DE2836345C2 - Anlage zur Rußherstellung - Google Patents

Anlage zur Rußherstellung

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DE2836345C2
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Oskar Dr. Biberist Posch
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BERA ANSTALT VADUZ LI
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Bera Anstalt, Vaduz
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    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT 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
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44Carbon
    • C09C1/48Carbon black
    • C09C1/50Furnace black ; Preparation thereof

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Hydroponics (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Rußherstellung, die einen zylinder- oder quaderförmigen Reaktor mit einem Reaktionsraum zur Rußbildung aufweist, in dessen Deckel eine Anzahl Speiseeinheiten für die dosierte Zufuhr von Luft und von Kohlenwasserstoffen in einem vor dem Reaktionsraum liegenden Mischraum vorhanden sind. Jede Speiseeinheit weist einen von Reaktionsluft durchströmten zylindrischen Behälter auf, der von einem Zuleitungsrohr mit daran angeordnetem Wirbelkörper und Sprühdüse für die Zuführung der Kohlenwasserstoffe zentral durchsetzt ist. Anschließend an der Austrittseite des Reaktors sind Wärmeaustauscher zur Senkung der Temperatur der den Reaktor verlassenden Abgase und des erzeugten Rußes angeordnet. Nach dem Wärmeaustauscher ist ein Filteraggregat angeordnet, in welchem die Trennung des Rußes von den Abgasen erfolgt. Derartige Anlagen sind aus den DE-OS 22 61 129 und DE-OS 23 56 321 bekannt.
  • Rußerzeugungsanlagen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform werden in einem Reaktor getrennt Brenngase erzeugt und diese mit den an anderer Stelle des Reaktors eingespritzen Kohlenwasserstoffen zur Einleitung der Reaktionsvorgänge gemischt. Der Zerfall der Kohlenwasserstoffe und die Bildung von Ruß beginnt in geringem Maße bereits bei Temperaturen von 700-800°C und erreicht sein Optimum je nach der herzustellenden Rußqualität bei ca. 1100-1400°C.
  • Von dieser bekannten Ausführungsform mit getrennt von den Kohlenwasserstoffen in den Reaktor eingeführten Brenngasen sind Varianten bekannt; diese beziehen sich vor allem auf die Anordnung der Brenndüsen für die Erzeugung der Brenngase und der Düsen für die Einführung der für die Rußerzeugung vorgesehenen Kohlenwasserstoffe. Weiter wird zusätzlich ein Trägergas zugesetzt. Auch wird zur Beherrschung der Temperatur Wasser in verschiedener Weise zugesetzt, womit allerdings der Wirkungsgrad einer Anlage herabgesetzt wird.
  • Bei den vorstehend genannten Ausführungsformen von Rußerzeugungsanlagen ist es verhältnismäßig schwierig und zudem aufwendig, unterschiedliche Rußqualitäten herzustellen. Dies hängt vor allem damit zusammen, daß verschiedene Betriebsgrößen aufeinander abgestimmt werden müssen; denn einerseits sind die Brennstoff- und Luftmengen für die Erzeugung der Brenngase und andererseits die Kohlenwasserstoffmengen sowie gegebenenfalls die Trägergas- und Wassermenge zu regulieren und aufeinander abzustimmen. Wird ein Trägergas oder Wasser bzw. Wasserdampf zugesetzt, so treten zusätzliche Reaktionen mit den anderen Komponenten auf. Aus diesem Grunde können mit der bekannten Ausführungsform einer Rußerzeugungsanlage nur wenige Rußqualitäten wirtschaftlich erzeugt werden. Dies bedeutet jedoch einen wesentlichen Nachteil, da es erwünscht ist, diejenige Rußqualität zu erzeugen, nach welcher Nachfrage besteht.
  • Es liegt deshalb nahe, die Anzahl der zu regelnden Betriebsgrößen herabzusetzen; so ist eine weitere Gruppe von Rußerzeugungsanlagen bekannt, bei welchen dieselben Kohlenwasserstoffe für die Erzeugung sowohl der Reaktionswärme als auch des Rußes verwendet werden, wodurch sich bereits eine wesentliche Vereinfachung im Betrieb ergibt (US-PS 26 43 182 und 21 44 971). Mit dieser Vereinfachung ist jedoch eine rasche Anpassung des Betriebs der Rußanlage zur Erzeugung unterschiedlicher Rußqualitäten noch nicht gelöst. Bekanntlich sind zur Erzeugung unterschiedlicher Rußqualitäten unterschiedliche Betriebsbedingungen einzuhalten, in erster Linie ein bestimmtes Verhältnis Kohlenwasserstoff : Luft; die Erzeugung von Ruß erfolgt immer in einer reduzierenden Atmosphäre, d. h. unter Luftmangel.
  • Da für die Herstellung von Ruß mit zunehmender Feinheit ein zunehmend größerer Luftanteil erforderlich ist, steigt auch mit der Herstellung von Rußqualitäten höherer Feinheit die thermische Belastung des Reaktors und begrenzt deshalb den Bereich der in derselben Anlage herstellbaren Rußqualitäten. Andererseits wird bei ungenügender Vermischung der beiden Komponenten Luft und Kohlenwasserstoff der in den Reaktor eingeführte freie Sauerstoff nicht vollständig gebunden. Dies hat aber zur Folge, daß anstelle der gewünschten Rußqualität eine andere, geringere Rußqualität erzeugt wird.
  • Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur Rußerzeugung der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, daß bezüglich der Herstellung von Rußqualitäten verschiedener Feinheit keine Einschränkungen bestehen und insbesondere eine thermische Überbeanspruchung des Reaktors in der Eintrittszone der beiden Komponenten Kohlenwasserstoff und Luft vermieden wird.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch in den Ansprüchen gekennzeichnete Maßnahmen gelöst.
  • Die Erfindung ist in den Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt
  • Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Vertikalschnittes durch einen Reaktor einer Anlage zur Rußerzeugung;
  • Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Vertikalschnittes durch die Deckelpartie des Reaktors nach Fig. 1, jedoch mit gegenüber Fig. 1 geändertem Mischraum;
  • Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf die Deckelpartie eines Reaktors nach Fig. 1 mit symbolisch dargestellter Luftzuführung;
  • Fig. 4 und 5 eine schematische Darstellung je eines Vertikalschnittes zweier Speiseeinheiten längs der Linie IV-IV in Fig. 3;
  • Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Vertikalschnittes einer Speiseeinheit und
  • Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Horizontalschnittes eines Reaktors mit einem in der Reaktorwand eingebauten Kühlkanal.
  • In Fig. 1 ist ein Reaktor 1 einer Anlage zur Rußerzeugung in stehender Ausführung dargestellt; er könnte aber auch liegend angeordnet sein. Die Rußherstellungsanlage, von welcher der Reaktor 1 den wesentlichen Teil darstellt, besteht aus mehreren weiteren Teilen: eine Aufbereitungsanlage für die Kohlenwasserstoffe, eine Lufterwärmungsanlage zum Vorwärmen der Reaktionsluft, einen Kühler zum Kühlen der entstehenden Reaktionsprodukte, ein Filteraggregat, in welchem der Ruß von den Abgasen getrennt wird, eine Ruß-Sammel- und Verpackungseinrichtung und eine Regelanlage zur Regelung der für einen einwandfreien Betrieb erforderlichen Betriebswerte. Diese Teile der Anlage werden, da sie für die Erfindung nicht wesentlich sind, nicht beschrieben. Es wird hierfür auf bekannte Ausführungsformen, z. B. nach US-PS 33 69 870 verwiesen.
  • Der Reaktor 1 weist einen Reaktordeckel 2, einen Reaktionsraum 3 und einen Wärmeaustauscher 4 auf. In der Wand des Reaktionsraums 3, die aus einer Außenwand 5 und einer innenliegenden Ausmauerung 6 besteht, sind schematisch dargestellte Vorheizbrenner 7 eingebaut, welche während der Anheizperiode des Reaktors 1 in Betrieb stehen, beim normalen Rußerzeugungsbetrieb jedoch ausgeschaltet sind. In der Ausmauerung 6 und in der Außenwand 5 ist eine nichtdargestellte Öffnung vorgesehen, welche durch eine Klappe geschlossen ist, jedoch beim Auftreten von Überdrücken sich öffnen kann.
  • Der Reaktordeckel 2, welcher zweckmäßig aus Stahl, z. B. as rostfreiem Stahl, hergestellt sein kann, ist im wesentlichen ein Hohlgebilde mit verschiedenen Ein- und Aufbauten. Auf der Oberseite 8 des Deckels 2 sind eine Anzahl Speiseeinheiten 12 aufgebaut. Die Speiseeinheiten 12 dienen der Zuleitung der Kohlenwasserstoffe und der Reaktionsluft in den Reaktionsraum 3. In der Ausführung nach Fig. 1 ist jeder Speiseeinheit 12 ein Stutzen 13 zugeordnet, welcher sich bis zu einem Mischraum 22 erstreckt und z. B. als Konus ausgebildet sein kann. Die Speiseeinheiten 12 und die Stutzen 13 erstrecken sich in Richtung der Längsachse des Reaktors 1. Im Deckel 2 ist ein im wesentlichen quer zur Längsachse des Reaktors 1 verlaufender Kanal 14 gebildet, welcher mit einem Eintrittstutzen 15 und einem Austrittstutzen 16 versehen ist. Der Kanal 14 umgibt den Mischraum 22 und begrenzt denselben durch Wände 10, 11 (Fig. 1 und 2). Die Speiseeinheiten 12 sind, da sie außerhalb des Deckels 2 auf seiner Oberseite 8 angeordnet sind, vom Kanal 14 nicht umgeben. Es ist aber auch möglich, die Stutzen 13 und/oder die Speiseeinheiten 12 in den Kanal 14 ragen zu lassen. In jedem Falle liegen der Mischraum 22 und evtl. die Stutzen 13 und/oder weitere Teile der Speiseeinheiten 12 im Kanal 14 und können durch ein denselben durchströmendes Fluid entweder gekühlt oder erwärmt werden, um dadurch die für den Betrieb geeignete Temperatur während der gesamten Betriebsdauer einhalten zu können.
  • Wie aus Fig. 1, 2, 3 und 4 ersichtlich ist, können die Speiseeinheiten 12 untereinander durch Leitungen 18, 19 verbunden sein und münden in den Mischraum 22, der - in Durchlaufrichtung des Reaktors gesehen - vor dem Reaktionsraum 3 angeordnet ist. In Fig. 2 weisen die Speiseeinheiten 12 keinen Stutzen auf und münden direkt in den Mischraum 22.
  • Der Reaktionsraum 3 kann einen beliebigen Querschnitt aufweisen und z. B. kreisförmig oder rechteckförmig sein. Für den Reaktor 1 ist eine rechteckige Querschnittsform des Reaktionsraums 3 mit zwei Reihen von Speiseeinheiten 12 angenommen (Fig. 3). Der Querschnitt des Mischraums 22 entspricht etwa dem Querschnitt des Reaktionsraums 3.
  • Der Mischraum 22 kann gegebenenfalls durch in Richtung des Kanals 14 liegende Teilkanäle 11&min; (Fig. 5) unterteilt sein. Hierbei sind die Speiseeinheiten 12 auf der Oberseite 8 des Deckels 2 in Reihen oder konzentrisch angeordnet. Die Unterteilung des Mischraums 22 durch die Teilkanäle 11&min; erfolgt nur in dem Maße, als dies für die Einhaltung günstiger Bedingungen für das Mischen der Komponenten erforderlich ist.
  • Der Wärmeaustauscher 4 besteht aus einzelnen, voneinander unabhängigen Wärmeaustauscherteilen, die nicht näher dargestellt und beschrieben werden. Der Wärmeaustauscher 4 ist nach dem Reaktionsraum 3 angeordnet, und durch jenen strömen die Reaktionsprodukte, d. h. der erzeugte Ruß und die Brenngase, wobei ihre Temperatur gesenkt wird. Nach der Durchströmung des Wärmeaustauschers 4 gelangen die Reaktionsprodukte in einer Leitung 24 und von dort zu dem nichtdargestellten Filteraggregat. Am tiefsten Punkt des Wärmeaustauschers 4 ist eine Rußaustragsschleuse 25 angeordnet zum Austragen von bereits an dieser Stelle abgeschiedenem Ruß.
  • Zweckmäßig ist der Eintrittsstutzen 15 des Kanals 14 über eine als Fluid-Zuleitung dienende Leitung 26 mit dem Wärmeaustauscher 4 verbunden. Dadurch kann gegebenenfalls der Querströmungskanal 14 mittels aufgeheizter Luft beaufschlagt und der Mischraum 22 auf einer annähernd konstanten Temperatur gehalten werden, die zwischen etwa 500-700°C, vorzugsweise auf etwa 600°C, liegt. Damit auch eine Kühlung des Mischraums 22 erfolgen kann, ist an der Leitung 26 ein Kaltluftanschluß (nicht dargestellt) vorzusehen.
  • In Fig. 3 ist die Versorgung der Speiseeinheiten 12 mit Reaktionsluft dargestellt. Auf dem Reaktordeckel 2 befinden sich die Speiseinheiten 12 in zwei parallel zum Kanal 14 angeordneten Reihen. Der Mischraum 22 ist als länglicher Raum mit abgerundeten Ecken gestrichelt angedeutet, der vom Kanal 14 umgeben ist und noch durch Teilkanäle 11&min; unterteilt sein kann.
  • Die Reaktionsluft für die Speiseeinheiten 12 wird von einer symbolisch dargestellten Fördereinrichtung 28 geliefert, welche die von ihr angesaugte Luft über eine Leitung 29 und einen nichtdargestellten Teil des Wärmeaustauschers 4 in ein Verteilergehäuse 30 fördert, welches außerhalb des Reaktors 1 angeordnet ist. Mit Hilfe eines im Verteilergehäuse 30 angeordneten Meßgeräts 31 kann der von der Fördereinrichtung 28 erzeugte Druck gemessen werden.
  • Vom Verteilergehäuse 30 führen Verbindungsleitungen 32 zu den Speiseeinheiten 12. In jeder Verbindungsleitung 32 ist ein Absperrorgan 33 eingebaut, mit dem die Leitungen 32 geschlossen oder auch gedrosselt werden können. Zur gleichmäßigen Beaufschlagung der Speiseeinheiten 12 können in den Leitungen 32 Drosseln (nicht dargestellt) eingebaut sein. Damit ist es möglich, gegebenenfalls auch auf die Leitungen 18 und/oder 19 zu verzichten, wenn gleichzeitig dafür gesorgt wird, daß auch die zweite Komponente, d. h. der Kohlenwasserstoff, für jede Speiseeinheit 12 ebenfalls genau dosiert ist, z. B. durch Dosierpumpen bzw. Dosiereinheiten, welche miteinander im Zwangslauf verbunden sind und so jeder Speiseeinheit 12 die gleiche Menge Kohlenwasserstoff zuführen.
  • In Fig. 4 und 5 ist ein Schnitt durch den Deckel 2 mit zwei Speiseeinheiten 12 dargestellt; in Fig. 4 ist jeder Speiseeinheit 12 ein Stutzen 13 zugeordnet, während in Fig. 5 die Speiseeinheiten 12 in dem durch die Teilkanäle 11&min; unterteilten Mischraum 22 angeordnet sind. Der Deckel 2 bzw. der Kanal 14 ist durch einen Boden 9 gegen den Reaktionsraum 3 abgeschlossen. Damit ist es möglich, die Bedingungen im Mischraum 22 so zu gestalten, daß er praktisch nur der Erzeugung eines homogenen Gemisches aus den Kohlenwasserstoffen und der Reaktionsluft dient. Dies wird durch den durch den Kanal 14 geleiteten Fluidstrom, z. B. Luft oder Flüssigkeit, gewährleistet.
  • Die Anordnung der Leitungen 18, 19 zeigt am besten Fig. 3. Bei den im Deckel 2 in zwei Reihen angeordneten Speiseeinheiten 12 sind diese versetzt angeordnet, was die Leitungsführung vereinfacht. Die Zahl der Speiseeinheiten 12 kann verschieden gewählt werden. Werden nur wenige Speiseeinheiten 12, jedoch mit entsprechender Größe, verwendet, so ist deren Ausbau und Unterhalt aufwendig, während andererseits eine große Zahl kleiner Speiseeinheiten kostenmäßig ungünstig ist. Man wird demnach die Zahl der Speiseeinheiten 12 nach ökonomischen Gesichtspunkten wählen. Wird der Mischraum 22 frei von Verbrennungsvorgängen gehalten, so kann auch bei verhältnismäßig geringer Zahl von Speiseeinheiten 12 ein homogenes Gemisch der beiden Komponenten erreicht werden, was die Voraussetzung für die in dem Reaktionsraum 3 erfolgende vollständige Bindung des Sauerstoffs bildet.
  • Jede Speiseeinheit 12 (Fig. 6) weist einen Luftbehälter 40 mit kreiszylindrischem Querschnitt auf, in dessen Längsachse 39 ein Zuleitungsrohr 41 für die flüssige Kohlenwasserstoffe angeordnet ist. An dem Ende des Zuleitungsrohrs 41 ist eine Sprühdüse 42 angebracht. Das Zuleitungsrohr 41 ist in einem auf der Oberseite des Luftbehälters 40 angeordneten Deckel 43 befestigt. Für die Zuführung der Reaktionsluft dienen die Zuleitungen 32 (Fig. 3), welche an ihren Enden mit einem an der Seitenwand des Luftbehälters 40 angeordneten Luftstutzen 44 verbunden sind.
  • Der Luftbehälter 40 weist außer dem Luftstutzen 44 einen Deckelstutzen 45 auf, auf dem der Deckel 43 mit Hilfe von mit Flügelmuttern versehenen Schwenkbolzen 46 befestigt ist, welche ein schnelles Lösen des Deckels 43 erlauben. An dem Deckel 43 ist das Zuleitungsrohr 41 mittels einer Klemmschraube 48 einstellbar befestigt. Die Klemmschraube 48 ist in einer mit dem Deckel 43 verbundenen Nabe 50 angeordnet, in welcher zudem eine Dichtung 51 zum Abdichten des Spaltes zwischen dem Zuleitungsrohr 41 und einer Bohrung 52 in der Nabe 50 vorgesehen ist. Zwischen dem Deckelstutzen 45 und dem Deckel 43 ist ebenfalls eine nichtdargestellte Abdichtung vorgesehen.
  • Der Luftbehälter 40 weist bodenseitig einen Konusstutzen 53 auf, der in einen zylindrischen Leitstutzen 54 mit einem kleineren Durchmesser als derjenige des Luftbehälters 40 übergeht. Am freien Ende des Leitstutzens 54 ist eine einwärts ragende Schulter 56 vorgesehen, während am Außenumfang ein Befestigungsflansch 57 angeordnet ist, mit dem die Speiseeinheit 12 am Deckel 2, z. B. auf dessen Oberseite 8, auf einem Befestigungsflansch 35 mittels Schrauben und geeigneten Dichtmitteln befestigt ist.
  • Wird die Speiseeinheit 12 mit dem Leitstutzen 54 in den Deckel 2 eingebaut, so können hierfür am Übergang zwischen dem Luftbehälter 40 und dem Konusstutzen 53Befestigungsflanschen 36, 37 vorgesehen werden. In diesem Fall wird der aus den Stutzen 53, 54 bestehende untere Teil der Speiseeinheit 12 ebenfalls vom Fluidstrom im Kanal 14 umströmt.
  • Auf der Schulter 56 ist eine Luftstaubüchse 60 abgestützt, welche in einen Ausgangsstutzen 61 übergeht. Die Luftstaubüchse 60 weist radial gerichtete Stege 62 auf, die eine Nabe 63 tragen, in deren Bohrung 64 das Zuleitungsrohr 41 mit der Sprühdüse 42 mittels einer Stellschraube 65 gehalten ist. Oberhalb der Nabe 63 trägt das Zuleitungsrohr 41 eine weitere, mit einer Stellschraube 67 versehene Nabe 68, an der ein Wirbelkörper 70 befestigt ist. Der Wirbelkörper 70 kann als Lochblech, siehe Fig. 6, oder auch als Leitkörper mit schräg gestellten Stegen ausgebildet sein.
  • Wesentlich ist, daß durch diese Anordnung das Zuleitungsrohr 41 zusammen mit der Luftstaubüchse 60 und dem Wirbelkörper 70 durch Lösen des Deckels 43 leicht ausgewechselt werden kann. Je nach der Qualität des herzustellenden Rußes werden die entsprechende Sprühdüse 42 und die Luftstaubüchse 60 sowie der Wirbelkörper 70 montiert, worauf das Zuleitungsrohr 41 in die Speiseeinheit 12 eingesetzt, der Deckel 43 wieder befestigt und die Klemmschraube 48 angezogen wird. Eine noch schnellere Auswechslung erreicht man, wenn vollständige Garnituren, bestehend aus dem Zuleitungsrohr 41, dem Deckel 43, dem Wirbelkörper 70 und der Luftstaubüchse 60, bereitgestellt werden. Auf diese Weise ist es möglich, den Betrieb von der einen zur anderen Rußqualität sehr rasch umzustellen.
  • Die Speiseeinheit 12 kann zweckmäßig aus Stahlblech hergestellt werden, so daß die einzelnen Teile zusammen mit den Leitungen 18, 19 durch Schweißen miteinander verbunden werden können.
  • Für die wirtschaftliche Auslegung der beschriebenen Anlage zur Rußerzeugung ist es vorteilhaft, daß die Wärme der in dem Reaktionsraum 3 entstehenden Abgase zur Erwärmung der den Speiseeinheiten 12 zugeführten Reaktionsluft und des für die Durchströmung des Kanals 14 verwendeten Fluids ausgenützt werden kann, wofür der Wärmeaustauscher 4 vorgesehen ist, wie dies Fig. 1 zeigt. Der Wärmeaustauscher 4 muß im übrigen auch in der Lage sein, die aus dem Reaktorraum 3 abströmenden Abgase so weit abzukühlen, daß die Einführung derselben in das Filteraggregat ohne Beschädigung desselben möglich ist.
  • In Fig. 1 schließt unmittelbar an den Reaktionsraum 3 der Wärmeaustauscher 4 an. Es ist jedoch auch eine andere Anordnung des Wärmeaustauschers 4 und seiner Teile denkbar. Zweckmäßig werden die Wärmeaustauscherteile in einen vertikalen Teil der Anlage untergebracht, damit möglichst keine Verstopfungen durch Rußablagerungen in den Rohrsystemen auftreten können.
  • In Fig. 7 ist eine Variante der Ausbildung des Reaktionsraums 3 dargestellt. Zwischen der Außenwand 5 und der Innenwand 6 ist ein Wärmeaustauschkanal 84 mit Leitflächen 93 vorgesehen, der für die Kühlung bzw. Erwärmung des Reaktionsraums 3 herangezogen werden kann. Der Eintritt der Kühlluft erfolgt bei einem Stutzen 87 und ihr Austritt bei einem Stutzen 90. Die Regelung der Kühlluftzufuhr kann hierbei mittels an der Innenwand 6 des Reaktionsraums angeordnete Thermoelemente 91 erfolgen.
  • Die beschriebene Anlage wird wie folgt betrieben:
  • Nach der Inbetriebnahme der Vorheizbrenner 7 wird auch die Lufterwärmungsanlage und die Aufbreitungsanlage für die Kohlenwasserstoffe in Betrieb gesetzt. Nach erfolgter Aufheizung werden die aufbereiteten flüssigen Kohlenwasserstoffe und die vorgewärmte Reaktionsluft durch die Speiseeinheiten 12 in den Mischraum 22 eingeleitet, in welchem eine innige Vermischung und Vergasung der Kohlenwasserstoffe, jedoch noch keine Verbrennung derselben, stattfindet. Das so homogenisierte Gemisch tritt in den Reaktionsraum 3 ein, in welchem ein Teil der Kohlenwasserstoffe zur Erzeugung der Reaktionswärme verbrannt und der andere Teil in Ruß umgewandelt wird. Die entstehenden Abgase und der Ruß werden durch die Wärmeaustauscher 4 geleitet und mit einer Temperatur von ca. 250°C in das Filteraggregat geleitet, in welchem der Ruß ausgeschieden, gesammelt und verpackt wird.
  • Mit der beschriebenen Anlage wird erreicht, daß die Temperaturverhältnisse in demjenigen Bereich, in welchem die Mischung der Komponenten Luft und Kohlenwasserstoff stattfindet, einwandfrei beherrscht werden. Dadurch kann der Bereich der herzustellenden Rußqualitäten erweitert werden, ohne daß Störungen im Betrieb auftreten können. Der hierfür erforderliche Mehraufwand in Form des Kanals 14 im Deckel 2 ist im Vergleich zu den erreichbaren Vorteilen klein. Auf die Lebensdauer der Speiseeinheiten 12, insbesondere ihrer empfindlichen Teile, z. B. der Sprühdüsen 42, wirkt sich der Kanal 14 günstig aus. Seine Verwendung gewährleistet allein einen Dauerbetrieb der Anlage.
  • Müssen die das Filteraggregat verlassenden Abgase, welche brennbar sind, weiter behandelt, z. B. gereinigt, werden, können hierzu die bei Feuerungen bekannten Einrichtungen verwendet werden.

Claims (5)

1. Anlage zur Rußherstellung, die einen zylinder- oder quaderförmigen Reaktor mit einem Reaktionsraum zur Rußbildung aufweist, in dessen Deckel eine Anzahl Speiseeinheiten für die dosierte Zufuhr von Luft und von Kohlenwasserstoffen in einem vor dem Reaktionsraum liegenden Mischraum vorhanden sind, wobei jede Speiseeinheit einen von Reaktionsluft durchströmten zylindrischen Behälter aufweist, der von einem Zuleitungsrohr mit daran angeordnetem Wirbelkörper und Sprühdüse für die Zuführung der Kohlenwasserstoffe zentral durchsetzt ist, und anschließend an der Austrittsseite des Reaktors Wärmetauscher zur Senkung der Temperatur der den Reaktor verlassenden Abgase und des erzeugten Rußes angeordnet sind, und wobei nach dem Wärmeaustauscher ein Filteraggregat angeordnet ist, in welchem die Trennung des Rußes von den Abgasen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischraum (22) von einem von Wärmetauschfluid durchströmten Kanal (14) umgeben ist, daß sich an jeden zylindrischen Behälter (40) der Speiseeinheiten (12) ein Leiterstutzen (54) mit gegenüber dem zylindrischen Behälter (40) kleinerem Durchmesser anschließt, wobei am Zuleitungsrohr (41) für die Kohlenwasserstoffe außer dem Wirbelkörper noch eine Luftstaubüchse (60) mit Ausgangsstutzen (61) befestigt sind, die zusammen mit dem Zuleitungsrohr (41) auswechselbar sind.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (14) den Mischraum (22) durchquerende Teilkanäle (11&min;) aufweist und über eine Leitung (26) mit einem dem Reaktionsraum (3) nachgeordneten Wärmeaustauscher (4) verbunden ist.
3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Speiseeinheit (12) ein Stutzen (13) zugeordnet ist, die sich bis zum Mischraum erstrecken und durch Verbindungskanäle (18, 19) untereinander bzw. mit den Speiseeinheiten in Verbindung stehen.
4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (40) mit einem vom Zuleitungsrohr (41) durchsetzten Deckel (43) verschließbar ist.
5. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsraum (3) doppelwandig mit einem dazwischenliegenden Wärmeaustauschkanal (84) ausgebildet ist, in welchem Leitflächen (93) vorhanden sind.
DE2836345A 1977-09-02 1978-08-19 Anlage zur Rußherstellung Expired DE2836345C2 (de)

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