NO862033L - Utstyr for fremstilling av sot. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et utstyr for fremstilling av sot med en reaktor i hvilkens lokk det er anordnet mateenheter for den doserte tilførsel av luft og hydrokarboner, idet hver mateenhet har et homogeniseringsrom for blanding, omdannelse til gass og fordeling av komponentene.

Slikt utstyr for fremstilling av sot er allerede kjent i mange utførelsesformer, hvilke hovedsakelig refere-rer til anordning av forbrenningsdyser for tilveiebringelsen av forbrenningsgassene og dysene for innføringen av de forut-sette hydrokarboner for sotfremstilling. Med et sotfremstil-lingsutstyr er det vanskelig å forutse hvordan forskjellige sotkvaliteter kan fremstilles i større omfang. For tilveie-bringelse av forskjellige sotkvaliteter må det nemlig tas hensyn til forskjellige driftsbetingelser. Særlig må et be-stemt forhold hydrokarboner/luft overholdes, idet den termiske belastning i reaktoren øker sterkt.med fremstilling av sotkvaliteter med høyere finhet. Å nedsette denne termiske belastning er et hovedformål med den foreliggende oppfin-nelse. Særlig skal en termisk overbelastning og dannelse av spenninger i reaktorlokket unngås. Av denne grunn er det viktig at det i reaktorlokket hersker lignende forhold som i selve reaktoren. På kjent måte har man hittil bare anvendt tiltak for kjøling av avgassene som forlater reaktoren og ikke tatt hensyn til beskyttelsen av reaktorlokket.

Ifølge oppfinnelsen er det tilstrebet en for-bedring av det kjente utstyr og for dette formål foreslått å innstampe det hulformede deksel med en ildfast masse i et utstyr beskrevet i innledningen, hvor kjøleorganer kan opptas. På denne måte skal den termiske belastning i området ved reaktorlokket nedsettes vesentlig og tilpasses reaktorens belastning.

Stampemassen beskytter de metalliske deler i reaktorlokket og ved hjelp av massens kjøling økes betydelig dets holdbarhet. Særlig forhindres det at det opptrer spenninger i reaktorlokket og at deler skades.

Samtidig kjøles reaksjonsproduktene direkte i reaksjonssonen, slik at den termiske belastning ytterligere nedsettes.

Ved alle gangbare fremgangsmåter som arbeider med meget høye temperaturer på over 1300°C, begrenser kjøletil-takene seg utelukkende til den utvendige kjøling av reaktorens platemantelflate. Særlig ble det anordnet varmevekslere på reaktorens yttervegg, mens kjølingen av reaktorlokket ikke ble holdt for å være nødvendig. Temperaturbelastningen i reaktorlokket ble antatt å være liten, slik at det oppsto den ulempe at det ved høye reaksjonstemperaturer ikke var noen varmebeskyttelse for reaktorlokket. Dette forhindres ifølge oppfinnelsen med hell, da det for beskyttelse av reaktorlokket eksisterer en stampemasse, som kjøles, slik at de termiske forhold i reaktorlokket er lignende de i reaktoren. Det oppstår derfor ingen varmespenninger i lokket og stampemassen vil følgelig ikke falle av i småbiter.

I reaktorlokkets flate underside er det anordnet en kjølebuktning tilsluttet et kjølemiddelkretsløp. Dette har grenrør omkring mateenhetene. På denne måte oppnås en god kjøling, slik at den termiske belastning i reaktoren kan økes, og det kan fremstilles sotkvaliteter med større inn-vendig overflate.

En særegenhet i det foreslåtte utstyr består enda

i at mateenhetene som omstrømmes av kjølemiddel er symmetrisk fordelt i periferiretningen omkring en forbrenner anordnet sentralt i det runde reaktorlokk. Reaktorlokket er samtidig forsynt med en flat underside dannet ved hjelp av stampemassen, i hvilken kjølebuktningen er innbakt, hvor kjølebuktningen da også er ført omkring forbrenneren.

Anordningen av tre symmetrisk fordelte mateenheter i tilsvarende homogeniseringsrom er særlig fordelaktig. Varme-problemene som derved opptrer kan lett beherskes med den anordnede kjøling, slik at en overoppheting av reaktorlokket forhindres pålitelig.

Ytterligere kjennetegn ved oppfinnelsen fremgår av de øvrige krav, beskrivelsen i det følgende, såvel som av tegningene, som viser et utførelseseksempel av et utstyr ifølge oppfinnelsen. Det gjøres uttrykkelig oppmerksom på

at samtlige i det følgende nevnte eller fremstilte kjennetegn såvel for seg selv som også i forbindelse med andre kjennetegn tilhører oppfinnelsens gjenstand i en hvilken som

helst kombinasjon.

På tegningene viser fig. 1 et vertikalsnitt gjennom et reaktorlokk, og fig. 2 er et riss sett nedenfra.

Utstyret for fremstilling av sot er forsynt med en reaktor som vesentlig del, som inngangssidig er lukket ved hjelp av et reaktorlokk 1. Dette danner den øvre be-grensning av det ikke fremstilte vertikalt forløpende reak-torhus, som ifølge utførelseseksemplet er sirkelformet i tverrsnitt og i hvilket sotfremstillingen skjer fra hydrokarboner og luft. De nevnte bestanddeler doseres og til-føres lokket, intimt blandet, delvis i gassform og forbren-nes partielt i reaktorrommet. Røkgassene som derved oppstår og den dannede sot kjøles deretter, filtreres i et filteraggregat og soten avbrennes.

Som det fremgår av fig. 1 er reaktorlokket 1 dannet hulformet og har en kuppelformet pverdel 2 som er fylt med en stampemasse 11. Den flate underside har hen-visningstall 3. Reaktorlokket 1 er videre forsynt med en rundflens 4, som så er skrudd fast med en tilsvarende flens 15 på reaktorlegemet. Det er også mulig å anordne reaktorlokket svingbart på reaktorlegemet, noe som en egnet ledd-forbindelse 5 tjener til.

For dosert tilførsel av luft og hydrokarboner eksisterer det i lokket 1 et antall mateenheter 6 som er fordelt symmetrisk i periferiretningen i det kuppelformede lokklegeme. En enkel og hensiktsmessig utførelse er gitt ved anvendelse av tre mateenheter 6, som er fordreid overfor hverandre 120°. Dette fremgår særlig av fig. 2. Sentralt i midten er det anordnet en forbrenner 7.

Hver mateenhet er forsynt med et rørformet hus 8, som er innsatt vertikalt i en tilsvarende utsparing i den kuppelformede overdel 2 forløpende i aksiell retning og munner i en tilsvarende eksisterende åpning 10 i bunnen 3.

Den nedre del av det rørformede hus 8 er like-ledes fylt med stampemasse 11, slik at det i hvert hus 8 for-blir åpent et homogeniseringskammer 12. Den øvre ende av det rørformede hus 8 som vender bort fra åpningen 10 er forsynt med en tilslutningsflens 9. Tilslutnings flensen 9 tjener til tilslutning av et rørformet holdeorgan som ikke er nærmere fremstilt på tegningen, som bærer sentralt en oljelanse (tysk "Oellanze") som strekker seg nedover frem til homogeniseringskammeret 12 og på siden er forsynt med en tilslutning for dosert tilførsel av luft.

For kjøling av stampemassen 11 i området ved reaktorinngangssiden, dvs. i området ved stampemassens 11 plane underside 3, såvel som for kjøling av homogeniserings-kamrene 12 er det anordnet kjøleorganer i reaktorlokket 1. Disse kjøleorganer har en kjølebuktning 13, som er innbakt

i stampemassen 11 i området ved den plane underside 3 og kan f.eks. være dannet av en rørspiral. Kjølebuktningen 13 dek-ker hele undersiden 3 med unntak av utsparingen 10, hvor mateenhetene 6 hhv. forbrenneren 7 munner. For kjøling av sistnevnte del eksisterer det rørformede spiraler 14 som er viklet om den nedre del av det rørformede hus 8 som befinner seg innenfor reaktorlokket. Kjølebuktningen 13 og de rør-formede spiraler 14 kan tilhøre det samme kretsløp, idet tilføringen og bortledningen av det sirkulerende kjølemedium ikke er nærmere fremstilt på tegningen.

Ved det beskrevne utstyr for fremstilling av sot kan det ikke opptre en overoppheting i området ved reaktorlokket og på reaktorens inngangsside. Derfor unngås også spenninger i massen 11 og i lokkets 1 overdel 2.

Under drift bringes for fremstilling av sot et hydrokarbonstoff, f.eks. tungolje, i doserte mengder gjennom de ikke fremstilte oljelanser inn i mateenhetenes 6 homogeniseringskammer 12, idet det samtidig også ledes luft som oksygenbærer inn i homogeniseringskammeret 12. Inne i homogeniseringskammeret blandes oksygenbæreren med den innsprøy-tede tungolje, hvoretter blandingen tennes kontinuerlig.

For igangsetting av forbrenningen tjener forbrenneren 7 med gassdrift. Det skjer en sterk eksoterm reaksjon, idet var-men som blir fri ved reaksjonen, så langt den ikke forbrukes for omvandling av hydrokarboner til sot, bortføres så langt gjennom den beskrevne kjøleinnretning, at det ikke kan opptre noen overopphetning. På denne måte kan det overholdes en forutbestemt temperatur i reaksjonsrommet, slik at det fremstilte produkts kvalitet fordelaktig kan påvirkes.

Utførelsen av oppfinnelsen skal ikke utelukkende begrenses til anvendelse av tre symmetrisk fordelt anordnede mateenheter, selv om de gjennomførte forsøk og de teoretiske undersøkelser har vist at det oppnås meget gode resultater med tre mateenheter og det såvel som når det gjelder sot-kvaliteten som når det gjelder beherskelse av de varme-problemer som opptrer. Ut over dette har det vist seg at når det opptrer et avbrudd i en av mateenhetene, dvs. når en brenner faller ut, merkes dette straks ved trykkstigning ved de vedvarende to brennere. Uten avbrudd i driften kan den skadde oljelanse demonteres, rengjøres og ellers settes i stand og igjen settes inn.

Claims (5)

1. Utstyr for fremstilling av sot med en reaktor, i hvilkens lokk (1) det eksisterer mateenheter (6) for den doserte tilførsel av luft og hydrokarboner, idet hver mateenhet (6) er forsynt med et homogeniseringsrom for blanding, omdannelse til gass og fordeling av komponentene,karakterisert vedat det hulformede lokk (1) er innstampet med en ildfast masse (16), i hvilken det er opp-tatt kjøleorganer (13, 14).

2. Utstyr ifølge krav 1, karakterisert vedat reaktorlokkets (1) plane underside (3) er anordnet med en kjølebuktning (13) tilsluttet et kjølemiddelkretsløp, hvilken kjølebuktning er forsynt med grenrør (14) ført omkring mateenhetene (6).

3. Utstyr ifølge krav 1 og 2,karakterisert vedat mateenhetene (6) som om-strømmes av kjølemiddel og hver forsynt med et homogeniseringsrom (12) og en utskiftbar anordnet brennerenhet er fordelt symmetrisk i periferiretningen omkring en forbrenner (7) sentralt anordnet i det runde reaktorlokk (1).

4. Utstyr ifølge krav 1-3, karakterisert vedat det er gruppert tre mateenheter (6) omkring forbrenneren (7) symmetrisk fordelt.

5. Utstyr ifølge krav 1-4, karakterisert vedat en gren av den innbakte kjøle-buktning (13) i den plane underside (3) også er ført omkring forbrenneren (7).