DE964759C

DE964759C - Process for storing carbon black

Info

Publication number: DE964759C
Application number: DED20923A
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Backe; Dr Erich Wiebeck
Original assignee: Deutsche Gasrusswerke GmbH
Current assignee: Deutsche Gasrusswerke GmbH
Priority date: 1955-07-23
Filing date: 1955-07-23
Publication date: 1957-05-29

Description

Verfahren zur Lagerung von Ruß Die Erfindung betrifft ein Verwahren zur Lagerung von Ruß, insbesondere von zur Selbstentzündung neigenden Rußsorten, wie sie in Form der sogenannten Aktivruße zur Erzielung besonderer Festigkeitseigenschaften in der Kautschukindustrie in großen Mengen gebraucht werden. Diese Ruße zeichnen sich durch eine besonders geringe Korngröße aus und besitzen dementsprechend eine außerordentlich große Oberfläche, die ihnen eine erhebliche Reaktionsfähigkeit verleiht. Diese Neigung zur Oberflächenreaktion macht sich nun besonders dann sehr unangenehm bemerkbar, wenn größere Mengen solcher Rußsorten gelagert werden, da sich dabei kurz nach der Herstellung exotherme Reaktionen abspielen, die zu einer allmählich steigenden Erwärmung der Rußmengen und schließlich zur Selbstentzündung führen.Process for storing carbon black The invention relates to storage for the storage of soot, especially types of soot that tend to self-ignite, as they are in the form of so-called active carbon blacks to achieve special strength properties are used in large quantities in the rubber industry. Draw these soot are characterized by a particularly small grain size and accordingly have a extraordinarily large surface area, which gives them considerable responsiveness. This tendency to surface reactions makes itself particularly uncomfortable noticeable when larger quantities of such types of soot are stored, as this results in Exothermic reactions take place shortly after manufacture, leading to a gradual increasing warming of the amount of soot and ultimately lead to spontaneous combustion.

Solche Prozesse treten schon bei niedriger Temperatur stark in Erscheinung. Die Folge davon ist, daß eine Bunkerung dieser Rußsorten in frisch bereitetem Zustand bisher nicht möglich war. In der Praxis hilft man sich damit, daß man kleinere Gebinde, z. B. Papiersäcke, mit einem Fassungsvermögen von etwa 20kg zur Abfüllung benutzt und diese unter Vermeidung einer Stapelung mit Zwischenräumen zunächst auf größeren Lagerflächen abstellt Man benötigt so für eine Rußmenge von einer Tonne eine Lagerfläche von etwa Ion2, ein Platzaufwand, der bei großen Erzeugungskapazitäten erhebliche Nachteile mit sich bringt. Immerhin erreicht man auf diese Weise, daß die Temperaturerhöhung von 20 bis 400, die' beim Lagern kurz nach der Herstellung eintritt, in den meisten Fällen gefahrlos abklingt, ehe sich der Ruß entzündet. Obwohl das Temperaturmaximum in der Regel nach 12 Stunden erreicht ist, müssen die Säcke aus Sicherheitsgründen noch mehrere Tage zum Abkuhlen in vereinzelter Form stehenbleiben, womit eine zusätzliche Inanspruchnahme von Lagerfläche verbunden ist. Erst nach dieser Zeit kann der Ruß in den Säcken gefahrlos gestapels oder zum Versand gebracht werden.Such processes are already evident at low temperatures. The consequence of this is that these types of soot are bunkered in a freshly prepared state was previously not possible. In practice, one helps oneself by using smaller containers, z. B. paper sacks, used with a capacity of about 20kg for filling and these initially on larger ones, avoiding stacking with gaps Placing storage areas You need a storage area for a ton of soot of about Ion2, a space requirement that is considerable in the case of large generation capacities Disadvantages with itself brings. After all, in this way one achieves that the temperature increase from 20 to 400, the 'when storing shortly after manufacture occurs, in most cases it subsides safely before the soot ignites. Although the maximum temperature is usually reached after 12 hours, the For safety reasons, sacks still have several days to cool down in isolated form stand still, which is associated with additional use of storage space is. Only after this time can the soot be safely stacked or used in the sacks Shipping will be brought.

Wenn der Ruß zum Verbraucher nicht in Papiersäcken, sondern in Behälterwagen, d. h. in Gebinden von mehreren Tonnen, transportiert werden muß, ist auch das vorstehend geschilderte umständliche und kostspielige Verfahren nicht durchführbar. Ein unmittelbares Einfüllen des Frischrußes in Silowagen wäre auch dann nicht möglich, wenn etwa die Behälter nach ihrer Füllung hermetisch gegen die Außenluft abgeschlossen würden, da erfahrungsgemäß bereits der mit dem Ruß in die Behälter eingeschleppte Sauerstoff ausreichen würde, um eine unzulässige Temperatursteigerung mit der Gefahr der Selbstentzündung zu bewirkten,. Auch eine Behandlung des Rußes mit inerten Gasen ist nicht geeignet, Abhilfe zu schaffen, da, abgesehen von dem damit verbundenen hohen Aufwand, die exotherme Oberffächenreaktion nach der Entnahme des Rußes aus dem Bunker einsetzen würde. Im übrigen ist es nicht nur aus Sicherheitsgründen, unerläßlich, diese Nachreaktionen des lagernden Rußes zu unterbinden, sondern auch deswegen, weil sich gezeigt hat, daß mit einer langdauernden Lagerung des Rußes bei zu hoher Temperatur eine unzulässige Änderung der Qualität hinsichtlich der gummitechnischen Eigenschaften verbunden ist. If the carbon black is not delivered to the consumer in paper sacks, but in container trolleys, d. H. must be transported in containers of several tons, that is also above The laborious and costly procedures described cannot be carried out. An immediate one Filling the fresh soot into silo wagons would also not be possible if, for example, the Containers would be hermetically sealed from the outside air after they were filled, experience has shown that the oxygen carried into the container with the soot is already present would be sufficient to prevent an unacceptable increase in temperature with the risk of spontaneous combustion to effect. Treatment of the soot with inert gases is also not suitable, To remedy the situation, apart from the associated high effort, the Start exothermic surface reaction after removing the soot from the bunker would. Incidentally, it is not only for safety reasons that these post-reactions are essential of the stored soot, but also because it has been shown that with long-term storage of the soot at too high a temperature an impermissible Change in quality with regard to the technical rubber properties is.

Es wurde nun gefunden, daß entgegen den berechtigten Bedenken es möglich ist, frisch erzeugten Ruß, insbesondere solchen, der zur Selbstentzündung neigt, gefahrlos zu lagern und jede Qualitätsänderung sowie eine unzulässige Selbstentzündung zu unterbinden, wenn man ihn während der Lagerung mit sauerstoffhaltigen Gasen oder Gasgemischen, insbesondere Luft, behandelt. It has now been found that, contrary to legitimate misgivings, it it is possible to produce freshly produced soot, especially those that spontaneously ignite tends to store safely and any change in quality as well as impermissible spontaneous combustion to prevent if you use oxygen-containing gases or during storage Gas mixtures, especially air, treated.

Es hat sich gezeigt, daß beliebige Mengen von Ruß nach diesem Verfahren gelagert werden können, ohne daß die Entzündungstemperatur erreicht wird, wenn dafür Sorge getragen wird, daß der Ruß von Luft oder anderen sauerstoffhaltigei Gasen in feiner Verteilung durchströmt wird, bis die zu dem schädlichen Temperaturanstieg führende Reaktion beendet ist. Dabei ergibt sich der Vorteil, daß durch die gründliche Berührung des Rußes mit frischer Luft die Reaktion offenbar beschleunigt abläuft, so daß die Behandlungsdauer gegenüber der Zeit, die für die Lagerung in kleinen Gebinden bisher erforderlich war, erheblich' abgekürzt werden kann. It has been shown that any amount of carbon black can be removed by this method can be stored without reaching the ignition temperature, if for that Care is taken that the soot from air or other oxygen-containing gases is flowed through in fine distribution until the harmful temperature rise leading reaction has ended. This has the advantage that through the thorough Contact of the soot with fresh air evidently accelerates the reaction, so that the treatment time versus the time it takes for storage in small Binding was previously required can be shortened 'considerably'.

Üblicherweise ist es nicht erforderlich, den Ruß mit der Luft etwa umzuwälzen oder auf andere Weise intensiv zu vermischen, sondern es genügt vielmehr, wenn man Luft in feinen Strahlen von unten durch die praktisch ruhende Rußmasse hindurchströmen läßt. Es bilden sich dabei keine bevorzugten Luftwege aus, sondern die Luft verteilt sich mehr oder weniger gleichmäßig durch das gesamte Volumen, zumindest so weit, daß in jedem Volumenelement genügend Gas für die Beschleunigung der Reaktion und die Abführung der Reaktionswärme zur Verfügung steht. Dabei kann das Verfahren sowohl auf frischen, unbehandelten, wie auch auf verdichteten, insbesondere geperlten Ruß angewendet werden. Usually it is not necessary to blow the soot with the air to stir or to mix intensively in some other way, but rather it is sufficient to when you get air in fine jets from below through the practically dormant soot mass lets flow through. There are no preferred airways, but rather the air is distributed more or less evenly through the entire volume, at least so far that there is enough gas in each volume element for the acceleration the reaction and the dissipation of the heat of reaction is available. Here can the method both on fresh, untreated, as well as on compacted, in particular beaded soot can be applied.

Wie erwähnt, benutzt man als sauerstoffhaltiges Gasgemisch am einfachsten Luft. Man kann die Luft zweckmäßig mit Wasserdampf sättigen oder ihr auch Kohlendioxyd beifügen und schließlich nachteiner anderen Ausführungsform auch gezeigt nete Rauchgase zur Belüftung der Bunker verwenden. As mentioned, it is easiest to use as an oxygen-containing gas mixture Air. The air can be suitably saturated with water vapor or it can also be saturated with carbon dioxide add and finally in another embodiment also shown smoke gases use to ventilate the bunkers.

Dauer und Menge der Luftbeströmung richten sich im allgemeinen nach der jeweils sich einstellenden Lagertemperatur. Im Interesse einer guten Rußqualität soll die Belüftung bzw. Begasung im allgemeinen so vorgenommen werden, daß Temperaturen über 350 im Ruß nicht überschritten werden. The duration and amount of the air flow generally depend on it the storage temperature that is set in each case. In the interests of good carbon black quality the aeration or fumigation should generally be carried out so that temperatures over 350 in the soot are not exceeded.

Besonders zweckmäßig gestaltet sich das Verfahren der Erfindung, wenn das Gas bzw. die Luft automatisch nach der jeweiligen Bunkertemperatur gesteuert wird. Auf diese Weise wird eine sehr sparsame Belüftung sichergestellt, da die Luftzufuhr sich sofort abschaltet, wenn die zulässigen maximalen Temperaturen unterschritten sind. The method of the invention is particularly expedient, if the gas or air is automatically controlled according to the respective bunker temperature will. In this way a very economical ventilation is ensured, since the air supply switches itself off immediately if the temperature falls below the permissible maximum are.

Die Wirksamkeit des V;erfahfens ergibt sich aus dem folgenden Vergleichsbeispiel: Beispiel I In einem vertikalen Rohrbunker von I,20 m Durchmesser und 6,50 m Höhe wurden 2,1 t frisch erzeugter Perlruß eingelagert. Nach der Füllung wurde, der Bunker geschlossen. Während 5 Wochen steigerte sich die Anfangstemperatur des Rußes von 400 auf 1550. Der bei dieser Temperatur abgefüllte Ruß geriet sofort in Brand. Nachdem der Bunker wieder abgekühlt war, zeigte sich bei der Einmischung in Kautschuk, daß sich der Modulwert im- Gegensatz zu dem in üblicher Weise in Säcken gelagerten Ruß erheblich verschlechtert hatte, so daß eine starke Qualitätsverminderung für 'den Verbrauch in der Kautschukindustrie eingetreten war. The effectiveness of the V; experience results from the following comparative example: Example I In a vertical pipe bunker 1, 20 m in diameter and 6.50 m in height 2.1 t of freshly produced pearl soot were stored. After the filling was finished, the bunker closed. During 5 weeks, the initial temperature of the soot increased from 400 to 1550. The soot filled at this temperature immediately caught fire. After this the bunker had cooled down again, when mixed with rubber, it was found that The modulus value is in contrast to the soot usually stored in sacks had deteriorated considerably, so that a great decrease in quality for the Consumption in the rubber industry had occurred.

Beispiel 2-Der gleiche Ruß wurde in den gleichen Bunker eingefüllt, der am Boden mit einer sternförmigen Luftverteilungsvorrichtung versehen war. Es wurden etwa 50 m3 Luft stündlich mit einem Uberdruck von 0,5 atü eingeleitet, so daß die Temperatur des Rußes nicht über 350 stieg. Nach 20stündigem Einleiten wurde die Luftzufuhr abgestellt, und es zeigte' sich, daß eine erneute Temperaturerhöhung nicht mehr eintrat. Der Ruß ließ sich aus dem Bunker abfüllen, ohne sich zu erwärmen oder zu brennen. Die Qualität war unverändert geblieben. Example 2-The same carbon black was poured into the same bunker, which was provided with a star-shaped air distribution device on the ground. It 50 m3 of air were introduced every hour at an overpressure of 0.5 atü, so that the temperature of the soot did not rise above 350. After 20 hours of initiation the air supply was turned off, and it was found that a renewed increase in temperature no longer entered. The soot ran out fill the bunker without to warm or burn. The quality remained unchanged.

PATENTANSPROCHE: I. Verfahren zur Lagerung von Ruß, insbesondere von zur Selbstentzündung neigende Ruß, dadurch gekennzeichnet, daß durch den (gegebenenfalls verdichteten) Ruß sauerstoffhaltige Gase oder Gasgemische, insbesondere Luft, in feiner Verteilung hindurchgeleitet werden. PATENT CLAIM: I. Methods for storing carbon black, in particular of soot tending to spontaneously ignite, characterized in that the (possibly compressed) soot, oxygen-containing gases or gas mixtures, especially air, in fine distribution are passed through.

Claims

2. The method according to claim I, characterized in that by appropriate Selection of air volume and flow rate the storage temperature below 350 is held.

3. The method according to claims I and 2, characterized in that The duration and amount of air supply can be regulated automatically according to the storage temperature.

4. Process according to Claims I to 3, characterized in that air saturated with water vapor is used.

5. Process according to Claims 1 to 4, characterized in that carbon dioxide containing gas mixtures, e.g. B. purified flue gases can be used.