Przedmiotem wynalazku jest reaktor piecowy do wytwarzania sadz technicznych,znajduja¬ cy zastosowanie zwlaszcza w przemysle oponiarskim, poligraficznym, elektrotechnicznym, ka¬ blowym, farbiarskim.Sadze okresla sie jako substancje skladajace sie glównie z wegla pierwiastkowego w formie prawie kulistych czastek i ich agregatów o rozmiarach koloidalnych otrzymywanych przez niepelne spalanie lub termiczny rozklad weglowodorów.W literaturze patentowej znanych jest wiele róznych konstrukcji reaktorów stosowanych do otrzymywania sadz piecowych.Jednym ze znanych powszechnie rozwiazan jest ceramiczny reaktor cyklonowy typu Krejci.Sklada sie on z urzadzenia doprowadzajacego surowiec sadzotwórczy, cyklonowej komory spa¬ lania z dwoma kanalami stycznymi wyposazonymi w palniki na paliwo i utleniacz, osiowej komory reakcyjnej, przestrzeni schladzania produktów reakcji przez wtrysk strumienia wody.Przestrzen reakcyjna wylozona jest ceramiczne wykladzine zaroodporne. Od zewnetrz reaktor posiada obudowe stalowe. W srodku znajduje sie gruba warstwa ceramicznego materialu izo¬ lacyjnego. W reaktorze tym cieplo niezbedne do przebiegu reakcji pirolizy surowca sa- dzotwórczego do sadzy dostarczane jest przez spalanie w komorze cyklonowej paliwa gazo¬ wego w atmosferze powietrza. Mieszanka paliwa i powietrza wprowadzana jest kanalem usytuowanym stycznie do cylindrycznej sciany komory spalania. Przy ciaglym podawaniu mieszanki plomien i spaliny poruszaja sie po spiralnej drodze w kierunku osi komory spala¬ nia. Gdy spirala ta osiegnie srednice mniejsze od srednicy komory reakcyjnej, droga po której poruszaja sie spaliny zmienia sie ze spiralnej na srubowe. Spaliny zachowujac po¬ wyzszy profil predkosci przemieszczaja sie wzdluz komory reakcyjnej, a po schlodzeniu w jej koncowej czesci wtryskiem strumienia wody przechodze do instalacji odzysku sadzy.Wade tego typu reaktorów jest stosunkowo niska przerobowosc oleju na jednostke objetosci, mala wydajnosc procesu, duza materialochlonnosc zwlaszcza drogich ceramicz¬ nych materialów zaroodpornych oraz mozliwosci produkcji w danym reaktorze tylko jednego typu sadzy.Innym przykladem reaktora piecowego znanym z opisu patentowego USA nr 3 410 660 jest reaktor wykonany z dwóch koncentrycznych rur stalowych, z których zewnetrzna stanowi 148 4172 148 417 obudowe reaktora i pozbawiona jest rury wewnetrznej w czesci czolowej co prowadzi do wy¬ tworzenia w tej czesci reaktora przestrzeni, do której wprowadzany jest olej, paliwo i czesc powietrza. Rura wewnetrzna od strony wewnetrznej pokryta jest cienka warstwe ceramicznego materialu zaroodpornego. Obie wspólosiowe rury tworze miedzy soba kanal pierscieniowy, którym doprowadzane jest powietrze glówne do czola reaktora, które chlodzac rure wewnetrzne jednoczesnie nagrzewa sie, W plycie czolowej reaktora zamocowany jest palnik olejowy, którym doprowadzany jest surowiec sadzotwórczy, powietrze ochronne i paliwo do przestrzeni reakcyjnej reaktora.Stosujec w przestrzeni wewnetrznej czolowej czesci reaktora elementy typu zaluzyjne- go z poprzecznymi wzglednie wzdluznymi otworami mozna uzyskiwac odpowiednio wirowe lub osiowe propagacje plomienia.Z wyzej opisanych i innych tego typu parametrów wynika, ze spalanie paliwa w utle¬ niaczu w reaktorze piecowym inicjowane jest w przestrzeni wewnetrznej przedniej jego czesci tzw. cylindrycznej wzglednie cyklonowej komorze spalania. Powstajacy plomien, a nastepnie spaliny wraz z surowcem sadzotwórczym i zarodkami sadzy moge przemieszczac sie w komorze reakcyjnej w postaci strumienia wirujacego wzdluz scian reaktora w warstwie do nich przyleglej lub w postaci strumienia /plomienia/ progresywnie wzdluznego.Reaktory ze strumieniem wirujacym pozwalaja uzyskiwac wyzsze wydajnosc procesu z jed¬ nostki objetosci. Nie obserwuje sie w nich osadzania koksiku na scianach. Ich wade jest ograniczona ilosc typów produkowanej sadzy. Reaktory z plomieniem progresywnie wzdluznym charakteryzuje sie znacznie wolniejszym procesem powstawania sadzy, otrzymywany produkt jest gorszej jakosci w tym samym reaktorze mozna produkowac w zaleznosci od potrzeb rózne typy sadz.Omawiane reaktory róznie sie wiec m.in. sposobem generowania spalin o wysokiej tempe¬ raturze. Przebiega on zazwyczaj w plomieniu dyfuzyjnym, ale moze byc realizowany równiez w plomieniu kinetycznym jak to ma miejsce w opisie patentowym USA nr 4 250 145, w którym przedstawiono szereg rozwiezan palników kinetycznych typu szczelinowego w zastosowaniu do reaktorów piecowych.Przedmiotem wynalazku jest reaktor piecowy do wytwarzania sadz technicznych skladaje- cy sie z komór spalania, komory reakcyjnej, komory przerywania reakcji.Istota wynalazku polega na tym, ze reaktor ten posiada co najmniej dwie komory spala¬ nia usytuowane naprzeciw siebie parami i prostopadle w stosunku do komory reakcyjnej. W czesci czolowej reaktora jest umieszczona komora wstepnego spalania z palnikiem gazowo-ole- jowym i przesuwne dysze olejowe. Na wejsciu do komory reakcyjnej natomiast jest wkladka przewezajaca w postaci dyszy. Ponadto w komorach spalania na wejsciu usytuowane se wirowe palniki i stycznie krócce. Srednica komory spalania wynosi 0,6-0,8 srednicy komory reak¬ cyjnej, zas srednica przewezajacej wkladki stanowi 0,3-0,8 srednicy reakcyjnej komory, a srednica gazowego palnika wynosi 0,8-1,0 srednicy reakcyjnej komory. Dlugosc komory reak¬ cyjnej wynosi 10-12 srednic komory reakcyjnej. Dlugosc komory spalania wynosi 2-5 srednic komory spalania, a dlugosc wstepnej komory spalania wynosi 0,6-2,0 srednicy reakcyjnej komory.Podstawowymi zaletami palników wirowych jest duza stabilnosc spalania oraz mozliwosc uzyskiwania duzych obciazen cieplnych z jednostki objetosci. Wynikaja one ze specyficznych wlasnosci aerodynamicznych turbulentnego strumienia zawirowanego. W komorach cyklonowych oprócz wymieszania skladników, jak to ma miejsce w palnikach wirowych, zachodzi takze spa¬ lanie mieszaniny z intensywnym wydzielaniem sie ciepla w nieduzej objetosci.Wprowadzenie utleniacza stycznie do cyklonowej komory spalania powoduje, ze maksymalna wartosc temperatury spalin osiagana jest w osi komory z jej spadkiem w kierunku promienio¬ wym. Pozwala to prowadzic spalanie paliwa z minimalnymi stratami ciepla w komorze stalo¬ wej chlodzonej od zewnatrz woda. Uzycie przeciwleglych parami komór spalania prowadzi do wygaszania stycznych predkosci strumieni z zachowaniem progresywnie wzdluznego przemiesz¬ czenia sie mediów reagujacych w komorze reakcyjnej. W obszarze gwaltownego wygaszania predkosci stycznych wytwarzaja sie korzystne warunki odparowania oleju sadzotwórczego i tworzenia sie zarodków stalych czastek wegla. Intensyfikacje wymiany masy i ciepla nie¬ zbedna w procesie wzrostu czastek uzyskuje sie przy przejsciu mieszaniny reakcyjnej przez148 417 3 wkladke przewezajace. Reaktor wedlug wynalazku charakteryzuje sie prostota konstrukcji, wysoka wydajnoscie procesu, dobre wytrzymaloscie elementów konstrukcyjnych oraz mozli¬ woscia produkcji róznych typów sadz aktywnych w jednym reaktorze.Przedmiot wynalazku objasniony jest na przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ogólny widok pionowego reaktora do wytwarzania sadz technicznych, fig. 2 i fig. 3 - ustawienie przeciwleglych parami komór spalania w stosunku do komory reak¬ cyjnej, fig. 4 - widok poziomego reaktora piecowego z dwoma przeciwleglymi komorami spa¬ lania wyposazonego we wstepne komore spalania z zamontowanym w niej palnikiem olejowym wraz z wkladke przewezajece na wejsciu do komory reakcyjnej, przy czym przeciwlegle pa¬ rami komory spalania se wykonane w postaci cyklonowych komór spalania, co jest widoczne na rysunku fig. 5 i fig.6, wzglednie fig. 7 z komorami spalania wyposazonymi w palniki wirowe.Reaktor piecowy do wytwarzania sadz technicznych wedlug wynalazku sklada sie z dwóch lezecych naprzeciw siebie cylindrycznych komór spalania 2 poleczonych z komore reakcyjne 1 zakonczone czescie schladzajace plomien 3, do której doprowadzana jest woda gaszeca króccem 10. Na wejsciu do komór spalania 2 znajduje sie palniki wirowe 4 wyposazone w turbulizatory 16 oraz krócce doprowadzajece paliwo 8 i powietrze 9. W przedniej czesci reaktora zamocowana jest dysza olejowa 5 wyposazona w krócce doprowadzania oleju 6 i po¬ wietrza rozpylajecego 7. Wersja pozioma reaktora przedstawiona na rysunku fig. 4 wyposa¬ zona jest ponadto we wstepne komore spalania 13 z zamontowanym w niej palnikiem olejowym 12 z króccem na doprowadzenie surowca sadztwórczego 6, powietrza rozpylajecego 7, paliwa 8. i powietrza niskiego cisnienia 9. Na wejsciu do komory reakcyjnej znajduje sie wkladka przewezajeca 14. Doprowadzenie powietrza 9 do cyklonowej komory spalania 15 odbywa sie stycznie króccami 17, a paliwa - króccem 8 zgodnie z rysunkiem fig. 5 i fig. 6.Srednica D2 komory spalania 2 wynosi 0,3-0,8 O. srednicy komory reakcyjnej 1, a srednica D. wkladki przewezajecej 14 jest rzedu 0,3-0,8 srednicy 01 komory reakcyjnej 1. Srednica D- palnika wirowego 4 Jest równa 0,8-1,0 srednicy D2 komory spalania 2. Dlugosc Lj komory reakcyjnej 1 wynosi 10-12 D* srednicy komory reakcyjnej 1. Dlugosc l-2 komory spalania 2 wynosi 2-4 D. srednicy komory spalania 2, a dlugosc L, wstepnej komory spalania 13 lezy w zakresie 0,8-2,0 D* srednicy komory reakcyjnej 1.Surowiec sadzotwórczy w postaci oleju podawany jest za pomoce dyszy olejowej 5 do komory reakcyjnej 1. Jednoczesnie przez wirowe palniki gazowe 4 wprowadzane jest do komór spalania 2 paliwo gazowe 8 i powietrze 9 w wyniku czego otrzymuje sie spaliny o wysokiej temperaturze. Olej rozpylony powietrzem o wysokim cisnieniu przemieszczajec sie wzdluz osi reaktora ulega odparowaniu, a nastepnie przemianie do sadzy. W czesci gaszecej 3 ko¬ mory reakcyjnej 1 mieszanina sadzowo-gazowa ulega schlodzeniu wtryskiem strumienia wody przez krócce 10 do temperatury 950 K. Otrzymana w ten sposób mieszanina sadzowo-gazowa poddawana jest dalszemu schlodzeniu, filtracji i granulacji.Zastrzezenia patentowe 1. Reaktor piecowy do wytwarzania sadz technicznych skladajecy sie z komór spalania, komory reakcyjnej, komory przerywania reakcji, znamienny tym, ze posiada co najmniej dwie komory spalania /2/ usytuowane naprzeciw siebie parami i prostopadle w stosunku do komory reakcyjnej /l/, zas w czesci czolowej reaktora jest umieszczona komora wstepnego spalania /13/ z palnikiem gazowo-olejowym /12/ i przesuwne dysze olejowe /15/, a na wejsciu do komory reakcyjnej /!/ jest wkladka przewezajeca /14/ w postaci dyszy. 2. Reaktor wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w komorach spalania /2/ na wejsciu usytuowane se wirowe palniki /4/. 3. Reaktor wedlug zastrz. 1., znamienny tym, ze w komorach spalania /2/ na wejsciu usytuowane se stycznie krócce /17/. 4. Reaktor wedlug zastrz. 1., znamienny tym, ze srednica komory spala¬ nia /D2/ wynosi 0,6-0,8 srednicy komory reakcyjnej /Dj/, zas srednica przewezajecej wkladki /D3/ stanowi 0,3-0,8 srednicy reakcyjnej komory /D^/, a srednica gazowego palnika /D4/wynosi 0,8-1,0 srednicy komory reakcyjnej, natomiast dlugosc komory reakcyjnej /L^/ wynosi 10-12 srednic reakcyjnej komory, dlugosc komory spalania /L2/ wynosi 2-5 srednic ko¬ mory spalania /D2/f a dlugosc wstepnej komory spalania /L3/ wynosi 0,6-2,0 srednicy reak¬ cyjnej komory.148 417 i=-fi Fig. 3.148 417 l« ' AzA Fig, 6 Fi9.4.JL *4 a-a itas F<9? PL