen 1320 und 1430°C liegt, dann dürfte die Luftvorerhitzung zwischen 430 und 550° C betragen. Der Ausbeutegewinn durch die Vorerhitzung macht dann zwischen 10 und 15 % aus.
  • In Fig. 5 wird der linke Teil von Fig. 7 gezeigt, der hier zusätzlich die Vorrichtung 20 zur Elimination der Grießbildung und die Hitzeabschirmung 52 enthält. Fig. 8 zeigt die Konstruktionszeichnung für diese besondere Vorrichtung 20. Es ist zu beachten, daß die Schlitzanordnungen der Fig. 5 und 8 die gleichen wie die in den Fig. 1 und 2 sind, mit dem Unterschied, daß die Schlitzelemente 22 a in konzentrischen Ringen im rechten Winkel zur Längsrichtung der Luftfortbewegung angeordnet sind.
  • Man ist allgemein der Ansicht, daß die Hauptursache der Koks- und Grießbildung in dem Auftreffen von Rohstoff auf die Wände des Rußreaktors liegt. Dementsprechend ist es der Zweck der Vorrichtung 20 zur Elimination der Grießbildung, eine kühle, ringförmige Luftschicht entlang der Innenseite vom Einlaß des inneren Rohres 4 einzublasen, um dieses kühl zu halten und Öltropfen am Auftreffen zu hindern, bevor sie völlig gecrackt sind.

Claims (14)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Ruß, bei dem ein Brenngas und Verbrennungsluft gemischt werden und die erzeugte Flamme axial in einen länglichen, röhrenförmigen Reaktor gelenkt und ein flüssiger Kohlenwasserstoff in die Flamme gebracht wird, woraufhin die heißen Gase und der suspendierte Ruß so weit abgekühlt werden, daß die Reaktion aufhört und die Gase zur Aufarbeitung in einem Rußabscheider kühl genug sind, dadurch gekennzeichnet, daß der röhrenförmige Reaktor einen metallenen Innenmantel (4) und einen metallenen Außenmantel (2) enthält, zwischen denen die Verbrennungsluft im Gegenstrom hindurchgeleitet wird.
  2. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugte Flamme vor dem axialen Eintritt in den röhrenförmigen Innenmantel (4) in axialer Richtung durch eine zum Ausschluß der Grießbildung dienende Vorrichtung (20) geleitet wird und daß die vorerhitzte Verbrennungsluft durch diese Vorrichtung (20) in die Flamme eingeleitet wird.
  3. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsluft im Gegenstrom in Längsrichtung an dem röhrenförmigen Innenmantel (4) entlanggeleitet wird.
  4. 4. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsluft im Gegenstrom schraubenförmig an dem röhrenförmigen Innenmantel (4) entlanggeleitet wird.
  5. 5. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsluft im Gegenstrom in Längsrichtung und schraubenförmig an dem röhrenförmigen Innenmantel (4) entlangeleitet wird.
  6. 6. Anlage zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen länglichen, röhrenförmigen, metallenen Außenmantel (2), in welchem ein länglicher, metallener Innenmantel (4) axial so angeordnet ist, daß zwischen beiden ein Luftmantel gebildet wird, und daß ein Ende des Außenmantels (2) als unabgeschlossene Kammer (5) über das entsprechende Ende des Innenmantels (4) hinausragt, weiterhin gekennzeichnet durch einen Deckel (33) für das genannte Ende des Außenmantels (2), einen an dessen anderes Ende angeschlossenen Lufteinlaß (6), der mit dem erwähnten Luftmantel in Verbindung steht, sowie durch einen in axialer Richtung zum Innenmantel (4) in der Kammer (5) angeordneten Gasbrenner (40), Vorrichtungen (58) zur Zuführung von flüssigen Kohlenwasserstoffen in die vom Brenner (40) erzeugte Flamme und ferner gekennzeichnet durch eine Reihe von Wärmeaustauschrippen (7 bzw. 70) auf der Außenseite des Innenmantels (4), deren Außenkanten sich radial bis kurz vor die Innenfläche des Außenmantels (2) erstrecken.
  7. 7. Anlage gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Außenkanten der Wärmeaustauschrippen (7 bzw. 70) und der Innenfläche des Außenmantels (2) eine schraubenförmige Leiste (74 a) angeordnet ist. B.
  8. Anlage gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschrippen (70) in Längsrichtung und radial verlaufend angeordnet sind und daß die schraubenförmige Leiste (74 a) sowohl die Wärmeaustauschrippen (70) als auch die Innenfläche des Außenmantels (2) berührt.
  9. 9. Anlage gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß axial zum Brenner (40) ein erweiterter Fortsatz (20) mit dem Innenmantel (4) verbunden ist, der zur Aufnahme von Luft aus dem Luftmantel mit einer Reihe von Schlitzen (22) versehen ist.
  10. 10. Anlage gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschrippen (70) in Längsrichtung angeordnet sind.
  11. 11. Anlage gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschrippen (7) schraubenförmig angeordnet sind.
  12. 12. Anlage gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (22) in dem Fortsatz (20) in peripherer Richtung angeordnet sind.
  13. 13. Anlage gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (22) in dem Fortsatz (20) in schräger Richtung angeordnet sind.
  14. 14. Anlage gemäß Anspruch 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen (80 und 81) zur abwechselnden Ablenkung des Luftgegenstroms in Richtung auf die Außenwand des Innenmantels (4) und in Richtung auf die Innenwand des Außenmantels (2) angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschriften Nr. 673155, 699 406, 743 879; USA.-Patentschrift Nr. 2 801157.
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