JPS5820988B2 - 液体状炭化水素からカ−ボンブラックを製造するための方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は燃焼室における炭化水素の部分燃焼の間に、
熱分解によって、酸素含有ガス殊に空気の存在下で、液
体及び／又は気体状炭化水素原料からカーボンブラック
を製造するための方法及び装置に関する。

液体及び気体状炭化水素からカーボンブラックを製造す
るための方法は知られている。

通常、液体状の炭化水素からのカーボンブラックの製造
において知られる総べての方法及び関連する装置は、炭
化水素を含有する原料を空気き共に熱的に絶縁された容
器又は普通の容器中で不完全燃焼することを伴い、そこ
で炭化水素の一部は燃焼され、残りはこのようにして形
成された燃焼熱によって分解される。

知られる全ての方法においては、加熱又は燃料ガス例え
ば天然ガス、プロパン、石油蒸留蒸気等は遊離酸素を含
む充分な量の気体、通常は空気と共に添加され、そして
反応器中で燃焼されなければならなくて、カーボンブラ
ックの生産用の通常液体状の出発生成物は火焔中又はそ
れらの燃焼生成物中にスプレーされる。

通常加熱ガスの完全燃焼に必要な量以上の空気がカーボ
ンブラック窯に供給され、その結果として、しかし、液
体状炭化水素の非常に少ない部分のみが加熱ガスと燃焼
される。

更に、これらの方法によるカーボンブラックの製造にお
いては、生成物の一部がその後別に捕潰されなければな
らない粗大炭素粒の形態で現われる。

既知の総ての製造方法は大変な高温で、１３００℃以上
の範囲で操作される。

反応室の反応、燃焼系統及びカーボンブラックの品質を
左右する操作条件は調節に困難な因子を伴う。

加えて、製造されたカーボンブラックはしかも連続的な
噴霧水で急冷されなければならない。

既知のカーボンブラック製造方法において使われる装置
は金属性又はほぼ水平な反応器からなり、熱分解は熱伝
導性耐火被覆を施した金属反応管又はその他の無被覆管
を備えた金属性反応管中で行われる。

又この装置はその他長さよりも大きい直径を持つ第一オ
ーブンシリンダーからなり、これに第ニジリンダ−が軸
線方向に連結されるのである。

ガス状炭化水素からカーボンブラックを製造する既知の
方法においては、ガス混合物の反応は１０１程度の容量
の比較的小さい容器中で行なわれ、その中にガス混合物
が取入弁を通して周期的に導入され、そこから反応後排
出弁を通じて周期的に取り出される。

充される室光りについて大変に低い収量が各反応につい
て得られ、その結果としてこの方法の経済性は不満足で
ある。

更に、既知の方法においては、液体状炭化水素又は他の
容易に点火する原料を供給して操作することが必要であ
る。

チャンネル法と称する他の方法が知られているが、この
方法においては「ホットハウス」内で多数の小火焔によ
り燃焼される。

燃焼の持続に必要な酸素は空気を供給することによって
充足される。

小火焔が徐々に鋼チャンネル中で前後に動かされ、同時
にカーボンブラックは固定された鋼板を離れて、カーボ
ン粗大粒分離器にはこぶためのコンベヤーパケット中に
落下する。

カーボンブラックは分離器に吹き込まれ、ここで重質粒
子（グリッド）が分離される。

この方法ではカーボンブラック歩留りは非常に低く、即
ち供給炭素成分の５係以下で、そしてこの方法で製造さ
れる製品は特に顔料用カーボンブラックとしてはしたが
って非常に高価につくという欠点がある。

この発明の目的は既知の装置の欠点に支配されないで、
同じ装置の使用で幅広い種々の型のカーボンブラックに
ついて高収量でカーボンブラックの製造を可能にする、
カーボンブラックの製造のための方法及び装置を提供す
るものである。

この発明は簡単に言えば、炭化水素と酸素含有ガスは窯
の反応帯にそれらが入れられる前に予備調整され、その
上で同一のガス状態で反応ゾーンに導入される。

得られた反応生成物は冷却され、次いで分離される。

この方法を遂行するための装置は燃焼室が挿入端又は側
壁にヘッダーを持ち、ヘッダー内には複数の前室が燃焼
断面全域にわたって分配されるように取り付けられるこ
とを特徴とし、更に燃焼排出側に、反応生成物用冷却器
、燃焼支持ガス用予熱器、及びさらにカーボンブラック
分離用分離装置を備えであることを特徴とするものであ
る。

この発明を更に実施例により添附の図面にしたがって述
べる、図中、 第１図はカーボンブラックの製造のための完全な設備の
操作ダイヤフラム、 第２図は第１図による設備の説明図で、その要部を示す
、 第３図は第１図の系の燃焼室のヘッダーを通る横断面図
である。

第４図はガス状炭化水素を酸素含有ガスと混合するため
の混合装置の横断面図である。

第１図において、液体状炭化水素の搬送用管（これは略
して「油管」と称する）、は実線で示され、同時に破線
は空気管及びダクトを示し、点線は制御線１７を示す。

温度検知器Ｃ側聞番号２３．３５による温度表示計、及
び１２による閉止弁によって示される。

第１図の系において、例えば、重油のような炭化水素、
及び空気のような酸素含有ガスがカーボンブラックの製
造に使われる。

排出側を覆っていてヘッダー８１を備える燃焼室１があ
り、隣りに連結された部分と同様これらは燃焼壁構造又
はヘッダー８１に備えられた予熱バーナー４によって加
温される。

予熱バーナー４にはガス、例えばプロパンがガスタンク
１０から供給管１を経て供給され、電動機によって駆動
される空気ブロワ−から管７を経て燃焼を支持するため
の空気が供給される。

予熱バーナーの消費ガスは燃焼室１の中に流れ、燃焼室
から膨張ちょう形弁８４を備える遷移部分２を経て冷却
器８に入りそして空気予熱器９の中に流れる。

後者を離れて後、消費ガス又は煙ガスとして示される燃
焼生成物は捕集漏斗又はコーン及び連結ダクト８５を通
り、カーボンブラック分離器１０８，１０９に、そして
そこから煙突７５に進む。

煙突７５の設計及び構造に依存するけれども、第１図に
示すように煙突７５の前に電動機７３によって駆動され
る吸引ブロワ−７４を設けることが必要かもしれない。

第１図の左に示される重油の制御のための装置は実用的
な圧力のない供給管２０を経て予熱供給タンク１８と連
結される貯槽１１を含んでいる。

供給線２０には閉止弁１２、フィルター１３、モーター
１５によってそれぞれ駆動される二個のロークーポンプ
（一個は予備として）、及びバイパスを備える測定装置
１６が間に備えられる。

供給タンク１８には制御線１１を経てロータリーポンプ
１４のモーター１５と連結している水位検知スイッチ１
９が設けられる。

温度調整器２２（約４０℃に温度を調整するための）及
び温度表示装置３５に連結された温度検知器２３のよう
なサーモスタット２１を備えた加熱素子が供給タンク１
８に設けられる。

導管２５が供給タンク１８から調整弁２６を経て導かれ
、その一つは一対の圧力ポンプ２７に対する予備作業用
で、もう一つは予備用で電動モーター２８によってそれ
ぞれ駆動され、約３０気圧の圧力を与える。

圧力線２９は加熱素子３０を備え、サーモスタット３２
及び温度調整器３３により制御される貫通ヒーター３１
に導かれる。

重油は約１３０℃に加熱され、ヒーター３１から、そこ
から供給タンク１８までのリターンライン２４及び第１
図にその二つが示される多数の注入ノズル４３用の分配
管４２のための排出圧力線３６がある圧力調整器３４に
流れる。

スプレーノズル４３に流れる油の量はリターンライン３
７、供給量調整器３８及び制御モーター３９からなる計
量調整器によって調整される。

油注入圧力計４０及び温度検知器２３は圧力線３６に設
けられ、その量は表示装置３５に表示される。

スプレーノズル４３に供給する各線の各々に流量監視器
４１及び閉止弁が設けられる。

スプレーノズル４３への重油の供給率は、例えば８００
Ｋｔ１時で、ロータリーピストンカウンター４５で計
測され、この出力信号は伝送器によって空気信号に変換
される。

この空気信号はスプレーノズル４３に対する供給率を表
示するための表示装置４６に供給され、空気−油比の調
整のための比率継電器４γ、空気比調整器４８及び空気
範囲調整器４９に供給される。

燃焼空気は電動機５４によって駆動されるブロワ−５３
により供給される。

範囲調整器４９によって調整された空気駆動方法５０を
持つダンパー弁がブロワ−５３の吸引取入口５２の制御
のために設けられる。

ブロワ−５３に流れる圧力ダクト５５には、そこで圧力
差が測定され、それに基づき空気演算継電器５７が空気
供給比（約３０００ ７００ＯＮｍ’ ）を演算するメ
ジャリングダイヤフラムが設けられる。

空気供給比表示器５６は演算継電器５Ｔの信号を表示し
、またこれは比率調整器４８に供給される。

圧力線５５は燃焼空気を約３００℃まで加熱する空気予
熱器９のインテークマニホルド５９に注いでいる。

予熱器９の温空気出口６２を出た燃焼空気は導管６１を
経て、分配室６３に進み、分配室から開孔６８を経て前
室８２に送られる。

圧力計６４及び温度検知器２３が導管６７に設けられる
。

温度検知信号は制御線１７を経て、最終分離器１０９の
もう一つの温度検知器によって感知された温度も又表示
する温度表示計３５に与えられる。

空気供給比を測定するためのメジャリングダイヤフラム
は圧力ライン６７の中に設けてもよい。

燃焼室１は空気アンダープレッシャー調整器７０及び集
計範囲制御７１に信号を送るための伝送装置６９を備え
る。

これらの装置に関するこの上の詳細については後記の表
Ｖに示される。

調整器７０及び７１は所望の維持しようとする圧力値、
これは手動で設定され、例えば水の数ミリメートルのよ
うな低圧、に対応して操作され、この所望値に対する検
出された偏差を表示する信号を供給し、これは次いで、
測定された圧力偏差を修正するため煙突７５に調節ダン
パー７７の位置を調節する空気駆動を操作する。

煙突７５は引用番号１０８によって表わされるカーボン
ブラック分離装置から１２３を経て来る残留ガスを排出
し、今述べたダンパー７７の調節は燃焼室１及びこれと
つながっている装置部分に調節された低圧を維持する。

二個の温度検知器２３及び二個の温度指示計３５は前室
８２が中に造られるヘッダー８１の形態で除去可能なカ
バーに造られている燃焼室に備えられる。

シリンダ状の燃焼室壁８３はその出口側に遷移部分２に
よって与えられるテーパー付きの遷移部分を持ち、これ
に最大１２００℃の温度で、それに入る反応生成物を冷
却させる空気冷却器８に連結される。

冷却された反応生成物は直ちに空気冷却器から、反応生
成物を冷却し、燃焼を維持するために供給される空気を
暖める熱交換として働く予熱器９の冷却側に行く。

反応生成物はカーボンブラックのある量が分離され、い
くつかのサイクロン装置で構成できるサイクロン型の予
備のカーボンブラック分離器１０８に導くダクトに達す
る時は約３００℃である。

残留反応生成物は温度検知器２３によりダクト入口で測
られる約２５０℃の温度で、連結ダクト１１２により、
残留カーボンブラックが他の反応生成物からすべて分離
されるフィルター型の最終カーボンブラック分離器１０
９に導かれる。

残留ガスは吸引取入口１０７を経て吸引ブロワ−７４に
、そして次いで煙突７５に行く。

分離器１０８及び１０９で分離されたカーボンブラック
はカーボンブラック出口開孔１１１を通って水平カーボ
ンブラックコンベヤ１１３に落下し、そこからカーボン
ブラックが集積コーン１１９を備える捕集ホッパーの上
端に達するまでに、カーボンブラック圧縮装置１１０例
えば圧縮効果をもたらすように重りを備えているちょう
番付きフラップが内部に作られている傾斜した上昇コン
ベヤ１４に送られる。

捕集ホッパー１１８の上には電気モータ１１６によって
匍脚され、その中にはカーボンブラックが案内容器１１
５を通して送られる、カーボンブラック用ベーン型供給
弁１１７がある。

集積コーン１１９の下には、カーボンブラックスケール
１２０、スケールプラットホーム１２２及びバッキング
容器１２３を備える、カーボン用充填装置１２１が設け
られる。

カーボンブラックコンベヤーの部分１１１゜１１３及び
１１４の予熱を可能にするために、閉止ダンパー（示さ
ない）を備えた連結ダクト７６が案内ベッセル１１５と
吸引ブロワ−１４の吸引取入口１０７との間に配置され
る。

ダクト７６のダンパーが開かれると、消費されたガスは
分離装置の上部と同時に下部を通って旋回され、この形
態の操作は燃焼室の予備加熱中、コンベヤ装置をあたた
めるのに使われる。

第２図は装置の配置を示し、第１図より更に詳しく示す
。

この図においては第３図も又同しだが、同じ引用番号が
同じ構成要素に対して使われる。

装置の構成設備は支柱１００，１０４及び１０６によっ
て基盤又は他の用意された場所１０５に定置され、他方
、ブロワ−５３，１０１、供給タンク１８、及び重油原
料用予備調整装置１ｉ−ｓｓは他の設備の下の地下に都
合よいように置かれる。

中央の操作及び制御の設備は第２図に示したが、これは
離れた又は遠隔の場所に適切に設ければよい。

ブロワ−１０１は、反応生成物ガス（簡単に煙ガスと称
する）の冷却用に働く、ブロワ−１０１は直接に煙冷却
器８のインプットマニホルド１０２に連結される。

それによって暖められた空気はダクト１０３を経て煙突
１５に導かれる。

ブロワ−１０１の冷空気供給量は、煙が充分に高い温度
で燃焼空気予熱器に入り、予め決められた温度で出るよ
うに、排出漏斗コーン８６で、温度検知器２３により測
定された温度の関数として、スロットル弁５１により調
節される。

第３図は空気分配室６３とつながり燃焼室に取りつけら
れる燃焼室１のヘッダー８１を示す。

予熱バーナー４はこの組立図の中央に置かれ、燃料及び
空気ライン３及び７がこれと連結される。

前室８２と連結されたスプレーノズル４３が燃焼室１の
全断面上に均一に分配される。

注入ノズル４３は伸縮自在な管９０に連結され、その各
々の他端には可撓性管（図示してない）が供給分配管４
２に対して必要な連結を与えるためにつなぐ位置用カッ
プリング９１が設けられる。

止めネジ１２９により所望の位置に堅固に保持すると同
時に、スプレーノズル４３を備える管９０の伸縮を可能
にするため、管９０保持用のフランジ状ホルダー９２が
空気分配室６３のカバーに設けられる。

第１図に示された管９０に設けられた要素、閉止弁１２
、流量監視器４１及びポンプ８８は、第３図において簡
略化のため除いた。

拡散器として言及する分配装置１３７は注入ノズル４３
の隣に適切に取り付けられる。

朝顔型の前室８２は１４４で示される適切なセラミック
構造材でヘッダー中に作られる。

アンチチャンバー８２の長さは炭化水素原料を完全に気
化するのに充分でない。

ヘッダー８１は燃焼室１の円筒部にボルト止めされるヘ
ッダーフランジ９２を備える。

後者は耐熱金属板で作られたシリンダー状壁９３を持っ
ている。

冷却及び加熱コイル９４を持つ燃焼室の金属さや体９３
をそなえるのが実際的で、それの一つが第３図に示され
る。

加えて、金属壁の外部を絶縁層又は絶縁体９５で覆うの
が望ましい。

もしも、第１図及び第２図に関して述べた装置が原料と
してはガス状炭化水素で運転されれば、要素１１−５８
は必要ではない。

予熱器のインティクマニホルド５９において、第４図に
示す混合装置はついでフランジ１８０により連結される
。

混合装置の位置１６６において、二個の管状導管はいっ
しょになり、その一つは減圧弁１４８、適切な充填材１
５５例えば錆のついてないステイールウールで充された
均一化容器１５４、調節できるダイヤフラム１６０、及
びスイッチ１６２により制御される電気駆動器１６１を
備えるダイヤフラムゲイト弁１５９、そして最後に狭い
導管１６４を経て用意されたガス状炭化水素を供給する
。

位置１６６に導く他の導管１６５は電動モーター１５１
により駆動されるブロワ−１５０から、燃焼空気を、減
圧弁１５２、適当な充填材１５５の充された均一化容器
１５４、手動１６３で制御される調整ダイヤフラムを持
つダイヤフラムゲイト弁１５７、そして最後に太い管部
分１６５を、経て供給する。

管１６４と１６５の合流部１６６に、ベンチレーター１
７０を備える混合吸引ブロワ−１６９、多段スイッチ１
７１及び多段電動モーター１７２が、切目のある翼又は
仕切り壁１７６を備える均−北路１７５の中に混合物を
移送するために配置される。

均一化装置１７５の出口側に、適当な充填材の充填物１
７８及び膨張安全弁１７９をもつ逆圧防止用チェック容
器１７７が設けられる。

制御マノメータ１５６が混合装置の種々の場所に設けら
れる。

第４図にしたがって、建設された混合装置においては、
ガス状炭化水素原料用のダイヤフラムゲイト弁１５９は
空気供給用ダイヤフラムゲイト弁と独立に操作すること
ができ、各々は所望の流量に独立に調節及び調整するこ
とができる。

管部１６４及び１６５は、望まれるカーボンブラックの
品質にしたがって、望まれる混合比に、これは例えば一
部のガス状炭化水素に対して四−大部の空気でよい、に
なるよう大いに異なっている横断面を持っている。

位置１６６で、混合物が形成され、これはブロワ−１６
９の後の均−北路１７５で完全に混合されることになる
。

一定の混合比を確保するために二個のダイヤフラムゲイ
ト弁の前で圧力を一定に保持するのがよい。

調整ダイヤフラムの調節によってガス又は空気のいずれ
か一方を調整することができるので、総べての品質のカ
ーボンブラックを製造することができる。

各品質のカーボンブラックに対する最適混合比を試験運
転によって適宜に決定することができる。

原料として液状及びガス状炭化水素を用いるカーボンブ
ラックの製造のための化学的根拠は高温でパラフィン系
炭化水素を、その構成成分の炭素及び水素に分解するこ
とにある。

既に９００℃で始まり、温度を増すと収量を増す反応は
熱を吸収し、次の方程式によってカーボンを分離して完
了する。

例えばメタンについては、 （２） ＣＨ４→Ｃ＋ ２ Ｈ２（Δ）（＝ １７．
８７Ｋｃａｌ）液状又はガス状炭化水素の熱分解でもた
らされる連続取り出しのカーボンブラックを製造するた
めに、反応に要する熱は空気と供給炭化水素の部分燃焼
によって直接に反応工程に供給される。

それ自身の分解反応に伴って、次いで、熱遊離反応が次
の方程式にしたがって起る。

例えばメタンについては、 （４） ２ＣＨ４＋２．５０２＋１ＯＮ２→Ｃ０２＋
ＣＯ（ΔＨ＝２０１．２Ｋｃａ６） ＋２Ｈ２０
＋１ＯＮ２同時に反応物の一部が次の方程式にしたがっ
て結合する。

（５） ＣＨ４＋ Ｈ２０→ＣＯ＋３Ｈ２炭化水素−
空気比の調節によって、総べての反応を最適な基盤の上
で、好ましくは１０００及び１２００℃の間で行わせる
ことができ、反応生成物から得られるカーボンブラック
の品質を再生可能な方法で調節することができる。

このように、カーボン供給量の割合に関して、１０の収
量に対して８５％の重油を使い又は１０に対して３５％
の天然ガスを使う異なった仕様で、高い量のカーボンブ
ラックを製造することが可能である。

加熱ガスとして有用な残留ガスの多少の量は副成物とし
て形成される。

炭化水素及び酸素含有ガスは正確にはかられた量（比）
で供給され、ここで述べた装置に供給するために調節さ
れるべきである。

この場合における調節は前室８２中への入口の前及び／
又は後に行われる。

第１図及び第２図で述べた系統において、重油は約１２
５℃に加温され、測定され、約２５気圧の圧力に置かれ
、その後火の調整即ち、前室８２における気化及び蒸気
化が行われる。

実際に完全に均一化されたもののみで、ガス状の混合物
が燃焼室１の反応ゾーンの中に入る。

ガス状炭化水素の場合、調節は前室８２に導入される前
に充分に完了されるが、前室自身において、前室８２の
温度が６００℃以上なので、混合物のその上の加温が起
る。

液状炭化水素と、空気予熱器９で調整（即ち、加熱）さ
れた燃焼空気との混合は第１図による装置の場合の前室
８２で起るが、装置の配置において、出発原料として気
体状炭化水素で操作するときはこの混合は第４図による
混合装置で起る。

この発明の方法を遂行するために重要な前室８２は燃焼
室１に比べて比較的小さい。

前室８２を、燃焼室１の横断面を均等にわたって配置す
るのが望ましい。

前室８２を収納するためのセラミック材１４４のヘッダ
ー８１はしたがって充分な強度を持っていなければなら
ない。

原料として液体炭化水素が使用される時の操作の安全の
改良は第１図に示すように、流量監視器４１の前の分配
管４２の各校に、−又はそれ以上のモーター（図示しな
い）によって駆動される移送調節ポンプ８８が備えられ
れば、得られる。

これらは一瞬の圧力から独立して、実際的に一定量及び
比率の移送を与えるだろう。

異物の存在に起因して注入ノズル４３に部分目詰りが起
れば、相当する移送調節ポンプ８８内の圧力が上がり、
異物はそれによって放出され得る。

移送調節ポンプ８８が使用される際は、圧力ライン３６
において圧力を低げることができる。

次の表に、この発明によって重油から製造された５種の
カーボンブラックの製造において得られた測定データ、
またこの発明による装置で製造できる１２種の異なった
種類のカーボンブラックの性質、が示される。

分析結果によれば、原料は非常に重い残留油で１ある。

まだ更に種々の組成の芳香族重油が使われる。

商標「フロスラス」に基づいて製造された上記等級の間
の中間型はこの発明装置及び方法で同様に製造され得る
。

この発明によりガス状炭化水素から製造された二種のブ
ラックに対する分析結果 同じ天然ガス原料から、また他の異った「フロスラス」
型のカーボンブラックが製造された。

次の表は設備及び工程を全体として明瞭にするために、
どちらかといえば上に簡略に述べた第１図の装置のいく
つかの要素の性質に関する有用な情報を示す。

更に別の天然ガスの組合せがカーボンブラックの製造に
使われ、例えば （ａ）−メタン（ＣＨ，）−９７，２％、エタン（Ｃ２
）（６）−２，１％、及び窒素（Ｎ２）−〇。

７％（容量）、及び（ｂ）−メタン（ＣＨ４）＝８３．
４％、エタン（Ｃ２Ｈ６）＝８．６％、プロパン（Ｃ３
Ｈ８）＝３．２％、ブタン（Ｃ４Ｈ１０） ＝０．７％
、ペンタン（Ｃ５Ｈ１２） ＝ｏ、ｏ ｉチ、及び窒素
（Ｎ２）＝４．０％（容量）空気が酸素含有ガスとして
使われる二つの測定の結果が下に与えられる。

カーボンブラックｌ Ｋｐの製造に次のものが要求され
る。

タイプ２００：空気１０．２Ｎｉ及び重油２．４にノ上
述の分析によれば、重油の完全燃焼のためには重油Ｉ
Ｋｐに対して空気１０．２７Ｎｔｙ／が必要であり、し
たがって、上側において供給される空気量は重油の完全
燃焼に要する最小空気量の タイプ２００では約４１％ タイプ４００では約５７．５％ である。

容積で約９〜１１％のＣ０２及び容積で約６〜７チのＣ
Ｏが最も多い成分で、これに反してＨ２、ＣＨ４及びＣ
ｍＨｎ成分（重質炭化水素）は著しく少量でほんの数多
であることが残留ガスの分析から観察される。

ここで述へた工程の骨子はこれらの二つの実験“から顕
著である。

選ばれる油−空気比の調節によって、特別な品質のカー
ボンブラックを再現性ある方法で製造することができる
。

カーボンブラックの品質が良い程、混合物の空気比が大
きくなる。

したがって、顔料用カーボンブラックのタイプ４００に
対して要求される空気はゴムコンパウンド用のカーボン
ブラック、タイプ２００に要求される空気の１．４倍で
ある。

カーボンブラックに転化されない重油の部分は燃焼され
、燃焼室における反応温度の維持に供される。

燃焼室への導入の前において重油及び空気を調節し、炉
の供給及び排出を調整することにより、搬送ガスの添加
、水蒸気又はその他の供給手段で急冷をすることなく燃
焼室において、連続操業及び反応条件の一定の保守を得
ることが可能である。

また、いつでもカーボンブラックの製造を中断すること
ができ、また望ましい時に、予め必要な時間を浪費する
準備作業なしに、同じ排出品質又は他の排出品質で再び
これを再開することができる。

前述した予備期間の後に、カーボンブラックの製造を直
ちにその後再開することができる。

ここで述べられるタイプの製造装置においてはカーボン
ブラック排出の品質の変動に関してほとんど限定されな
い。

この発明を要約すれば次に示すようになる。

（１）燃焼室中において酸素含有ガスの存在下で、１部
分燃焼により炭化水素を熱分解して液体又は気体状炭化
水素からカーボンブラックを製造する方法において、反
応帯に均一なガス状態で導入されるように燃焼室反応帯
への導入の前段階で、炭化水素と酸素含有ガスとを調整
し、次いで反。

応帯中で部分燃焼し、更に得られた反応生成物を冷却し
、分離することを特徴とする、液体又は気体状炭化水素
からカーボンブラックを製造するための方法。

（２）第（１）項による方法において、炭化水素及び／
。

又はガスが燃焼室の外側及び／又は内側で熱及び／又は
圧力の適用によって調整される方法。

（３）第（１）項による方法において、炭化水素及びガ
スが前記反応帯に導入されると同時に、前記反応帯の横
断面にわたって分配される方法。

（４）第（１）項による方法において、前記炭化水素は
液体炭化水素を含み、反応帯へのその導入に先立って前
記液体炭化水素が高圧でスプレーされ、霧化され、そし
て気化され、そして前記ガスと混合され、前記ガスは前
記液体炭化水素の気化及び霧化の場所に別々に導入され
、次いでその後、前記気化炭化水素及び前記ガスが共に
反応帯に持ち込まれる方法。

（５）第（ト）項による方法において、前記酸素含有ガ
スが空気である方法。

（６）第（５頓による方法において、前記液体炭化水素
が重油を含む方法。

（７）第（１）項による方法において、前記炭化水素が
ガス状炭化水素で、前記ガス状炭化水素及び前記酸素含
有ガスが前記燃焼室に導入される前に混合され、そして
前記燃焼室に一緒に導入される方法。

（８）第（１）項による方法において、製造されるカー
ボンブラックの品質が炭化水素及び酸素含有ガスの調節
によって維持及び／又は調整される方法。

（９）第（１）項による方法において、反応生成物が反
応帯を離れて後、反応帯から離れた場所で冷却され、燃
焼を維持するために供給される前記酸素含有ガスが冷却
される前記反応生成物によって加温される方法。

００）第（１）項による方法において、反応生成物は空
気によって冷却され、温められた冷却空気が残留ガスと
混合され、そして除去される方法。

αυ 第（１）項による方法において、反応帯の温度が
、供給され又は除去される熱によって調節される方法。

（１２）第（１）項による方法において、反応帯の温度
が９５０℃〜１２００℃、好ましくは１１００℃に調整
される方法。

α３）（イ）燃焼室、 （ロ）前記燃焼室の全断面にわたって伸長し、燃焼室の
断面に配設される複数の前室を備えるヘッダー、 （ハ）前記燃焼室の出口側に連結した反応生成物用煙冷
却器、 に）前記冷却器の排出物を更に冷却し、そして前記燃焼
室用燃焼支持ガスを予熱するように配設された熱交換器
、 （ホ）前記熱交換器の冷却排出物が供給されるために配
設されたカーボンブラック分離用分離装置、 以上（イ）〜（ホ）からなる反応物の予めの均一化の後
に、酸素含有ガスで部分燃焼して炭化水素を熱分解する
ことを特徴とする、液体又は気体状炭化水素からカーボ
ンブラックを製造するための装置。

０４）第（１３）項による装置において、前記煙冷却器
が前記燃焼室にぴったりつなげられ、前記熱交換器の冷
却路が前記煙冷却器にぴったりつなげられる装置。

αω 第０３）項の装置において、移行部分が前記燃焼
室及び前記煙冷却器の間に挿入され、前記移行部分が膨
張フラップ弁を備える、装置。

（１６）第（１額による装置において、少なくとも一つ
のバーナーが前記燃焼室の初期加熱のため前記燃焼室の
壁及び／又は前記ヘッダーに設けられる装置。

αη 第α顕による装置において、前記燃焼室は前記燃
焼室の加熱又は冷却用に組み合わされた装置。

αω 第αη項による装置において、前記燃焼室を加熱
又は冷却のための前記装置部品が燃焼室壁の外部と接触
する配管からなる装置。

０ 第α（至）項による装置において、前記前室は円形
横断面で、前記燃焼室の中に出口方向に向いて外方に朝
顔状に開いている装置。

（２０）第０睡による装置において、燃焼支持ガス用の
前記ヘッダーの外側に分配室を設けることを特徴とする
、カーボンブラックを製造するための装置。

（２１）第０３）項による装置において、前記分離装置
が前段分離器として配置された、少なくとも一個のサイ
クロン分離器及び最終分離器として動作するために配置
されたフィルター分離器からなる装置。

（２渇 第０９項による装置において、前記フィルター
装置が多室フィルターである装置。

（２３）第α３）項による装置において、前記前室が少
なくとも６００℃の温度で操作するために配置される装
置。

（２４）液体炭化水素原料で操作するために設計された
、第（１３）項による装置において、燃焼支持ガスのた
めで、各々にスプレーノズルが配置され、前記液体炭化
水素のための移送導管と連結された管を備え、前記ヘッ
ダーの前記前室の中に向いている開孔を持つ、分配室が
設けられ、前記管はそれがつながっている前室に中心で
通される装置。

（２■ 第（２４）項による装置において、排出が圧力
と独立にされる移送調節ポンプが前記スプレーノズルの
各々の前記管に設けられる装置。

（２６）第（イ）項による装置において、前記拡散器が
前記分配室及び前記前室の間の開孔に交換可能に取り付
けられる。

（２７）第（２頻による装置において、前記スプレーノ
ズルが配置され、それらが前記燃焼室の予熱期間中に又
はノズルの交換のために抜き出すことができる装置。

（２８） 前記第０３）項による装置において、前記
前室へ導く供給導管に気体状炭化水素原料と酸素含有燃
焼支持ガスとを混合するための混合装置を設けたことを
特徴とする、原料として気体状炭化水素を用いて操作す
るように設計されたカーボンブラックを製造するための
装置。

（イ）第（ハ）項による装置において、前記混合装置が
前記供給導管の予熱熱交換器の前に設けられる装置。

（７）第（２Ｓ項による装置において、前記混合装置が
均一化通路部材からなる装置。

Ｇυ 第（ハ）項による装置において、前記混合装置が
充填材で充された室を持っているチェック弁からなる装
置。

■ 第（ハ）項による装置において、大気圧以下、０．
５以下の気圧に前記混合装置の圧力を維持する部分が設
けられる装置。

（３３）第０１項による装置において、前記分離装置が
組み込みカーボンブラック圧さく装置を備えるコンベヤ
ーを含み、その圧さく効果が調整可能である装置。

【図面の簡単な説明】

第１図はカーボンブラック製造のための全装置の操作ダ
イヤグラム、第２図は第１図の要部を示す図、第３図は
第１図の燃焼室のヘッダーを通る断面図、第４図は気体
状炭化水素と酸素含有ガスとを混合するための混合装置
の断面図である。 １・・・・・・燃焼室、２・・・・・・遷移部分、３・
・・・・・供給管。 ４・・・・・・予熱バーナー、５・・・・・・空気ブロ
ワ−１６・・・・・・電動機、７・・・・・・配管、８
・・・・・・冷却器、９・・・・・・空気予熱ヒーター
、１０・・・・・・ガスタンク、１１・・・・・・貯槽
、１２・・・・・・閉止弁、１３・・・・・・フィルタ
ー、１４・・・・・・ロータリーポンプ、１５・・・・
・・モーター、１６・・・・・・メジャリング装置、１
７・・・・・・制御ライン、１８・・・・・・供給タン
ク、１９・・・・・・液面検知スイッチ、２１・・・・
・・サーモスタット、２２・・・・・・温度調整器、２
３・・・・・・温度検知器、２４・・・・・・リターン
ライン、２５・・・・・・導管、２６・・・・・・調整
弁、２７・・・・・・圧力ポンプ、２８・・・・・・電
動機、２９・・・・・・圧力線、３０・・・・・・加熱
素子、３１・・・・・・ヒーター、３２・・・・・・サ
ーモスタット、３４・・・・・・圧力調整器、３５・・
・・・・温度表示器、３７・・・・・・リターンライン
、４１・・・・・・流量監視器、４２・・・・・一分配
管、４３・・・・・・スプレーノズル、４５・・・・・
・ロータリー往復カウンター、４７・・・・・・比率継
電器、４８・・・・・・比率調整器、４９・・・・・・
ダンパー弁、５１・・・・・・スロットル弁、５３・・
・・・・ブロワ−１５４・・・・・・電動機、５５・・
・・・・圧力ダクト、５７・・・・・・空気演算継電器
、５８・・・・・・メジャリングダイヤフラム、５９・
・・・・・インティクマニホルド、６２・・・・・・温
空気出口、６３・・・・・・空気分配室、６４・・・・
・・圧力計、６５・・・・・・ダイヤフラム、６７・・
・・・・導管、６８・・・・・・開口、６９・・・・・
・伝送装置、７０・・・・・・圧力調整器、７１・・・
・・・調整器、７３・・・・・・電動機、７４・・・・
・・吸引ブロワ−１７５・・・・・・煙突、７７・・・
・・・調整ダンパー、８１・・・・・・ヘッダー、８２
・・・・・・前室、８３・・・・・・燃焼室壁、８４・
・・・・・膨張フラップ弁、８５・・・・・・導管、８
６・・・・・・コーン、８８・・・・・・ポンプ、９０
・・・・・・管、９２・・・・・・ホルダー、１００・
・・・・・支柱、１０１・・・・・・ブロワ−１１０２
・・・・・・インプットマニホルド、１０３・・・・・
・ダクト、１０４・・・・・・支柱、１０８・・・・・
・カーボンブラック分離器、１０９・・・・・・最終カ
ーボンブラック分離器、１１０・・・・・・カーボンブ
ラック圧縮装置、１１１・・・・・・カーボンブラック
出口開口、１１３・・・・・・水平カーボンブラックコ
ンベヤー、１１４・・・・・・斜方上昇コンベヤー、１
１５・・・・・・案内容器、１１６・・・・・・電動機
、１１７・・・・・・ベーン型注入弁、１１８・・・・
・・ホッパー、１１９・・・・・・捕集コーン、１２１
・・・・・・充填装置、１２２・・・・・・スケールプ
ラットホーム、１２３・・・・・・充填容器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃焼室中において酸素含有ガスの存在下で、部分燃
   焼により炭化水素を熱分解して液体状炭化水素からカー
   ボンブラックを製造する方法において、 前記燃焼室内に通じ、且つ、前記燃焼室の横断面に実質
   的に均一に分布している複数の前室内に、予熱された加
   圧下の液体状炭化水素と、予熱された酸素含有ガスとを
   導入して、前記前室内において、前記液体状炭化水素を
   蒸発させてこれと前記酸素含有ガスとの実質的に均一な
   混合物を形成し、かくして得られた前記混合物を、前記
   燃焼室内に導き、 前記燃焼室内において前記混合物を９５０〜 。 １２００℃の範囲内の温度で部分燃焼し、かくして得ら
   れた反応生成物を冷却して、カーボンブラックを分離す
   ることを特徴とする液体状炭化水素からカーボンブラッ
   クを製造するための方法。 ２（ａ）燃焼室、 （ｂ） 前記燃焼室の横断面に均一に分布している複
   数の前室を備え、しかも、前記燃焼室の全横断面を被っ
   ているヘッダー、 （ｃ） 前記燃焼室の出口側に連結した反応生成物用
   煙冷却器、 （ａ） 前記冷却器の排出物を更に冷却し、そして前
   記燃焼室用燃焼支持ガスを予熱するように配設された熱
   交換器、 （ｅ） 前記熱交換器の冷却排出物が供給されるため
   に配設されたカーボンブラック分離用分離装置、以上（
   ａ）〜（ｅ）からなる反応物の予めの均一化の後に、酸
   素含有ガスで部分燃焼して炭化水素を熱分解することを
   特徴とする、液体状炭化水素からカーボンブラックを製
   造するための装置。 ３ 前記第２項による装置において、燃焼支持ガス用の
   前記ヘッダーの外側に分配室を設けることを特徴とする
   、液体状炭化水素からカーボンブラックを製造するため
   の装置。