DE3141779C2 - - Google Patents
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- DE3141779C2 DE3141779C2 DE3141779A DE3141779A DE3141779C2 DE 3141779 C2 DE3141779 C2 DE 3141779C2 DE 3141779 A DE3141779 A DE 3141779A DE 3141779 A DE3141779 A DE 3141779A DE 3141779 C2 DE3141779 C2 DE 3141779C2
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- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- 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
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Furnaceruß.
Ruß wird gegenwärtig in erheblichem Umfang in der Gummiindustrie
eingesetzt, und dient dort zur Verstärkung der Kautschukverbindungen
bei der Herstellung von Reifen für Automobile,
Lastkraftwagen und geländegängigen Fahrzeugen. Da
die Rußkomponente einen Anteil von 30 bis 35 Gewichtsprozent
dieser Kautschukzusammensetzungen ausmacht, ist
der Verbrauch dieses Rohstoffes erheblich.
Ruß zur Reifenherstellung wird üblicherweise im
sogenannten Öl-Furnace-Verfahren hergestellt. Dieses heute zumeist
angewendete Verfahren beruht im wesentlichen darauf,
feine Tröpfchen eines stark aromatischen Kohlenwasserstoff-Ausgangsmaterials
mit einer turbulenten Charge von Verbrennungsgasen
in Berührung zu bringen, die man durch Verbrennen
eines Gemisches aus Methan und überschüssiger, vorerhitzter
Luft erhält. Dabei dissoziiert ein Hauptanteil des Ausgangsmaterials
in einer teilweisen Oxidationsreaktion
pyrolytisch, so daß man eine erhebliche Ausbeute
an Ruß in Form eines Aerosols erhält, woraus man gewöhnlich
durch Filtration pulverigen Ruß gewinnt, der dann zum Verkauf
verperlt wird.
Das Öl-Furnace-Verfahren erfordert zwangsläufig einen hohen
Energieeinsatz. Bei dem gegenwertigen Preis von Erdgas für
die Industrie sind etwa 15% der Kosten zur Herstellung von
450 g qualitativ hochwertigen Rußes auf diese Energiezufuhr
für das genannte Verfahren zurückzuführen. Für die Zukunft
sind wesentliche Erhöhungen der Kosten von Erdgas über die
anderen Kostenfaktoren bei der Herstellung von Ruß zu erwarten,
so daß eine alternative Brennstoffquelle oder stabilere
Preiserwartungen besonders notwendig sind; während normalerweise
flüssige, paraffinhaltige Kohlenwasserstoffe, wie die
verschiedenen Arten von Schwerölen, möglicherweise dieses
Kriterium erfüllen, ist ihre Attraktivität als alternativer
Brennstoff eher scheinbar als realistisch.
Dies liegt insbesondere daran, daß Schweröle vergleichsweise
schwierig zu verbrennen sind, wobei mehrere
Sprühdüsen erforderlich sind, die in der erforderlichen Umgebung
bei hoher Temperatur zukohlen können. Neben der Wartung
und den Problemen des Stillstandes der Anlage kann die Verwendung von
Schwerölen auch die Qualität des fertigen Rußes nachteilig
beeinflussen.
Die DE-OS 15 92 980 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Ruß
durch Verbrennen eines flüssigen oder gasförmigen Brennstoffes
mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas, Einführen eines thermisch
zersetzbaren Kohlenwasserstoffes in die heißen Verbrennungsgase,
Dispergieren und Pyrolysieren der Ausgangsstoffe, Kühlen der
Endprodukte und Abtrennen des gebildeten Rußes. Das Verfahren
ist dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff mit einem Gas
verbrannt wird, welches mindestens 50 Vol.-% Sauerstoff enthält,
wobei die Verbrennungsgase eine Temperatur von 2200 bis 3300°C
erreichen. Die Verbrennungsgase läßt man bei dieser Temperatur
mit einer durchschnittlichen Strömungsgeschwindigkeit von wenigstens
300 m/Sek. wenigstens zeitweise durch den Reaktor strömen,
während sie in Berührung mit dem nicht umgesetzten Ausgangsstoff
sind.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die
vorstehenden Nachteile zu vermeiden und in einfacher und
kostengünstiger Weise Ruß herzustellen.
Zur Lösung geht die Erfindung von dem Grundgedanken aus, zur
Herstellung von Ruß das Öl-Furnace-Verfahren anzuwenden, wobei
der Verbrennungsreaktion cyclisch die Abgase als Brennstoff
zugeführt werden. Zu diesem Zweck wird zunächst
ein üblicher Kohlenwasserstoff-Brennstoff, beispielsweise
Erdgas oder verschiedene Schweröle, in Gegenwart eines
stöchiometrischen Überschusses eines gasförmigen Oxidationsmittels
verbrannt, das mindestens etwa 70% Sauerstoff enthält.
Ein rußerzeugendes Kohlenwasserstoff-Ausgangsmaterial
wird in ein turbulentes Gemisch der erhaltenen Verbrennungsgase
eingespritzt, um eine pyrolytische Dissoziation zu
erzielen. Das mit Wasser gequenchte Rußaerosol-Abgas des
Ofens wird danach zur Gewinnung des Rußes gefiltert. Erreicht
man einen stabilen Betriebszustand, wird ein Teil des gasförmigen
Filtrats, das im wesentlichen frei von kondensierbaren
Gasen ist, anstelle des Kohlenwasserstoff-Brennstoffs
in den Ofen zurückgeführt. Diese Rückführung von gasförmigem
Filtrat erfolgt in einer Menge, daß man eine Verbrennungstemperatur
etwa gleich der beim Verbrennen des Kohlenwasserstoff-Brennstoffs
erhält, während gleichzeitig im wesentlichen
der gleiche stöchiometrische Überschuß an gasförmigem
Oxidationsmittel wie anfänglich zum Erreichen des stabilen
Zustands eingeleitet wird.
In der anliegenden Zeichnung zur Erläuterung der Erfindung
ist ein Flußdiagramm für die erfindungsgemäße Herstellung
von Ruß für Laufflächenmischungen dargestellt; dabei ist
die Massenbilanz für die Ausgangsmaterialien sowie für die
Zufuhr zu Satellitenreaktoren zur Herstellung von Ruß dargestellt,
die gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
tandemartig betrieben werden.
Zur Erläuterung
wird nachstehend das Öl-Furnace-Verfahren
näher diskutiert, wobei der stromabwärts liegende Betrieb
mit einem erheblichen Energieverbrauch beschrieben wird.
Bei dem Brennverfahren werden zwei Basisgüten von Ruß erzeugt.
Die eine Basisgüte, die als Ruß für Laufflächenmischungen
oder als abriebbeständiger Ruß bezeichnet wird,
umfaßt etwa 60% der gesamten Produktionsmenge von Ruß. Die
andere Basisgüte wird als Karkassenruß bezeichnet, und aus
dieser Bezeichnung ergibt sich, daß er fast ausschließlich
für die Seitenwand von Reifen verwendet wird. Ruß existiert
als traubenförmige Haufen oder Agglomerate von relativ
gleichförmig großen Rußpartikeln. Der Unterschied zwischen
den beiden Güten besteht im wesentlichen in der Größe der
entsprechenden Agglomerate, wobei die verschiedenen Laufflächenmischungs-Güten
im wesentlichen kleiner sind als die
der Karkassengüten.
Wie vorstehend ausgeführt, ist die zugrundeliegende Pyrolysereaktion
zur Herstellung von Ruß durch das Öl-Furnace-Verfahren
im wesentlichen gleich für Ruß für Laufflächenmischungen
oder Karkassen. Hauptsächlich hängt der Unterschied vom
Turbulenzgrad im Spaltmedium und von der Stärke der Pyrolysereaktion
ab. Die bei der Produktion von Ruß für Laufflächenmischungen
erforderlichen scharfen Bedingungen sind
derart, daß die erhaltene Reaktionszeit deutlich kürzer
ist als bei der Herstellung von Ruß für Karkassen. Da der
Nettowärmeverlust des Systems direkt proportional zur Reaktionszeit
ist, ist bei kürzerer Reaktionszeit der sich dadurch
ergebende Vorteil um so größer. Dies gilt insbesondere
für das beschriebene System, wo die Betriebstemperatur wesentlich
höher ist als bei Verwendung von Luft als gasförmiges
Oxidationsmittel. Daher wird das
Verfahren vorzugsweise zum Betrieb eines Rußreaktors für
Laufflächenmischungen angewendet.
Nachstehend wird der Betrieb dieses Reaktors für Laufflächenmischungen
näher erläutert. Alle derartigen Reaktoren
sind im wesentlichen zylindrisch und bestehen aus zwei
Hauptkonstruktionskomponenten. Die stromaufwärts liegende
Anordnung oder Verbrennungskammer weist einen Durchmesser
auf, der etwa gleich ist oder wesentlich größer ist als
seine Länge, und diese Kammer steht mit einer konzentrisch
ausgerichteten, länglichen Reaktionszone oder Tunnel offen
in Verbindung, dessen Durchmesser wesentlich kleiner ist
als der der Verbrennungskammer.
Beim Betrieb des Reaktors wird das Brennstoffgas mit einem
stöchiometrischen Überschuß von Luft in der Verbrennungskammer
verbrannt, worauf die Verbrennungsgase in die Reaktionszone
in einem hochturbulenten Zustand eingeblasen
werden. Bei den meisten Öfen werden die Turbulenzbedingungen
dadurch verstärkt, daß am Eingang zum Tunnel eine die
Strömung behindernde Einrichtung angeordnet wird. Derartige
Einrichtungen sind häufig modifizierte Venturi-Anordnungen,
jedoch kann die Einrichtung auch eine einfache Drosselöffnung
sein, die den Durchmesser des Tunnels erheblich
vermindert. Das den Ruß erzeugende Ausgangsmaterial wird
im allgemeinen an der Stelle der größten Turbulenzen eingespritzt,
die am oder nahe dem dem stromaufwärtsliegenden
Ende des Tunnels oder der die Strömung einschränkenden Einrichtung
liegt, falls diese verwendet wird. Ein typischer
derartiger Reaktor ist beispielsweise in der US-PS 30 60 003
beschrieben.
Beim Betrieb eines Rußofens werden eine Vielzahl unbekannter
Verfahrensmanipulationen vorgenommen, die schließlich
die Produktion des Endprodukts mit den gewünschten Eigenschaften
nachhaltig beeinflussen. Die Anwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens erfordert jedoch keine erheblichen
Änderungen bei diesen bekannten Maßnahmen. Die letzte
Prozeßsteuerung besteht darin, daß die Pyrolysereaktion gequencht
wird. Dies erfolgt dadurch, daß ein Wasserstrahl in
den Tunnel von einer Seitenöffnung her eingeleitet wird,
von denen in Längsrichtung des Tunnels mehrere angeordnet
sind. Dadurch wird die Reaktionszeit auf den gewünschten
Wert eingestellt.
Nach dem Abschrecken oder Quenchen der Reaktion wird das rußartige
Aerosol oder das Reaktorabgas gefiltert, indem das Abgas
durch eine Batterie von Tütenfiltern geleitet wird. Der aus
der Filtereinheit gewonnene, pulverförmige Ruß wird dann
verkaufsfertig verperlt. Diese Verperlung kann
durch ein trockenes oder ein Naßverfahren erfolgen, obwohl
in der Praxis das letztere Verfahren bevorzugt ist. Beim
Naßverfahren wird ein dicker, wäßriger Schlamm des pulverförmigen
Rußes in einer hierfür geeigneten Vorrichtung
mechanisch umgerührt. Der verperlte Ruß, der im wesentlichen
in Kugelform von etwa 0,7 mm Durchmesser vorliegt,
wird dann getrocknet. Das beim Filtrieren erhaltene, gasförmige
Filtrat, aus dem das kondensierbare Gas in Form
von Dampf entfernt worden ist, wird als Brennstoff für die
Trockner verwendet. Wegen des geringen Heizwertes dieses
gasförmigen Filtrats (aufgrund des hohen Stickstoffgehaltes)
ist der Trocknungsvorgang die praktisch einzige Einsatzmöglichkeit
für das Filtrat.
Es wird ein geeigneter Brennstoff, vorzugsweise
Erdgas, zunächst in einen Rußreaktor für Laufflächenmischungen
eingeleitet. Der Brennstoff wird in Gegenwart eines
stöchiometrischen Überschusses eines gasförmigen Oxidationsmittels
verbrannt, das mindestens 70%, vorzugsweise etwa
80% Sauerstoff enthält. Wenn bei der Anlage ein Sauerstoffgenerator
zur Verfügung steht, ist die Gesamtwirtschaftlichkeit
optimal bei der Produktion von 90 bis 95%
Sauerstoff zum Einsatz bei dem Verfahren.
Der Sauerstoffüberschuß bei Anwendung des
Verfahrens beträgt 25% bis 75% und vorzugsweise von
40 bis 70% über den stöchiometrischen Mengen zum Verbrennen
des Brennstoffs. Dieser Überschuß wird aufrechterhalten,
nachdem die stabilen Produktionsbedingungen für die
Herstellung von Ruß erreicht werden, wenn, wie vorstehend
ausgeführt, ein Teil der erzeugten Abgase anstelle des anfänglich
verwendeten Brennstoffs zurückgeführt wird.
Obwohl die Verwendung eines angereicherten Gases als Oxidationsmittel
zu wesentlich höheren Verbrennungstemperaturen
als beim Einsatz von Luft als Oxidationsmittel führt, ist
der vorstehend erwähnte überschüssige Sauerstoff trotzdem
ein wichtiger Betriebsparameter. Dies liegt darin, da ein
Teil des den Ruß erzeugenden Ausgangsmaterials vorzugsweise
brennbar ist und, wenn überhaupt, lediglich mit Schwierigkeiten
dissoziiert werden kann. Darüber hinaus stellt die
Verbrennung eines Teils des Ausgangsmaterials die
wirksamste Methode dar, das Ausgangsmaterial rasch auf
die Gleichgewichts-Spalttemperatur zu bringen. Eine stärker
erhöhte Temperatur des Spaltmediums für diesen Zweck ist
höchstens ein Kompromiß wegen der Verzögerung des Wärmeübergangs,
die sich bei einer Reaktion ergibt, deren Dauer
im Millisekundenbereich liegt.
Bei dem anfänglichen Betrieb des Rußreaktors für Laufflächenmischungen
unter Verwendung von Erdgas als Brennstoff
werden die Zufuhr von Ausgangsmaterial sowie die Ausbeute
rasch stabilisiert, und nach dieser Stabilisierung wird
die Zusammensetzung der Abgase relativ konstant. Unter Vernachlässigung
des Dampfes und eines Stickstoffgehaltes der
Abgase besteht die Zusammensetzung typisch aus etwa 44%
Wasserstoff, 37% Kohlenmonoxid, 17% Kohlendioxid und mit
dem Rest aus Methan und Acetylen. An dieser Stelle nach dem
Entfernen im wesentlichen des gesamten Dampfgehaltes werden
die Gase als Brennstoffzufuhr in einer Menge zurückgeführt,
so daß die Verbrennungstemperatur etwa gleich der
beim entsprechenden Verbrennen von Erdgas ist. Entsprechend
wird ein stöchiometrischer Überschuß von gasförmigem Oxidationsmittel
aufrechterhalten. Beim Gleichgewicht entsprechen
die bei der Verwendung und bei den Pyrolysereaktionen
erzeugten Gase im wesentlichen in ihrer Zusammensetzung der
bei der Verwendung von Erdgas als Brennstoff.
Der gesamte Abgasstrom ist etwa das mehr als Zweifache als
für das Umwälzen erforderlich. Daher wird erfindungsgemäß
und vorzugsweise das überschüssige Abgas mit Luft beim
Betrieb eines oder mehrerer tandemartig angeordneter Rußreaktoren
verbrannt. Als derartige Tandemreaktoren können
Rußreaktoren für die Herstellung von Ruß für Laufflächenmischungen
oder Karkassen verwendet werden, die in geeigneter
Weise bemessen oder in einer Weise betrieben werden, so daß
eine ausreichende Menge an Abgasen aus dem ersten Reaktor
für die anderen Anlagenerfordernisse zur Verfügung steht.
Somit betrifft die Erfindung ein
Verfahren zur Herstellung von Furnaceruß durch Erzeugen
eines Stromes turbulenter Verbrennungsgase aus einem
Brennstoff und einem mindestens 70 Vol.-% Sauerstoff
enthaltenden gasförmigen Oxidationsmittel in
stöchiometrischem Überschuß, Einbringen eines
normalerweise flüssigen Kohlenwasserstoffs als
Rußrohstoff in die Verbrennungsgase, Pyrolyse des
Rußrohstoffs in den Verbrennungsgasen zu Ruß und Abgas,
Quenchen des Ruß/Abgas-Aerosols und Abfiltrieren des
Rußes von dem Abgas, wobei folgende Verfahrensschritte
durchgeführt werden:
- a) Bis zum Erreichen des Gleichgewichtszustandes kontinuierlicher Rußproduktion Einsatz eines Kohlenwasserstoffs als Brennstoff;
- b) nach erreichtem Gleichgewichtszustand Ersatz des Kohlenwasserstoff-Brennstoffs durch einen Teil des gefilterten, im wesentlichen von kondensierbaren Gasen befreiten Abgases, wobei die rückgeführte Abgasmenge so eingestellt wird, daß bei im wesentlichen gleichem stöchiometrischen Überschuß an Oxidationsmittel eine Verbrennungstemperatur erhalten wird, die etwa gleich der beim Verbrennen des anfänglich eingeleiteten Kohlenwasserstoff-Brennstoffs ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gleichgewichtszustand der Rest des gefilterten Gases als Brennstoff in mindestens einen anderen Rußofen eingeleitet und mit einem stöchiometrischen Überschuß an Luft zu einem turbulenten Gemisch von Verbrennungsgas verbrannt wird, in das ein normalerweise flüssiger Rußrohstoff zur Pyrolyse eingespritzt wird.
Diese anderen Erfordernisse schließen Brennstoff für die
Trockner und allgemeine Betriebszwecke ein. Beim Betrieb
der Trockner ist es bevorzugt, die Abgase der Tandemreaktoren
(oder des Tandemreaktors) als Brennstoff zu verwenden,
die mit überschüssigem Abgas oder Rauchgas von dem Primärreaktor
angereichert sind.
Wie vorstehend ausgeführt, ermöglicht die Erfindung den Betrieb
eines Rußofens vom Prozeßablauf her gesehen im wesentlichen
in der gleichen Weise wie beim Stand der Technik.
Ferner kann der Aufbau der bekannten Öfen verwendet werden,
und irgendwelche spezifischen Designänderungen sind lediglich
vorzugsweise. Unabhängig von diesen kompatiblen Aspekten
ist für den erfindungsgemäßen Betrieb eine Modifikation der Ofenkonstruktion
erforderlich. Alle bekannten Öffen weisen mit wenigen Ausnahmen
Metallmäntel auf, die mit einem feuerfesten Material ausgekleidet
sind, um den hohen Temperaturen bei der Durchführung
des Verfahrens zu widerstehen. Bei der Verwendung von
reinem oder im wesentlichen reinem Sauerstoff als gasförmiges
Oxidationsmittel liegen die auftretenden Temperaturen
über der, der die üblichen feuerfesten Materialien widerstehen
können. Diesen Temperaturen kann leicht widerstanden werden,
indem der Reaktormantel aus einem hitzebeständigen
Stahl hergestellt, die feuerfeste Auskleidung weggelassen
und eine Einrichtung zum Kühlen der Oberfläche des
Reaktors mit einem wärmeleitenden Medium, vorzugsweise Wasser,
vorgesehen wird. Ein wesentlicher Nachteil dieser Maßnahme
besteht in den auftretenden Wärmeverlusten. Im Hinblick auf
die erhebliche Menge an Wärme, die erforderlich ist, um den
Stickstoffanteil in der Luft auf die Reaktionstemperatur zu
bringen, wenn Luft als Oxidationsmittel verwendet wird, ist
der angegebene Wärmeverlustfaktor insgesamt gesehen relativ
klein.
Die Erfindung wird nachstehend erläutert anhand des Betriebs
eines Reaktors zur Herstellung von Ruß für Laufflächenmischungen
(HAF) unter Berücksichtigung der Massenbilanz für
die Zufuhr zum Reaktor. Das überschüssige Rauch- oder Abgas
aus diesem Primärreaktor, d. h. das Gas, das über dem hinaus
vorhanden ist, das zur Rückführung von Brennstoff erforderlich
ist, wird als Brennstoffzufuhr für zwei
Satellitenreaktoren verwendet, die tandemartig mit dem Primärreaktor
arbeiten. Der eine Satellitenreaktor ist in üblicher
Weise aufgebaut und stellt Ruß für Karkassen (GPF)
her. Der andere Satellitenreaktor erzeugt den gleichen Ruß
für Laufflächenmischungen wie der Primärreaktor. Das gesamte
Betriebssystem ist in der anliegenden Blockzeichnung
dargestellt. Gemäß der Zeichnung verwenden die Satellitenreaktoren
2 und 3 Luft als gasförmiges Oxidationsmittel im
Gegensatz zu dem Primärreaktor 1, der Sauerstoff verwendet.
Das Rauch- oder Abgas von den Satellitenreaktoren 2 und 3,
das mit dem Abgas von dem Primärreaktor angereichert ist,
dient zur Brennstoffzufuhr zu den den Reaktoren zugeordneten
Trocknern. Die verschiedenen Zufuhrmengen zu den jeweiligen
Reaktoren sind zusammen mit der Menge des in jedem
Reaktor erzeugten Rußes und der Volumina der dazugehörigen
Abgase angegeben. Als Ausgangsmaterial wurde in jedem
Fall ein schweres aromatisches Rückstandsöl verwendet, das
den Industriestandard für diese Anwendung erfüllt.
Wie vorstehend ausgeführt, ergeben sich bei der Verwendung
von reinem Sauerstoff als Oxidationsmittel Temperaturen
oberhalb der Temperatur, der übliche feuerfeste Materialien
über einen längeren Zeitraum widerstehen können. Während
die Satellitenreaktoren 2 und 3 mit feuerfesten Materialien
ausgekleidet sind, besteht der Primärreaktor 1 vollständig
aus einer Metallkonstruktion unter Verwendung einer äußeren
Kühlung. Der Aufbau dieses Ofens entspricht dem gemäß der
US-PS 30 60 003.
Der Innendurchmesser der Verbrennungskammer des Reaktors
betrug 48,3 cm und die Länge der Kammer betrug 38,1 cm.
Die Drosselöffnung hatte 15,2 cm Durchmesser und 30,5 cm Länge.
Der Tunnel oder die Reaktionszone weist zwei Abschnitte
auf; der erste oder stromaufwärts liegende Abschnitt hat
35,6 cm Innendurchmesser und 1,73 m Länge. Alle vorstehend
genannten Komponenten des Ofens sind mit einem äußeren Mantel
versehen, so daß man einen getrennt eingeschlossenen Ringraum
von etwa 1,3 cm für jede Komponente erhält. Während des
Betriebs des Ofens beträgt die Kühlwassermenge in dem Ringraum,
der den stromaufwärts liegenden Abschnitt des Tunnels
umgibt, 113,6 l/min, während die Mengen in den Ringräumen um
die Drossel und die Verbrennungskammer 151,81 bzw. 227,2 l/min
betragen. Mit dem stromaufwärts liegenden Abschnitt des
Tunnels ist ein mit feuerfestem Material ausgekleideter Abschnitt
verbunden, der den gleichen Innendurchmesser aufweist
und 3,66 m lang ist. Beim Betrieb des Primärreaktors
erfolgt das Löschen der Pyrolysereaktion an einer Stelle, die
3,66 m stromabwärts von dem Drosselabschnitt liegt.
Die Gasmengenangaben in der Zeichnung beziehen sich auf
Normalbedingungen.
Claims (2)
- Verfahren zur Herstellung von Furnaceruß durch Erzeugen eines Stromes turbulenter Verbrennungsgase aus einem Brennstoff und einem mindestens 70 Vol.-% Sauerstoff enthaltenden gasförmigen Oxidationsmittel in stöchiometrischem Überschuß, Einbringen eines normalerweise flüssigen Kohlenwasserstoffs als Rußrohstoff in die Verbrennungsgase, Pyrolyse des Rußrohstoffs in den Verbrennungsgasen zu Ruß und Abgas, Quenchen des Ruß/Abgas-Aerosols und Abfiltrieren des Rußes von dem Abgas, wobei folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:
- a) Bis zum Erreichen des Gleichgewichtszustandes kontinuierlicher Rußproduktion Einsatz eines Kohlenwasserstoffs als Brennstoff;
- b) nach erreichtem Gleichgewichtszustand Ersatz des Kohlenwasserstoff-Brennstoffs durch einen Teil des gefilterten, im wesentlichen von kondensierbaren Gasen befreiten Abgases, wobei die rückgeführte Abgasmenge so eingestellt wird, daß bei im wesentlichen gleichem stöchiometrischen Überschuß an Oxidationsmittel eine Verbrennungstemperatur erhalten wird, die etwa gleich der beim Verbrennen des anfänglich eingeleiteten Kohlenwasserstoff-Brennstoffs ist,
- dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gleichgewichtszustand der Rest des gefilterten Gases als Brennstoff in mindestens einen anderen Rußofen eingeleitet und mit einem stöchiometrischen Überschuß an Luft zu einem turbulenten Gemisch von Verbrennungsgas verbrannt wird, in das ein normalerweise flüssiger Rußrohstoff zur Pyrolyse eingespritzt wird.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/199,173 US4393034A (en) | 1980-10-22 | 1980-10-22 | Energy efficient process for the production of carbon black |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3141779A1 DE3141779A1 (de) | 1982-06-16 |
DE3141779C2 true DE3141779C2 (de) | 1992-04-09 |
Family
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Family Applications (1)
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Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4460558A (en) * | 1981-10-02 | 1984-07-17 | Phillips Petroleum Company | Recovery of carbon black |
US4540560A (en) * | 1982-08-30 | 1985-09-10 | Phillips Petroleum Company | Carbon blacks |
US4554149A (en) * | 1983-07-29 | 1985-11-19 | Phillips Petroleum Company | Method for producing carbon black |
US4765964A (en) * | 1983-09-20 | 1988-08-23 | Phillips Petroleum Company | Carbon black reactor having a reactor throat |
US5011670A (en) * | 1989-03-07 | 1991-04-30 | Air Products And Chemicals, Inc. | Integrated reformer process for the production of carbon black |
US6348181B1 (en) | 1993-06-15 | 2002-02-19 | Cabot Corporation | Process for producing carbon blacks |
JP2964119B2 (ja) * | 1993-11-22 | 1999-10-18 | 中部助川興業株式会社 | シーズヒータ |
WO2000032701A1 (en) * | 1998-12-04 | 2000-06-08 | Cabot Corporation | Process for production of carbon black |
US20050089468A1 (en) * | 2003-10-22 | 2005-04-28 | Wansbrough Robert W. | Process for improved carbon black furnace reactor control and utilization of flue gas as reactor fuel |
JP4902520B2 (ja) * | 2007-12-21 | 2012-03-21 | 株式会社ストロベリーコーポレーション | ヒンジ装置並びにスライド装置並びにこれらを用いた電子機器 |
CN101831205B (zh) * | 2010-04-30 | 2012-05-30 | 曲靖众一精细化工股份有限公司 | 炭黑原料油相对无氧状态生产炭黑的方法 |
CN101838480B (zh) * | 2010-04-30 | 2012-08-29 | 曲靖众一精细化工股份有限公司 | 甲烷高温裂解联产炭黑及高纯氢气的方法 |
WO2021223789A1 (de) | 2020-05-05 | 2021-11-11 | Suncoal Industries Gmbh | Biogenes schwarzpigment, verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung |
KR20240004962A (ko) | 2021-05-05 | 2024-01-11 | 선콜 인더스트리즈 게엠베하 | 생체 유래의 흑색 안료와 이것의 제조 방법 및 용도 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2623811A (en) * | 1949-11-16 | 1952-12-30 | Huber Corp J M | Process for producing carbon black and valuable by-product gases |
FR1044788A (fr) * | 1950-06-19 | 1953-11-20 | Phillips Petroleum Co | Procédé perfectionné de production de noir de fumée |
US2672402A (en) * | 1951-05-23 | 1954-03-16 | Cabot Godfrey L Inc | Process of producing carbon black and synthesis gas |
US2796327A (en) * | 1953-08-21 | 1957-06-18 | Phillips Petroleum Co | Process for producing carbon black, acrylonitrile and hydrogen cyanide |
DE1204766B (de) * | 1960-05-13 | 1965-11-11 | Continental Carbon Comp | Verfahren zur Herstellung von Russ |
US3076695A (en) * | 1961-06-22 | 1963-02-05 | Sid Richardson Carbon Co | Process and apparatus for the production of carbon black |
GB991483A (en) * | 1961-09-18 | 1965-05-12 | Finacalor Ag | Preparation of carbon black |
GB963526A (en) * | 1961-09-23 | 1964-07-08 | Degussa | Process for the production of furnace black |
FR1330498A (fr) * | 1962-08-02 | 1963-06-21 | Degussa | Procédé de fabrication du noir de fumée et installation pour sa mise en oeuvre |
FR1466267A (fr) * | 1965-05-31 | 1967-01-20 | Perfectionnements à la fabrication du noir de carbone | |
AU1991967A (en) * | 1967-04-05 | 1968-10-10 | Union Carbide Corporation | Manufacture of carbon black |
US4088741A (en) * | 1976-03-03 | 1978-05-09 | J. M. Huber Corporation | Carbon black process |
US4058590A (en) * | 1976-04-14 | 1977-11-15 | Sid Richardson Carbon & Gasoline Co. | Carbon black reactor with turbofan |
US4206192A (en) * | 1977-11-03 | 1980-06-03 | Phillips Petroleum Company | Method for producing carbon black |
US4237092A (en) * | 1978-10-02 | 1980-12-02 | Phillips Petroleum Company | Method and apparatus for producing carbon black |
US4261964A (en) * | 1979-07-16 | 1981-04-14 | J. M. Huber Corporation | Utilization of combustible components of a tail-gas in the manufacture of carbon black at a high production rate |
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