PT93708A - Reactor de negro de fumo com um estrangulador alongado e processo para com ele produzir negro de fumo - Google Patents
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Description
QQtyMIiy=ÇSEM|£ÔLL£flMPÔfir "REACTQR DE NEGRO DE FUMO COM UM ESTRANGULADOR ALONGABQ E PROCESSO PARA COM ELE PRODUZIR NEGRO DE FUMO"
Campo Técnico A presente invenção diz respeito de uma maneira geral a produção de negro de fumo e, espectficamente, ao controlo mais eficiente das condições da reacção de formação de negro de fumo no interior dos reactores de negro de fumo,
Fundamento da Invenção 0 processo de produção Básico do negro de. fumo e bem conhecido, Em geral, o negro de fumo e produzido tnjectando um fti_ drocarboneto como materia-prima Cde aqui em diante designado por { "hidrocarboneto fornecido como matéria-prima"! no interior de um fluxo de gases quentes contendo oxigénio, sendo o hidrocarboneto fornecido como matéria-prima piroltsado e convertido num fumo , antes de ser arrefecido bruscamente por uma pulverização de Hgua, , - )
Os gases quentes são produzidos quèimando um combustível numa cS mara de combustão. Os gases quentes escoam-se da câmara de com hustao para o interior de uma cErnara de reacção que esta em comij nicaçao aberta com a cErnara de combustão, 0 ftidrocarboneto fornecido como materta-prima ê introduzido nos gases quentes enquani to estes últimos se escoam através da cErnara de reacção, formando assim uma mistura de reacção que compreende partículas de ne
gro de fumo em formação, A mistura da reacção escoasse do reac tor para uma câmara de salda que está em comunicação a&erta com a câmara de reacção. Em determinado ponto na camara de salda , introduz-se uma pulverização de arrefecimento na mistura da rea£ ção em escoamento, Baixando-se assim a temperatura necessária para a produção do negro de fumo e tnterrromDendo a reacção de formação de carbono. As partículas de negro de fumo são depois separadas do fluxo dos gases quentes,
Os reactores de negra de fumo convencionais compreendem normalmente uma camara de combustão cilíndrica ligada axialmente a uma extremidade de uma camara de reacção cilíndrica ou tro£ co-conica. Um estrangulador de reacção está multas vezes ligado axialmente a outra extremidade da camara de reacção. 0 estrangu lador de reacção tem normalmente um comprimento igual ou llge|r£ mente maior do que o diâmetro do estrangulador, de cerca de 20,32 cm C81]. 0 diâmetro do estrangulador de reacção e normalmente substanclalmente menor do que o diâmetro da câmara de reacção , 0 estrangulador liga a câmara de reacção a uma câmara de salda que ê normalmente cilíndrica e tem um diâmetro substanclalmente maior do que o diâmetro do estrangulador de reacção, Devido ao facto de o diâmetro da câmara de salda ser substancialmente maior do que o diâmetro do estrangulador de reacção, bã uma expansão abrupta, de noventa graus, no diâmetro na passagem do estrangu- τ lador de reacção para a câmara de salda,
Durante o funcionamento destes reactores com expansão abrupta, o fildrocarboneto fornecido como matêrta-prlma e Introduzido no Interior do fluxo de gases quentes enquanto estes 31- •*3-, timos passam através da câmara de reacçâo e do estrangulador , formando assim uma mistura da reacçâo em escoamento que compre de os gases quentes e partículas de negro de fumo em formação , Quando a mistura da reacçâo em escoamento passa do estrangulador para o interior da camara de saída, a mistura da reacçâo em es-coamento e sujeita a uma expansão imediata, Como consequência disso, uma parte da mistura da reacçâo flui lateralmente no seii tido da parede interna da câmara de saída a partir do estrangu·^ lador de reacçâo e forma turbilhões na camara de saída junto da saída do estrangulador de reacçâo. Este efeito é muitas vezes designado por "retromistura11, A expansão abrupta da mistura da reacçâo afecta varias propriedades do negro de fumo resultante que, por sua vez, afectam a eficacfa do comportamento do negro de fumo em varias aplicações, 0 negro de fumo ê usado principal_ palmente para reforçar compostos elastomericos, tais como a froir racha nos pneus de automóveis, sendo também usado como pigmento negro em tintas de escrever é outras, nos plásticos, em agentes de tonalidade xerograficos e em compostos elastomericos.
Por exemplo, a expansão abrupta da mistura da reacçâo nos reactores de negro de fumo convencionais afecta uma propriedade do negro de fumo denominada distribuição das dimensões das· par-tículas, A distribuição das dimensões das partículas e uma medida de. uniformidade das dimensões das partículas individuais de negro de fumo, Qs negros de fumo com uma distribuição estrei^ ta das dimensões das partículas sâo negros de fumo nos quais as partículas individuais do- negro de fumo tem dimensões substan-cialmente uniformes, Qs negros de fumo com uma distribuição alargada das dimensões das partículas sâo negros de fumo nos quais as partículas. individuais do negro de fumo variam de manei^ ra relativamente ampla nas suas dimensões, Os negros de fumo com distribuição das dimensões das partículas estreita- comunicam a borracha propriedades de tracção e de derrapagem aperfeiçoadas , comunicando a distribuição das dimensões das partículas do negro de fumo a borracha propriedades aperfeiçoadas de resistência H rodagem e ao desgaste dos pisos, A homogeneidade das condições da reacção quando a mistura da reacção passa através do reactor afecta a distribuição das dj[ mensões das partículas do negro de fumo. Condições de reacção mais homogéneas tem como consequência uma distribuição mais apertada das dimensões das partículas de negro de fumo, Analogamente, condições menos homogéneas da reacção tem como resultado uma distribuição mais alargada das dimensões das partículas de negro de fumo. A retromistura da mistura de reacção nos reac tores convencionais de expansão abrupta pode desfazer a homogeneidade das condições da reacção da mistura de reacção que passa através do reactor e inibir a produção de uma distribuição mais estreita das dimensões das partículas de carbono.
Uma outra propriedade do negro de fumo afectada pela ex-· pansão abrupta da mistura da reacção nos reactores de negro de fumo convencionais e a actividade. superficial, A actividade bij perficial de um negro de. fumo ê definida como a capacidade do ne gro de fumo para interagir física ou quimicamente com o composto ou mistura onde vai entrar o negro de fumo, 0 estado global de desordem das partículas de negro de fumo afecta a actividade su perficial do negro de fumo, A medida que o estado global de d£
sordem do negro de fumo aumenta, aumenta a actividade superficial do negro de fumo, As partículas de negro de fumo compreendem camadas de carbono grafítico, A menor continuidade nas camadas gra fíticas e mais defeitos estruturais nas camadas grafíticas aumen tam o estado global de desordem e a actividade superficial do ne gro de fumo, A presença de electroes sem pares e de radicais li vres nas partículas de negro de fumo também aumenta o estado glt) bal de desordem e a actividade superficial do negro de fumo, A presença de hidrogénio ligado ao carbono nos bordos ex-postos das camadas de grafite das partTculas de negro de fumo au_ menta a actividade superficial do negro de fumo, 0 hidrogénio, ligado ao carbono também ajuda a manter o estado de desordem do negro de fumo, impedindo as camadas grafíticas na superfície das partículas de negro de fumo de se alinhar e tornar mais contínuas, A presença de hidrogénio ligado ao carbono e o estado global de desordem do negro de fumo - contribuem princtpalmente para a actividade superficial dos negros de fumo nos elastomeros de eleva, da insaturaçao, tais como a borracha de estireno-butadíeno [SBR], a borracha de butadieno (UR) e a Borracha natural CNRI. A capacidade de o negro de fumo reforçar os elastomeros, tais como os citados, pensa-se geralmente ser devida a interacção física entre as camadas grafíticas na superfície exterior das partículas de negro de fumo e do elastÕmero, Porem, também 'foi demonstrado que o hidrogénio ligado ao carbono nas partículas de negro de f ij mo pode ser transferido para o elastÕmero durante a mistura, for mando desse modo locais activos na superfície das partículas de negro de fumo para ligação covalente com o elastÕmero, 0 refor ço do elastÕmero pelo negro de fumo tem como resultado uma conrpo s ι ç a ο el astomêrica mafs resistente ao rasgamento, mais resfsten te a abrasão e dissipando mats facilmente a energia, A retromtstura da mistura da reacçao nos reactores conveii ctonats faz com que algumas das partículas do negro de fumo em formação permaneçam no reactor mafs tempo do que as outras, Devf^ do ao maior tempo de permanência no reactor dessas partículas de negro de fumo em formação, essas partículas reagem demasiado. Por conseguinte, as características físicas dessas partículas de negro de fumo em formação que Dromovem a actividade superficial são substancialmente destruídas, 0 hidrogénio ligado ao carbono, os electrões desemparelhados e os radicais livres são queimados, 0 tempo de permanência adicional também permite que as camadas grafíticas se tornem mafs alinhadas e mais ordenadas, tendendo a exposição adicional as temperaturas elevadas a endurecer e ali sar a superfície exterior das partículas de negro de fumo, 0 re sultado final é um negro de fumo com uma baixa actividade superficial,
Ha portanto necessidade de um reactor de negro de fumo que torne mínima a retromistura da mistura da reacçao e proporcione um controlo mats efectivo da reacção de formação do negro de fumo.
Sumario da invenção A presente invenção resolve os problemas atrás enunciados da técnica anterior, proporcionando um reactor de negro de fumo com um estrangula-dor alongado, 0 reactor proporciona um fluxo -7-
de gases quentes através do estrangulador e introduz hidrocarbo neto como materia-prtma no fluxo dos gases quentes, criando as-sim uma reacção de formação de negro de fumo que se desloca atr<a ves do estrangulador, 0 estrangulador tem um comprimento sufi ciente para permitir que se complete substanctalmente a reacçao de formação do negro de fumo no interior do estrangulador, Devi^ do ao facto de a reacçao de formação do negro de fumo se completar no interior do estrangul ador, não hâ qualquer expansão abruji ta da mistura da reacçao durante a formação do negro de fumo.
Por conseguinte, evitam-se substanctalmente as acções prejudiciais de retromistura sobre as propriedades do negro de fumo,
Mais especificamente, o aparelho segundo a presente inven, ção compreende uma câmara de reacçao, com uma abertura de entrada e uma abertura de saída e um estrangulador alongado ligado a cama'ra de reacçao, tendo também uma abertura de entrada e uma abertura de saída, 0 reactor produz um fluxo de gases quentes que se escoam através da câmara de reacçao para o interior do estrangul ador e através deste estrangul ador, 0 h.i drocarboneto f' fornecido como matéria-prima e introduzido no fluxo de gases quentes junto da abertura de safda da câmara de reacçao para criar a reacçao de formação de negro de fumo, $e.m a expansão abrupta da mistura de reacção, elimina-se substanctalmente a retromistura da mistura de reacção e ha uma menor tendência para que. as partfculas de negro de fumo em formação choquem contra as paredes do reactor, Assim, o estrangu-lador alongado proporciona condtçães homogéneas da reacção atra ves de toda a reacção de formação de negro de fumo, sendo assim *8 capaz de produzir negro de fumo com uma distribuição estreita das dimensões das suas partículas. Alem disso, o estrangulador alongado proporciona a produção de negro de fumo com uma activi_ vidade superficial elevada, Sem retromistura, o fluxo da mistu ra de reacção através do estrangulador é um fluxo retardado, sendo assim o tempo em que a mistura da reacção esta sujeita ãs condições de formação de negro de fumo substancialmente uniforme e curto. Por consequência, substancialmente toda a mistura da reacção reage uniformemente, eliminando-se substancialmente a reacção demasiada de certas porções da mistura de reacção, Por outro lado, como não ha qualquer expansão e retardamento da mis_ tura de reacção durante a reacção de formação do negro de fumo, o tempo médio em que a mistura da reacção fica sujeita as condi_ ções de formação de negro de fumo e reduzido, Portanto, hã " menor probabilidade de se verificar a combustão do hidrogénio ligado ao carbono, dos electrões desemparelhados e dos radiais livres na superfície das partículas de negro de fumo, Alim dts_ so, as camadas grafíttcas das partículas de negro de fumo dispõem de menos tempo para se alinharem e os defeitos estruturais naquelas camadas permanecem intactgs.
Ainda mats especificamente, a presente invenção proporcio na o escoamento axial de gases quentes através da câmara de reac ção no estrangulador alongado, Com o escoamento axial, as parti t cuias de negro de fumo em formação têm menor probabilidade de chocar com as paredes interiores da câmara de reacção e do es- t trangulador, visto que o escoamento axial dos gases quentes trans porta as partículas de negro de fumo em formação axialmente atr<a ves do reactor. Por conseguinte, as partículas de negro de fu- -9-
mo em formação são transportadas de manetra substancialmente paralela ao eixo longitudinal central e as paredes internas do reactor, reduzindo-se assim substancialmente a formação de coque e areia refractaria contaminantes, Al?m disso, como a probabilidade de as partículas de negro de fumo em formação chocarem com as paredes interiores- do reactor e menor, pode introduzir--se o hidrocarboneto fornecido como matéria-prima com uma velo* cidade maior no fluxo de gases quentes, aumentando assim a densidade do hidrocarbonetonofluxo de gases quentes. Por consegui]! te, melhora-se o rendimento de produção de negro de fumo por unidade de gases quentes e por unidade de hi drocarboneto forneci_ do como materia-prima,
Ainda mats espectftcamente, a presente invenção inclui um certo numero de aberturas ao longo do estrangulador alongado para a introdução de aditivos e dispositivos de medição da temperatura no interior do fluxo de gases quentes e partículas dá-negrodc fumo em formação. Podem usar-se aditivos apropriados para alte rar ainda as propriedades do negro de fumo,
Portanto, um objecto da presente invenção consiste em pro porcignar um aparelho e um processo aperfeiçoados para a produção de negro de fumo,
Outro objecto da presente invenção consiste em proporcionar um aparelho e um processo para a produção de negro de fumo que proporciona um controlo mais efectivo das condiçoes de reac_ ção de formação de negro de fumo, «e
Outro objecto da. presente invenção consiste em proporcio nar um aparelho e um processo para a produção de negro de fumo que proporcionam uma retromistura mínima da mistura da-reacção.
Ainda um outro objecto da presente invenção consiste em proporcionar um aparelho e um processo para a produção de uma certa variedade de negros de fumo com uma ampla gama de proprie dades.
Outros objectos, características e vantagens serão eviden^ ciados na leitura da descrição que segue, feita em ligação com o desenho anexo.
Breve Descrição do Desenho A figura do desenho anexo e uma vista em planta em corte esquemático de um reactor de negro de fumo de acordo com uma for ma de realização da presente invenção.
Descrição Pormenorizada da Forma de Realização Preferida
Fazendo referência ã figura, nela esta representado um reactor, de negro de fumo (10), que compreende uma camara de combustão (12), A secção de combustão (12) compreende uma camara de entrada de ar (15) cilíndrica com uma abertura de entrada (18) na extremidade de montante da câmara de entrada de ar para a intr£ dução do queimador de hidrocarboneto e uma segurida abertura (21) na parede periférica da camara de entrada de ar para a introdução de um gás contendo oxigénio, Um estrangulador de expansão
(24) estende-se da extremidade de jusante da câmara de entrada de ar (15] e esta alinhado axialmente com a camara de entrada de ar, 0 estrangulador de combustão estâ em comunicação aberta com a camara de entrada de ar (15] através de uma abertura (27] na extremidade de jusante da camara de entrada de ar, Uma câma ra de combustão (30] cilíndrica esta montada na extremidade de jusante do estrangul ador de combustão (24], A câmara de combus^ tão (30} esta alinhada axialmente com o estrangulador de combus tão (24] e com a camara de entrada de ar (15] e estende-se para a frente a partir da extremidade de jusante do estrangulador de combustão. A camara de. combustão (30} esta em comunicação aber ta com o estrangulador de combustão (24] através de uma abertura (33] na extremidade de montante da câmara de combustão, 0 reactor (1Q1 também inclui uma secção de reacção (35], alinhada axialmente com a secção de combustão (12], A secção de reacção (36] compreende uma camara de reacção (39] tronco-co nica que se estende para a frente a partir da extremidade de jiu sante da camara de combustão, A câmara de de reacção (39] esta em comunicação aberta com a camara de combustão (3Q] através da extremidade aberta de jusante (42] da camara de combustão, A câmara de reacção (39] tem um diâmetro interior que diminui gradualmente enquanto a camara de reacção converge no sentido de"..; um estrangul ador de reacção (45] alongado e cilíndrico, 0 es-trangulador de reacção (45] estende-se para a frente a partir da extremidade convergente da camara de reacção (39] para uma abBr tura de saída (46] e o estrangulador de reacção está em comunica ção aberta com a câmara de reacção através de uma abertura (48} na extremidade convergente da câmara de reacção, \
Como se descrevera com mais pormenor mafs adiante durante a descrição do funcionamento da forma de realização preferida, o estrangulador (45) tem um comprimento suficiente para pe£ mitir que se complete substancialmente a reacção de formação do negro de fumo. 0 comprimento do estrangulador (45) e de preferência substancialmente maior do que o diâmetro do estrangula-dor. As dimensões preferidas do estrangulador alongado (45) são de 17,78 cm a 25,4 cm (7" a 10"J de diâmetro e de 50,8 cm a 355,6 cm (20" a 140") de comprimento; deve no entanto entender--se que as dimensões do estrangulador podem ser um tanto menores ou maiores do que as dimensões preferidas, desde que a reacçao de formação do negro de fumo se complete substancialmente no in terior do estrangulador.
Os injectores (5Q) de introdução do hidrocarboneto forne eido como matêria-prima estão de preferência situados ao longo do comprimento da câmara de reacçao (39) e do estrangulador de reacçao (45). Os injectores (50) de hidrocarboneto fornecido como materia-prima estendem-se através das paredes exteriores da câmara de reacção (39) e do estrangulador de reacção £45) para o interior do reactor de negro de fumo (101, 0s injectores (50) são arrefecidos por um fluxo anular de ar através de condutas anulares (52) que envolvem os injectores, Embora na figura estejam representados três conjuntos de injectores para introdução do hidrocarboneto fornecido como matéria-prima, deve entender-se que o reactor segundo a presente invenção não ? limitado a um numero especifico de injectores,
Um injector (60.) de pulverização para o arrefecimento Ya -13-= pido estende-se para o interior do estrangulador (45}, num ponto distante da abertura (48} na extremidade de montante do es-trangulador, Porem, deve entender-se que o injector de pulveH zação (60] para o arrefecimento rápido pode estar situado em qualquer ponto ao longo do estrangulador, dependendo o ponto es pecTfico do injector das especificações desejadas para o negro de fumo, como e bem conhecido dos especialistas na matéria, Ao longo do estrangulador alongado (45} proporcionam-se aberturas auxiliares (70], através das quais podem injectar-se gases dissolventes, Õ1eo 'auxiliar, ar, vapor de agua ou outros aditivos, na mistura da reacção, proporcionando assim uma vasta gama de parâmetros operacionais, 0 estrangulador (45} conduz a um sistema de recuperação do negro de fumo. Os sistemas de recuperação do negro de fumo são bem conhecidos dos especialistas na ma teria, não sendo por isso aqui discutidos em pormenor,
Embora o reactor de negro de fumo (10} representado na figura tenha uma secção transversal circular, deve entender-se que podem usar-se reactores de negro de fumo com secções não cir culares na aplicação pratica da presente invenção, Por conseguir te, embora o estrangulador C45] esteja representado com secção transversal circular, para a realização pratica da presente invenção apenas e necessário que o estrangulador defina uma Hrea de escoamento com secção transversal s-ubstancialmente uniforme ao longo do comprimento do estrangulador, de modo que sejam · substancialmente.:; uniformes as condições de escoamento ao longo do estrangulador, 0 processo da produção do negro de fumo inicia-se na sec ção de combustão (12) do reactor de negro de fumo (10) onde se mistura um material de hidrocarbonetos fornecidos como materia--prima, tal como gas natural, com um gas contendo oxigénio, tal como ar, queimando-se o referido material de hidrocarboneto. íri troduz-se uma quantidade em excesso de gas contendo oxigénio , ou uma quantidade igual a necessária para a combustão completa do material de hidrocarbonetos, através da abertura de entrada de ar (21), na camara de entrada de ar (15), 0 material de hi drocarbonetos e introduzido através da abertura (18) de entrada dos hidrocarbonetos na camara de entrada de ar (15), Os gases quentes produzidos pela combustão do hidrocarboneto no gas coni tendo oxigénio escoam-se de maneira substancialmente axial atrc[ ves do reactor (10), isto e, os gases quentes escoam-se de manei^ ra substancialmente paralela ao eixo longitudinal do reactor, Os gases quentes escoam-se de maneira substancialmente axial a par tir da camara de entrada de ar (15), através da abertura (27) na extremidade de jusante da camara de entrada de ar, axialmente através do estrangulador de combustão (24), através da abertura (33) na extremidade de montante da camara de combustão (30) e depois axtalmente, através da camara de combustão, para a O-â mara de reacção (39), medida que os gases de combustão quen tes se escoam axialmente através da câmara de reacçao convergir) te (.39), através da abertura (48) na extremidade convergente da camara de reacção e axialmente através do estrangulador de reac ção (45), injecta-se hidrocarboneto fornecido como matéria-prima através dos injectores (50.) para o interior do fluxo de gases de combustão quentes para criar uma reacção de formação de negro de fumo. Os gases da combustão contendo oxigénio pirolisam o hidrocarboneto fornecido como matéria-prima ã medida que este -15-
,·** *5 hidrocarboneto entra no fluxo de gases contendo oxfgeni'0 quentes, formando desse modo uma mistura da reacção em escoamento que compreende gases quentes e partTculas de negro de fumo em formação. A mistura da reacção em escoamento desloca-se axíal^ mente através do estrangulador de reacção (45] para a pulverização de arrefecimento rápido descarregada pelo tnjeetof (^60J , A pulverização de arrefecimento rãpldo, normalmente de ãgua , baixa a temperatura do fluxo de gases quentes ate um valor infe rior ao necessário para a formação de negro de fumo, interrrom-pendo ou "extinguindo" assim a reacção de formação de carbono,
Os gases arrefecidos e as partTculas de negro de fumo formadas escoam-se então a partir do estrangulador através da abertura de saída (46] para um sistema de recolha do negro de fumo.
Devido ao facto de o estrangulador (45] ser alongado, a reacção de formação do negro de fumo, que se inicia quando se injecta o hidrocarboneto fornecido como matêria-prima no fluxo de gases quentes, completa-se substancialmente no interior do estrangulador a alta velocidade, Como atras se descreveu, a reacção de formação de negro de fumo Í de preferencia extinta antes da saTda do estrangulador (45], Alem disso, devido ao facto de o estrangulador definir uma Hrea de escoamento da sec ção transversal substancialmente uniforme ao longo do comprtmeni to do estrangulador, a mistura da reacção não fica sujeita a uma expansão abrupta antes de se completar substanclalmente e ser extinta a reacção de formação do negro de fumo,
Uma vantagem do reactor (10] e que o estrangulador alongado (45] proporciona condições de reacção homogéneas ao longo de toda a reacção de formação do negro de fumo. Sem retromistiu ra substancial durante a reacção de formação do negro de fumo , substancialmente todas as partículas de negro de fumo em forma •wai ção podem ser sujeitas as mesmas condiçoes da reacçao, Por co_n seguinte, desde que se ajustem de maneira apropriada outros parâmetros operacionais bem conhecidos dos especialistas na matéria, o reactor (10} é capaz de produzir uma distribuição das dj[ mensoes das partículas do negro de fumo maís estreita. Por coin seguinte, o estrangulador alongado [45] também aumenta a gama da distribuição das dimensões das partículas que podem ser produzidas pelo reactor (101,
Uma outra vantagem do reactor (10} e que a actividade superficial das partículas de negro de fumo pode ser mantida, A Hrea de escoamento substancial da secção transversal do estran-· guiador (45) proporciona substancialmente um fluxo retardado da mistura da reacção durante toda a reacção de formação do negro de fumo, No escoamento retardado nenhum elemento do fluido to ma ou se mistura com qualquer outro a frente ou atras. Por cx>_n seguinte, os tempos de. permanência de toda a mistura da reacção que se escoa através do estrangulador são substancíalmente uniformes. Alem disso, o estrangulador (45) tem um volume menor do que o estrangulador e a câmara de saída de um reactor com exp^ri são abrupta, Assim, a velocidade da mistura da reacção pode ser mantida com valores elevados através da reacção de formação de negro de fumo, reduzindo assim o tempo de permanência mêdto da mistura da reacção nas condiçães de formação de negro de fu mo, Como consequência disso, as partículas de negro de fumo em formação na mistura da reacção não reagem demasiadamente, pre-
servando-se a actividade superficial das partículas de negro de fumo.
Embora a secção de combustão da forma de realização preferida da presente invenção esteja representada como produzindo um escoamento axial através do reactor de negro de fumo, deve entender-se que uma secção de combustão que produza um escoame_n to tangencial pode também ser usada na presente invenção,
Deve ainda entender-se que o exposto anteriormente se r«5 fere apenas a uma forma de reacção preferida da presente invenção, e que podem introduzir-se na mesma numerosas alterações e modificações sem que se verifique um afastamento do espTrito e do escopo da presente invenção, tal como se define nas reivindi^ cações anexas.
Claims (15)
- reivindicações 1,- Aparelho para a produção de negro de fumo, caracterizado por compreender: meios para produzir um fluxo de gãs quente; uma câmara de reacção que possui uma abertura de entrada para receber o fluxo de gãs quente e uma abertura de saída de modo que o gãs quente flui através da câmara de reacção; meios próximos da abertura de entrada da câmara de reacção para introduzir o hidrocarboneto usado como matéria prima no fluxo de gãs quente criando assim a reacção de formação do negro de fumo; e um estrangulador alongado ligado ã câmara de reacção possuin do uma abertura para a recepção do fluxo de gás quente provenien- -1 te da câmara de reacção e tendo uma abertura de saída de modo que o gás quente flui através do estrangulador, tendo o estrangulador um comprimento suficiente para permitir a reacção substancialmente completa de formação do negro de fumo no interior do estrangulador
- 2. - Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o estrangulador definir uma área de fluxo na secção transversal que é substancialmente uniforme ao longo do comprimento do estrangulador.
- 3. - Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o estrangulador ser cilíndrico.
- 4. - Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender além disso meios para dirigir o fluxo de gás quente axialmente através da câmara de reacção e do estrangulador.
- 5. - Aparelho de acordo com a reivindicação 1. caracterizado por compreender além disso meios para extinguir a reacção de forma ção do negro de fumo no interior do estrangulador.
- 6. - Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os meios de introdução do hidrocarboneto usado como matéria prima compreenderem um certo numero de injectores situados ao longo da câmara de reacção e do estrangulador. -20-
- 7. - Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender além disso um certo número de aberturas situadas ao longo do comprimento do estrangulador para introduzir aditivos no interior do fluxo de gás quente.
- 8. - Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a câmara de reacção convergir da abertura de entrada para a abertura de salda.
- 9. - Processo de produção de negro de fumo, caracterizado por compreender as fases de: produzir um fluxo de gás quente; proporcionar uma câmara de reacção com uma abertura de entrada para receber o fluxo de gás quente e uma abertura de saída de modo que o gás quente flui através da câmara de reacção; proporcionar um estrangulador alongado ligado à câmara de reacção possuindo uma abertura de entrada para receber o fluxo de gãs quente proveniente da câmara de reacção e uma abertura de salda de modo que o gás quente flui através do estrangulador; orientar um fluxo de gãs quente através da câmara de reacção e do estrangulador; introduzir um hidrocarboneto usado como matéria prima no gãs quente junto da abertura de saída da câmara de reacção criando assim uma reacção de formação de negro de fumo; e completar substancialmente a reacção de formação do negro -21-de fumo no interior do estrangulador.
- 10. - Processo de acordo com a reivindicação 9, caracteri-zado por o estrangulador proporcionado definir uma área de fluxo da secção transversal que é substancialmente uniforme ao longo do comprimento do estrangulador.
- 11. - Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o estrangulador proporcionado ser cilíndrico.
- 12.- Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o fluxo de gãs quente ser dirigico axialmente através da câmara de reacção e do estrangulador.
- 13.- Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender além disso a fase de extinguir a reacção de formação do negro de fumo no interior do estrangulador.
- 14, - Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado além disso por compreender a fase de introduzir aditivos no interior do gás quente ã medida que este último flui através do estrangulador.
- 15. - Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a câmara de reacção convergir da abertura de entrada para a -22- -22-abertura de saída, Lisboa, 09 de Abril de 1990 ^ Oficial da Prcpt saacie industrial
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