DE2147503C2

DE2147503C2 - Verfahren zur Herstellung von Perlruß

Info

Publication number: DE2147503C2
Application number: DE2147503A
Authority: DE
Inventors: Walter Fritz; Lothar Dr. Rotbuehr
Original assignee: Deutsche Gold und Silber Scheideanstalt
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1971-09-23
Filing date: 1971-09-23
Publication date: 1974-04-18
Anticipated expiration: 1991-04-18
Also published as: DE2147503A1; BE789109A; US3852399A; NL179488B; AT315986B; GB1353258A; DE2147503B1; FR2153236A1; NL179488C; NL7209162A; FR2153236B1; IT968331B

Description

Dosieranlagen der Kautschuk-, Kunststoff- und Far- In den Beispielen wurde als Testsubstanz stets ein

benindustrie wirtschaft ± handhaben zu können. Die feinteiliger Furnace-Ruß mit folgenden analytischen Verperiung des Ruße? hat daneben den Zweck der Kennzahlen benutzt:
Verdichtung des pulverformigen Nlaterial. Während 35 nhprflsr^ 120 m² e

pulverförmiger Ruß geringe Schüttdlcbtr hat und ein BJET-Oberflac-ie· ■ ·;·"·:.;. ^{12t) m /g}

großesVolumeneinnimmLweisendiedaraujgeperlten Mittlere Pnrnarteilchengroße,

Ruße wesentlich höhere Schüttdichten und ein ge- elektronenoptisch ^μ

ringes Volumen auf. Diese Tatsache ist für den Ruß- P^{H Wert} _{n mo/}

transport von großer Bedeutung. Für die Verperiung *p ™^e-· 7·· · · · ·;· · j; Y. "'Γ:'⁰

von Ruß gibt es eine Reihe von Verfahren, vondenen Extrahierbare Bestandteile 0,04%

die Trockenverperlung und die Naßperlung von be- Fluchtige Bestandteile I

sonderer Bedeutung sind. Bei der Naßperlung wird der . .

Ruß mit einer Verperlflüssigkeit — meist Wasser — B e 1 s ρ 1 e 1 1

so vermischt, daß nasse Perlen entstehen, die an- ₄₅ Es wurde Ruß mit Wasser ohne Zusatz weiterer schließend wieder getrocknet werden. Aus transport- Perlhilfsmittel verperlt. Die Verperiung erfolgte a) in gründen sind hohe Schüttgewichte und gute Perl- einer herkömmlichen, horizontal arbeitenden Perlfestigkeiten erwünscht. Es hat deshalb nicht an Be- vorrichtung gemäß Fig. 1. Dabei wird Ruß aus einer mühungen gefehlt, die apparativen Einrichtungen zur Vorlage 1 (Rußbunker) einer Eintragsschnecke 2 zuAusführung der Naßperlung so zu verbessern, daß 50 geführt, die das pulverfönnige Gut in den Pulvereinmöglichst hohe Schüttgewichte und günstige Perl- trittssiutzen einer Stachelschnecken-Perlvorrichtung 3 festigkeiten erreicht werden, in der deutschen Aus- fördert. Diese weist ein zylinderförmiges, horizontal legeschrift 1 264412 und der britischen Patentschrift gelagertes Gehäuse 4 mit dem Pulvereintrittsstuzen 5, 847697 sind Einrichtungen beschrieben, die aus einer Perlflüssigkeitszufuhr 6 und einem Austragszylipdrischen, horizontal angeorddeten Gehäusen be- _5S stutzen fiir das geperlte Material 7 auf. Innerhalb des

stehen in denen Wellpn rntiprra^ Λ\ς mit CpJr=U_n. q-ux.^. :,. -:_- _:. ._. m» _v-__ct__i_ O₅^₅;,

förmig angeordneten Stacheln besetzt sind. Der Ruß stacheln 8 gespickte motorgetriebene Welle» drehbar

und das Verperlwasser werden an der einen Seite des gelagert, welche das zu perlende Gut bewegt und

Gehäuses eingegeben, die erzeugten nassen Perlen allmählich zum Austrag 7 fördert. Die Menge an Perl-

an der anderen Seite wieder ausgeworfen. Häufig 60 flüssigkeit wird übsr einen Rotameterdurchflußmes-

werden auch mehrere dieser horizontal angeordneten scr 8 dosiert.

Verperlvorrichtungen hintereinandergeschaltet. Die Perlvorrichtung wies desweiteren folgende überraschender-veise hat sich nnn ergeben, daß . Merkmale auf: Gesamtlänge 1600 mm; wirksame durch die horizontale Arbeitsweise keineswegs ein Länge vom Perlflüssigkeitseintritt bis zum Rußaustrag Optimum in bezug auf erzielbare Schüttdichte und 65 1270 mm; Durchmesser 200mm; Staclielabstand von Perleigenschaften zu erreiclien ist. Erheblich günsti- Mitte Stäche! zu Miiie Stäche¹ 20 mm; Stacheldurchgere PerJdaten können vielmehr gemäß der Erfindung messer 13mm; Wandabstanu der Stacheln 5 mm; durch vertikales Arbeiten, bei dem der Ruß und der 90° Versetzung der direkt benachbarten Stacheln.

Im einem weiteren Versuch b) wurde, dieselbe Perlvorrichtung erfindungsgemäß so angeordnet, daß der Perltrog senkrecht stand; dabei erfolgte der Rußeintrag unten und der Rußaustrag oben (F i g. 2). Es wurden nun unter Verwendung beider Vorrichtungen bei einer Drehzahl von 800 U/Min, verschiedene Rußdurchsätze gefahren und der Wasserzusatz jeweils so eingestellt, daß in optischer Hinsicht gute Perlen die

Maschine verließen. Nach der Naßperlung wurde der Ruß bei 150⁰C getrocknet. Die Ergebnisse der an den Rußperlen durchgerührten Messungen sind in der folgenden Tabelle 1 und der F i g. 3 dargestellt. In der Tabelle stellen die Positionen H1 bis H 8 Versuche in der horizontalen Perlvorrichtung, die Positionen Vl bis V7 Versuche in der vertikalen Perlvorrichtung dar:

Tabelle 1

Vergleich zwischen Horizontal- «nd V_v .ikal-Naßperlung von Ruß bei einem kontinuierlichen Eintrag
von 10 b:s 100 kr ^H und 800 U/Min. Stachelwellendrehzahl

: ι = horizontal, V = vertikal

Versuch Nr.	I Rußeintrag
	(kg/h)
Hl	12
H2	19
H3	26
H4	40
H5	54
H6	62
H7	79
H8	100
^v 1	10
V2	19
V 3	' 28
V4	40
V5	6Ü !
V6	78
V7	95

ι ι -hligkeitsgehali

52
54
54

54
54
54
54
54

48
49
49
49
50
49
50

Schüttgewicht (g/I)

368 356 348

348 348 336 336 322

428 428 424 404 392 400 390

Perlhärte
(kg)

4,8
4,0
■3,4
2,7
2,7
2,4
1,8
1,8

10,6
10,4

9,4
8,8
7,0
7,1
7,0

Perl abrieb
1%;

2,0
2,0
3,0
3,0
3,5
4,0
4,0
5,0

1,0
1,0
1,0
1,5
1,5
2,0
2,0

Mittlere
Perlgröße

(mm)

0,64
0,64
0,66
0,70
0,78
0,76
0,82
0,88

0,52
0,52
0,55
0,64
0,66
0,70
0,72

DBP-Absorption

(ml/g)

1,16 1,17

1,18 1,17 1,17 1,19 1,19 1,18

0,98

1,02 1,06

1,09 ι in

1,11 1,12

Daraus ist klar zu erkennen, daß bei gleichem und niedrigere DBP-Absorptionen erzielt werden.

Rußeintrag mit der vertikalen Perlvorrichtung gerin- ₅₅ Zu diesen großen Vorteilen kommt noch die bessere

gere Wasserzusätze erforderlich sind, höhere Schutt- Periquaiitäi, die sich durdi iiuhere Perihärtc und gs

gewichie erreicht werden, kleinere Perlen entstehen ringeren Perlabrieb bemerkbar macht.

Beispiel 2

Es wurde der gleiche Ruß wie im Beispiel 1 einge- kaier Arbeitsweise durchgeführt. Im Gegensatz zur

setzt und die im Beispiel 1 und F i g. 1 und 2 darge- Verfahrensweise des Beispiels 1 wurde bei konstanten

stellten Perlvorrichtungen benutzt. Die Drehzahl Rußeintrag die eingedüste Wassermenge verändert, jeder Perlvornchtur.g betrug wiederum 800 U/Min. 65 um den optimalen Wassergehalt der Rußperlen zu

Eingetragen wurden 20 kg/h. Die Versuche HW I bis9 ermittein. Die Prüfergebnisse an den unter gleichen

wurden mit horizontaler Arbeitsweise gefahren. Da- Bedingungen geirockneten Naßperlen sind »us nach-

gegen wurden die Versuche VW 1 bis VW 9 mit verti- stehender Tabelle 2 zu entnehmen

Tabelle 2

Vergleich zwischen Horizontal- und Vertikal-Naßperlung von Ruß bei unterschiedlicher Perlwassermenge; kontinuierlicher Eintrag von 20 kg/h,
800 U/Min.

HW = horizontal, VW = vertikal

Versuch Nr.	Feuchtig· keils- gehall	Schütt gewicht	Perl härte	Peri- abrieb	Mittlere Perl- gröBe	DBP- Ab- sorplion
	%	g/l	kg	%	nun	ml/g
HWl	47	352	1,3	21,0	0,44	U2
HV/2	49	364	1,3	12,0	0,46	1,22
HW 3	56	356	2,8	12,0	0,55	U2
HW 4	51	356	3,9	6,0	0,60	1,20
HW 5	52	344	3,2	4,0	0,68	1.20
HW 6	54	352	2,8	4,0	0,74	1,21
HW 7	55	348	2,4	4,8	0,76	UO
HW 8	56	340	2,4	5,6	0,80	UO
HW 9	58	324	1,6	6,6	0,84	UO
VW 1	40	476	U	20,0	0,40	0,96
VW2	42,4	424	23	10,0	0,44	0,98
VW 3	44,5	404	6,4	4,5	0,49	1,03
VW4	46	410	113	2,0	0,52	1,16
VW5	47	412	10,8	1,0	0,54	1,67
VW6	48,4	410	8,8		0,58	1,66
VW 7	50	404	5,8	2,0	0,66	1,06
VW 8	51,5	392	4,2	2,0	0,70	1,08
VW9	53,8	388	3,8	3,0	0,72	1,09

Es ist eindeutig zu erkennen, daß das Optimum bei Horizontal-Perlung etwa bei 52% Wassergehalt erreicht ist. Wenn vertikal geperlt wird, ist das Optimum schon bei einem Wasserzusalz von 46% erreicht. Dies ergibt einen eindeutigen Vorteil bei Verwendung einer Vertikal-Perlvorrichtung, weil der Heizenergiebedarf für die nachfolgende Trocknung verringert ist. Aber auch die Perlhärte (113 kg gegen 3,8 kg) und der Perlabrieb im Optimum Hegen für die Vertikal-Perlvorrichtung erheblich günstiger. Der Vergleich der Schüttgewichte im Optimum fällt gleichfalls ganz zugunsten der Vertilcalperlung aus (410 g/l gegen 356 g/l). Aber auch die visuelle Erscheinung der Perlen läßt die Vorteile der Vertikalperlung erkennen. Die solcher Art erzeugten Naßperlen sind kleber und runder als die entsprechenden Qualitäten bei Horizontalperlung; außerdem fallen sie diesen gegenüber durch große

ίο Gleichmäßigkeit hinsichtlich der Form auf.

Weitere Vorteile der Vertikalperlung ergeben sich dadurch, daß beim Bau von Naßperlanlagen neue Konstruktionsmöglichkeiten erschlossen und kompaktere Bauformen entwickelt werden können.

J5 Durch die für den Fachmann überraschenden Ergebnisse der Perlung in vertikaler Richtung, bei der der Ruß entgegen der natürlichen Schwerkraft von unten nach oben bewegt wird, wird eine entscheidende Verbesserung des Naßperlprozesses erzielt. Diese

to besteht in einem beträchtlich kleineren Verbrauch an Perlflüssigkeit und in der Schaffung mechanisch festerer Perlqualitäten. Der Anwendungsbereich der Erfindung ist nicht auf die in den Beispielen beschriebenen Bavformen für Verperlvorrichtungen be-

schränkt. An Stelle der beschriebenen I-Paß-Pedvor· richtungen können auch mehrere senkrecht arbe-'.ende Stachelschnecken-Pässe hintereinandergeschaltet werden. Aber auch vertikal arbeitende Perlmaschinen, in denen mehrere ineinandergreifende Stachelschnek ken arbeiten, können für die erfindungsgemäße Arbeitsweise benutzt werden. Die Ausführung der beschriebenen Stachelschnecken soll den Anwendungsbereich des neuen Verperlverfahrens ebenfalls nicht begrenzen, so können an Stelle der um 90° ver setzten Stacheln, z. B. auch in Schraubenform versetzte Stacheln, mit geringeren und größeren Stachelabständen als in den Beispielen beschrieben, benutzt werden. Weiterhin ist der Erfindungsgedanke nicht darauf beschränkt, daß die Verperlung etwa aus-

schließlich in einer exakt vertikal stehenden Verperlvorrichtung eifolgen soll. Im Sinne der Erfindung wird nämlich bereits schon dann eine vertikal wirkende Kraftkomponente wirksam, wenn die Perlmaschine einen Neigungswinkel gegenüber der Hori- zontallage aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Zusatz von Flüssigkeit entgegen der natürlichen

Patentansprüche: Schwerkraft verperlt und gefördert wird, eraelt wer

den. Die vorhegende Erfindimg betrifft somit ein Ver-

L Verfahren aar Herstellung von naßgeperltem fahren zur Herstellung von Naßperlruß hoher Schütt- Ruß hoher Schüttdichte und verbesserten mechani- 5 dichte und guter Perleigenschaften sowie geringem sehen Eigenschaften sowie geringem Bedarf an Bedarf an Yerperlflüssigkeit mittels einer Stachel-Perlflüssigkeit dadurchgekennzeicbnet, schnecken-Perlvorrichrung und ist dadurch gekenn- daß das Gemisch von Ruß und Peilflüssigkeit zeichnet, daß das Ruß-Wasser-Gemisch von unten von unten naefc oben durch eine mit einer im nach oben durch eine mit einer im wesentlichen senkwesentlichen senkrecht stehenden Stachelschnecke 10 recht stehenden Stachelschnecke versehene Perlvorversehene Perivorrichtung geführt wird. richtung geführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahren kpnzeichnet, daß mehrere in vertikaler Richtung nen mehrere in vertikaler Richtung arbeitende Stachelarbeitende Stachelschneckenpässe hintereinander- schnecken-Pässe hintereinandergeschaltet werden oder geschaltet sind oder mehrere Stachelschnecken in 15 mehrere Stachelschnecken in eiaern Paß ineinandereinem Paß ineinandergreifend arbeiten, wobei jeder greifend arbeiten, wobei j;der Paß von dem Ruß-Paß von dem Gemisch aus Ruß und Perlflüssigkeit Wasier-Gemisch von unten nach oben durchlaufen von unten nach oben durchlaufen wird. wird.

Es ist nicht erforderlich, daß die Perivorrichtung

20 exakt vertikal angeordnet ist. Grundsätzlich kommt

es nur darauf an, die Verperiung durch Vorschub

__^_ des Behandlungsgutes in einer im wesentlichen senk

recht stehenden Siachelschneckenperlvorrichtung entgegen der Schwerkraft oder einer Komponenten der-25 selben vorzunehmen.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren und der Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt
zur Herstellung von Perlruß. F i g. 1 eine herkömmlich angeordnete Stachel-

Es ist bekannt, pulverfönnigen Ruß in fr si fließende schnecken- Perlmaschine,

Ferien zu überführen. Diese frei fließenden Perlen ₃₀ F i g. 2 eine ernndungsgemäß arbeitende Stacheisind erforderlich, um Ruß in den automatischen schnecken-Perhnaschine.