JPH0778183B2 - フア−ネスブラツクを製造する方法および反応器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、フアーネズブラツクを製造する方法および反
応器に関する。

従来の技術 カーボンブラツクの世界的生産量の大部分、殊に高い外
力を受けるゴム製品の充填のために必要なフアーネスブ
ラツクは、フアーネスブラツク法に従い製造される。こ
の場合に原則的に、ガス状または液状の燃料（今日では
たいてい天然ガス）を耐火性ライニングを有する管状
の、たいてい水平に配置された流動反応器中で、接線方
向に空気を導入して燃焼させることにより高温の回転す
る燃焼ガスの質量を形成させ、次に該質量中へたいてい
軸方向に、反応器中へ突出する、１成分−または２成分
噴霧ノズルを有する油インゼクターを用いて芳香族炭化
水素分の高い組成を有する液体炭化水素、たとえば石炭
化学ないし石油化学の油が噴射される。

約1400〜1800℃の高い温度において、導入された炭化水
素は、おもに炭素（カーボンブラツク）と水素とに分解
される。若干の公知方法は、本来のカーボンブラツク形
成部に前設された別個の予燃焼廃室中で燃焼ガスをつく
る。この場合に、ピストン送風機またはターボ送風機を
用いて、たいてい熱交換器中で反応器から出る反応混合
物で300〜600℃またはこれよりも高い温度に予熱されて
いる燃焼用空気が燃焼室中へ接線方向に、１つまたは複
数の（後者の場合には対称に配置された）燃焼室周囲に
設けられた通路孔によつて、旋回流しが生じるように吹
き込まれる。

この意図的に惹起された旋回理中へ、たとえば西ドイツ
国特許第2410565号明細書中に記載されているようなバ
ーナー／インゼクター組み合わせから燃料、たとえば燃
料ガスが導入されるので、高温の回転するガス質量が生
じ、これは反応管の内壁により支持されて反応帯域をら
旋状に前進し、この反応帯域中へカーボンブラック原料
が極めて微細な粒子で噴射されて十分に完全燃料する。

フアーネスブラツクを製造するための１つの重要な条件
は、カーボンブラツク原料の高温の燃焼ガス中への混入
を迅速に行なう点に認められる。迅速かつ強力な混合を
惹起するための有効な手段は、回転する高温ガス質量
を、カーボンブラツク原料を噴射後、その間または噴射
の直前に、反応器中の狭隘個所を通過させることであ
る。このことは、反応器の内部輪郭を、適当な組み込み
部材、たとえば所謂リストリクターリングまたはたとえ
ば円すい形、中細形、ベンチユリ形または他の形状の輪
郭を有することのできる他の組み込み部材により収縮す
ることにある。

高温の燃焼ガスからなる旋回流は、別の方法でも実現さ
せることができる。このための１つの方法は、燃料添加
を前設された燃焼室の周辺部から、たとえば接線方向に
供給される燃焼用空気中へ導入することにより行なうこ
とである。

西ドイツ国特許出願公告第1592852号明細書に記載され
た別の方法は、燃料を軸方向へ、ベンチユリ反応器の上
流側端部に側方および接線方向に設けられた縦に延びる
円筒状燃焼室の１端部へ注入し、空気を接線方向に燃焼
室の同一端部に導入し、次に生じる高温の燃焼ガスを、
接線方向に、反応器室の上流側に設立され、円筒状区間
として構成された端部に導入することを規定する。

燃焼用空気および燃料を導入するためのもう１つの方法
は、別個の燃焼室なしであり、燃焼用空気と燃料とを、
大体において接線方向の取付けで、反応器の端面側の近
くで円形またはスリツト状の供給通路で反応器中へ開口
する１つまたは複数の通路中で混合する。空気／燃料ガ
ス混合物を製造するために、通路通にガスランスが移動
可能に配置されている。燃料ガスの代わりに液体燃料を
使用する場合、ガスランスは適当な１成分−または２成
分噴霧器により代えられている。

しかし燃焼用空気および燃料は、カーボンブラツク炉の
前方部分の円周に接線方向に設けられた別個の通路によ
り導入することもでき、その際これらは炉中に形成され
る旋回流内ではじめて混合されかつ燃焼される。

これら全ての炉構造の場合に、既に反応器の前方部分
で、高温の燃焼生成物からなるら旋状の旋回質量が生
じ、この質量中へカーボンブラツク原料を特定の区間の
後に、場合により狭隘個所の前、中またはそのすぐ後で
噴射することができる。燃料と燃焼用空気とをそれらが
反応器中に入る前に予備混合することにより反応器をコ
ンパクトに構成することが可能となる。したがつて、フ
アーネスブラツク反応器の前述の全ての構造は、分解反
応のためのガス状熱媒体の強力な旋回の構成を目的にし
ており、その際縮流装置を使用した場合旋回は実際に影
響されるが、相殺されない。旋回の作用は、カーボンブ
ラツク原料を噴霧する際に高温の燃焼ガス中へ噴射され
る小液滴が、自発的方向変化によりなお小さい粒子に剪
断されることに認められる。この場合に有効となる剪断
力については、旋回強度との正比例関係が認められた。

ところで、旋回ガス質量の形成は、著しい機械的エネル
ギー消費の原因となる。回転する高温ガス円筒体は、実
際の状態では完全に対称に回転しないで、ほぼ対称的に
回転し、かつ渦流の目の関係で噴射される油の絶対的回
転対称を得ることはできないので、油滴は反応器壁、す
なわちライニングを備える反応器の場合にはライニング
に衝突し、ここでコークス化し、ライニングの部分を剥
離し、かつその他にカーボン原料油／高温ガスの割合の
変化をも惹起する。これによりヨウ素価が増大し；所望
のカーボンブラツクの調節された品質パラメーターが変
化しうる。その理由は原料油がカーボンブラツク形成か
ら取り去られるからである。沈積したコークスは前記の
理由から炉内壁の部分に非対称に成長し、時間の経過に
つれて化学的および機械的効果により、存在するライニ
ングを損ない、分離した粒子により製品を汚染する。し
たがつて、少なくとも活性カーボンブラツクの全規格品
を製造することができ、かつ前記の障害がほとんど、ま
たはもはや出現しない方法を見い出すという強い要求が
生じた。

発明を達成するための手段 ところで、反応器内の支配的流動状態に関して新規でか
つ上記の問題を十分に解決する方法および該方法を実施
しうる炉構造を開発することができた。

本発明によれば、フアーネスブラツクを、液体炭化水素
を高温の燃焼ガス中で熱分解することにより製造するた
めの反応器は、前端部が端壁により閉鎖され、後端部が
開いており、かつ熱交換部、カーボンブラツク分離部お
よび捕集部と接続可能の、耐火性ライニングを備えた円
形断面の管からなり、該管は、端壁から第２の区間とし
て管の断面を対称に収縮する部材までに達する第１の区
間を有し、第２の区間に円筒状または円すい状に開く第
３の区間が接続し、第３の区間は狭隘部材のところで少
なくとも該部材と同じ直径を有し、かつ後端部に液体急
冷剤用の少なくとも１つの噴霧ノズルを備えており、そ
の際ライニングを備えた管の第１の区間が、燃料の供給
および燃料と酸素含有ガスとの反応のための手段を有す
る燃焼室と接続しており、カーボンブラツク原料用の移
動可能なランス形噴霧装置が、管軸上をガス密に端壁を
通つて案内されており、該反応器は燃焼室がその開放端
部で、反応管の第１の区間の開口部と、燃焼室の軸と反
応管の軸とが大体において同一平面内に存在し、２つの
軸が好ましくは垂直であるように接続されていることを
特徴とする。カーボンブラツク原料噴霧装置は、端壁か
ら第２の管区間中へ狭隘部をわずかに越えるまで移動可
能である。

この場合に有利には、燃焼室は反応管と同じ断面積を有
し、かつ反応管の円周に適合された切欠で反応管に収容
され、溶接されている。

しかし燃焼室は、それ自体反応管の開口中に収容され、
かつ溶接されている。フランジを備えた管状の中間部材
によつて反応管と接続されていてもよい。

したがつて、新規反応器は原則的に、燃焼用空気および
燃料ガスが、予備混合されかつ燃焼して反応器に入り、
該反応器は前方部分に内部輪郭の収縮部ないし狭隘部を
有しかつ端壁から収縮部中またはその直後にまで移動可
能のランスの形の１成分または多成分原理のカーボンブ
ラツク原料噴霧器を有するタイプのフアーネス炉に属す
る。しかし本発明による構造は、これらの従来慣用の反
応器とは、燃焼用空気／燃料ガス−混合物が、前方のジ
ヤケツト部分で側方に取付けられた燃焼室中で形成され
かつ反応し、燃焼室の中心軸が大体において、しかし有
利には正確に反応管の中心軸の平面内に配置されている
点で異なつている。

これにより、カーボンブラツク原料を、旋回を有しない
が乱流の高温の燃焼ガスと接触させる、本発明の本質的
思想の前提条件が達成される。

反応管と燃焼室シリンダとの互いに交わる軸は、この配
置が有利であるけれども、正確に互いに垂直である必要
はない。それで、燃焼室軸および反応管軸は、互いに90
゜よりも若干小さいかまたは大きい角度を形成すること
ができ、その際後者の実施態様が前者の実施態様より有
利であると認められた。

意外にも、本発明による反応器は所望の調節においてほ
とんど障害のない運転を可能にするだけでなく、高いDB
P値を有するカーボンブラツクを得ることもできる。そ
の他に、本発明による反応器を用いると、高められた空
気−および油通過量のため、著しく高められた生産能力
を得ることができる。最後に、炉は強く予熱された空気
ならびに酸素または空気／酸素−混合物の使用が可能で
ある。したがつて炉は、常用の炉においてはライニング
が溶融するような条件で運転することができる。炉は、
その長手方向の延長が、前設される燃焼室がなくなるた
め極めてコンパクトに構成される。その上、特に高温の
第１の炉区間を、旋回を用いて作業する慣用炉の場合よ
りも小さい直径で構成することができ、これにより必要
な耐高熱性ライニング材料の質量は費用的に有利に減少
する。

燃焼ガスを旋回させて作業する公知の反応器の場合に
は、しばしば強力な乱流帯域が、油導入の開始と共にま
たは狭隘個所通過の際にはじめて生成するが、本発明に
よる反応器の場合には、カーボンブラツク原料噴霧円す
いに、旋回を有しないが、完全燃焼し、反応物の初めの
体積に比して著しく膨張した高温燃焼ガスを急激に転向
する炉の形状寸法により、燃焼室および後続する第１の
炉区間の範囲内で特に高乱流の燃焼ガス混合物が提供さ
れる。

これらの前提条件は、反応管中で燃焼用空気および燃料
ガスないしは既に形成された燃焼ガスの旋回を有しない
軸方向の流れ（米国特許第2851337号明細書ないしは米
国特許第2971822号明細書および西ドイツ国特許第15929
79号明細書）が支配するか、または著しい体積増加を生
じる燃焼ガスの形成が、隣接するカーボンブラツク原料
供給部を有する狭隘個所の直前ではじめて、旋回を有す
るかまたは旋回なしに流動し、常用の温度に予熱され、
したがつて実際に不変の体積で移動する燃焼用空気中で
行われる若干の公知の炉構造においても与えられていな
い。

米国特許第4320090号明細書から、燃焼ガスが、カーボ
ンブラツク形成帯域に前設された室中に接線方向に導入
され、次に室の下流方向端部に設けられ、軸方向の開口
を開放しかつその面内に複数の付加的な孔を備える、保
炎板と呼称される孔あき板により複数の流れに分割され
るカーボンブラツク反応器が公知である。孔あき板は、
前記の室とカーボンブラツク炉の下流方向に存在する円
筒状区開との間のガス透過性分離壁として作用する。カ
ーボンブラツク原料用のランス状噴霧装置は、軸方向に
前記の室を通つて延び、ガス透過性の分離壁の平面の周
囲の空気に終わるので、前記の室は、本来の反応器に前
接され、燃料混合物用の接線方向の供給部を有する燃焼
室ないしは完全燃焼室とみなすことができる。透過口を
備える分離壁は、燃料混合物を安定させる保炎板と定義
されているので、分離壁の下流方向に存在する空間も、
部分的になお燃焼室として作用すると想定しなければな
らない。

したがつて、米国特許第4320090号明細書による反応器
においては、本発明により行われる燃焼室と、２つの軸
が大体において同一平面内に存在しかつ好ましくは互い
に垂直であるように接続されている第１の炉区間、第２
の区間としての収縮部材および第３の炉区間への分割は
与えられていない。

本発明の好ましい極めて有利な実施態様に従えば、片側
で閉鎖されたシリンダからなる燃焼室の端壁を通つて、
燃料ガス用ランスないしは燃料油用のランス形噴霧装置
は、好ましくは長手方向に移動可能に導入されており、
かつ燃焼室シリンダのジヤケツト中で、燃料供給装置の
開口が擦過しうる範囲内に、シリンダ軸に対して大体に
おいて垂直方向の少なくとも１つの燃焼用空気の通路が
開口している。この通路の軸は、大体において燃焼室シ
リンダの軸と同じ平面内に存在する。

この場合に、互いに直角に衝突する燃料と燃焼用空気と
の流れは、高度の乱流下に混合される。この第の乱流帯
域から、高温の燃焼ガスが反応器中に流入し、相対する
反応器壁への衝突、これにより生じる逆流および反応器
の長手軸方向への転向効果により極めて高い乱流が、旋
回流を回避してつくられる。それぞれの期待に反して、
燃焼室に相対する反応器ライニングの内側壁面は、本発
明による流れ誘導により、決して不利な影響を受けな
い。

燃焼室の寸法決めは、主として炉の運転容量ひいては考
慮される運転状態で炉の供給のために必要とされる高温
ガス量に左右される。燃焼室の長さは、燃料のできるだ
け完全な燃焼が、反応管中へ流入する前に達成されてい
るように定められている。反応管に対する燃焼室開口
は、せいぜい第１のシリンダ状反応管区間の直径を有す
ることができるが、しかし本発明の範囲内で有利なこ
の、より小さい直径への減少には制限されていない。

本発明による反応器には、反応器の内壁ないしそのライ
ニングに設けられた回転対称の部材の形の収縮部が備え
られている。この構成部材の形に関し、本発明の範囲内
では３つの特に適当な実施態様が挙げられる。それによ
れば、本発明による反応器の特に適当な１実施態様で
は、反応器管中の狭隘部材は前方部分が通して円筒状か
または先細円すい状で後方部分が円筒状に構成されてい
るか、または前方部分が先細円すい状で、後方部分が拡
開円すい状に構成されている。

円すいの勾配は、広い範囲内で変えることができる。ジ
ヤケツト円すいの１つの有利な勾配は、流入側で反応器
長手軸に対して18゜であり、流出側で同様に反応器長手
軸に対して3.2゜である。

この部材は、最大狭隘個所でたいてい、管軸と平行の面
を有し；この平らな区間の最小長さは、機械的安定性お
よび耐久性が保証されているように選択される。一般に
その長さは、その内径よりも大きくなく選択される。

収縮部の内径は、第１反応器帯域の内径の0.30〜0.55倍
であつてよい。

収縮部ないしは狭隘部材の始端は、有利には直接、燃焼
室接合部の下流方向に配置されるが、しかし燃焼室中心
軸から計算して、たとえば燃焼室直径の１〜３倍に相当
する距離に配置することもできる。

本発明によれば、新規反応器は次の３つの重要な帯域を
有する； 1. 燃焼室と接続されており、反応器の端壁ではじまり
かつ狭隘部材の始端部、たとえば先細円すい底部に終わ
る円筒状に構成された第１の区間、 2. その幾何的構成に応じて、種々の長さを有する狭隘
部材それ自体、 3. 狭隘部材の、それぞれ円形断面で構成された最狭個
所が終わる場所ではじまる第３の区間。この区間は、カ
ーボンブラツク形成帯域の主要部分であり、かつ後端
部、すなわち流出側端部に、急冷によりカーボンブラツ
ク形成反応を中断するための装置、たとえば水噴霧ノズ
ルを有し、その次に熱交換し、カーボンブラツクをプロ
セスガスから分離しかつ後処理のためにカーボンブラツ
クを補集するための常用の装置へ接続するための接続手
段を有する。

第３の区間は、その幾何的形状およびその直径に関して
種々に構成されていてもよい。第３の区間は、 ａ） 円筒状であり、かつ第１の区間と同じ直径を有す
ることができるが、しかし第１の区間よりも大きいかま
たは小さい直径を有することもでき、 ｂ） 拡開円すいの形を有し、かつ場合によりこれに接
続する円筒状区間を有することができ、 ｃ） また、公知のフアーネス炉の場合にしばしば設け
られるような他の取付物、そらせ板、狭隘部等を備える
ことができる。

しかしながら、第１の区間と同じ直径を有する円筒状の
第３の反応器区間が有利である。

カーボンブラツク原料噴霧ランスは、前方の反応器区間
中で、その開口が端壁と収縮部ないしは狭隘部のやや後
の個所との間で移動可能である。流れ方向に見て収縮部
の最狭個所の始端を位置０とすれば、ランスの開口は、
製造すべきカーボンブラツクの種類に応じて、この位置
から、それぞれ狭隘個所直径に関して、後方へ−４（マ
イナス値）までおよび前方へ＋1.6（プラス値）まで滑
動される。殊に、−1.5〜＋0.5の間の個所が有利である
が、多くの場合−0.5〜０の間の個所で作業される。

本発明のもう１つの対象は、フアーネスブラツクを、殊
に本発明による反応器を使用して製造する方法である。
該方法は、燃焼室中でつくられる高温の燃焼ガスを、長
手方向に延びる反応器に、大体においてその中心軸の平
面内でかつ大体においてこの軸に対して垂直に供給し、
次に該燃焼ガスを反応器内部輪郭の収縮部の前、中また
はすぐ後で、噴射されるカーボンブラツク原料で負荷す
ることにある。

次に本発明を、図示された２つの有利な反応器構造につ
き実施例と関連してさらに詳説する。

実施例 第１図に図示されたカーボンブラツク反応器は、外見が
円筒状の合計約4.85mの長さの部分１と、側方に接続さ
れた約2.40mの長さの燃焼室２とからなる。２つの管状
部分は、約１メートルの外径を有する。

反応器部分１は、内側が絶縁部材からなる外側層11で内
張りされており、この外側層に内側へ高耐火性セラミツ
ク層12が続いている。反応器は３つの帯域3,4および５
からなる。

第１の帯域３は、端面側に閉鎖板６を有し、この閉鎖板
には反応器軸の延長上に油ランス８を収容するためのパ
ツキン箱７を備えている。流れ方向で端面側に相対して
存在する断面は、直接第２の帯域４に移行する。第１の
帯域３の端面板６は、反応器内側に外部への熱放散を十
分に減少させるための耐高熱性材料９を備えており、こ
れにより端面板の特別な水冷は必要でない。第１の帯域
３のセラミツクライニングは、側方に燃焼室２中でつく
られた燃焼ガスを導入するための切欠10を有する。燃焼
室の軸は反応器軸に対して垂直に存在し、かつ反応器軸
と同一平面内に存在する。つまり燃焼室中で形成された
燃焼ガスは旋回が生じないように反応器中に流入する。
切欠の直径は、燃焼室２および反応器帯域３の内径に一
致し、460mmである。

第２の帯域４は、725mmの長さの、流れ方向に先細円す
い状入流部13、直径203mmで約330mmの長さの円筒状部14
および流出側に平らな閉鎖面15を有する壁からなる狭隘
部材を有する。狭隘部材は、高耐火性材料から製作され
ており、かつ絶縁層11に反応器軸に対して回転対称に固
定されている。

第３の帯域５は、内面が耐高熱性材料12で円筒状に内張
りされた管からなる。この管は、噴霧ノズル18を備えた
冷却剤管17を収容するための、ガス密の封止部を備えた
複数の装置16を含有する。図面では実際にこの開口16の
４つだけが所属するセラミツク材料の貫通部とともに図
示されているにすぎないが、しかし製造すべきカーボン
ブラツクのタイプおよびこれにより規定される反応時間
に応じて、複数のこの種の装置が狭隘個所14からの種々
の距離を有して設けられていてもよい。第３の円筒状帯
域５の内径は、第１の帯域３の内径と一致する。反応器
の第３の帯域の流れ方向に存在する端部は、公知の方法
で後続の熱交換装置、カーボンブラツクとプロセスガス
とを分離する装置および常用の後処理装置と接続されて
いる。

2400mmの長さの燃焼室２は、反応器の第１の帯域３と同
じ形および同じ直径の外側の管ジヤケツトからなる。燃
焼室は、反応器と同様に断熱層11および耐高熱性層12で
内張りされている。燃焼室は、流れ方向に見て端面側に
閉鎖板19を有する。燃焼室は、流出側で前記の方法で反
応器の第１の帯域３の内部空間と開放接続している。本
発明によれば、燃焼室２の軸は、３つの反応器帯域の整
列軸と同一平面内に存在する。

燃焼室の端面板19は、Ｔ字状管片20と接続されている。
内面がセラミツク材料21で内張りされたこの装置の部分
は、500mmの長さ、約320mmの内径を有しかつその端面側
に閉鎖板22を有し、この閉鎖板そのものには長手方向に
移動可能のガスランス24または燃料油を導入するための
相応するノズル装備管を収容するための、燃焼室の軸内
に存在するパツキン箱23が備えられている。短かい管片
25は、Ｔ字状管片20の第３の脚を形成し、この管片は、
燃焼用空気用通路と接続されている。この燃焼室空気供
給に使用されるこの管片の軸は、燃焼室の軸に対して垂
直であり、かつ燃焼室の軸と共通の平面内に存在する。

第２図は、フアーネスブラツク製造のための本発明によ
る反応器の１つの実施例を示し、この実施例は第１図に
よる実施例とは、反応器の第３の帯域５が、内部に開放
円すいの形（位置26参照）を有することで異なつている
にすぎない。図示された実施例において、この円すい
は、第１の帯域の内径の5.14倍に相当する距離に第１の
帯域の内径が再び得られるような勾配を有する。

第３図は、既述した燃焼室部分を明示するが、主として
前記の燃焼用空気を供給するためのＴ字状管片20および
ガス状燃料用の供給装置の形を明らかにする。

燃料ガスランス24の先端の有利であると立証された１実
施例の細部は第４図から、最後に第４図の平面Ｂ−Ｂに
おける断面図を示す第５図から認められる。燃料ガス供
給に使用される管24は、約80mmの外径を有し、かつ反応
器に向けられた側が、板26で密閉されている。それで、
管にこの板のできるだけ近くに、ガス流出のためそれぞ
れ直径9mmの、12個の半径方向の穿孔27が、管円囲上に
ほぼ均一に分配して設けられている。

次の表において、活性−および半活性カーボンブラツク
を製造するための種々の調節を、その際に得られるカー
ボンブラツクの所属する分析特性と一緒に記載する。こ
の場合に、第１図および第２図による前記の寸法を有す
る反応器が使用される。

さしあたり、次の表の実施例が示すように、本発明によ
る反応器を用いると種々の品質およびタイプのフアーネ
スブラツクを製造することができる。このことは、殊に
次の表に妥当である。

例６と例７との比較が示すように、反応器は第１図によ
る構造でも第２図による構造でも、十分に比較可能の使
用条件下に相応に比較可能の結果を生じる。

種々の燃料を使用する場合の反応器の記載した有利な特
性は、例４および例５において、ある程度例10および例
11において明確にされる。これらから明らかであるよう
に、燃料ガスも燃料油も燃料として使用することがで
き、使用条件の大きな変更が必要となるか、または形成
されるカーボンブラツクの品質（分析値で表示）が著し
く変わることもない。

本発明による反応器のもう１つの利点は、例１に認めら
れる。例１は、記載された運転調節下に極めて高度のカ
ーボンブラツク構造〔DBP値（ASTM D2414による）で表
示〕を得ることできることを示す。

しかし本発明による反応器は、極めて高い温度に予熱さ
れた、酸素濃度の増加した燃焼用空気を用いる運転をも
可能にする。例２は、ここに適用された反応器条件およ
びこれに所属する結果を示す。

しばしは、燃焼ガスが燃焼室を去る際に酸素をもはや含
有しないような、全酸素対燃料ガスないしは燃料油の化
学量論的割合が、経済的理由から望ましいことが強調さ
れる。したがつてフアーネスブラツク工程に、使用され
る燃料を燃焼させるために化学量論的に必要であるより
も著しく多い燃焼用空気を導入する場合、過剰量の酸素
は、分解のために使用されるカーボン油と反応し、こう
してカーボンブラツクの収量を減少させる。それにもか
かわらず、たいていの場合に、化害量論的に必要な量に
比してかかる酸素過剰量を使用することは、燃焼ガスを
希釈して、反応器ライニングの保護のために十分な低い
温度が達成されるようにするために必要である。ところ
で意外にも、例10が明示するように、新規反応器構造
は、反応器に不利な現象が出現することなしに、化学量
論的条件下に故障のない連続運転が可能であることが見
い出された。

本発明による反応器を用いると、多種多様のタイプのフ
アーネスブラツクが、普通の天然の燃焼用空気を用いて
も、酸素濃度の高い空気を用いても製造することができ
る。後者の場合に例４〜９および例11が示すような活性
カーボンブラツクを製造する際に、使用される燃焼用空
気の含量に関するカーボンブラツク原料油の燃焼ガスへ
の負荷率は、高い値に達し、常用の製造の反応器におい
ては使用したカーボンブラツク原料油の大部分が高温の
反応器壁に衝突し不可避にコークスが生成する（それ自
体ではもはや許容できない粗大粒によるカーボンブラツ
クの品質を損なう）のは避けることができないか、また
は十分確実に避けることができないようにする。本発明
による反応器の場合には、カーボン原料油による前記の
壁接触は、上記の例で配慮された調節の際には出現しな
いので、燃焼用空気に酸素を加えるのは、コークス形成
により欠点およびその結果に甘受せねばならないことな
しに、その多種多様の利点と共に十分に利用することが
できる。

燃焼用空気の酸素添加から得られる利点は、殊に例13が
示すように、半活性カーボンブラツクを製造する場合に
も出現する。しかし例12および例14から認めることがで
きるように、半活性カーボンブラツクを製造する場合
に、前記の利点は既に酸素添加なしに作業する場合に極
めて明らかに現われる。この場合に、本発明による反応
器の使用は、極めて高い油負荷率を可能にし、これによ
り特に経済的な製造法が得られる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、本発明の実施例を示すもので第１図は、燃
焼室および端面側で先細円すい状で、後側で円筒状の狭
隘部材を有する本発明による反応器の縦断面図であり、
第２図は燃焼室および端面側で先細円すい状で、後側で
拡開円すい状の狭隘部材を有する第２の実施例の本発明
による反応器の縦断面図であり、第３図は第１図による
反応器の線Ａ−Ａによる断面図であり、第４図は第３図
による燃焼室中の燃料ガス用ガスランスの先端の縦断面
図であり、第５図は第４図によるガスランスの先端の線
Ｂ−Ｂによる断面図である。 １……反応器、２……燃焼室、３……第１の帯域、４…
…第２の帯域、５……第３の帯域、６……閉鎖板、７…
…パツキン箱、８……油ランス、９……耐高熱性材料、
10……切欠、11……絶縁層、12……セラミツクス層、13
……流入部、14……円筒部、15……遮断面、16……冷却
剤管の収容装置、17……冷却剤管、18……噴霧ノズル、
19……閉鎖板、20……Ｔ字状管片、21……セラミツク材
料、22……閉鎖板、23……パツキン箱、24……ガスラン
ス、25……通路、26……板、27……穿孔

フロントページの続き (72)発明者 ペーター・コピーツ ドイツ連邦共和国フレンデンベルク・ユリ ウス−レーバー−シユトラーセ 14

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】狭隘部を有し、少なくともその範囲内でカ
   ーボンブラック原料用噴霧装置が反応管軸に沿って移動
   可能である反応管と、反応管に狭隘部の前方で側方に取
   付けられたカーボンブラック原料用ガス状熱分解媒体を
   つくるための燃焼室からなり、反応管および燃焼室の中
   心軸は同じ平面内にあって大体においてほぼ垂直である
   フアーネスブラック製造用反応器の使用下に、燃焼室中
   でつくられた高温の燃焼ガスを細長い上記反応管に、大
   体において反応管の軸に対して垂直に供給し、次いで燃
   焼ガス中へ反応管内部輪郭中で狭隘部の前、中またはそ
   の僅か後でカーボンブラック原料を噴射することを特徴
   とするファーネスブラックの製造方法。
2. 【請求項２】前端部が端面壁により閉鎖され、後端部が
   開いていて、熱交換部、カーボンブラック分離部および
   捕集部と接続可能の、耐火性ライニングを備えた円形断
   面の管からなり、該管の有する第１の区間は、端面壁か
   ら第２の区間としての管の断面を対称に狭める部材にま
   で達し、狭隘部材に円筒状または円すい状に拡がる第３
   の区間が接続し、第３の区間は狭隘部材のところで少な
   くとも該部材と同じ直径を有しかつ後端部に液体急冷剤
   用の少なくとも１つの噴霧ノズルを備えており、その際
   内張りされた管の第１の区間は燃料の供給および燃料と
   酸素含有ガスとの反応のための手段を有する燃焼室と接
   続しており、カーボンブラック原料用の移動可能のラン
   ス形噴霧装置が、管軸上で端面壁を通って案内されてい
   る、ファーネスブラックを、液体炭化水素を高温の燃焼
   ガス中で熱分解することにより製造する反応器におい
   て、燃焼室（２）がその開放端部で反応管（１）の第１
   の区間（３）の開口と、燃焼室の軸と反応管（１）の軸
   とが大体において同一平面内に存在し、２つの軸が好ま
   しくは互いに垂直であるように接続されていることを特
   徴とするファーネスブラックを製造する反応器。
3. 【請求項３】燃焼室（２）が、反応管（１）と同じ断面
   積を有し、かつ反応管の円周に適合した切欠で、反応管
   に収容され、溶接されている特許請求の範囲第２項記載
   の反応器。
4. 【請求項４】燃焼室（２）が、フランジを備え、それ自
   体反応管（１）の開口（10）中に収容され、溶接されて
   いる管状中間部材を介して反応管と接続されている特許
   請求の範囲第２項記載の反応器。
5. 【請求項５】片側の閉鎖されたシリンダからなる燃焼室
   （２）の端面壁（19）を通って、燃料ガス用ガスランス
   （24）ないしは燃料油用ランス形噴霧装置が導入されて
   おり、燃焼室シリンダのジャケット中で、燃料供給装置
   の管口が擦過可能の範囲内に、少なくとも１つの大体に
   おいてシリンダ軸に対して垂直方向の燃焼用空気用通路
   （25）が開口している特許請求の範囲第２項から第４項
   までのいずれか１項記載の反応器。
6. 【請求項６】反応管中の狭隘部材（13,14）は前方部分
   が通して円筒状か、または先細円すい状に構成され、後
   方部分が円筒状に構成されているか、または前方部分が
   先細円すい状に構成され、後方部分が拡開円すい状に構
   成されている特許請求の範囲第２項から第５項までのい
   ずれか１項記載の反応器。