DE2410565B2

DE2410565B2 - Verfahren zur Herstellung von Furnaceruß und Reaktor zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2410565B2
Application number: DE19742410565
Authority: DE
Inventors: Gunther Dr. Dittrich; Gerhard Dr. Kuehner; Lothar Dr. 5030 Hermuelheim Rotbuehr
Original assignee: Deutsche Gold und Silber Scheideanstalt
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1974-03-06
Filing date: 1974-03-06
Publication date: 1979-09-13
Also published as: DE2410565A1; BE826338A; NL7502480A; NL182323C; IT1030219B; GB1500738A; FR2263286A1; NL182323B; FR2263286B1; DE2410565C3

Description

Nach dem Furnaceruß- oder Ofenrußverfahren wird der größte Teil der Weltprodukte 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 dahei zu beachtenden Details. Da ist zunächst der Ort, an dem die

ίο 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 Rußrohstoffe

is euigesprüht Es hat sich allerdings gezeigt, daß es für eine Reihe von Rußtypen vorteilhaft ist, den Erzeugungsort der heißen Verbrennungsgase 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 Furnacerußverfahren ist die schnelle Einmischung des Rußstoffes in die Verbrennungsgase. Auch hierzu sind bereits verschiedene Arbeitsweisen bekannt Die wirksamste 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 auch bereits Verfahren veröffentlicht worden, die ohne eine Einschnürung arbeiten, z. B. das in der DE-OS 1910125 beschriebene Verfahren. Die Erfindung bezieht sich aber auf die Herstellung Ofenrußen in Reaktoren mit Einschnürung. Sie bezieht sich in engerem Sinne auf die Verwendung einer Brenner/Injektor-Kombination zur kontinuierlichen turbulenten Erzeugung von heißem Abgas und zur ortsmäßig benachbarten Einspriihung von hocharomati schem flüssigen Kohlenwasserstoff (kurz als «Rußroh stoff« bezeichnet) zum Zwecke der Furnacerußherstellung.

Die Form der im Rahmen der Erfindung wesentlichen Reaktoreinschnürung ist wenig kritisch. Die erfindungs gemäß erzielbaren Vorteile ergeben sich sowohl bei rechtswinkeligen Einschnürungen, konischen Einschnürungen, lavalförmigen Einschnürungen, Venturi-förmigen Einschnürung«! als auch bei Einschnürungen mit anderen Konturen.

so 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 schnell stern 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 fehlere Zerstäubung in gleichmäßigen Tröpfchen kleinen Teilchendurchmessers ist dagegen durch eine Zweistoffverdüsung mittels eines Zerstäubergases, wie Luft, Dampf o. ä, zu erreichen.

Bekannte Ausführungsformen auf dem Gebiet der kombinierten Brenner/Injektor-Vorrichtungen sind in den deutschen Patentschriften 9 74 850 und 10 20 139 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 9 74 850, 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 der Rußstruktur. Di^ erwähnten kombinierten Breaner/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 Kokswachsungen am Brennerkopf, die von Zeit zu Zeit abfallen und den RuB verunreinigen. Bei Einsatz wäßriger additiver Lösungen bilden sich des weiteren Anwachsungen in der Austrittsöffnung für das Rußrohstoff/Zerstäubungsmittel-Gemisch, welche aus Koks- und Kalfrfdifrftt«?" 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 gritarmen Rußes mit erhöhter stündlicher Leistung und Oelausbeute in Furnacerußreaktoren unter Verwendung einer Brenner/Injektor-Kombination zur Erzeugung von Wärmeenergie und zur Injektion feinster Rußrohstofftröpfchen zu schaffen, welches die Nachteile der bekannten Verfahren überwindet

Ein Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von koks- und gritarmen Ruß mit erhöhter stündlicher Leistung und ölausbeute in Furnaceruß-Reaktoren unter Verwendung einer Brenner/Injektor-Kombination zur Erzeugung von Wärmeenergie und zur Injektion feinster Rußrohstofftröpfchen, wobei der durch ein Innenrohr der Brenner/Injektor-Kombination zugeführte flüssige Rußrohstoff und das in einem diesen Rohr umgebenden, vor einer Austrittsdüse konisch verengten Mantelrohr zugeführte gasförmige Zerstäubungsmedium erst unmittelbar vor der Austrittsdüse vermischt werden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Reaktor mit Einschulung bei einem Brenngasdruck am Brenner von über 13 arü, vorzugsweise zwischen 2—6 atü, und einer Brenngasaustrittsgeschwindigkeit von über 320 m/sek betrieben wird.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Brenner/Injektor-Kombination ist im Prinzip in der DE-OS19 10125 beschrieben.

Durch die niedrige Anzahl der Austrittsöffnungen für das Brenngas und den hohen, anliegenden Druck dringt von der Reaktorachse 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

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Furnacereaktor mit einer Brenner/Injektor-Kombination, welche aus einem Innenrohr für die Zufuhr des flüssigen R'ißrohstoffes und einem dieses Rohr umgebenden, vor einer Austrittsdüse konisch verengten Mantelrohr für die Zufuhr des gasförmigen Zerstäuber mediums besteht, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß der Reaktor eine Einschnürung aufweist und die Brenner/Injektor-Kombination mit 4—12 Gasaustrittsöffnungen, welche über die 360 Winkelgrade verteilt sind, versehen ist

ίο Die Gasaustrittsöffnungen weisen dabei zweckmäßig einen Austrittswinkel von 90° zum ölaustritt auf; in manchen Fällen können auch davon abweichende Austrittswinkel vorgesehen werden.

Es hat sich als günstig erwiesen, die Gasaustrittsöff-

nungen in einer oder mehreren, vorzugsweisen senkrecht zur Achse der Brenner/Injektor-Kombination stehenden Ebenen anzuordnen.

Eine wesentliche Maßnahme der Erfindung besteht darin, daß man einen erhöhten Brenngasdruck am Brenner anwendet, welcher stets übe.' Druckwerten von ip atü liegt Eine besonders wirksame Verfaiirensführung sieht vor, die Anzahl der Gasaustrittsöffnungen und ihre Größe so zu wählen, daß bei der jeweils gefahrenen Brenngasmenge ein Brenngasdruck zwi sehen 2—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 Austrittstempe ratur liegen. Die Einstellung dieser Brenngasgeschwin digkeit ist eine weitere wirkungsvolle Maßnahme der Erfindung.

Günstig erweist sich ferner, daß bei dem erfindungsgemäßen Furnacerußreaktor der freie Druchmesser der verwendeten Injektoraustrittsdüse zwischen 40 und 75%, vorzugsweise 50—65% des freien Durchmessers des Mantelrohres, in dem das gasförmige Zerstäubungsmedium geführt wird, beträgt Ferner erweist es sich als vorteilhaft, das Zuführungs rohr 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—120% des Durchmessers des Mantelrohres, in dem das gasförmige Zerstäubungsme dium geführt wird einzustellen.

Der wesentliche Gedanke der Erfindung beruht in der Kombination zwischen der Anwendung eines mit Einschnürung versehenen Furnaceruß-Reaktors, der verbesserten Rußrohstoffzerstiubung und der erläuter ten, besonderen Art der Brenngaseinbringung. Die konturmäßig beliebig gestaltbare Einschnürung liefert besonders günstige Effekte, wenn die Querschnittsfläche df? Reaktordurchgangs mindestens auf ein Drittel, vorzugsweise auf ein Viertel bis ein Zehntel der

Queirschnittsfläche ν or der Einschnürung vet engt ist

Der Anmeldungsgegenstand konnte auch aus weiteren Literaturstellcn nicht hergeleitet werden: In der DE-OS 16 25 205 ist lediglich die Brenner/Injektor-Kombination, welche beim Verfahren gemäß der Eingangs erwähnten DE-OS 1910125 und beim vorliegenden Verfahren an der Reaktorstimseite angeordnet ist, beschrieben. Weder ist hier die erfindungsgemäße Kombination an Verfahrensparametern noch die Verwendung eines Reaktors mit Einschnürung entnehmbar. Gemäß der DE-OS 19 10125 wird zur Herstellung von Furnaceruß ein Reaktor ohne Einschnürung verwendet Der RuSrohstoff wird mittels einer an der Reaktorstirnwand

angeordneten Vorrichtung gemäß DE-OS 16 25 206 zerstäubt; das Brenngas kann dabei aus an der Stelle 3 von F i g. la angeordneten Bohrungen austreten. Dieser Literatursteile vermag die erfindungsgemäße Kombination von Verfahrensmaßnahmen nicht nahezulegen, s Insbesondere mußte sie von der Anwendung einer Einschnürung im Reaktor abhalten, weil sie dafür den Nachteil einer schlechten Ausbeute herausstellt Demgegenüber war überraschend, daß die erfindungsgemäßsn Maßnahmen bei ihrem Zusammenwirken höhere Ausbeuten ermöglichen. Weiter überraschte, daß damit Ruße zugänglich werden, welche ein engeres Band der Primärteilchengrößenverteilung aufweisen.

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 gleichmäßigeren kontinuierlichen Produktion, die nicht durch Reinigung des Injektors unterbrochen werden muß und zu geringerem Gritanfall allgemein und zu geringerem Koksansatz speziell führen. Auch die Erreichung eines engeren Primärteilchenverteilungsbandes ist als wichtiger technischer Vorteil zu werten.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert; es soll durch diese jedoch nicht beschränkt werden.

In den Ausführungsbeispielen wird die in F i g. 1 gezeigte kombinierte Brenner/Injektor-Vorrichtung verwendet

Die gezeigte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus dem Fiüssigkeitszuführungsrohr 12, welches an seiner Mündung eine Verjüngung 5 aufweist, mit der die Austrittsgeschwindigkeit der Flüssigkeit 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 9 und der Distanzringe 10 in Richtung der Brennerachse verschoben werden.

Das Zerstäubergas tritt durch das Anschlußstück 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 ölrohr 5 der flüssige Rußrohstoff aus und wird in dem sich beschleunigenden Gasstrom dispergiert, um schließlich als gleichmäßig zerstäubtes Gemisch mit hoher Geschwindigkeit aus der Düse 1 auszutreten. An Stelle der Düse 1 lassen sich auch anders geformte (Venturi- oder Laval-)Düsen einsetzen.

In der gezeigten Ausführungsfonn der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Mantelrohr 6 von einem äußeren Mantelrohr 9 für die Zuführung des Brenngases umgeben. Das Brenngas tritt an der Stelle 14 in die Vorrichtung ein und verläßt diese durch die radial angeordneten Bohrungen 3. fft

Der Vorteil der gezeigten Ausführungsform besteht auch darin, daß die Mischung von Ol 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/ Injektor-Kombinationen die Mischung von öl und Zerstäubungsmittel außerhalb des Reaktors etwa bei Position 15 vorgenommen und die ölluftmischung schmiert entlang der Wandung, so daß in der Austrittsdüse Anwachsungen erfolgen.

Beispiel 1

Dieses Beispiel bezieht sich auf die Herstellung eines feinteiligen Furnacerußes für den Einsatz in Polyäthylenmischungen und Kautschukmischungen. Er ist charakterisiert durch folgende Kenndaten:

Jodadsorption nach	150 mg/g
ASTM Dl 510/60
mittl. Primärteilchengröße (elek-	ca. 18ηηι(πιμ)
tronenmitroskopisch bestimmt)
Veraschurigsrückstand	0,15%
(DIN 53 5U6)	3,8
pH-\Vcri(D!N53 200)

Der Ruß wird hergestellt in einem Reaktor mit rechteckiger Einschnürung, bei dem der Querschnitt in der Engs-tsiie aus 25% des Ausgangsquerschnittes vor der Einschnürung verengt wird.

Nachstehend werden die spezifischen Kennzahlen der eingesetzten Rohstoffe vorgelegt:

1) Rußrohstoff (öl)

Dichte 20° C kg/1	1085
Siedebeginn,⁰ C	268
Siedekurve, Vol%
5	291°C
10	304°C
20	319°C
30	328-C
40	334⁰C
50	341⁰C
60	348° C
70	356° C
80	367° C
90	394⁰C
98	400° C
Destillationsrückstand in g von
100 ml	3,2
Natriumgehalt, ppm	0,5
Kaliumgehalt, ppm	0,04
Bureau of
Mines Correlation Index	138
2) Brenngas
*Heizwert H₀,* Kcal/Nm³**	9494
//„Kcal/Nm*	8517
Schwere Kohlenwasser
stoffe, Vol%	22
Sauerstoff, Vol%	0,0
Kohlenoxid, Vol%	0,4
Wasserstoff, Vul%	*3fi*
Methan, Vol%	93,8

Der wetter vom spes RoB wird in dein gleichen Reaktor mit einem herkömmlichen Brenner/Injektor und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt:

	24 10 565	8
7		Krfinclungsgemäßes
	Herkömmliches	Verfahren
	Verfahren	unmittelbar (10-20 mm)
Vermischung von Öl und	700 mm vor der	vor der Auslaßdüse
Zerstäuberluft	Auslaßdüse zurück
	liegend	15
Austrittsdüse für Öl/Luft,	15
Durchmesser, mm		6
Brenngasauslritte	12
3,5 mm Durchmesser, Anzahl		2,4
Gasdruck vor Brenn·	I₁O
gasiiuslaß, aiii		110
Gasmenge, NmVh	110	530
Gasaustrittsgeschwindigkeit,	260
m/sec		2100
Verbrennungsluftmenge,	2100
NmVh		500
Verbrennungslufttcnip., C	470	150
Preßluftmenge. NmVh	150	664,8
Einsehbare üimenge, kg/h	544, i	325,1
Produzierte Rußmenge,	230,1
kg/h		48,5
Ölausbeule, %	42,3	150,3
Jodadsorption des herge	149,9
stellten Rußes, mg/g		0,13
Veraschungsrücksland, %	0,18	9,7
pH-Wert	9,5

Es ist leicht zu erkennen, daß bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei gleichen Mengeneinsätzen 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 zurückgeführt.

Beispiel 2

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 Klassenhäufigkeiten der jeweiligen Primärteilchengrößen in Stufen von 5 nm ermittelt. Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten:

	Klassenhäufigkeit	in %
	Furnaceruß	Furnaceruß
	nach Beispiel 1	nach Beispiel 1
	herkömmliches	erfindungsgem.
	Verfahren	Verfahren
0- 5nm	2,0	_
5-IOnm	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	<; η	2,5
35-40 nm		0,5
40-45 nm	1,0	-
45-50 nm	0,5	-

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 51% 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.

Beispiel 3

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 nicht zu schädigen und einwandfreie Folien zu erzielen, muß der Gehalt an Fremdbestandteilen (auch als Grit bezeichnet) sehr gering sein. Die Spezifikationen laufen zum Teil auf Gritgehalte von weniger als 0,005—0,01% hinaus. Unter Grit werden in der Rußindustrie diejenigen Teile verstanden, die bei einer Naßsiebung nach DIN 53 580 auf dem 0,043 nm (43 μΐη) Sieb zurfickbleiben und nicht verteilbar sind. Mit geeigneten Sichtgeräten ist es zwar möglich, einen beachtlichen Teil des Grits aus dem Ruß zu entfernen, es ist jedoch schwierig, die extrem feinen Gritbestandteile (Mikrogrit) restlos abzuscheiden.

Nachstehend ist nun für einen bestimmten Zeitabschnitt die herkömmliche Fahrweise und die Arbeitsweise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gegen-

übergestellt. Der von einem Gritsichter herausgeholte Gritanteil wurde dabei als MaB für die Wirksamkeit des verwendeten Brenner/Injektors eingesehen.

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Benutzt wurden Reaktortyp, Brenner/Injektor und Mengeneinsätze, wie in Beispiel 1. Hergestellt wurde der gleiche Rußtyp.

	τι/sec	Herkömmliches	Erfindungsgemäßes
	l.Tag	Verfahren	Verfahren
Vermischung von Öl und	2. Tag	Weit vor der	unmittelbar
Zerstäuberluft	3. Tag	Auslaßdüse	(10-20 mm) vor
	4. Tag	(ca. 700 mm zurück	der Auslaßdüse
	5. Tag	liegend)	(s. Abb. I)
Urenngasaustritte 3,5 mm 0,	ö.Tag	12	6
Anzahl	7. Tag
Gasdruck vor Brenngasauslali	8. Tag	1,0	2,4
Gasaustrittsgeschwindigkeit, r	9. Tag	260	530
Gritauswurf in kg/Tag	10. Tag	5,50	0,02
	0,30 ₄ Brenner-	0,06
	14o wechsel	0,03
	0,75	0,04
	0,25	0,05
	0,50 _< Brenner-	0,03
	5,60 wechsel	0,15
	1,00	0,15
	0,30 ^_ Brenner-	0,20
	2 25 wechsel	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 V^Ostel der Verunreinigungen (Grit) als beim herkömmlichen Verfahren. Eine grafische Darstellung der Meßwerte von Beispiel 2 wieder in F i g. 2 gegeben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von koks- und gritarmem Ruß mit erhöhter stündlicher Leistung und ölausbeute in Furnaceruß-Reaktoren unter Verwendung einer Brenner/Injektor-Kombination zur Erzeugung von Wärmeenergie und zur Injektion feinster Rußrohstofftröpfchen, wobei der durch ein Innenrohr der Brennerf/Injektor-Kombination :njgeführte 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, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reaktor mit Einschnürung bei einem Brenngasdruck am Brenner von über r,5 atü und einer Brenngasaustrittsgeschwindigkeit von über 320 m/sek betrieben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekeimzeichnet, daß der Reaktor bei einem Brenngasdruck zwischen 2 bis 6 atü betrieben wird.

3. Furnacerußreaktor mit einer Brenner/Injektor-Kombination, welche aus einem Innenrohr für die Zufuhr des flüssigen Rußrohstoffes und einem dieses Rohr umgebenden, vor einer ijistrittsdüse konisch verengten Mantelrohr für die Zufuhr des gasförmigen Zerstäubermedhims besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor eine Einschnürung aufweist und die Brenner/Injektor-Kombination mit 4 bis 12 Gasau-trittsöffnungen, welche über die 2160 Winkelgrade verteilt sfed, versehen ist

4. Furnacerußreaktor räch Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasair Tittsöffnungen in einer oder mehreren, vorzugsweise senkrecht ;iur Achse der Brenner/Injektor-Kombination stehenden Ebene angeordnet sind.

5. Furnacerußreaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Durchmesser der Injektoraustrittsdüse zwischen 40 und 75%, vorzugsweise .50 bis 65%, des freien Durchmessers des Mantelrohres, indem das gasförmige Zerstäubunftsmedium gerührt wird, beträgt

6. Furnacerußreaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführungsrohr des Injektors für den flüssigen Rußrohstoff in dem konischen Teil des Mantelrohres endigt und der Abstand der Injektormündung von dem Ende der Austrittsdöse mit 60 bis 120% des Durchmessers des Mantelrohres, in dem das gasförmige Zerstäubungsmedimm geführt wird, beträgt

7. Furnacerußreaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürung die Qutirschnittsfläche des Reaktordurchgangs mindestens auf ein Drittel, vorzugsweise auf ein Viertel bis ein Zehntel der Querschnittsfläche vor der Einschnürungverengt