NO862032L - Utstyr for fremstilling av sot. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår utstyr for fremstilling av sot med en stående reaktor med reaktorlokk, hvilken er forsynt med mateenheter for dosert tilførsel av luft og hydrokarboner og omfatter homogeniseringsrom for intim blanding av komponentene.

Slikt utstyr for fremstilling av sot er allerede kjent i de forskjelligste utførelsesformer. Der begynner sot-dannelsen ved temperaturer fra 700 - 800°C og oppnår sitt optimum alt etter sotkvalitet ved ca. 1100 - 1400°C. For fremstilling av forskjellige sotkvaliteter bør bl.a. brenn-stoff- og luftmengden for tilveiebringelsen av forbrennings-gassene være tilsvarende regulerbare, for at disse to kompo-nenter nøyaktig skal kunne avstemmes med hverandre. Vanske-ligheter lages derved, ved at det for fremstillingen av sot med økende større indre overflate er nødvendig med enøkende større luftandel, idet reaktorens termiske belastning sam-tidig stiger sterkt. Det kan opptre en termisk overbelast-ning særlig i reaktorens forbrenningsrom, slik at det for fremstilling av finere sotkvaliteter ofte er satt grenser, som fremkommer fra reaktorens konstruktive oppbygging.

Formålet med oppfinnelsen er derfor å foreslå et utstyr for sotfremstilling av den i det foregående beskrevne type, hvor den termiske overoppheting eller termiske over-belastning av reaktoren forhindres pålitelig, uten at det må innsprøytes vann direkte inn i sotgassen for varmebortled-ning.

Etter forslag ifølge oppfinnelsen er, ved et utstyr med de nevnte kjennetegn i den innledende del av krav 1, reaktorrommets sidebegrensning dannet ved strømningsrør som gjennomstrømmes av et kjølemedium og sammen med det kjølte lokk omgir forbrenningsrommet. På denne måte er det fore-slått et kjøleteknisk særlig virksomt tiltak, som er kon-struktivt enkel gjennomførbar.

Ifølge en foretrukket utførelsesform av utstyret består rørdannelsen av vertikalt forløpende rørstykker som danner en sylindrisk strømningsrørvegg, som oventil og nedentil er tilsluttet en ringsamler. En ildfast innvendig bekledning beskytter forbrenningsrommets strømningsrørvegg.

En ytterligere fordelaktig utførelsesform består

i at det eksisterer som tillegg kjøleorganer ved overgangsstedet mellom lokk og sylindrisk strømningsrørvegg som for-hindrer virksomt en overoppheting.

Sammenfattet kan det altså sies at ved det fore-slåtte utstyr kjøles såvel reaktorlokket som reaktorrommet ved hjelp av separate kjøleorganer, til hvilke det ytterligere som tillegg eksisterer en kjøling ved overgangsstedet mellom reaktorlokket og det sylindriske forbrenningsrom, som er forsynt med en kjølespiral, som er innbakt i en stampemasse i området ved en sylindrisk mansjett festet ved den øvre ringsamler.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det føl-gende i forbindelse med et utførelseseksempel og under hen-visning til tegningene, der fig. 1 er et sideriss av et utstyr, delvis i vertikalsnitt, fig. 2 er et snittriss etter linjen A-A på fig. 1 i større målestokk, fig. 3 er et for-størret vertikalt snittriss som fremstiller det på fig. 1 med X angitte sted, fig. 4 er et lignende riss, som viser det på fig. 1 med Y angitte sted, og fig. 5 er et riss sett ovenfra i pilretningen X på fig. 1.

For fremstilling av sot anvendes det hydrokarbo-noer, f.eks. tungolje og en gass inneholdende oksygen, for det meste luft. Tungoljen forvarmes først og bringes til innsprøytningstrykk og tilføres innsprøytningsdysene i denønskede mengde. Forbrenningsluften leveres fra en vifte, idet den hithørende fremgangsmåte er kjent og ikke blir beskrevet nærmere i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse. Forbrenningsluften forvarmes likeså, noe som f.eks. kan skje ved utnyttelse av varmeverdien i prosessavluftnin-gen i et etterforbrenningsanlegg.

På fig. 1 er det fremstilt en stående reaktor med vertikal akse, omfattende et reaktorlegeme 1 og et lokk 2. Reaktorlegemet er sylindrisk formet og består av en rør-dannelse gjennomstrømmet av et kjølemedium, som er sammen-satt av separate strømningsrør som forløper vertikalt oppover og parallelt med hverandre. Strømningsrørene 3 står oventil og nedentil i forbindelse med en ringsamler 4 hhv. 5. Ringsamleren 4 består av et sirkelformet bøyet rør med en sirkeldiameter som tilsvarer reaktorlegemets 1 diameter. Som vist på fig. 3 munner hvert strømningsrør 3 oventil i ringsamleren 4, ved hjelp av hvilken de enkelte strømningsrør 3 står i forbindelse med hverandre. En lignende utforming har den nedre ringsamler 5, til hvilken de samme vertikale strøm-ningsrør 3 er tilsluttet nedentil. Såvel den nedre ringsamler 5 som den øvre ringsamler 4 er forsynt med en tilslutning 6 hhv. 7. Tilslutningen og den nedre ringsamler 5 tjener til kjølemediuminngang, mens tilslutningen 7 danner kjølemedium-utgangen. Det skal enda nevnes at det også kan eksistere flere tilslutninger for kjølemediuminngangen og for utgangen. Ifølge snittegningen på fig. 2 eksisterer det to kjølemedium-innganger diametralt motsatt, hvilke - som nevnt - er tilsluttet ringsamleren 5.

Reaktorlegemet bestående av strømningsrørene 3 er utformet som sylindrisk vegg og forsynt med"en ildfast stampemasse som innvendig bekledning 8. I dette rom bekledd med stampemasse finner forbrenningen sted, etter at reaksjons-komponentene er blandet intimt. Tilføringen av de samme skjer gjennom reaktorlokket 2, som er satt på ovenpå reaktorlegemet 1 og har en kuppelform. Lokket 2 er forsynt med en flat bunn som begrenser reaktorrommet oppover og er forsynt med en kjøling. Hensiktsmessig eksisterer det i bunnen en kjøle-buktning i hvilken det sirkulerer et kjølemedium. Den til-hørende nærmere utforming danner ikke gjenstand i den foreliggende oppfinnelse og blir ikke fremstilt og beskrevet.

Videre er reaktorlokket forsynt med tre mateenheter 13, hvilke er innsatt i tilsvarende utsparinger i reaktorlokkets 2 kuppelformede overdel og tjener til til-føring av tungolje og forbrenningsluft. Videre er det an-ordnet enda en sentral åpning 9, i hvilken det er innsatt en gassbrenner med hvilken reaksjonen settes igang.

Ved overgangsstedet mellom reaktorlokket 2 og reaktorlegemet 1 eksisterer det en sylindrisk mansjett 10, som er sammensveiset med den øvre ringsamler 4. Inn i mansjetten 10 er det innlagt en kjølespiral 11 og innlagt i en ildfast stampemasse 14. På fig. 3 er den nærmere utforming og anordning av mansjetten 10 og kjølespiralen 11 vist, hvilke med stampemassen 14 som utfyller mellomrommet danner reaktorvulsten. Kjølespiralen 11 har enten en separat tilslutning for tilløpet og en ytterligere tilslutning for av-løpet for kjølemediet eller er tilsluttet kjølekretsløpet gjennom strømningsrørveggen.

En samler for en vertikal rørknippevarmeveksler er tilkoblet etter reaktorlegemet 1 (ikke fremstilt). Det er også mulig å koble til en ytterligere varmeveksler etter denne varmeveksler.

Det beskrevne utstyr arbeider som følger:

Først settes den anordnede forbrenner i .midten av reaktorlokket i drift og etter påfølgende oppvarming føres de tilberedte flytende hydrokarboner såvel som den tilsvarende forvarmede reaksjonsluft inn i mateenhetene hvor det eksisterer et homogeniseringsrom, i hvilket det skjer en intim blanding av hydrokarbonene med reaksjonsluften, men imidlertid finner ingen forbrenning sted. Den homogeniserte blanding kommer så inn i forbrenningsrommet, som befinner seg i reaktorlegemets 1 øvre del. Her skjer omformingen av reaksjonsdelene, idet en del av tungoljen forbrenner for til-veiebringelse av reaksjonsvarmen, og den andre del omvandles til sot. I områder hvor blandingen av komponentene luft og tungolje finner sted såvel som i etterfølgende områder hvor tungoljen forbrennes skjer en virksom kjøling, slik at tem-peraturforholdene bestandig beherskes. Særlig bringer ut-formingen av hele reaktorlegemets mantelflate med seg store fordeler. På den måten kan reaktoren bestandig tilpasses de termiske forhold, som er nødvendig for fremstilling av fine sotkvaliteter. Utstyret kan følgelig anvendes meget manfol-dig for de forskjelligste formål.

Det må enda nevnes at rørdannelsen som danner reaktorrommets begrensning sideveis også kan utformes som kontinuerlig kjølebuktning, som består av en spiral viklet om en vertikal akse.

Etter å ha forlatt reaktoren kjøles de sotholdige gasser indirekte i de etterkoblede varmevekslere, slik at de kan tilføres uten vanninnsprøytning for direkte kjøling av sotutskilleisen.

Claims (8)

1. ' Utstyr for fremstilling av sot med en stående reaktor med reaktorlokk (2), som er forsynt med mateenheter (13) for dosert tilførsel av luft og hydrokarboner og omfatter homogeniseringsrom for intim blanding av komponentene, karakterisert ved at reaktorrommets begrensning sideveis består av en rørdannelse (3, 4, 5) gjennomstrømmet av et kjølemedium, som sammen med det kjølte lokk (2) omgir forbrenningsrommet.

2. Utstyr ifølge krav 1, karakterisert ved at rørdannelsen består av vertikalt forløpende rørstykker (3) som danner en sylindrisk strømningsrørvegg som oventil og nedentil er tilsluttet en ringansamler (4, 5).

3. Utstyr ifølge krav 1. og 2, karakterisert ved at strømningsrørveggen er bekledd med et ildfast sjikt (8).

4. Utstyr i'følge krav 1-3, karakterisert ved at det på overgangsstedet mellom den sylindriske strømningsrørvegg og reaktorlokket (2) eksisterer en ytterligere kjøling (11).

5. Utstyr ifølge krav 1 - 4, karakterisert ved at kjølingen ved overgangsstedet er forsynt med en kjø lespiral (11), som i området ved en sylindrisk mansjett (10) festet ved den øvre ringsamler (4) er innbakt i en stampemasse (14).

6. Utstyr ifølge krav 1, karakterisert ved at rørdannelsen består av en spiral viklet om den vertikale akse.

7. Utstyr ifølge krav 1, karakterisert ved at rørdannelsen er utformet som dampgenerator.

8. Utstyr ifølge krav 1, karakterisert ved at det er etterkoblet minst én varmeveksler til reaktoren (1), hvor sot-gassblandingen avkjøles videre.