DE932816C - Vorrichtung zur Herstellung von Russ aus Acetylen - Google Patents

Vorrichtung zur Herstellung von Russ aus Acetylen

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DE932816C
DE932816C DEI6443A DEI0006443A DE932816C DE 932816 C DE932816 C DE 932816C DE I6443 A DEI6443 A DE I6443A DE I0006443 A DEI0006443 A DE I0006443A DE 932816 C DE932816 C DE 932816C
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DE
Germany
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acetylene
bundle
soot
chambers
tubes
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Expired
Application number
DEI6443A
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English (en)
Inventor
Arthur E Fross
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INT GAS RUSS AG
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INT GAS RUSS AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C09C1/54Acetylene black; thermal black ; Preparation thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Description

  • Vorrichtung zur Herstellung von Ruß aus Acetylen Es ist bereits bekannt, Ruß durch explosionsartiges Verbrennen Kohlenwasserstoffe enthaltender Gasgemische in Druckkammern zu erzeugen, in denen gruppenweise und in cyclischer Reihenfolge der Gruppen das Gasgemisch eingefüllt und entzündet wird, worauf der entstandene Ruß mit den Verbrennungsgasen abgeführt wird.
  • Die bekannten Anlagen zur Durchführung dieses Verfahrens verwenden Druckkammern von verhältnismäßig großem Inhalt, z. B. ioo Litern und mehr. Um die Wandstärken dieser Kammern innerhalb erträglicher Grenzen zu halten, kann nicht mit derart hohen Drücken gearbeitet werden, daß eine hohe Ausbeute an Ruß erhalten wird. Beispielsweise zeigen Versuche, daß bei der Rußerzeugung aus einem Acetylen-Luft-Gemisch in Kammern von io Litern Inhalt die Ausbeute 25 0/0 Ruß, tiefschwarz, beträgt, in Kammern von .4o Litern Inhalt 2o 0/a Ruß, grauschwarz, und in Kammern von 28oLitern Inhalt io% Ruß, grau und knollig.
  • Bei der Explosion entstehen sehr hohe Temperaturen, und die cyclische Reihenfolge, in der die Explosionen stattfinden, hängt wesentlich davon ab, wie rasch die Kammern gekühlt werden können. Bisher hat man die großen Kammern von außen durch Wasser gekühlt, und es mußte mit einer Kühlzeit von etwa io Minuten gerechnet werden. Außerdem erforderten die großen Kammern etwa 5 Minuten Zeit zum Füllen, Schließen, zur Zündung, zum Öffnen und Ausblasen, so daß nur etwa alle 15 Minuten Explosionen in der gleichen Kammer erfolgen konnten. Versuche, in Kammern mit Innenkühlung zu arbeiten, ergaben sowohl betriebliche als auch konstruktive Schwierigkeiten, so daß sich solche Anlagen in der Praxis nicht durchsetzen konnten.
  • Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Herstellung von Ruß aus Acetylen vorgeschlagen, bei der in einem Kühlbad eine Mehrzahl von in Bündeln zusammengefaßten, vertikalen, rohrförmigen, unten sich konisch verengenden, höchstens z 1 Innenvolumen besitzenden Reaktionskammern mit je einer zentralen Kammer in jedem Bündel vorgesehen sind. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Rohre eines jeden Bündels oben durch einen gemeinsamen Deckel verschlossen sind, die zentrale Kammer eines jeden Rohrbündels eine Zündvorrichtung aufweist und durch Kanäle in einer die oberen Rohrenden zusammenhaltenden Lochplatte mit den übrigen Rohren des Bündels verbunden ist und alle Rohre eines Bündels unten in eine gemeinsame Leitung münden.
  • Durch diese Ausbildung ist es möglich, den Arbeitszyklus bei der Herstellung von Acetylenruß auf etwa 16 Sekunden herabzusetzen, was im Verein mit der durch die kleineren Explosionskammern bedingten, viel höheren Ausbeute von etwa 851/o eine stark verbesserte Gesamtausbeute gegenüber den bekannten Anlagen ergibt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Ruß ist in den Zeichnungen dargestellt; an Hand deren sei auch die Herstellung von Ruß beschrieben.
  • Fig. i zeigt einen Teil der Vorrichtung im Schnitt; Fi.g. 2 ist ein Schnitt nach Linie II-II in Fig. i:; Fig. 3 ist ein Schritt nach Linie III-III in Fig. i. In der Fig. i sieht man einen Schnitt durch je drei Kammern i von zwei je sieben Kammern aufweisenden Rohrbündeln oder Batterien 2. Die Anordnung der rohrförmigen, sich im unteren Viertel konisch verengenden Kammern ist so, daß je sechs Kammern in einem Kreis um eine zentrale Kammer herum angeordnet sind, die die Zündeinrichtung 3, z. B. eine Kerze oder einen Glühdraht, trägt, wobei die Kammern durch die Bohrungen 4 in der Lochplatte 5 mit der zentralen Kammer in Verbindung stehen und von dieser aus zur Zündung gebracht werden. Die Rohre von z. B. 525 mm Länge, etwa 5o mm lichter Weite im zylindrischen Teil und etwa 7,5 mm Wandstärke sind oben in eine Lochplatte 5 eingeschweißt oder -gelötet und durch den Deckel 6, der mittels der Gewindebolzen 7 fest angezogen werden kann, verschlossen. Damit die Zündvorrichtung nicht mit der Kühlflüssigkeit in Berührung kommt, ist um diese herum eine rohrförmige, über das Niveau 8 der Kühlflüssigkeit herausragende Abschirmung g vorgesehen. Die konisch auslaufenden unteren Enden io der -sieben Kammern einer Batterie stehen durch die Leitungen ii .mit einem gemeinsamen Rohr 12 in Verbindung, und die Rohre 12 von. vier Batterien münden in den Krümmer 13, der an die Zuleitung 14 für das Acetylen, i4' für die Luft und die Ableitung 15 für den Ruß und die Restgase angeschlossen ist. Mit den Rohren 14, i4' und 15 verbundene, nicht dargestellte Ventile bewirken, daß periodisch Frischgas, @d. h. zuerst Acetylen und dann Luft oder Sauerstoff, in die Kammern gepreßt wird und nach jeder Detonation der Ruß mit den Restgasen aus den Kammern abgeführt wird.
  • Die Batterien 2 sind an ihren Tangierungsstellen miteinander verschweißt und stehen durch die Bohrungen 4' miteinander in Verbindung, um einen besseren Ausgleich der Gasverteilung und,der Zündung zu bewirken.
  • Die Batterien 2 ruhen auf den Halteelementen 16, die an den Wandungen :des Kühlgefäßes 17 befestigt sind. Für die Kühlflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, ist ein unterer Einlaßstutzen 18 und ein oberer Überlauf ig vorgesehen. Gegebenenfalls empfiehlt es sich, auch ein Rührwerk zum Umwälzen des Kühlmittels vorzusehen. Die Zuführvorrichtungen für das frische Acetylen und die Trenn- und Sammelvorrichtungen für den Ruß und die Restgase sind an sich bekannt und seien deshalb hier nur erwähnt, aber nicht ausführlich beschrieben.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann Beschickung mit Gas, Explosion und Ausstoßen des erzeugten Rußes immer gleichzeitig in den 2r8 Druckkammern einer Gruppe von vier Batterien stattfinden. Während eine Gruppe mit den Gasen beschickt wird, -findet in einer nächsten Gruppe Schließen der Einlaßwentile, Zündung und Explosion statt, in einer weiteren Gruppe Öffnen der Auslaßventile und Ausblasen des erzeugten. Rußes und in den beiden restlichen Gruppen die Kühlung. Das zeitliche Nacheinander der Betätigung von Einlaß- und Auslaßventilen der verschiedenen Gruppen wird durch entsprechende Einstellung der Steuerventile erreicht. Auf diese Weise läßt sich ein Arbeitszyklus durchführen, bei dem z. B. alle 16 Sekunden eine Explosion in den Druckgefäßen jeder Gruppe stattfindet.
  • Zwecks Erhöhung der Ausbeute wird z. B. bei einem Acetylen-Luft-Gemisch mit Einfülldrücken von 1,5 atü für Acetylen und 6,5 atü für Luft, also einem Gesamteinfülldruck von 8 iatü, gearbeitet, wobei durch die Explosion eine Druckerhöhung auf etwa i2o atü erfolgt. Dabei wird eine Ausbeute bis zu 8o '/o, des eingeführten Kohlenstoffgehaltes erzielt, und das Endprodukt ist ein tiefschwarzer, voluminöser Gasruß, der so in einem einzigen Arbeitsgang erhalten wird.
  • Bei Verwendung eines Acetylen-Sauerstoff-Gemisches sind z. B. die Einfülldrücke für Acetylen 4,5 atü und für Sauerstoff 1,5 atü, der Gesamteinfülldruck beträgt also 6 atü, während der " Reaktionsdruck auf etwa i5o atü steigt.
  • Es ist auch möglich, das Acetylen mit der Luft schon vorher zu vermischen und das Gasgemisch in .die Vorrichtung hineinzupressen.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zur Herstellung von Ruß aus Acetylen durch explosionsartiges Verbrennen von Acetylen-Sauerstoff;Gemischen in geschlossenem Raume, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem Kühlbad eine Mehrzahl von in Bündeln zusammengefaßten, vertikalen, rohrförmigen, unten sich konisch verengenden, höchstens i 1 Innenvolumen besitzenden Reaktionskammern mit je einer zentralen Kammer in jedem Bündel aufweist, die Rohre eines jeden Bündels oben durch einen gemeinsamen Deckel verschlossen sind, die zentrale Kammer eines jeden Rohrbündels eine Zündvorrichtung aufweist und durch Kanäle in einer die oberen Rohrenden zusammenhaltenden Lochplatte mit den übrigen Rohren des Bündels verbunden ist und alle Rohre eines Bündels unten in eine gemeinsame Leitung münden.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß vier Bündel zu einem quadratischen Aggregat zusammengefaßt sind und die vier unteren Leitungen der vier Bündel wiederum in eine gemeinsame Leitung münden.
DEI6443A 1952-10-12 1952-10-12 Vorrichtung zur Herstellung von Russ aus Acetylen Expired DE932816C (de)

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