DE2410565C3

DE2410565C3 - Verfahren zur Herstellung von Furnaceruß und Reaktor zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2410565C3
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: 1980-06-12
Also published as: FR2263286B1; DE2410565A1; NL182323B; IT1030219B; GB1500738A; BE826338A; NL7502480A; NL182323C; FR2263286A1; DE2410565B2

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 teuerfest ausgemauerten Reaktoren bei tangentialer Lufteinleitung eine heiße rotierende Masse von Verbrennungsgasen gebildet, in die dann meist axial ein flüssiger Kohlenwasserstoff liocharomatischer 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 Rußrohstoffe eingesprüht 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 19 10 125 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 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 rechtswinkeligen 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. ä., zu erreichen.

Bekannte Ausführungsformen auf dem Gebiet der kombinierten Brenner/Injektor-Vorrichtungen sind in den deutschen Patentschriften 9 74 850 und 10 20139 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 Kaliumchloridlosung zugesetzt werden. Solche Zusätze dienen der Regelung 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 Kokswachsungen 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 gritarmen Rußes mit erhöhter stündlicher Leistung und Oelausbeute in Furnacerußreaktoien unter Verwendung einer Brenner/Injektor-Kombination zur Erzeugung von Wärmeenergie und zur Injektion feinster Rußrohstofftröpfchen zu schaffen, welches die Nachteile der bekannten Verf... .».π überwindet.

Ein Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung vor. koks- und gritarmen Ruß mit erhöhter stündlicher Leistung und Olausbeute 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 Einschürung bei einem Btenngasdruck am Brenner von über 1,5 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-OS 19 10 125 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 Geschwin digkeit tief in die vorbeistreichende Verbrennungsluft ein und vermischt sich erst in unmittelbarer Nähe der Reaktorwandung mit der ^üi\. Die Vermischung in Reaktorwandnähe isi 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 Rußrohstoffes und einem dieses Rohr umgebenden, vor einer Austrittsdüse konisch verengten Mantelrohr für die Zufuhr des gasförmigen Zerstäubermediums 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 ölaustriit auf; in manchen Fällen können auch davon abweichende Austrittswinkel vorgesehen werden.

Es hat sich als günstig erwiesen, die Gasaustrittsöff-

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

Eine wesentliche Maßnahme der Erfindung besteht darn, 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 zwi-

>■■> sehen 2—6 atü anliegt.

Diesen Drucken entsprechen Austrittsgeschwindigkeiten für dis 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.

Günstig erweist sich ferner, daß bei dem erfindungsgemäßen Furnacenißreaktor der freie Druchmesser der

ι· verwendeten Injektoraustrittsdüse zwischen 40 und 75%, vorzugsweise 50—55% des freien Durchmessers des Mantelrohres, in dem das gasförmige Zerstäubungsmedium geführt wird, beträgt.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, das Zuführungs-

w 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-

■r. dium geführt wird einzustellen.

Der wesentliche Gedanke der Erfindung beruht in der Kombination zwischen der Anwendung eines mit Einschnürung versehenen Furnaceruß-Reaktors, der verbesserten Rußrohstoffzerstäubung und der erläuter-

Mi ten, 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

■v. Querschnittsfläche vor der Einschnürung verengt ist.

Der Anmeldungsgegenstand konnte auch aus weiteren Literaturstellen nicht hergeleitet werden: In der DE-OS 16 25 206 ist lediglich die Brenner/Injektor-Kombination, welche beim Verfahren gemäß der

Wi Eingangs erwähnten DE-OS 19 IO 125 und beim vorliegenden Verfahren an der Reaktorstirnseite angeordnet ist, beschrieben. Weder ist hier die erfindungsgemäße Kombination an Verfahrensparametern noch die Verwendung eines Reaktors mit

i>> Einschnürung entnehmbar. Gemäß der DE-OS 19 10 125 wird zur Herstellung von Furnaceruß ein Reaktor ohne Einschnürung verwendet. Der Rußrohstoff 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 Literaturstelle vermag die erfindungsgemäße Kombination von Verfahrensmaßnahmen nicht nahezulegen, ί 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 erfindungsgemäßen Maßnahmen bei ihrem Zusammenwirken höhere in 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 be- r> kannten Verfahren erzielbaren, nachfolgend näher vorgesteiften 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 jo 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 r> dem Flüssigkeitszuführungsrohr 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-)DOsen einsetzen.

In der gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Mantelrohr 6 von einem äußeren Mantelrohr 8 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.

Der Vorteil der gezeigten Ausführungsform besteht auch darin, daß die Mischung von öl und Zerstäubungsmitiel im Reaktor erst kurz vor der Austrittsdüse hergestellt wird, ohne daß öltropfen den heißer Düsenmund berühren und Koksablagerungen entsteher können.

Im Gegensatz dazu wird bei herkömmlichen Brenner/ Injektor-Kombinationen die Mischung von öl unc Zerstäubungsmittel außerhalb des Reaktors etwa be Position 15 vorgenommen und die ölluftmischung schmiert entlang der Wandung, so daß in dei Austrittsdüse Anwachsungen erfolgen.

Beispiel 1

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

Jodadsorption nach	150 mg/g
ASTM D 1510/60
mittl. Primärteilchengröße (elek-	ca. 18ηίη(πιμ)
tronenmitroskopisch bestimmt)
Veraschungsrückstand	0,15%
(DIN 53 586)	9,8
pH-Wert (DIN 53 200)

Der Ruß wird hergestellt in einem Reaktor mit rechteckiger Einschnürung, bei dem der Querschnitt in der Engstelle 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	334° C
50	341°C
60	348° C
70	356° C
80	367° C
90	394° C
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//_ftKcal/Nm3	9494
«„,Kcal/Nm*	8517
Schwere Kohlenwasser
stoffe, Vol%	2,2
Sauerstoff, Vol%	0,0
Kohlenoxid, Vol%	0,4
Wasserstoff, Vol%	3,6
Methan, Vol%	93,8

Der weiter vorn spezifizierte Ruß wird in dem gleicher. Reaktor mit einem herkömmlichen Brenner/Injektor und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt:

	Herkömmliches	Erfindungsgemäßes
	Verfahren	Verfahren
Vermischung von Öl und	700 mm vor der	unmittelbar (10-20 mm)
Zerstiiuberluft	Auslaßdüse zurück	vor der Auslaßdüse
	liegend
Austrittsdüse Tür Öl/Luft,	15	15
Durchmesser, mm
Brenngasaustritte	12	6
3,5 mm Durchmesser, Anzahl
Gasdruck vor Brenn-	i,0	2,4
gasauslaß, atü
Gasmenge, NmVh	110	110
Gasaustrittsgeschwindigkeit,	260	530
m/sec
Verbrennungsluftmenge,	2100	2100
NmVh
Verbrennungslufttemp., C	470	500
Preßluftmenge, NmVh	150	150
Einsetzbare Ölmenge, kg/h	544,1	664,8
Produzierte Rußmenge,	230,1	325,1
kg/h
Ölausbeute, %	42,3	48,5
Jodadsorption des herge	149,9	150.3
stellten Rußes, mg/g
Veraschungsrückstand, %	0,18	0,13
pH-Wert	9,5	9,7

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 I
	herkömmliches	erfindungsgem.
	Verfahren	Verfahren
0- 5nm	2,0
5-10nm	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	-

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 πm) 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 seia 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 zurückbleiben 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 Maß für die Wirksamkeit des verwendeten Brenner/Injektors eingesehen.

10

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

Herkömmliches
Verfahren

Erfindungsgemaßes
Verfahren

Vermischung von Öl und
Zerstäuberluft

Brenngasaustrittc 3,5 mm 0,
Anzahl

Gasdruck vor Brenngasauslaß
Gasaustrittsgeschwindigkeit, m/sec Gritauswurf in kg/Tag 1. Tag

2. Tag

3. Tag

4. Tag

5. Tag

6. Tag

7. Tag

8. Tag

9. Tag 10. Tag

Weit vor der	Brenner	unmittelbar
Auslaßdüsc	wechsel	(10-20 mm) vor
(ca. 700 mm zurück		der Auslaßdüse
liegend)		(S. Abb. 1)
12	Brenner	6
1,0	wechsel	2,4
260		530
5,50	Brenner	0,02
0,30 _<	wechsel	0,06
1,40	0,03
0,75	0,04
0,25	0,05
0,50 ^	0,03
5,60 "	0,15
1,00	0,15
0,30 ₍	0,20
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 ¹Z₂ 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 /.cichiuingcn

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von koks- und gritarinem 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/ZInjektor-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, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reaktor mit Einschnürung bei einem Brenngasdruck am Brenner von über 1,5 atü und einer Brenngasaustrittsgeschwindigkeit von über 320 m/sek betrieben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 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 Austrittsdüse konisch verengten Mantelrohr für die Zufuhr des gasförmigen Zerstäubermediums besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor eine Einschnürung aufweist und die Brenner/Injektor-Kombination mit 4 bis 12 Gasaustrittsöffnungen, welche über die 360 Winkelgrade verteilt sind, versehen ist.

4. Furnacerußreaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasaustrittsöffnungen in einer oder mehreren, vorzugsweise senkrecht zur 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 7Wo, vorzugsweise 50 bis 65%, des freien Durchmessers des Mantelrohres, indem das gasförmige Zerstäubungsmedium 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 Austrittsdüse mit 60 bis 120% des Durchmessers des Mantelrohres, in dem das gasförmige Zerstäubungsmedium geführt wird, betrügt.

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