DE1282818B - Ofen zum Erzeugen von Russ - Google Patents
Ofen zum Erzeugen von RussInfo
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- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
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- B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
- B03C3/82—Housings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT 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
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
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- C09C1/50—Furnace black ; Preparation thereof
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WT®& PATENTAMT
Int. Cl.:
C09c
AUSLEGESCHRIFT
Deutsche Kl.: 22f-14
Nummer: 1282818
Aktenzeichen: P 12 82 818.1-41 (S 102437)
Anmeldetag: 10. März 1966
Auslegetag: 14. November 1968
Die Erfindung betrifft einen Ofen zum Erzeugen von Ruß mit einer senkrechten Reaktionskammer
mit einem im unteren Bereich angeordneten Einlaß für flüssige Kohlenwasserstoffe, bei dem die Kohlenwasserstoffe
eine Flüssigkeitsansammlung bilden und an dessen oberem Ende ein Auslaß für die Verbrennungsprodukte
vorgesehen ist.
Es sind öfen dieser Art bekannt, in deren unterem Teil eine Flüssigkeitsansammlung aus Kohlenwasserstoffen
gebildet wird, oberhalb deren sich ein Gasvolumen bildet, wobei ein Teil des Gases jeweils
unter Zuführung von Luft verbrannt wird. Dabei ist eine die Flüssigkeit ständig in Bewegung haltende
Umlaufpumpe vorgesehen, die die Bildung einer oberflächlichen Kokskruste auf der Flüssigkeitsansammlung
unter ständig durchgeführter gleichmäßiger Erwärmung der Flüssigkeit verhindert. Bei derartigen
öfen ist die Verbrennung trotz des Umlaufsystems nicht gleichmäßig, da z. B. durch die seitliche
Einleitung des Sauerstoffes die seitlichen Zonen des Verbrennungsraumes bevorzugt versorgt werden,
während weniger Sauerstoff in die Mittelzone gelangt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gleichmäßig gute Verbrennung und damit eine gute Ausnutzung
des Brennmaterials zu erreichen und gleichzeitig das Ansetzen von Rückständen im Ofen ohne eigens dafür
benötigte Umwälzmittel zu verhindern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
der Boden der Reaktionskammer nach oben hin konvex ausgebildet ist und daß die Wände der Reaktionskammer
mit an sich bekannten tangentialen Einlassen für das Verbrennungsgas versehen sind, wobei
die Einlasse schräg nach unten gerichtet sind.
Die nach unten gerichteten Einlasse verhelfen der Flüssigkeit zu ständiger Bewegung, und es wird
gleichzeitig durch sie eine gute Vermischung der Flüssigkeit mit dem Verbrennungsgas erzielt. Die Erfindung
bezweckt also nicht nur die einfache Zuführung des Verbrennungsgases, sondern sie übernimmt
gleichzeitig die Funktion der Umwälzung, die bei bekannten Verfahren durch eine Pumpe in einem gesonderten
Umwälzsystem vollzogen werden muß. Darüber hinaus wird für eine gute und gleichmäßige
Vermischung der zugeführten Anteile gesorgt, wobei eine Vorerwärmung vorgesehen sein kann.
Durch die konvexe Ausgestaltung des Bodens der Reaktionskammer entsteht eine etwa ringförmige
Flüssigkeitsansammlung, in der über die schräggerichteten Einlasse das Verbrennungsgas hineingeleitet
wird. Es kann somit eine gleichmäßige Verbrennung dadurch erreicht werden, daß der Abstand aller
in der Flüssigkeitsansammlung befindlichen Kohlen-Ofen zum Erzeugen von Ruß
Anmelder:
Svenska Carbon Black Aktiebolag, Norrkoping
(Schweden)
Vertreter:
Dr.-Ing. A. ν. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald,
Dr.-Ing. Th. Meyer und Dr. J. F. Fues,
Patentanwälte, 5000 Köln 1, Deichmannhaus
Dr.-Ing. Th. Meyer und Dr. J. F. Fues,
Patentanwälte, 5000 Köln 1, Deichmannhaus
Als Erfinder benannt:
Lennart Hugo Malmstrom,
Carl Olof Malmstrom, Norrkoping (Schweden)
Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 15. März 1965 (3320),
vom 16. Juni 1965 (7920)
Schweden vom 15. März 1965 (3320),
vom 16. Juni 1965 (7920)
Wasserstoffe zu einer der Austrittsöffnungen des Verbrennungsgases
überall etwa der gleiche ist, so daß sich die Wirkungen der aus den Austrittsöffnungen
austretenden Strömungen in bezug auf die Flüssigkeitsansammlung an keiner Stelle kompensieren.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Zuführungsleitung
für die flüssigen Kohlenwasserstoffe in der Kammerwand schraubenförmig angeordnet ist. Diese Maßnähme
dient der Vorerwärmung des flüssigen Brennmaterials und gewährleistet eine gute Ausnutzung des
Ofens sowie eine gleichmäßige Verbrennung. Das Verbrennungsgas kann ebenfalls vorgewärmt werden,
indem es durch einen die Reaktionskammer umgebenden luftdichten Mantel eingeführt wird, wobei
der Mantel durch die tangentialen Einlasse mit dem Inneren der Kammer verbunden ist. Das Verbrennungsgas
kann irgendein sauerstoffhaltiges Gas einschließlich Sauerstoff selbst sein, besteht aber vorzugsweise
aus Luft. Die Menge des Verbrennungsgases wird vorzugsweise so geregelt, daß 40 bis 60
Gewichtsprozent der flüssigen Kohlenwasserstoffe in Ruß umgewandelt werden.
Als Ausgangsmaterial kann irgendein flüssiger Kohlenwasserstoff verwendet werden. Der Ofen und das Verfahren gemäß der Erfindung sind jedoch besonders zum Erzeugen von Ruß aus schweren Koh-
Als Ausgangsmaterial kann irgendein flüssiger Kohlenwasserstoff verwendet werden. Der Ofen und das Verfahren gemäß der Erfindung sind jedoch besonders zum Erzeugen von Ruß aus schweren Koh-
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lenwasserstoffen des Petroleums geeignet. Das Ausgangsmaterial
kann eine Petroleumfraktion sein, die oberhalb 150° C und vorzugsweise oberhalb 250° C
siedet, mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von wenigstens 150. Beispiele der Ausgangsmaterialien
sind Gasöle, Heizöle und Schmierölextrakte.
Entsprechende Ofentemperaturen liegen im Bereich
von 1000 bis 1400° C, vorzugsweise von 1100 bis 1300° C. Auf die anfängliche Verbrennung in der
eigentlichen Kammer folgt eine weitere Periode der gegenseitigen Einwirkung zwischen den Verbrennungsprodukten.
Diese weitere gegenseitige Einwirkung kann im oberen Teil des Ofens selbst oder in
einer getrennten sekundären Kammer erfolgen.
Nachdem die Verbrennung und die gegenseitige Einwirkung beendet sind, werden die Produkte auf
eine solche Temperatur abgekühlt, daß die Abscheidung des Rußes möglich ist. In der üblichen betriebsmäßigen
Praxis wird die Abkühlung ausgeführt, indem Wasser in die Verbrennungsprodukte eingespritzt
wird. Gewünschtenfalls kann auch direktes Ablöschen mit Wasser verwendet werden. Die indirekte
Abkühlung der Produkte hat jedoch gegenüber dem Ablöschen mit Wasser eine Anzahl von
Vorteilen. Gemäß der Erfindung wird daher zum Abkühlen der Produkte des Verfahrens vorzugsweise
ein Rohrkühler verwendet, der mit hin und her beweglichen Kratzeisen versehen ist, um die Ablagerung
von festen Teilchen auf den Innenwänden des Kühlers zu verhindern.
Nach dem Abkühlen kann der Ruß in bekannter Weise z. B. mittels eines Elektrofilters abgeschieden
und gesammelt werden. Beim Betrieb von Elektrofiltern ist es besonders wichtig, die Isolatoren für die
Elektroden von Ablagerungen von Ruß festzuhalten.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Ofens gemäß der Erfindung im Längsschnitt
dargestellt.
Der Ofen enthält eine Reaktionskammer 1 in Form eines aufrechten Zylinders, der mit feuerfestem
Material ausgekleidet ist. Der Boden 2 der Kammer ist kegelförmig ausgebildet, und eine Leitung 3 führt
vom Scheitel des Kegels zu einem Ventil 4. Diese Leitung und das Ventil können gewünschtenfalls zur
Einführung von öl in die Kammer verwendet werden.
In einem Abstand von der äußeren Wand der Kammer 1 ist ein Mantel 5 angeordnet, so daß rund
um die Kammer ein Raum 6 gebildet wird. Dieser ist mit einer Druckluftquelle verbunden, wie z. B. mit
einem Gebläse 7. Aus dem Raum 6 ist eine Anzahl von Düsen 8 in tangentialer Richtung und durch die
Kammerwand schräg nach unten auf den Boden 2 der Kammer gerichtet. Druckluft, die im Raum 6
durch die Kammerwand vorgewärmt wird, kann daher gegen den Boden 2 der Kammer eingeblasen
werden, wo sie auf eine Ansammlung flüssiger Kohlenwasserstoffe auftrifft, welche dem Boden der Kammer
durch eine Rohrleitung 9 zugeführt werden. Diese ist in der Kammerwand schraubenlinienförmig
angeordnet, so daß die flüssigen Kohlenwasserstoffe
xo ebenfalls vorgewärmt werden, bevor sie in die Kammer
eintreten. Die nach unten gerichteten, tangentialen Luftstrahlen aus den Düsen 8 bewirken innerhalb
der Kammer eine Wirbelbewegung, so daß die durch die von der Kammerwand ausgestrahlte Hitze
erzeugten Dämpfe teilweise zu Kohlenstoff, Kohlenoxyden und Wasserstoff verbrannt werden. Die Anzahl
und Größe der Düsen 8 ist von den Abmessungen des Ofens abhängig. In einem Ofen mit einem
Durchmesser von 0,8 m wurden zwölf Düsen mit einem Innendurchmesser von 2 cm als zufriedenstellend
befunden. Eine weitere Reaktion und Verbrennung erfolgt, wenn die Produkte als ein Gemisch von
Gas und festen Teilchen in einem Reaktionsschacht 10 nach oben steigen und durch denselben hindurch-
S5 gehen. Die aufwärts gerichtete Strömung der Reaktionsprodukte
wird durch den Druckunterschied zwischen den verschiedenen Teilen des Reaktionssystems aufrechterhalten. Die Produkte werden in
einem Rohrkühler 11 abgekühlt, der senkrechte Rohre 12 aufweist, welche von einem die Kühlflüssigkeit
enthaltenden Mantel umgeben sind. Die Rohre 12 sind vorzugsweise mit (nicht dargestellten) hin
und her beweglichen Kratzeisen versehen. Die abgekühlten Produkte gelangen dann in eine Gaskammer
14 und durch eine Leitung 15 nach außen zu (nicht dargestellten) Vorrichtungen, in welchen der Ruß abgeschieden
und gesammelt wird. Die Abscheidevorrichtung besteht zweckmäßig aus einem Elektrofilter.
Das Elektrofilter ist zweckmäßig mit einer Einrichtung versehen, welche einen kleinen Teil des vom
Ruß befreiten austretenden Gases der Isolatorkammer des Elektrofilters zuführt.
Die Erfindung wird außerdem in dem folgenden Beispiel veranschaulicht.
Der in der Zeichnung dargestellte Ofen wurde während eines Zeitraumes von 25 Tagen versuchsweise
betrieben, wobei die durchschnittliche Ausbeute an Ruß 11 pro Tag betrug.
Die verwendeten Ausgangsmaterialien waren Petroleumfraktionen mit den folgenden Eigenschaften:
Gasöl
Heizöl
Heizöl/
Schmierölextrakt
Schmierölextrakt
Schmierölextrakt
Aromatisches Gasöl
Dichte bei 20° C
Spezifisches Gewicht
bei 15,6° C/15,60 C (berechnet)
Viskosität 20° C cSt
37,8° C cSt
(berechnet Redwood I) s ..
Schwefel, Gewichtsprozent
Flammpunkt, 0C
Stockpunkt, 0C
0,825
0,828
3,24
0,58 69
-24
0,941
0,943
0,943
146
595
595
2,70
85
85
+ 12
0,956
0,958
0,958
144
587
587
3,29
103
103
+ 12
1,005
1,006
1,006
161
656
656
5,25
186
0
186
0
0,943
0,945
3,47
0,19
30
-36
30
-36
5 | Gasöl | Heizöl | Heizöl/ Schmierölextrakt |
6 | Aromatisches Gasöl |
65,3 59 |
7,0 0,1 |
5,3 0,1 |
Schmieröl extrakt |
2,6 | |
Kohlenstoffrückstand, Gewichtsprozent Wasser, Gewichtsprozent |
0,39 0,1 |
-22 — 1 |
|||
Anilinpunkt, 0C | 89 7 88 170 229 |
||||
Dieselindex | 6,06 | 8,12 | 300 | ||
FIA-Analyse Aromaten, Volumprozent Olefine, Volumprozent Destillation Siedeanfang, 0C |
etwa 190 | 380 0,04 |
360 | 8,4 | 9,48 |
2%, 0C | 295 0,004 |
etwa 160 | |||
50'Vo, 0C | |||||
95'Vo, 0C | |||||
Kohlenstoff-Wasserstoff-Gewichts verhältnis |
|||||
Durchschnittliches Molekulargewicht (geschätzt) |
|||||
Aschengehalt, Gewichtsprozent | |||||
Die Anlage wurde | unter den folgenden | atur | Bedingungen | betrieben: | Druck im Luftraum mm Wassersäule |
Olströmung l/h |
Ofenhauptteil | Temper Reaktoreinlaß |
°c Kühlerauslaß |
Elektrofilterauslaß | 210 bis 470 | 149 bis 169 | |
1140 bis 1300 | 1080 bis 1160 | 260 bis 320 | 120 bis 200 | |||
Ruß wurde mit einer Ausbeute von 40 bis 60 Gewichtsprozent erzeugt, bezogen auf das Gewicht des
flüssigen Ausgangsmaterials. In regelmäßigen Abständen während des Vorganges entnommene Proben
zeigten, daß der Ruß SRF-Qualität aufweist (semireinforcing
furnace).
Claims (3)
1. Ofen zum Erzeugen von Ruß mit einer senkrechten Reaktionskammer mit einem im unteren
Bereich angeordneten Einlaß für flüssige Kohlen-Wasserstoffe, bei dem die Kohlenwasserstoffe eine
Flüssigkeitsansammlung bilden und an dessen oberem Ende ein Auslaß für die Verbrennungsprodukte vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (2) der Reaktions-
kammer (1) nach oben hin konvex ausgebildet ist und daß die Wände der Reaktionskammer (1) mit
an sich bekannten tangentialen Einlassen (8) für das Verbrennungsgas versehen sind, wobei die
Einlasse (8) schräg nach unten gerichtet sind.
2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsleitung (9) für die
flüssigen Kohlenwasserstoffe in der Kammerwand schraubenförmig angeordnet ist.
3. Ofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskammer (1) von
einem luftdichten Mantel (6) umgeben ist, in den das Verbrennungsgas eingeführt werden kann,
wobei der Mantel (6) durch die tangentialen Einlasse (8) mit dem Inneren der Kammer (1) verbunden
ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 202 118.
Deutsche Patentschrift Nr. 202 118.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
809 637/873 11.68 © Bundesdruckerei Berlin
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE332065 | 1965-03-15 | ||
SE792065 | 1965-06-16 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1282818B true DE1282818B (de) | 1968-11-14 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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