DE1592850A1 - Russherstellung und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

Köln, den 21„6,1967 Ke/Ax

125 High Street, Boston, Massachusetts 02110 (U.S.A.)

Russherstellung und Vorrichtung zur Durchführung

des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung, die sich für die Herstellung von pyrogenen Produkten eignen, aber besonders vorteilhaft für die Bußherstellung sind. Im einzelnen ist die Erfindung auf eine Vorrichtung zur !Durchführung eines neuen und im wesentlichen adiabatischen Verfahrens zur Herstellung von Rußen gerichtet. Diese Vorrichtung ist außergewöhnlich vielseitig in Bezug auf den Bereich von Bußen, die damit hergestellt werden können«, Beispielsweise können Buße mit Eigenschaften, die normalerweise den Channel-Bußen zuzuschreiben sind, Buße mit Eigenschaften, die normalerweise den Eurnaoe-Rußen zuzuschreiben sind, und Buße, die völlig neu sind und eine außergewöhnliche Kombination von guten ffarbeigensohaften und einstellbarer, auch sehr hoher Struktur haben, sämtlich mit Hilfe der Vorrichtung und des Verfahrens gemäß der Erfindung hergestellt werden.

Die 3?arbeigenschaften eines Rußes werden im allgemeinen als Skalenwerte des Nigrometers ("scale") angegeben· Der Skalenwert eines Rußes ist ein Maß seiner ffarbtiefe, JParbintensität oder Schwärze und steht in tngem Zusammenhang mit seiner Teilchengröße. Im allgemeinen ist der Skalenwert um so niedriger und die Farbtiefe um so größer, je geringer

108808/1631

die Teilchengröße eines Rußes ist» Mach den anerkannten Normen der Industrie haben Buße mit großer Farbtiefe ("high color blacks") Skalenwerte von 70 oder darunter, während Buße von mittlerer Earbtiefe ("medium color blacks") Skalenwerte von etwa 71-80 und Ruße von regulärer Farbtiefe ("regular color blacks") Skalenwerte von etwa 80-90 haben.

Der Ausdruck "Struktur" bezeichnet eine primäre Eigenschaft des Rußes, die nicht unbedingt und gleichbleibend durch irgendeine Eigenschaft oder Kombination von Eigenschaften beeinflußt wird. Im. allgemeinen dient der Ausdruck in der Technik zur Bezeichnung des Grades der Zusammenlagerung der Primärteilchen eines Rußes zu größeren kettenförmigen Strukturen, und diese Zusammenlagerung läßt sich am besten durch Untersuchung unter dem Elektronenmikroskop feststellen Ba alle Purnace-Ruße einen gewissen Grad der Zusammenlagerung der Primärpartikel aufweisen, werden die einzelnen Ruße je nach dem jeweiligen Grad ihrer Zusammenlagerung als Ruße von geringer, normaler oder hoher Struktur eingestuft ("low, normal or high structure black").

Ruß wird zur Zeit nach drei Hauptverfahren hergestellt, nämlich dem Channel-Verfahren, dem furnace-Verfahren und dem Ihermalverfahren. Darüber hinaus gibt es einige weniger wichtige Verfahren,- z.B. Verfahren zur Herstellung von lampenrußen und Acetylenrußen» Im Rahmen dieser Anmeldung wird jedoch die Beschreibung auf die Herstellung von Channel-Ruß, ]?urnace-Ruß und Thermal-Ruß beschränkt. Jeder dieser Ruße hat einzigartige Eigenschaften, die ihn von den nach anderen Verfahren hergestellten Rußen unterscheiden·

Eine typische Anlage zur Herstellung von Channel-Ruß ist leicht an der Ansammlung von mehreren Hundert barackenartigen Bauten mit Blechverkleidung erkennbar, die als »Hot Houses" oder "Burner Houses" bezeichnet werden und jeweils eine Länge von etwa 35-45 m, eine Breite von 3 "bis 4»3 m und eine Höhe von etwa 3 m haben· In jedem dieser Brennerhäuser befinden aioh etwa 2000 bis 4000 Erdgasflammen und die ent-

109808/1631

sprechende Anzahl von U-Eisen (channel irons), auf die die Flammen auftreffen und Ruß abscheiden« Luft wird durch Öffnungen an der Unterseite jedes Brennerhauses zugeführt, und die Gase werden durch Abzüge im Dach abgeführt«, Die Flammenspitzen verbrennen im allgemeinen 57 bis 85 1 Gas/Std. und sind in Abständen von 7,5 bis 10 cm längs eines Gaslsitungsrohres angeordnete Beim Channel-Verfahren werden die Ruße im allgemeinen bei Temperaturen von 1.650 bis 193O⁰O hergestellt, und diese Ruße haben gewöhnlich ein Schüttgewicht von etwa 80 kg/m . Durch Bewegen kann dieses Schüttgewicht auf etwa 128 bis 224 kg/nr erhöht werden» Diese Ruße haben in hohem Maße eine verstärkende Wirkung in Kautßchukvulkanisaten und eine äußerst gute Farbtiefe» Die größte farbtiefe wird bei Rußen erzielt, die einen Durchmesser von etwa 90 2. haben, und die Farbtiefe wird mit steigendem Teilchendurchmesser allmählich geringer» Die Ausbeute beim Channel-Verfahren ist jedoch gering. Nu* etwa 5 bis 10$ des verfügbaren Kohlenstoffs werden bei der Herstellung von Rußen minderer Qualität, die für kautschuktechnische Zwecke dienen, gewonnen. Diese Ausbeute kann bei der Herstellung von Rußen mit geringeren Teilchengrößen, die die besten Farbeigenschaften haben, auf weniger als 1$ fallen» Das Channel-Verfahren erfordert demgemäß reichliche Vorkommen von billigem Erdgas zum wirtschaft ichen Betrieb, Mit ungünstiger v/erdender Wirtschaftlichkeit von Erdgas als Rohstoff für die Rußherstellung ist man mehr und mehr bestrebt, die Eigenschaften von Channel-Ruß nach anderen Verfahren zu erzielen oder zu verbessern.

Das Furnace-Verfahren kann entweder mit Öl oder Gas als primärem Rohstoff durchgeführt werden· Natürlich gibt es hierbei einige Unterschiede in der Arbeitsweise· Die Erfindung ist jedoch auf das Öl-Furnace-Verfahren gerichtet, naoh dem heute wenigstens 75$ aller technischen Ruße hergestellt werden·

Bei diesen Furnace-Verfahren wird ein Hilfsbrennstoff, z«B, ein Kohlenwasserstoffgas, wie Erdgas oder Raffineriegas,

109808/1631

oder ein verdampfbarer flüssiger Kohlenwasserstoff, Z₀Be Schwerbenzin oder ein Leichtöl, mit Hilfsluft vollständig verbrannt, wobei eine Zone von Verbrennungsgasen gebildet wird, in die Öl, das auf 204 oder 26O°Ö vorerhitzt sein kann, verdampft oder zerstäubt wird₀ Übliche Öl-Furnace-Ruße v/erden somit bei Temperaturen hergestellt, die im allgemeinen bei 1370 bis 1.65O⁰C liegen, und die heißen Verbrennungsgase und der darin suspendierte gebildete Ruß werden durch Einspritzung von Wasser schnell gekühlte Der Ruß wird aus dem Gasstrom durch Zyklonabscheider oder durch andere Vorrichtungen zur Trennung von Feststoffen und Gasen abgetrennt.

Auf der Grundlage der in den Ofen eingeführten Ölmenge werden etwa 35 bis 75$ des verfügbaren Kohlenstoffs als Ruß gewonnen. Die niedrigeren Ausbeuten werden bei der Herstellung der verstärkenden Typen mit der geringsten Teilchengröße, d.h. bei den Sorten mit dem niedrigsten Uigrometerwert erzielt· Der Nigrometerwert ist bei Rußen, die nach dem Furnace-Verfahren hergestellt werden, gleichmäßig höher als bei Rußen,· die nach dem vorstehend beschriebenen Channel-Verfahren hergestellt werden«, Ferner ist die Struktur, bestimmt durch das Maß der verstärkenden Wirkung in Kautschukvulkanisaten, bei den nach dem Furnace-Verfahren hergestellten Rußen bei weitem höher als bei den Channel-Rußen.

Das Thermal-Verfahren oder Spaltruß-Verfahren brauchfchier nur kurz gestreift zu werden, da die hierbei hergestellten Produkte normalerweise für völlig andere Zwecke als die Produkte des Cnannel- oder Furnace-Verfahrens verwendet werden. Der Grund hierfür liegt darin, daß Spaltruße viel größere Teilchen als Channel- oderFurnace-Ruße, eine geringere verstärkende Wirkung im Kautschuk als Channel- oder Furnace-Euße und verhältnismäßig schlechte Farbeigensohaften haben· Wertvoll werden die Spaltruße überhaupt erst dadurch, daß sie sich auf Grund ihrer kleinen Oberfläche und ihrer kugelförmigen Teilchen leichi; in Elastomere einarbeiten und Füllstoffe verwenden lassen. Andere Rußtypen lassen eich

109808/1631

bei weitem nicht in den hohen Anteilen in Kunststoffe einarbeiten, wie dies bei Spaltrußen möglich ist_e

Die Spaltruß«-Verfahren werden in Abwesenheit von Sauerstoff und Flammen durchgeführt. Zunächst werden die Innenwände eines Ofens durch Verbrennung von Erdgas auf Rotglut erhitzt«, Nach Beendigung der Verbrennung des Erdgases wird in den heißen Ofen ein Kohlenwasserstoff eingeführt, der bei Berührung mit den heißen Wänden des Ofens gekrackt wird, wobei Spaltruße gebildet v/arden«. Angesichts der Kohlenstoffmenge, die im austretenden Kohlenwasserstoff des Restgases und durch Anhaften an den Ofenwänden verlorengeht, sind^ie Ausbeuten hoch, normalerweise liegen sie zwischen etwa 40 und

Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß bei jedem Verfahren ein Ruß mit besonderen unterscheidbaren physikalischen Eigenschaften gebildet wird, und daß jedes Verfahren seine eigenen wirtschaftlichen Begrenzungen hat«,

In der Rußindustrie besteht seit langem der Wunsch, die Färbeigenschaften, die mit den Channel-Rußen erreicht werden, ganz oder annäherungsweise mit Hilfe eines Verfahrens zu erzielen, das in Bezug auf Ausbeute und Betriebskosten die wirtschaftlichen Vorteile hat, die mit dem Furnace- und Spaltruß-Verfahren erreicht werden. Ferner ist es besonders erwünscht, daß ein solcher Ruß mit guten Farbeigenschaften gleichzeitig verstärkende Eigenschaften hat, wodurch er nicht nur für Zwecke, die bisher für Channel-Ruße in Frage kamen, sondern auch für Zwecke brauchbar wird, bei denen ein höherer Grad chemischer Wechselwirkung oder Struktur erforderlich ist, der heute durch Verwendung von Furnace-Rußen mit minderen Farbeigenschaft e.n erreicht werden muß«

Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein Verfahren zur Herstellung großer Mengen pyrogener Feststoffe im allge meinen, insbesondere die Herstellung von vielseitig verwendbaren Rußen mit guten Farbeigensohaften und guten yer-

109808/1631

stärkenden Eigenschaften, wobei gute Ausbeuten von Rußen mit ausgezeichneten Färbeigenschaften erzielt werden» Die Erfindung betrifft ferner neue Ruße mit guten Farbeigenschaften und ausgezeichneten verstärkenden Eigenschaften»

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung, die sich zur Durchführung des neuen Verfahrens eignet und die Herstellung des neuen erfindungsgemäßen Produkts in ausgezeichneten Ausbeuten ermöglicht_o Die Erfindung ergibt hierbei eine gute räumliche Trennung der Verbrenxungs- und Krackfunktionen eines Rußreaktors innerhalb einer verhältnismäßig kleinen Apparatur.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht lie Herstellung von Ruß mit weitestgehender Ausschaltung von V/ärmeverlusten»

Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung verwendet, bei der der eingesetzte Kohlenwasserstoff in eine sehr heiße turbulente Zone von mit hoher Geschwindigkeit strömenden Verbrennungsprodukt en eingeblasen und die erhaltene Masse in eine Kühlzone geführt wird«, Die Verbrennungsprodukte haben an einer Stelle unmittelbar vor dem Zusatz des als Rohstoff dienenden Brennstoffs zweckmäßig eine Temperatur von etv/a 2200 bis 287O⁰C, vorzugsweise ira Bereich von 2620 bis 2760⁰C. Diese Temperatur wird in einfacher Weise durch Verwendung einer verhältnismäßig geringen Menge eines Inertgases in der Verbrennungszone erreicht« So sollte Luft, falls sie verwendet wird, vorzugsweise mit einem verhältnismäßig reinen Oxydationsmittel, wie Sauerstoff, angereichert werden« Demgemäß sollte das erfindungsgemäß verwendete Oxydationsmittel wenigstens 30 Mol-56 O₂* vorzugsweise nicht wesentlich weniger als 50 Ifol-$ O₂ enthalten und im Idealfall vorwiegend aus O₂, z.Be 80-100?S O₂ bestehen»

Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den Abbildungen näher beschrieben. Natürlich 3ind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Änderungen möglich. Beispielsweise ist das unten beschriebene axiale Zuführungsrohr für die Zerstäubung von zwei Medien ausgebildet, jedoch können auch

109808/1631 _MMaiBl

bekannte Druckzerstäubungsdüsen wirksam eingesetzt werden.

Pigei ist ein Schnitt lurch einen erfindungsgeiaäßen Brenner.

Pig ο2 zeigt in größerem Detail als Schnitt ein Ölzerstäubungsrohr, das mit dem in IP ig ο 1 dargestellten Brenner verwendet werden kanne

Pig.3 zeigt den erfindungsgemäßen Brenner in Kombination mit einem feuerfesten Ofen«

In Fig.1 ist ein Brenner 10 dargestellt, der mit zwei tangentialen Eintrittsöffnungen 12 und 14 versehen ist., Diese Öffnungen 12 und 14 führen in zwei konzentrische ringförmige, kegelstumpfförmige Strömungswege 16 und 18₀ Die StrömungGwege 16 und 18 münden gemeinsam in den verengten Misciiabschnitt 19 des Brenners 10« Die Wände 24 und 22 des Brenners 10 verjüngen sich im Winkel von etwa 7»5° zur Brenne ra chs e·

Eine rohrförmige Zuführungsleitung 30, die durch die Rückwand des Brenners 10 eintritt, ist axial in der Verbrennungskammer 29 angeordnet.

Wie deutlicher, aber noch schematisch in Pig« 2 dargestellt, umfaßt das hier verwendete Zuführungsrohr 30 drei getrennte Strömungswege 34, 36 und 38_O Der Strömungsweg 38 (normalerweise der Durchgang für ein als Rohstoff für Ruß dienendes Öl) wird durch den inneren Durchgang 40 gebildet» Der Strömungsweg 34, der normalerweise den Durchgang für ein Medium zur Zerstäubung des Öls darstellt, wird im Ringraum zwischen dem inneren Durchgang 40 und dem äußeren Durchgang 42 gebildet. Der Strömungsweg 36, der völlig in der Leitung 42 eingeschlossen ist, dient zur Umwälzung eines Kühlmittels in der Leitung 42 in dem Maße, das notwendig ist, um eine Schädigung der Leitung duroh. Hitzeeinwirkung zu vermeiden.

Eine typische Ausführungsform der in Fig.1 und 2 dargestellten

109808/1631

1,	02 mm	,2 mm
c,	254- cue	,2 mm
9,	5 3 mm	18 und 1,59 mm
12,7-25,4 mm
76
57
3t

Vorrichtung, mit der stündlich. 33 1 und mehr eines als Höhstoff für den Ruß dienenden Öls mit gutem Produktionswirkungsgrad verarbeitet werden können, hat die folgenden t yp i s cn en Abme s sung en:

Weite des Durchgangs 38 Weite des Durchgangs 34 Außendurchmesser der Leitung 42

Abstand des Zerstäubungsrohres 30 vom Ausgang des Brenners 10 Gesamtlänge der Wand 24 Gesamtlänge der Wand 22 Weite der Durchgänge 16 und 18

Der Ofen hat einen Durchmesser von 152 die, runden Querschnitt und eine Länge von 2,44 κν.-* Die Wassereinspritzung wurde im Abstand von 152 cm vom Ersinne rend e dec Ofens angeordnet.

Bei der in ]?igo3 dargestellten Anordnung ist der Brenner 10 über einen wassergekühlten Übergangsteil 40 mit dem Ofen 39 verbunden, der mit feuerfester Auskleidung 37 versehen ist.

Zur Herstellung von Büß v/erden ein Oxydationsmittel und Brennstoff in die Zuführungsleitungen 12 und 14 eingeführt. Welche Leitung für die einzelnen Heuktionsteilnehmer verwendet wird, ist normalerweise unwichtig, aber bei verhältnismäßig niedrigem Durchsatz hängt die Wahl gewöhnlich in erster Linie vom relativen Volumen unc/oder cLen Wärmeabsorptionseigenschaften der jeweiligen Ströme von Brennstoff oder Oxydationsmittel ab. Bei diesen niedrigen Durchsätzen wird der Oxydationsmittelstrom, z.B₀ Sauerstoff, durch den inneren Durchgang 18 geführt, um den größeren Wärmeübergang aus der Verbrennung durch die Wand 24 au erzielen.

Da das Oxydationsmittel und der Brennstoff gleichzeitig tangential in die Durchgänge 16 und 10 eintreten, nehmen aie in diesen Durchgängen einen spiralförmigen Weg, bio sie am

109808/1631 BAD ORIGINAL

engsten Teil der Verbrennungskammer 29 aufeinandertreffen und sich vermischen,, Eine äußerst hohe Gasgeschwindigkeit, die vorzugsweise in der Größenordnung von 460 his 915 m/Sek. oder darüber liegt, wird in diesem engen Teil 19 der Verbrennungszone 29 erreicht« Die erreichbare Geschwindigkeit der Verbrennungsprodukte, die an der Ölaustrittsoffnung im 2erstäubungsrohr 30 vorbeiströnien, ist ebenfalls hocho Sie beträgt wenigstens 152 bis 520 m/Sek. Diese Geschwindigkeiten werden auf Grund der kreisförmig wirbelnden Strömung in der Verbrennungskammer 29 erreicht. Sie entsprechen einem Machzahlbereich von 0,2 bis Q5 im bevorzugten Temperaturbereich von 2200 bis 276O⁰O₀ Es wird angenommen, daß diese Geschwindigkeiten in Verbindung mit der hohen Temperatur von etwa 2200 bis 2870⁰O, in die das Öl vorzugsweise zerstäubt wird, weitgehend für die vorteilhaften Eigenschaften der Ruße verantwortlich sind, die gemäß der Erfindung hergestellt werden. Ferner wird unter diesen Bedingungen eine ausgezeichnete Vermischung von Brennstoff und Oxydationsmittel unter Bildung einer turbulenten Masse von heißen Verbrennungsgasen erzielt. Das als Rohstoff dienende Öl, das durch die innere leitung 38 zugeführt wird, wird mit einem Gas, z.B. Sauerstoff, der durch den Durchgang 34 zugeführt wird, zerstäubte Durch den Durchgang 36, der einen Kühlmantel bildet, wird Wasser umgewälzt, um das Zerstäu bungsrohr gegen Erosion durch hohe Temperatur zu schützen.

Ausgezeichneter Ruß wurde in dem vorstehend beschriebenen Brenner bei einer ölzufuhr bis 57 l/Std. hergestellt· Es wird angenommen, daß die besonderen Vorteile, die bei Verfahren erreicht werden, die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden, weitgehend der ausgezeichneten Wärmekonservierung zuzuschreiben sind· Dies wird erreicht, indem man den Gasen, die in die Brennerkammer durch die Strömungswege 16 und 18 und durch den verengten Teil 19 eintreten, eine hohe tangentiale Geschwindigkeit verleiht. Bei relativ hohen Geschwindigkeiten pflegt ein Teil dieser Gase eine Gasschicht an den Begrenzungewänden der Verbrennungskammer 29 zu bilden und hierdurch diese Wände gegen die

10980871631

- ίο -

Hitze zu isolieren, die durch eine Verbrennuiigsreuktion, die in der Kammer 29 durchgeführt wird, erzeugt wird. Der hohe Durchsatz ermöglicht die Durchführung deii; Verfahrens bei verhältnismäßig hohen Kohlenstoffkonzentrationen. Beispielsweise kann der Prozentsatz der Kohlenstoffatome, bezogen auf alle Atome, die dem Brenner zugeführt werden, über 15?£ liegen«. Diese hohen Konzentrationen erwieuen sich als besonders wichtig für die lösung der Aufgaben, die die Erfindung sich stellte.

Bei relativ niedrigen Geschwindigkeiten wird der Gasisoliereffekt an den Begrenzungswänden der Verbrennungskammer 29 nicht verwirklicht. In diesem Fall werden jedoch die Gase, die durch den Durchgang 18 und zuweilen auch durch den Durchgang 16 strömen, teilweise vorgewärmt, um die adiabatische Wärmecharakteristik des Brenners 10 zu bewahren.

Die folgenden speziellen Ausführungsbeispiele veranschaulichen das Verfahren gemäß der Erfindung und seine Vielseitigkeit hinsichtlich der dadurch hergestellten Produkte. Der in diesen Beispielen gebrauchte Ausdruck "prozentuale Verbrennung" ist, wie dem Fachmann bekannt ist, ein Maß des Sauerstoffs,- der während eines gegebenen Versuchs verfügbar gemacht wird, bezogen auf die Säuerstoff menge, die zur vollständigen Oxydation der vorhandenen Kohlenwasserstoffe zu Kohlendioxyd und Wasser erforderlich ist.

Beispiel 1

In die vorstehend beschriebene Vorrichtung wurden stündlich 14,44 m^ Sauerstoff, 13,88 m^ Stickstoff und 7,36 nr* Erdgas eingeführt. Der Sauerstoff und der Stickstoff wurden durch, den Durchgang zugeführt, der der Verbrennungskammer am nächsten lag. Stündlich wurden 24,6 1 eines Kohlenwasserstofföls der Handelsbezeichnung "Aromatic HB" in die Verbrennungskammer eingeführt und in die Verbrennungsprodukte zerstäubt, die durch Reaktion des Sauerstoffs mit dem Heizgas gebildet wurden. Das Kühlwasser wurde in einer Menge

109808/1631 ^{BAD 0RfG1NAL}

von 34,07 l/Stdo zugeführt« Die Sigenachaften des als Produkt erhaltenen Rußes, der als Ruß ITr, 1 "bezeichnet wird, wer ion später in Tabelle I angegeben. Die prozentuale Verbrennung betrug 32,I.

Beispiel 2

In die vorstehend beschriebene Vorrichtung wurden stündlich 14,44 u? Säueretoff, 13,88 m^J Stickstoff und 7,36 nr Erd« gar eingeführt. Der Sauerstoff und der Stickstoff wurden durch den Durchgang augeführt, der der Verbrennungskammer aiii nächsten lag. Stündlich wurden 24,6 1 eines Kohlenwasserstofföle der Handelsbezeichnung "Aromatic KB" in die Verbrennungskammer eingeführt und in die Verbrennungsprodukte zerstäubt, die durch Reaktion des Sauerstoffs mit dem Heizgac gebildet wurden. Das Kühlwasser wurde in einer Menge von 34,07 l/Stdo zugeführt. Die Eigenschaften des als Ruß ITr.2 bezeichneten Produktes werden später angegebene Die prozentuale Verbrennung betrug 21,8.

Beispiel 3

In die vorstehend beschriebene Vorrichtung wurden stündlich 14,78 m³ Sauerstoff, 15,52 m³ Stickstoff und 7,36 m³ Erdgas eingeführt« Der Sauerstoff und der Stickstoff wurden durch den Durchgang zugeführt, der der Verbrennungskammer am nächsten lag. Stündlich wurden 20,82 1 eines Kohlenwasserstofföle der Handelsbezeichnung "Aromatic H3" in die Verbrennungskammer eingeführt und in die Verbrennungsprodukte zerstäubt, die durch Reaktion des Sauerstoffs mit dem Heiagas gebildet wurden. Als Zerstäubungsgas wurde Luft in einer Menge von 1,56 nr/Std. verwendet« Das Kühlwasser wurde in einer Menge von 38,61 1/Std. zugeführte Die Eigen·* schäften des erhaltenen Rußes, der als Ruß Hr.3 bezeichnet wird, werden später angegeben.
Die prozentuale Verbrennung betrug 28,1.

BAD ORIGINAL

10 9 8 0 8/1631

Beispiel 4

In die vorstehend beschriebene Vorrichtung wurden stündlich 14,81 m³ Sauerstoff, 15,66 m³ Stickstoff und 7,36 m³ Erdgas eingeführt. Der Sauerstoff und der Stickstoff wurden durch den Durchgang zugeführt, der der Verbrennungskammer am nächsten lag. Stündlich wurden 13,25 1 eines Kohlenwasserstofföle der Handelsbezeichnung "Aromatic HB" in die Verbrennungskammer eingeführt und in die Verbrennungsprodukte zerstäubt, die durch die Reaktion des Sauerstoffs mit dem Heizgas gebildet wurden. Als Zerstäubungsgas wurde Luft in einer Menge von 1,56 m /Std„ verwendet. Das Kühlwasser wurde in einer Menge von 39,74 1/Std. zugeführt» Die Eigenschaften des als Produkt erhaltenen Süßes, der als Ruß Nr.4 bezeichnet wird, werden später angegebene Die prozentuale Verbrennung betrug 38,6$»

Beispiel 5

In die vorstehend beschriebene Vorrichtung wurden stündlich 16,31 m³ Sauerstoff, 14,16 m³ Stickstoff und 7,36 m³ Erdgas eingeführt. Der Sauerstoff und der Stickstoff wurden durch den Durchgang zugeführt, der der Verbrennungskammer au nächsten lag. Stündlich wurden 18,93 1 eines Kohlenwasserstofföls der Handelsbezeichnung "Aromatic HB" in die Verbrennungskammer eingeführt und in die Verbrennungsprodukte zerstäubt, die durch die Reaktion des Sauerstoffs mit dem Heizgas gebildet wurden« Als Zerstäubungsgas wurde Sauerstoff in einer Menge von 1,7 nryStd. verwendet. Das Kühlwasser wurde in einer Menge von 35,96 l/Std. durchgeführt. Die Eigenschaften des als Prodikt erhaltenen Rußes, der als Ruß Nr. 5 bezeichnet wird, werden später angegeben. Die prozentuale Verbrennung betrug 32,8$.

Beispiel 6

In die vorstehend beschriebene Vorrichtung wurden stündlioh 22,.66 m³ Sauerstoff, 23,79 m³ Stickstoff und 11,33 m³ Erd- '

109808/1631 bad original

gas eingeführt« Der Sauerstoff und der Stickstoff wurden durch den· Durchgang geführt, der der Verbrennungskammer am nächsten lage Stündlich wurden 15>14 1 eines Kohlenwasserstofföls der Handelsbezeichnung "Aromatic HB" in die Verbrennungskammer eingeführt und in die Verbrennungsprodukte zerstäubt, die durch die Reaktion des Sauerstoffs mit dem Heizgas gebildet wurden. Als Zerstäubungsgas wurde Sauerstoff in einer Menge von 1,87 nr/Std. verwendete Die Durchlaufgeschwindigkeit des Kühlwassers betrug 60,56 l/Stde Die Eigenschaften des als Produkt erhaltenen Rußes, der als Ruß Ur₀6 bezeichnet wird, werden später angegeben. Die prozentuale Verbrennung betrug 4-5«

Beispiel 7

In die vorstehend beschriebene Vorrichtung wurden stündlich 16,99 m^ Sauerstoff, 16,99 m^ Stickstoff und 8,5 ni^ Erdgas eingeführt«, Der Sauerstoff und der Stickstoff wurden durch den Durchgang zugeführt, der der Verbrennungskammer am nächsten lag. Stündlich wurden 28,39 1 eines Kohlenwasserstofföls der Handelsbezeichnung "Aromatic HB" in die Verbrennungskammer eingeführt und in die Verbrennungsprodukte zerstäubt, die durch die Reaktion des Sauerstoffs mit dem Heizgas gebildet wurden. Als Zerstäubungsgas wurde Sauerstoff in einer Menge von 6,8 nr/Stde verwendet. Das Kühlwasser wurde in einer Menge von 47,31 1 durchgeführt. Die Eigenschaften des als Produkt erhaltenen Rußes, der als Ruß Hr. 7 bezeichnet wird, werden später angegeben. Die prozentuale Verbrennung betrug 3Ο|9·

Beispiel 8

In die vorstehend beschriebene Vorrichtung wurden stündlich 14,44 m³ Sauerstoff, 14,16 w? Stickstoff und 7,36 m³ Erdgas eingeführte Der Sauerstoff und der Stickstoff wurden durch den Durchgang zugeführt, der der Verbrennungskammer am nächsten lag. Stündlich wurden 12,87 1 eines Kohlenwasserstofföle der Handelsbezeichnung "Aromatio HB" in die Ver-

109808/1631

brennungskaijimer eingeführt und in die Verbrennungsprodukte zerstäubt, die durch die Reaktion des Sauerstoffs mit dem Heizgas gebildet wurden. Als Zerstäubungsgas wurdu Sauerstoff in einer Menge von 1,7 nr/Std. verwendet,. Di« Durchlaufmenge des Kühlwassers betrug 35,96 l/Stü. Die 3igenachaften des als Produkt erhobenen Rußes, der als Ruß Ur.3 bezeichnet wird, werden später angegeben« Die prozentuale Verbrennung betrug 33»4.

Die Analysenwerfce der Ruße, die gemäß den vorstehenden Ausführungsbeispielen hergestellt wurden, sind, nachstehend in Tabelle I angegeben.

BAD ORIGINAL

109808/1631

Tabelle I

Nigrometerwert Flüchtige p_H-Wert DPG-Absorp- OBP- Extrakt Ober- Farbkraft

Bestandteile, tion Absorp- fläche

i» · tion (N₀)

Ruß Nr.1 Ruß Nr·2 Ruß Nr.3 ,Ruß Nr.4 Ruß Nr.5 Ruß Nr.6 Ruß Nr.7 Ruß Nr.8

91,5

90,0

87,5

85,5

84,0

79,0

92

74

1,3 1,3 1,2 1,8 1,5 2,1 2,4

7,0	6,7
7,2	10,9
7,3	11,9
8,2	16,5
8,4	—
6,5	45,8
7,3	2,7

183	1,3	54	158
175	0,4	68	180
163	0,65	82	188
147	0,02	137	194
155	0,27	163	—
168	0,15	424	185
133	1,3	43,6	165
_	0,0	_

VJl

(O
OO

O
OO

CO

Zan Vergleich sind die Eigenschaften einer Ansalil typischer handelsüblicher Ruße nachstehend in -Tabelle II genannt, in die auch ein Acetylenruß einbiegen ist.

BAD ORIGINAL 109808/1631

	Gebundener Kautschuk	Nigro- meter wert	Tabelle II	Flüchtige t Bestand teile,%	Ρττ-Wert	lärßrakt A	Farb kraft	DBP- Absorption g/100 g
	16,7	87	Analysenwerte der Ruße	0,74	6,8	0,08	222	74
Ruß	20,0	90	Ober fläche j m2/g	1.0	-	-	206	1,21<1>
Regal 300 (CRP)	23,6	—	79,4	1.34	7,8	0,09	204	132
Vulcan 3 (HAP)	27,5	84,7	75,3	^ 1,32	6,6	0,04	243	1,34(1
Vulcan 3H (HAP)	21,5	92,4	76,2	1,84	6,5	0,22	143	204
Vulcan 9 (SAP)	12,7	94,5	112,2^2	-	4,0	-	86	302<3>
Vulcan IC72 (ICP)	15,2	95	199(2)	0,55	8,3	0,02	130	118
Acetylen	18,0	84	52	5,0	4,5		180	101,5
Sterling SO(PEP)			40,4
Spheron 9 (EPa)		105

1) ölabsorption

2) Jodxahl

3") Pur eine 8 g-Probe (an Stelle von 20 g)

Die Testmethoden, die bei dor Ermittlung der in den Tabellen I und IT genannten Werte angewendet wurden, werden nachstehend kurz "beschrieben.

Der Uigr.oaiet erwert ist eine Zahl, die die Lichtintensität angibt, die durch eine Dispersion eines gegebenen Rußes in Öl im Vergleich zu einer Vergleichsprobe reflektiert wird. Die Skalenwerte v/eräen mit zunehmender Farbtiefe oder geringer werdender Teilchengröße kleiner. Die Beziehung zwischen Skalenwerten und Teilchengröße ist den Fachmann bekannt und wird ausführlicher in den Abschnitt über Ruß in "Encyclopedia of Chemical Technology, herausgegeben von Interscience Publishing Co., New York, "beschrieben.

Der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen wird nach der ASTM-Testmethode D-1620-βΟ bestimmt.

Die Dibutylphthalat (D3P)-Absorptionseigensohaften des Rußes geben für Teilchen einer bestimmten Größe die Höhe der Struktur, doh„ den Grad der Zusammenlagerung von Primärteilchen zu kettenförmigen Strukturen an. Dibutylphthalat wird mit etwa 20 g Ruß (15 g im Falle von Acetylenruß) gemischt, bis der übergang von einem rieselfähigen Pulver zu einem halbplastischen Agglomerat zu einem scharfen Visko3itätsanstieg der Mischung führt. Eine vorläufige ASTM-Testspeizifikation D-24-14 erscheint im Report des Committee on Carbon Black, Juni 1965.

Die Diphenylguanidin (DPG)-Adsorption eines Rußes ist ein Maß der Oberflächenaktivität des Rußes. Diese Eigenschaft wird wie folgt bestimmt: Eine Lösung von 100 g 0,00in-Di~ phenylguanidin in Benzol wird mit 1 g des zu prüfenden Rußes 30 Minuten geschüttelt. Dann läßt man den Ruß absitzen und titriert die klare Lösung mit 0,002n-*ethanoXlscher Salzsäure, um die Abnahme der Diphenylguanidinkonzentration und damit die am Ruß adsorbierte Diphenylguanidinmenge zu bestimmen.

109808/1631 BAD ORIGINAL

_ 1 ο

"Sxtrakt^S1 lot der Grev/ichtsantsil ic ο 2u.ße3, lor au^ einer Rußprobe entfernt werfen karr·, die ^C stunden Ii- Benzol extrahiert v/irdo Dio Ex^räkt-ienge vriri v;ie folgt bestimmt: Sine gewogene Probe von eir.va 2 bis 6 g Ruß »vird in etwa 50 ml Benzol dispergiert un-Ί arc Rückfluß erhitzt. Hierbei wird so er.vs.rmt, daß die Eückfiui; menge e'z;;& 1 ml Benzol/Min während der Extraktionsdauer von 22 St .mien beträgt« ITacii der Extr-ktionsseit wird der l"enzolrü;;I:stand bei etv;-j. 8C⁰O eingedanxft, bis nur noch ein 7olua»en von etwa 1 ml zurückbleibt«, Diener Rest von 1 ml ',Vird lan:: langsam auf eine Temperatur von 85^WC erliif.sto 3er Rückstand gilt a.ls das Liaterial, lau aus iem Ru.2 extrahiert worden ist«,

Die Oberfläche, gemessen durch Adsorption vor: Stiokstoffgac ist bei α:ι?-;π einea gegebenen DurciiTieteeers in erster Linie ein Maß de?·:- Porosität oder der "inneren Oberfläche" des untersuchten Rußes. Die Liess-mg erfolgt nach dem bekannten

G-elegentlicL ist es jeiüali. >: .iokiu^iiirer, exnen Jcdadüorptionstect ^ur Lleesung der Ocsrflache anru-anler _t Dieser Test wird weitgehend als Yergleiehstsst für die 2esti:^r.::;ung der Oberfläche angewendet und ist cbenf^ilü bokannt. Das Verfahren ist schnell und einfach. Innerhalb einer "be£ti:v.r.ten Ivlaose von SuSeη ist die Übüreinstimiriung äer aus der Jodadsorption ermittelten Oberflächenwerte Eilt den aus der Stickstoffadsorption ermittelten Oberflächenwerten gut_o Von ASTLI ist eine Stanäardnethode für iiesen Jodadsorptionstest unter der Bezfishmuig D 15*»ί3~6G festgelegt v/orden. Bei dieser Methode .'/erden die Ergebnisse in LIiIIi^rayra Jod, aas pro Grai;^ Ruß adsorbiert v/orden ist, erhalten» Dieo kanu auf di« ungefähre Oberfläche in n^/g ungerechnet v/erien"_e

Die Parlki'üft iat eine Ru£eigenschaft, iie die DeckK.r^ft des RuiiG? -I-sfi^iart. Die Jarbkraft v;iri zweckmäßig ;\fie folgt ge^.^;?^ef-1 "Jan mischt 0,1000 g de^ üu prüfender. Tiußeii nit 3fCCG0 ~; o±n-ä" Ζ±ϊΛ;χ^:\ -1 -, a. B₅₁ 3o^ Produkts d^r "i-indel:;

t-i ι '"J-W- . .-_. .. ...-i„ "....-V-'3 Si. £ ill ijt.'.--.._t ■ .■ ^i.Si.'i-j'ii ÜJ, ..... ■ i; J. .;-. ,

10980 3/1631 · BADORIQlNAi.

Zinc Company), verarbeitet das trockene Gemisch mit 1,2000 g Leinöl zu einer Paste, bildet mit der Paste einen Film von 38 η Dicke und misst dann die Lichtdurchlässigkeit des Films mit einem Weloh-Densiohron. Dieses Instrument ist bekannt und wird von der W₀M₀Welch Manufacturing Com-' pany gelieferte

Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellte Ruße wurden in eine Styrol-Butadien-Kautschukmischung der nachstehend in Tabelle III genannten Zusammensetzung eingearbeitet.

Tabelle III

	Gew»-Teile
SBR-1500	100
Ruß	50
Zinkoxyd	3
Stearinsäure	1,5
Weichmachermischung	8
Antioxydans "Flexamine"	1
Vulkanisationsbeschleuniger "Santocure"	1,25
Schwefel	1,75

Das Produkt SBR-1500 in der vorstehenden Mischung ist ein bekannter Styrol-Butadien-Kunstkautschuk. Das Weichmachergemisch besteht aus gleichen Teilen eines naphthenischen Öls der Handelsbezeichnung "Cercosol 42XH" (Sun Oil Oomp.) und eines gesättigten polymeren Erdö'lkolilenwa-aserstoff s der Handelsbezeichnung "Paraplex" (CP. Hall Company)» Das Antioxydans "Flexamine" wird von der U₀S, Rubber Company und der Vulkanisationsbescnleuniger "Santocure" von Monsanto Company hergestellt.

Ein HAF-Ruß der Handelsbezeichnung "Vulcan 3" wurde ebenfalls zum Vergleich mit den erfindungsgemäßen Rußen in eine SBR-1500-Mischung eingearbeitet„ Die Ergebnisse des Vergleichs sind nachstehend in Tabelle IV genannt. 109808/1631

ORlGiNAL INSPECTED

Tabelle IV Kautschukdafcen*

	Ruß	Ruß Nr.2	Ruß Nr ,3	Ruß Nr.4	Ruß Nr. 5
Schrumpfung beim Strangpressen Modul 25$ 30076	86 124 145	138 139	86 138 148	93 135 111	91,4 124 100
Zugfestigkeit 40$ 80$	100 92,5	101 99	107 106	113 110	105 103
Shore A2-Härte Abriebverlust	112 87	109 87	109 80	112 68	110 84,5

* Werte in % der Werte für den Vergleichsruß "Vuloan 3"ο

Die Testmethoden, nach denen die Werte in Tabelle XV ermittelt wurden, werden nachstehend kurz betrachtet:

Die Schrumpfung beim Strangpressen wurde wie folgt gemessen: Eine Probe der Mischung wurde dreimal nacheinander durch eine 4,762 mm-Düse einer Strangpresse mit einer 30,2 mm-Schneoke gepresst. Die Schneckengeschwindigkeit beträgt normalerweise 60 UpM. Die für den vorstehend beschriebenen Versuch verwendete Strangpresse kann als "Royle Nr.1/2" identifiziert werden. Die Schrumpfung beim Strangpressen ist ein Maß der diametralen Quellung der Kautschukprobe beim Durchgang durch das Strangpresswerkzeug bei einer ungefähren Temperatur der Masse von 77⁰O und einer Temperatur des Strangpresswerkzeugs von etwa 68⁰G.

Die Härtewerte wurden gemäß dem ASTM-Test D-676 ermittelt.

Die Abriebfestigkeit wird unter Verwendung des »Akron Standard Angle Abrader" ermittelt, der allgemein bekannt iat (Hersteller Akron Standard Mold Oompany). Der verwendete

109808/1631

— op „

Schleifstein ist ein Aloxite-Stein aus Sciileifmasse der Bezeichnung Α'4β-Οβ-ν-3Ο, Groß ent eaeiolinung 6" χ 1" χ 1". Dieser Stein ist unter der Bezeichnung "Aloxite" ii/: Handel (Hersteller Carborundum Company⁷·)· Für den Ieüb wird der Stein nit 74 UpM gedreht» Er übt eine Kraft von 8,53 kg auf die Probe aus. Die zu prüfende Probe wird an der "felle der Abriebprüfmaschine befeatigt. Diese Welle ist auf einen Winkel von 15° zur Achse des Steins eingosteilt« Die 3rgebnisse, d_eh. die oben genannte Indexzahl, wird wie folgt berechnet:

Durchschnittlicher Gewichtsverlust von zwei Rädern ^JS Zahl der Drehungen χ spezifisches Gewicht

Die 7/erte in Tabelle IY zeigen deutlich, daß die m.ch dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Rußs den Kautschukinischungen verbesserte Eigenschaften in Bezug auf Schrumpfung beim Strangpressen und Abrießfestigkeit verleihen können, während gute Zugfestigkeiten und höhere Module der Kautschukmischung aufrecht erhalten werden. Daß diese Eigenschaften mit Rußen erreicht werden können, die weit niedrigere Nigrometerwerte haben al3 der HAF-Ruß "Vulcan 3"» mit dem sie verglichen werden, ist ein großer Vorteil. Die Buße Ur.3 bis 6 haben ITigroineterwerte zwischen 79 und 87|5 und sind dem Büß "Vulcan 3" in den Färbeigenschaft en weit überlegen. Der Ruß"Vulcan 3" hab einen Nigrometerwert von 90.

Besonders deutlich wird die Vielseitigkeit des Verfahrens gemäß der Erfindung aus der Tatsache, daß mit ihm Ruße hergestellt werden können, die seit langem in der Fachwelt gewünschte Kombinationen von Eigenschaften haben, die bisher nach keinem technischen Verfahren erreichbar waren. Beispielsweise wurde seit langem ein Ruß gewünscht, der die kleine Oberfläche eines SRF-Rußes, den niedrigen Nigrometerwert eines HAF-Rußes und die Struktureigenschaften eines FEF-Rußes hat« Einem Ruß mit solchen Eigenschaften ist das im Ausführungsbeispiel 7 beschriebene Verfahren sehr nahe gekommen·.

109808/1631 _{BAD ORJG}j_NAl).

- 23 - \

ι Die ui-fiüdung.-igejiiäßen RuCe zeichnen sich aucli insofern durch Cil;iο uiige.vöhnliche- Kristallstruktur aus, als der Abauanä ^wi^chon parallelen Kohlenstoff ebenen (Lo) in den ^r i^hJtischen Gcnichten, aus denen die Rußteilchen susainnen- ^vj;3efc:.:t sind, ungewöhnlich niedrig ist. (Sielte die Arbeit von Biscoe urui V/arren in Journal of Applied Physios, 13» uoiuc 36-W371, Juni 1942) !Ferner ist der mittlere Burchjiüoöer oJur die charakteristische planare Größe (d.h. die Dimension parallel au den genannten graphit ischen Gerichten), die alD La bezeichnet wird, ziemlich hoch im Gegensatz zu Je 11 meisten Rußen Mit Ausnahme von Acetylenrußen. Während also da;: durchschnittliche La/Lc-Verliältnis für alle üblichen Ruße selbst einschließlich der Acetylenruße normalerweise bei etwa 2 oder darunter liegt, liegt dieses "Verhältnis bei den gemäß der·Erfindung hergestellten Rußen gewöhnlich über 2,G und häufig bei 3-4 oder darüber.

Dieo ist insbesondere der Fall, wenn die "prozentuale Verbrennung" hoch ist. Die folgende -Tabelle veranschaulicht ieu typischen Bereich von Llikrostrukturen von erfindungsge^üß hergestellten Rußen«,

	-Trd	Prozentuale	X,	0	2	X,	a
	Ur. 2	Verbrennung	15,	6	35,7
Ruß	Hr.3	32,2	14,	11	35,3
Ruii	Sr. 4	21,8	H,	6	33,55
Ruß	ITr «5	33,6	12,	43	31,17
Ruß	Kr β ο	32,8	9,	2	32,74
RuZ		15,	30,6
Ruß	30,9

In den Ausfülirungübeispielen wurde aur Erleichterung des Vergleichs dieser Beispiele ein aromatisches öl der Hanlelsbeaeichnun.: "Aromatic HB" als Rohstoff für den Ruß ν ei'« endet, jedoch kann natürlich eine große Zahl anderer Kohlen« Wasserstoffe ebenfalls für das Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden. Natürlich werden die ver.1 ampfbaren aromatischen öle, die c chv/erer sind als die 3chvverbonaLne,.

109808/1631

BAD ORIGINAL

die
für/¹ Aromatic HB" ein typisches Beispiel ist, in den meisten Fällen bevorzugt. Wenn es jedoch auf Grund der örtlichen wirtschaftlichen Bedingungen oder anderer besonderer Umstände erwünscht ist, können auch Schwerbenzin und/oder Dieselöle als Rohstoffe verwendet werden. Propylen oder verflüssigte Erdölgase u.dgl., können ebenfalls vorteilhaft als Rohstoffe für die Ruße verwendet werden« Häufig ist es vorteilhaft, die schwereren Rohstoffe vor ihrer Einführung in das Verfahren gemäß der Erfindung vorzuwärmen.

Da "Aromatic HB" ein typischer Rußrohstoff ist, werden nachstehend die Analysenwerte einer Probe genannt:

AoPoIo-Gravity +13,1

Viskosität, SSU (54,4⁰C) 33

Viskosität, SSU (98,9⁰C) 31

Asphaltene 0,12$

Asche 0,002#

Schwefel 0,15#

H/C-Verhältnis 1,15

Destillation Siedepunkt,⁰C

Siedeanfang 215

105» 228,3

20$ 230,6

232,2

235 237,2

241,1

lOp 244,4

80$ 248,9

90# 258,9

Siedeende 288

109808/1631

Claims (1)

1. - 25 Ansprüche

   1.) Verfahren zur Herstellung pyrogener Feststoffe, insbesondere von Ruß durch teilweise Verbrennung und thermische Zersetzung eines fließfähigen Kohlenwasserstoffs in einem Reaktionsraum unter Vermeidung von WärmeVerlusten durch Leiten mindestens eines Reaktionsteilnehmers Entlang den Wänden des Reaktionsraumes vor der Einführung in die Reaktionszone, dadurch gekennzeichnet, daß man ein die Verbrennung tragendes Oxydationsmittel mit einem Sauerstoffgehalt höher als Luft verwendet und dieses Oxydationsmittel und den Brennstoff getrennt spiralförmig zur Mischzone und nach dem Mischen mit hoher Geschwindigkeit unter Turbulenz durch den sich von der Mischzone zum Ausgang hin erweiternden Reaktionsraum leitet und im erweiterten Teil mit dem zerstäubten fließfähigen Kohlenwasserstoff reagieren läßt.

   2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Strom des Oxydationsmittels entlang der dem Reaktionsraum benachbarten Wand einführt.

   J3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den der Mischzone zugeleiteten Oasen eine hohe tangential^ Geschwindigkeit von nicht weniger als 450 m/Sek. verleiht.

   4.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Reaktionszone Temperaturen von mindestens etwa 2200⁰C aufrechterhält.

   5·) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verbrennungsprodukte mit Geschwindigkeiten von mindestens 150 bis 520 m/Sek. mit dem fließfähigen Kohlenwasserstoff in Berührung bringt.

   109808/1631

   6.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß man mit Sauerstoffkonzentrationen im Oxydationsmittel von mindestens 50 Mol-# die Verbrennung durchführt.

   7.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, bestehend aus einem Brenner (10) mit tangentialen Eintrittsöffnungen (12,14), konzentrischen, ringförmigen Strömungswegen (I6,l8) in Form von Kegelstümpfen, die im verengten Mischabschnitt (19) des Brenners münden sowie einer rohrförmigen, in der Verbrennungskammer (29) axial angeordneten Zuführungsleitung (30).

   8.) Vorrichtung nach Anspruch ¹J, gekennzeichnet durch

   drei in der Zuführungsleitung (30) angeordnete Strömungswege 04, 36, 38). -

   9.) Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch einen am Brenner (10) über ein gekühltes Übergangsteil (4o) angesetzten Ofen (39)·

   10.) Peinteiliger Ruß hoher Struktur, gekennzeichnet durch ein La/Lc-Verhältnis von im wesentlichen nicht kleiner als 2.5·

   ORIGINAL INSPECTED 109808/1631