DE2410565A1 - Verfahren zur herstellung von furnaceruss - Google Patents
Verfahren zur herstellung von furnacerussInfo
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- 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
- C09C1/44—Carbon
- C09C1/48—Carbon black
- C09C1/50—Furnace black ; Preparation thereof
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D17/00—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel
Description
DEUTSCHE GOLD-UND SILBER-SCHEIDEAFSTALT VORMALS ROESSLER
6000 - Prankfurt am Main, Weißfrauenstraße 9
Verfahren zur Herstellung von Furnaceruß
Nach dem Furnaceruß- oder Ofenrußverfahren wird der größte
Teil der Weltproduktion an Ruß hergestellt. Im Prinzip wird durch Verbrennen von meist gasförmigen Brennstoffen in
feuerfest ausgemauerten Reaktoren bei tangentialer Lufteinleitung eine heiße rotierende Masse von Verbrennungsgasen
gebildet, in die dann meist axial ein flüssiger Kohlenwasserstoff hocharomatischer Zusammensetzung eingespritzt wird.
Durch die hohe Temperatur wird der Kohlenwasserstoff in Kohlenstoff (Ruß) und Wasserstoff zersetzt. So einfach dieses
Grundprinzip ist, so· wichtig sind die dabei zu beachtenden Details. Da ist zunächst der Ort, an dem die heiße Masse von
Verbrennungsgasen gebildet wird. Einige bekannte Verfahren erzeugen diese Verbrennungsabgase in einer separaten Vorverbrennungskammer.
Nach vollständigem Ablauf der Gasverbrennung wird dann der flüssige hocharomatische Rußrohstoff eingesprüht.
Es hat sich allerdings gezeigt, daß es für eine Reihe von Rußtypen· vorteilhaft ist, den Erzeugungsort der heißen Verbrennun.gs.gase
und die Einsprühung des flüssigen hocharomatischen Rußrohstoffs möglichst nahe aneinander zu bringen. Der nachfolgend
beschriebene Erfindungsgedanke bezieht sich auf ein Verfahren, bei dem dieses Prinzip Anwendung findet.
Eine weitere wichtige Maßnahme im Purnacerußverfahren ist die
schnelle Einmiechung des Rußrohstoffes in die Verbrennungsgase. · Auch hierzu sind bereits verschiedene Arbeitsweisen bekannt.
Die v/irksamste Vorbedingung für eine schnelle und intensive Vermischung
besteht in der Anbringung einer Einschnürung in der inneren Reaktorkontur. In dieser Einschnürung erfolgt eine
besonders intensive Durchmischung aller Einsatzstoffe. Es sind
atiah bereits Verfahren veröffentlicht worden, die ohne eine
Einschnürung arbeiten, z.B. das in der DT-OSv-1-910 125 beschriebene
Verfahren. Die Erfindung bezieht sich aber auf die Herstellung von Ofenrußen in Reaktoren mit "Einschnürung. Sie
bezieht sich in engerem Sinne auf die Verwendung einer
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Brenner/Injektor-Kombination zur kontinuierlichen turbulenten
Erzeugung von heißem Abgas und zur ortsmäßig benachbarten Einsprühung von hocharomatischem flüssigen Kohlenwasserstoff
(kurz als "Rußrohstoff" bezeichnet) zum Zwecke der Furnacerußherstellung.
Die Form der im Rahmen der Erfindung wesentlichen Reaktoreinschnürung
ist wenig kritisch. Die erfindungsgemäß erzielbaren Vorteile ergeben sich sowohl bei rechtwinkeligen Einschnürungen,
konischen Einschnürungen, lavalförmigen Einschnürungen, Venturi-förmigen Einschnürungen als auch bei Einschnürungen
mit anderen Konturen.
Eine rasche Einmischung des flüssigen Rußrohstoffes in die heißen Verbrennungsgase kann daneben gewährleistet werden,
wenn man den Rußrohstoff in Form eines Sprühstrahles aus feinen Tröpfchen in den Reaktor einspeist, damit diese Tröpfchen
auf schnellstem/Wege verdampfen und sich pyrolytisch in Ruß und
Wasserstoff zersetzen. Zur Erreichung dieses Ziels sind Verfahren bekannt, bei denen der Rußrohstoff mit Einstoffdüsen
in die heißen Verbrennungsgase eingesprüht wird. Hierzu werden ..jedoch hohe Drucke benötigt und die erzeugten Tröpfchen sind
relativ grob. Eine wesentlich feinere Zerstäubung in gleichmäßigen Tröpfchen kleinen Teilchendurchmessers ist dagegen
durch eine Zweistoffverdüsung mittels eines Zerstäubergases, wie Luft, Dampf o.a., zu erreichen.
Bekannte Ausführungsformen auf dem Gebiet der kombinierten Brenner/Injektor-Vorrichtungen sind in den deutschen Patentschriften
974 850 und 1 020 139 beschrieben. Sie sind gekennzeichnet durch eine außerhalb des Reaktors liegende Mischvorrichtung
für flüssigen Rußrohstoff und Zerstäuberluft und ein langes Rohr, durch welches das Gemisch in den Ofenraum eingeführt
wird (vgl. DBP 974 850, Seite 4, Zeile 35). Dem Rußrohstoff oder dem gasförmigen Zerstäubungsmittel für den Rußrohstoff
kann eine wäßrige additive Lösung,z.B. eine Kaliumchloridlösung zugesetzt werden. Solche Zusätze dienen der Regelung
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der Rußstruktur. Die erwähnten kombinierten Brenner/Injektor-Vorrichtungen
sind weiterhin charakterisiert durch einen den Brennerteil bildenden äußeren Gasmantel um den Injektor, aus
dem das Gas aus einer Vielzahl von Löchern mit relativ geringem Druck ausströmt. Die Ausströmung kann direkt am Brennerkopf
oder etwas zurückversetzt erfolgen.
Den beschriebenen herkömmlichen .Brenner/Injektor-Kombinationen
haften eine Reihe von Nachteilen an. Sie begünstigen Koksanwachsungen am Brennerkopf, die von Zeit zu Zeit abfallen und
den Ruß verunreinigen. Bei Einsatz wäßriger additiver lösungen bilden sich des weiteren Anwachsungen in der Austrittsöffnung
für das Rußrohstoff/Zerstäubungsmittel-Gemisch, welche aus Koks- und Kalkschichten bestehen. Durch die Bildung dieser Ansätze
verändert sich die Rußqualität, insbesondere im technischen Betrieb erheblich, so daß in Abständen von zwei bis fünf Tagen
die Anlage abgestellt und die Brenner/Injektor-Vorrichtungen
gereinigt werden müssen. Es bestand daher ein dringendes Erfordernis, ein Verfahren zur Herstellung koks- und gritarmem Russes
mit erhöhter stündlicher Leistung und Oelausbeute in Euraacerußreaktoren
unter Verwendung einer Brenner/Injektor-Kombination zur Erzeugung von Wärmenergie und zur Injektion feinster Rußrohstofftröpfchen
zu schaffen, welches die Nachteile der bekannten Verfahren überwindet.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, welches dadurch gekennzeichnet
ist, daß ein Furnacepußreaktor mit Einschnürung verwandt
wird und der durch ein Innenrohr der Brenner/lnjektor-Kombination
zugeführte flüssige Rußrohstoff und das in einem dieses Rohr umgebenden, vor einer Austrittsdüse konisch verengten
Mantelrohr zugeführte gasförmige Zerstäubungsmedium erst unmittelbar vor der Austrittsdüse vermischt werden und daß der äußerste
Brenngasmantel so mit relativ wenigen Gasaustrittsöffnungen versehen wird, daß der Brenngasdruck am Brenner über 1,5 atü
und die Brenngasaustrittsgeschwindigkeit über 320 m/sek. beträgt. Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Brenner/lnjektor-Kombination
ist im Prinzip in der DT-OS 1 910 125 beschrieben.
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ihirch die niedrige Anzahl der AustrittsÖffnungen -für das
Brenngas und den hohen, anliegenden Druck dringt von.der Reaaktorachse
her eine kleine Anzahl in sich kohärenter Gasstrahlen mit extrem hoher Geschwindigkeit tief in die vorbeistreichende
Verbrennungsluft ein und vermischt sich erst in unmittelbarer Nähe der Reaktorwandung mit der Luft. Die Vermischung
in Reaktorwandnähe ist infolge der Temperaturstrahlung der Reaktorwand optimal, so daß eine augenblickliche,
punktförmige Verbrennung auf kleinstem Raum zustande kommt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, eine
Brenner/Injektor-Kombination zu verwenden, welche etwa 4 bis 12 GasaustrittsÖffnungen über die 360 Winkelgrade verteilt
aufweist. Die Gasaustrittsöffnungen weisen dabei zweckmäßig einen Austrittswinkel von 90° zum Oelaustritt auf; in manchen
Fällen können auch davon abweichende Austrittswinkel vorgesehen werden.
Es hat sich als günstig erwiesen," die Gasaustritts Öffnungen in einer oder mehreren, vorzugsweisen senkrecht zur Achse der
Brenner/Injektor-Eombination stehenden Ebenen anzuordnen.
Eine wesentliche Maßnahme der Erfindung besteht darin, daß man einen erhöhten Brenngasdruck am Brenner anwendet, welcher stets
über Druckwerten von 1,5 atü liegt. Eine besonders wirksame Verfahrensführung sieht vor, die Anzahl der Gasaustrittsöffnungen
und ihre Größe so zu wählen, daß bei der jeweils gefahrenen Brenngasmenge ein Brenngasdruck zwischen 2 bis 6 atü anliegt.
Diesen Drucken entsprechen Austrittsgeschwindigkeiten für das Brenngas von über 320 m/sek., welche vorzugsweise- nahe bei den
Schallgeschwindigkeiten der jeweils verwendeten Brenngase bei der Austrittstemperatur liegen. Die Einstellung dieser Brenngasgeschwindigkeit
ist eine weitere wirkungsvolle Maßnahme der Erfindung.
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Günstig erweist sich ferner, den freien Durchmesser der verujBndeten
InjektoraustrittsdüsB zwischen 40 und 75 %t vorzugsweise
5 bis 65 % des freien Durchmessers des Mantelrohres, in dem das gasförmige Zerstäubungsmedium geführt wird, zu
wählen*
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, das Zuführungsrohr des Injektors für den flüssigen Russrohstoff in" dem konischen Teil
des Mantelrohres endigen zu lassen und den Abstand der Injektormündung von dem Ende der Austrittsdüse mit 60 bis 120 % des
Durchmessers des Mantelrohres, in dem das gasförmige Zerstäubungsmedium
geführt wird, zu wählen.
Der wesentliche Gedanke der Erfindung beruht in der Kombination zwischen der Anwendung eines mit Einschnürung versehenen
Furnaceruss-Reaktors, der verbesserten Russrohrstoffzerstäubung
und der erläuterten, besonderen Art der Brenngaseinbringung. Die konturmässig beliebig gestaltbare Einschnürung liefert
besonders günstige Effekte, wenn die Querschnittsfläche
des Reaktordurchgangs mindestens auf ein Drittel, vorzugsweise auf ein Viertel bis ein Zehntel der Querschnittsfläche vor
der Einschnürung verengt wird.
Die mit der erfindungsgemässen Kombination der beschriebenen
drei Hauptmassnahmen gegenüber bekannten Verfahren erzielbaren,
nachfolgend näher vorgestellten technischen Vorteile sind erheblich und vor allem auch bei grosstechnischem Einsatz des
Verfahrens erzielbar. Sie:bestehen in einer Steigerung von· Russleistung
und Ölausbeute bei sonst gleichen Mengeneinsätzen
von Luft und Gas. Sie bestehen weiterhin in einer gleichmässsigeren
kontinuierlichen Produktion, die nicht durch Reinigung des Brenners/Injektors unterbrochen werden muss und zu
geringerem Gritanfall allgemein und zu geringerem Koksansatz speziell führen. Auch die Erreichung eines engeren Primärteil-,
chenverteilungsbandes ist als wichtiger technischer Vorteil zu,
, werten. · ■ ·
' . — 6 —
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Das erfindungsgemässe Verfahren wird.anhand der folgenden
Ausführungsbeispiele näher erläutert} es soll durch diese
jedoch nicht beschränkt werden.
In den Ausführungsbeispielen uiird die in Fig. 1 gezeigte
kombinierte Brenner/lnjektor-Vorrichtung verwendet.
Die gezeigte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus dem
Flüssigkeitszuführungsrohr 12, welches an seiner Mündung eine Verjüngung 5' aufweist, mit der die Austrittsgeschwin—
digkeit der Flüssigke-it festgelegt wird. Dieses Ölzuführungsrohr
tritt im rückwärtigen Teil der Vorrichtung in das für die Gaszuführung bestimmte Mantelrohr 11/6 ein und verläuft
in dessen Mittelachse durch Abstandshalter 7 zentriert, in Richtung zur zylindrischen Bohrung der Düse 1. Das Rohr 12
ist mit dem Rohr 11, das die rückwärtige Fortsetzung des Rohres 6 bildet, fest verbunden und kann mit Hilfe der mutter
und der Dist-anzringe 10 in Richtung der Brennerachse verschoben
werden.
Das Zerstäubergas tritt durch das Anschlusstück 13 in das
Mantelrohr 11/6 ein und gelangt in den Raum zwischen diesem Mantelrohr und dem Ölzuführungsrohr in den vorderen Teil 4,
in der das Gas eine Beschleunigung erfährt. Im Bereich dieser Verengung tritt nach der Zeichnung aus dem Dlrohr 5 der
flüssige Rossrohstoff aus und wird in dem sich beschleunigenden Gasstrom dispergiert, um schliesslich als gleichmässig
zerstäubtes Gemisch mit hoher Geschwindigkeit aus der Düse auszutreten. An Stelle der Düse 1 lassen sich auch anders geformte
(Venturi- oder Laval-) Düsen einsetzen.
In der gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung
ist das Mantelrohr 6 von einem aussehen Mantelrohr
8 für die Zuführung des Brenngases umgeben. Das Brenngas tritt
an der Stelle 14 in die Vorrichtung ein und verlässt diese durch dia radial angeordneten Bohrungen 3.
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Der Vorteil der gezeigten Ausführungsform besteht auch darin,
dass die mischung von Öl und Zerstäubungsmittel im Reaktor erst kurz vor der Austrittsdüse hergestellt wird, ohne dass
Öltropfen den heissen Düsenmund berühren und Koksablagerungen entstehen können.
Im Gegensatz dazu wird bei herkömmlichen Brenner/injektorkom- ·
binationen die lYlischung von Öl und Zerstäubungsmittel ausserhalb
des Reaktors etwa bei Position -15 vorgenommen und die ölluftmischung
schmiert entlang der Wandung, so dass in der Austrittsdüse Anuiachsungen erfolgen.
Dieses Beispiel bezieht sich auf die Herstellung eines feinteiligen
Furnacerusses für den Einsatz in Polyäthylenmischungen
und Kautschukmischungen. Er ist charakterisiert durch folgende Kenndaten:
Dodadsorption nach ASTIiI D 1510/60
mittl. Primärteilchengrösse ca.
"(elektronenmitroskopisch bestimmt) Veraschungsrückstand (DIN 53 586)
pH-Wert (DIN 53 200)
Der Russ wird hergestellt in einem Reaktor mit rechteckiger Einschnürung,
bei dem der Querschnitt in der Engstelle auf 25 fa
des Ausgangsquerschnittes vor der Einschnürung verengt tuird.
Nachstehend werden die spezifischen Kennzahlen der eingesetzten Rohstoffe vorgelegt:
150 | ,1 | mg/g |
18 | ,8 | nm(m aj) |
0 | 5 ^ | |
9 | ||
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_8-
1) Russrohstoff (Öl)
Dichte 2O0C | kg/1 | Destillationsrückstand in g von 100 ml |
ppm | VoI^ | 1.085 |
Siedebeginn | 0C | Natriumgehalt | ppm | UoI^ | 268 |
Siedekurve | VoI^ | Kaliumgehalt | VoI^ | °C | |
- | 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 98 |
Bureau of fflines Correlation Index |
VoI^ | 291 304 319 328 334 341 348 356 367 394 400 |
|
2) Brennqas | Kcal/Nm3 | 3,2 | |||
Heizwert HQ | Kcal/Nm3 | 0,5 | |||
Hu | Schuiere Kohlenwasserstoffe \lol% |
0,04 | |||
Sauerstoff | 138 | ||||
Kohlenoxid | |||||
Wasserstoff | 9.494 | ||||
Methan | 8.517 | ||||
2,2 | |||||
0,0 | |||||
0,4 | |||||
3,6 | |||||
93,8 |
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Der waiter vorn spezifizierte Russ uiird in dem gleichen Reaktor
mit einem herkömmlichen Brenner/Injektor und nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt:
mm | herkömmliches Verfahren |
erfindungsgem. Verfahren |
|
Anzahl | 700 mm vor der Auslassdüse zu rückliegend |
unmittelbar (i0-20mm) vor der Auslassdüse |
|
Vermischung von Öl und Zerstäuberluft |
atü | 15 | 15 |
Austrittsdüse für Öl/Luft Durchmesser |
Nm3/h | 12 | 6 |
Brenngasaustritte 3,5 mm Durchmesser |
m/sec | 1,0 | 2,4 |
Gasdruck vor Brenngasauslass |
Mm3/h | 110 | 110 |
Gasmenge | 0C | 260 | 530 |
Gasaustrittsge schwindigkeit |
Nm3/h | 2.100. | 2.100 |
Verbrennungsluftmengβ | kg/h | 470 | 500 |
Verbrennungslufttemp. | kg/h | 150 | 150 |
Pressluftmenge | % | 544,1 | 664,8 |
einsetzbare Ölmenge | mg/g | 230,1 | 325,1 |
produzierte Russmenge | % | 42,3 | 48,5 |
Ölausbeuta | 149,9 | 150,3 - | |
Dodadsorption des hergestellten Russes |
0,18 r |
0,13 | |
Veraschungsrückstand | 9,5 . | 9,7 | |
pH-UJert |
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.\.A lt. A /k
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Es ist leicht zu erkennen, dass bei Anwendung des erfindungsgemässen
Verfahrens bei gleichen fflengeneinsätzen von Gas und Luft sowie-gleichem Reaktortyp wesentlich mehr Öl eingesetzt
werden kann und erheblich mehr Russ erzeugt wird. Auch die Ausbeute bezogen auf Öl wird erheblich verbessert. Dies wird
auf· die gute Zerstäubung und den punktförmigen Umsatz des
Brenngases zurückgsführt.
Die in dem Beispiel 1 hergestellten Russe wurden elektronenmikroskopisch
untersucht und die Primärteilchengrösse der Russe durch Auszählung in Gruppen von 5 nm-Grösse eingeteilt,
d.h., die Klassenhäufgkeiten der jeweiligen Primärteilchengrössen
in Stufen von 5 nm ermittelt. Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten:
Klassenhäufigkeit in %
Furnaceruss nach Beispiel 1 herkömmliches Ver fahren |
Furnaceruss nach Beispiel 1 erfindungsgem. Verfahren |
|
0 — 5 nm | 2,0 | |
5 - 10 nm | 12,0 | 8,0 |
10 - 15 nm | 26,0 | 30,0 |
15 - 20 nm | 25,0 | 35,0 |
20 - 25 nm | 17,0 | 16,5 |
25 - 30 nm | 9,0 | 7,5 |
30 - 35 nm | 5,0 | 2,5 |
35 - 40 nm | 2,0 | 0,5 |
40 - 45 nm | 1,0 | —_ |
45 — 50 nm | 0,5 | — |
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Hier ist zu erkennen, dass der erfindungsgemäss hergestellte
Russ eine gleichmässigere Primärteilchengrösse aufweist. Dies ist daran zu erkennen, dass einige Klassen in dem erfindungsgemäss
hergestellten Russ nicht enthalten sind. Während die beiden häufigsten Klassen (10 - 20 nm) beim herkömmlich hergestellten
Russ nur 51Jb auf sich vereinigen, sind es bei der
erfindungsgemässen Arbeitsweise 65%. Eine gleichmässige Primärteilchengrösse
wird für die Anwendungsgebiete des erwähnten Furnacerusses angestrebt.■Auch in dieser Hinsicht ist ein
echter Fortschritt zu erkennen.
Wie schon in Beispiel 1 erwähnt, wurden nach dem erfindungsgemässen
Verfahren auch Furnacerusse erzeugt, die unter anderem zur Herstellung schwarzer Polyäthylenfolien verwendet werden.
Um die Verarbeitungsmaschinen n.icht zu schädigen und einwandfreie
Folien zu erzielen, muss der Gehalt an Fremdbestandtei-len
(auch als Grit bezeichnet) sehr gering sein. Die Spezifikationen laufen zum Teil auf Gritgehalte von weniger als
0,005 — 0,01Jü hinaus. Unter Grit werden in der Russindustrie
diejenigen Teile verstanden, die bei einer Nassiebung nach DIN 53 580 auf dem 0,043 nm (43 yum) Sieb zurückbleiben und
nicht verteilbar sind, [flit geeigneten Sichtgeräten ist es
zwar möglich, einen beachtlichen Teil des Grits aus dem Russ zu entfernen, es ist jedoch schwierig, die extrem. feinen
Gritbestandteile (Hflikrogrit) restlos abzuscheiden.
Nachstehend ist nun für einen bestimmten Zeitabschnitt die herkömmliche
Fahrweise und die Arbeitsweise nach dem erfindungsgemässen Verfahren gegenübergestellt. Der von einem Gritsichter
herausgeholte Gritanteil wurde dabei als Hfl as s. für die. Wirksamkeit des verwendeten Brenner/injektors eingesehen.
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Benutzt uiurden Reaktortyp, Brenner/injektor und Mengeneinsätze,
wie in Beispiel 1. Hergestellt wurde der gleiche Russtyp.
Vermischung, von Öl und Zerstäuberluft
Herkömmliches erfindungsgem. Verfahren Verfahren
Weit vor der
Auslassdüse
(ca. 700 mm
zurückliegend)
Auslassdüse
(ca. 700 mm
zurückliegend)
unmittelbar (10 - 20 mm) vor der Auslassdüse
(s.Abb. 1)
Brenngasaustritte 3,5 mm $
Anzahl
Anzahl
Gasdruck vor Brenngasauslass Gasaustrittsgeschwindigkeit
Gritauswurf in kg/Tag
12
slass | 1,0 | Brenner- | 2,4 |
keit . | 260 | ^üechsel | 530 |
rn/sec | |||
I.Tag | 5,50 | 0,02 | |
2.» | 0,30 | ^renner- | 0,06 |
3.» | 1,40 | wechsel | 0,03 |
4.» | 0,75 | 0,04 | |
5.» | 0,25 | jJBrenner- | 0,05 |
6.» | 0,50 | wechsel | 0,03 |
7.» | 5,60' | 0,15 | |
8.» | 1,00 | 0,15 | |
9.» | 0,30 | 0,20 | |
10.» | 2,25' | 0,06 | |
Zwei Vorteile sind klar zu erkennen. Während die herkömmliche Brenner/Injektoren alle 3-6 Tage zur Reinigung gewechselt
werden müssen, ist dies bei dem erfindungsgemässen Verfahren
nicht der Fall. Eine Reinigung ist - wenn überhaupt - erst nach 4-8 Wochen erforderlich.
Ausserdem entstehen bei dem Arbeiten mit der erfindungsgemässen
Arbeitsweise nur i/20stel der Verunreinigungen (Grit) als beim herkömmlichen Verfahren. Eine grafische Darstellung der Filesswerte
von Beispiel 2 wird in Abb. 2 gegeben.
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Claims (8)
- PatentansprücheVerfahren zur Herstellung von koks— und gritarmem Russ mit erhöhter stündlicher Leistung und Ölausbeute in Furnaceruss-Reaktoren unter Verwendung einer Brenner/lnjektor-Kombination zur Erzeugung von Wärmeenergie und zur Injektion feinster Russrohstofftröpfchen, dadurch gekennzeichnet, dass ein-Reaktor mit Einschnürung verwandt wird und der durch ein Innenrohr der Brenner/injektor-Kombination züge— führte flüssige Russrohstoff und das in einem dieses Rohr umgebenden, vor einer Austrittsdüse konisch verengten mantelrohr zugeführte gasförmige Zerstäubungsmedium erst, unmittelbar vor der Austrittsdüse vermischt werden und dass der äusserste Brenngasmantel so mit relativ wenigen Gasaustrittsöffnungen versehen wird, dass dor Brenngasdruck am Brenner über 1,5 atü und die Brenngasaustrittsgoschwin— digkeit über 320 m/sek. beträgt.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Brenner/injektor-Kombinat'ion verwendet, welche 4 bis 12 Gasaustrittsöffnungen über die 360 UJinkelgrade verteilt aufweist.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasaustrittsöffnungen in einer oder mehreren, vorzugsweise senkrecht zur Achse der Brenner/ίηjektor-Kombination stehenden Ebenen angeordnet sind.
- 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Gasaustrittsöffnungen und ihre Grosse so gewählt werden, dass bei der gefahrenen Brenngas— menge ein Brenngasdruck zwischen 2 bis 6 atü anliegt.
- 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Austrittsgeschwindigkeiten für das Brenngas von über 320 m/sek. eingestellt werden. '50 9 8 38/0780
- 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man den freien Durchmesser der verwendeten Injektoraustrittsdüse zwischen 40 und 75 %t vorzugsweise 50 bis 65 % des freien Durchmessers des Mantelrohres, in dem das gasförmige Zerstäubungsmedium geführt eird, wählt.
- 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,- dass man das Zuführungsrohr des Injektors für den flüssigen Russrohstoff in dem konischen Teil des ülantelrohres endigen lässt und den Abstand der Injektormündung von dem Ende der Austrittsdüse mit 60 bis 120^ d,es Durchmessers des llilantelrohres, in dem das gasförmige Zerstäubungsmedium geführt u/ird, wählt.
- 8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einschnürung die Querschnittsfläche des Reaktordurchgangs mindestens auf ein Drittel, vorzugsweise auf ein Viertel bis ein Zehntel der Querschnittsfläche vor der Einschnürung verengt.PL/Dr.Kr-dr
4.3.19744120 RS50 9838/0780ASLeerseite
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