BE519069A - Procede de fabrication du noir de fumee au four et bruleur pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents

Procede de fabrication du noir de fumee au four et bruleur pour la mise en oeuvre de ce procede

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BE519069A
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gas
hydrocarbon
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reaction chamber
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N.D. Steele
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Godfrey L. Cabot, Inc.
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    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C99/00Subject-matter not provided for in other groups of this subclass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
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Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  PROCEDE DE FABRICATION DU NOIR DE FUMEE AU FOUR ET BRULEUR POUR LA MISE EN OEUVRE
DE CE PROCEDE. 



   La présente invention concerne les procédés et les dispositifs pour produire, à partir   d'hydrocarbures   liquides, du noir de fumée ayant de nouvelles propriétés avec un rendement améliorée   Elle/est   à certains points de vue un perfectionnement de l'invention décrite dans la demande de brevet déposée aux Etats-Unis le 26 Avril 1950 sous le no   158.226   et au nom de Friauf et autres. 



   Four obtenir du noir de fumée ayant des caractéristiques désirées, avec un taux de production et un rendement élevés, il est nécessaire d'appliquer la chaleur indispensable d'une manière particulière et commandée avec soin, pour dissocier la matière première   hydroparbonée   et liquide. On a imaginé de nombreux procédés et des dispositifs variés pour la production du noir de fumée, et tous se conforment à cette nécessité fondamentale.

   Un grand nombre de ces procédés et dispositifs se rassemblent, mais leurs différences, bien qu'apparaissant souvent comme infimes, ont cependant une importance ca-   pitaleo   
Dans la technique de la production du noir de fumée, un perfectionnement, qui paraît n'être qu'une légère modification par rapport à un   procé-   dé ou un dispositif connu, peut conduire en réalité à un résultat inattendu et important, consistant soit en des augmentations appréciables du taux de production de types connus de noir de fumée, soit dans la production de nouveaux types de noir de fumée inconnus précédemment. C'est le cas précisément du procédé et du dispositif conformes à la présente invention. 



   Le mécanisme de la formation du noir de fumée est très compliqué et n'a pas regu encore une explication complète. Il est bien connu cependant qu'un hydrocarbure ne peut se scinder instantanément comme une amide en ses constituants de carbone et d'hydrogène sous l'action de la chaleur, mais évolue en réalité à travers des métamorphoses variées en se polymérisant au cours 

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 du procédé de production. En conséquence, les variations dans le mode et l'endroit d'application de la chaleur à la matière première hydrocarburée produisent de grandes différences sur les résultats. 



   D'une manière générale, les dimensions des particules, et par conséquent l'effet de renforcement du noir de fumée dépendent de la vitesse et de la durée de la réaction de dissociation, ainsi que du milieu environnant dans lequel se produit la réaction. 



   Ainsi, pour augmenter la qualité en réduisant les dimensions des particules du noir de fumée, ou pour accroître le rendement d'un noir de fumée dont les particules ont des dimensions connues, il est nécessaire de produire la formation de petites particules et d'empêcher les particules de grossir pendant que l'hydrocarbure non dissocié reste dans la zone de réaction, et cela sans brûler une quantité appréciable de matière première. Ce but est atte,int par le procédé et le dispositif conformes à l'invention. 



   De nombreux essais ont été tentés pour fournir de la chaleur à la matière première de fabrication et pour diluer celle-ci à partir d'une source autre que la matière première elle-même. Un procédé satisfaisant de ce genre a été décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n  2,419.565 du 20 Avril 1947 au nom de   KREJCI;   dans le procédé de ce brevet, l'hydrocarbure servant de matière première se trouve à l'état de vapeur quand on l'injecte dans le four de réaction. Le procédé décrit dans la demande de brevet   FRIAUF   mentionnée plus haut, a également réussi à atteindre le but indiqué quand on produit du noir de fumée a partir d'une matière première qui est liquide quand on l'injecte dans le four.

   Cependant, ces deux procédés présentent des limites en ce qui concerne la qualité et le rendement de production du noir de fumée, et la présente invention a pour but de produire, abec des taux de production et des rendements améliorés, des types similaires ou différents de noir de fumée. 



   L'invention se propose de réaliser un procédé perfectionné pour produire de nouveaux types de noir de fumée. 



   Elle a aussi pour   but d   réaliser un procédé permettant de produire des types variés de noir de fumée à partir d'hydrocarbures liquides et avec des rendements améliorés. 



   Elle vise encore à produire, avec des taux de production et des rendements élevés, des types connus aussi bien que des types nouveaux de noir de fumée 
Dans le procédé conforme à l'invention, la quantité nécessaire de chaleur et les gaz de dilution sont rendus efficaces en injectant dans le four l'hydrocarbure sous la forme d'une pulvérisation liquide, Le dispositif conforme à l'invention est destiné à atteindre ce buta 
L'invention a pour objet un brûleur nouveau, simple et peu coûteux, pour le combustible et l'hydrocarbure de fabrication, qui permet d'établir des conditions uniques dans une zone de réaction produisant du noir de fumée. 



   Grosso modo, on peut dire que-le procédé conforme à l'invention consiste à introduire dans un four approprié à noir de fumée un hydrocarbure pulvérisé à travers un injecteur unique centré dans la paroi d'extrémité du four et s'étendant suivant la longueur de celui-ci, à introduire simultanément un gaz combustible à partir d'une série de points entourant l'injecteur d'hydrocarbure et très voisins de celui-ci, mais se trouvant cependant à une distance appréciable en amont du point d'injection de l'hydrocarbure, et à faire écouler en même temps un gaz contenant de l'oxygène à travers le gaz combustible et l'hydrocarbure avec un volume suffisant pour brûler tout le gaz combustible et une petite proportion de l'hydrocarbure. 



   Le brûleur prévu par l'invention est caractérisé par une conduite centrale d'hydrocarbure avec un ajutage de décharge à son extrémité, en combinaison avec une conduite de gaz combustible disposée concentriquement autour de la conduite d'hydrocarbure et écartée de celle-ci, et avec des moyens prévus à l'intérieur de la conduite de gaz, pour faire écouler le gaz longi- 

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 tudinalement vers l'arrière et vers l'avant, à l'intérieur du brûleur, de manière   à   produire un échange de chaleur avec l'espace de réaction du four, et pour diriger le gaz de manière qu'il enveloppe l'hydrocarbure pulvérisé et déchargé par l'ajutage. 



   Il est important que le gaz combustible soit introduit dans un espace relativement clos et à une distance suffisante en amont du point d'in- jection de l'hydrocarbure, de Manière qu'il soit complètement brûlé avant d'atteindre l'hydrocarbure pulvérisé, Pour réaliser une combustion complète, on introduit un excès d'air par rapport à la proportion théorique, et on brûle par conséquent inévitablement une petite quantité de l'hydrocarbure. En réalité, l'un des avantages de l'inventuon est que, en raison des positions relatives importantes entre les points d'introduction de l'hydrocarbure, du combustible et de l'air, on peut établir des conditions d'élaboration variées afin de produire les nombreux types différents de noir de fumée avec un rendement jamais atteint jusqu'à présent.

   Puisque la réaction de dissociation, par laquelle l'hydrocarbure est converti en noir de fumée, est réalisée en grande partie par la chaleur fournie par les produits de combustion du gaz combustible, et puisque le gaz contenant de l'oxygène est de l'air ou de l'oxygène dilué avec un gaz de queue ou un autre gaz inerte, un volume assez important de gaz diluant chaud se mélange à l'hydrocarbure et empêche efficacement l'augmentation de grosseur des particules de carbone. 



   L'atmosphère désirée est obtenue en mélangeant le gaz combustible et l'air; ce mélange est obtenu en faisant arriver un courant de gaz dans une masse d'air se   déplaant   à une vitesse relativement faible dans un cercle entourant immédiatement la conduite d'injection de l'hydrocarbure, à une distance appréciable en amont de l'injecteur. On produit ainsi une masse très chaude et à grande turbulence des produits de combustion, et cette masse s'écoule à travers la matière première pulvérisée en transmettant de la chaleur à celle-ci avec une efficacité maxima et un effet concomitant de dilution. 



   Le procédé conforme à l'invention convient particulièrement bien à l'utilisation d'huiles lourdes et de goudrons, mentionnés ici généralement sous l'appelation "d'huiles résidu des", comme sources de noir de fumée, Ces huiles résiduelles sont obtenues à partir d'une grande variété d'opérations de distillation et de cracking d'hydrocarbures, y compris la distillation complète du charbon. Ces huiles résiduelles sont caractérisées par le fait qu'elles ne se vaporisent pas complètement à la pression atmosphérique et quelques-unes d'entre elles "craquent" pour donner du carbone avant qu'une proportion de   50%   seulement se soit vaporisée.

   Il est préférable d'utiliser parmi ces huiles celles dont le rapport de l'hydrogène au carbone est compris à peu près entre 0,75 et 1,25, et dont le poids moléculaire moyen est compris à peu près entre 225 et 550. Ces huiles ont aussi en général une densité A.P.I. qui ne dépasse pas 10, une viscosité supérieure à 30   S.S.U.   à une température de 99 C et un résidu Conradson de carbone dépassant 1,5.

   Des huiles résiduelles typiques intéressantes pour la mise en oeuvre de la présente invention sont indiquées dans le tableau I ci-desqous. 

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 TABLEAU I. 
 EMI4.1 
 
<tb> 
<tb> Exem- <SEP> Source <SEP> rapport <SEP> Poids <SEP> mo- <SEP> Densité <SEP> Résidu <SEP> de <SEP> Viscosité <SEP> S.S.U. <SEP> - <SEP> 
<tb> ples <SEP> H/C <SEP> léculaire <SEP> A.P.I.

   <SEP> carbone <SEP> à <SEP> 99 C <SEP> (Viscosimoyen <SEP> (American <SEP> suivant <SEP> té <SEP> en <SEP> secondes
<tb> Petroleum <SEP> le <SEP> test <SEP> Laybolt <SEP> -méthode
<tb> Industry) <SEP> Conradson <SEP> universelle <SEP> à
<tb> 99 C-)
<tb> I <SEP> pétrole <SEP> 1,08 <SEP> 391 <SEP> 0,5 <SEP> 17% <SEP> 108
<tb> II <SEP> pétrole <SEP> I,I <SEP> 310, <SEP> 5 <SEP> -0,5 <SEP> 17,4% <SEP> 135
<tb> III <SEP> pétrole <SEP> 1,16 <SEP> 250 <SEP> 10,0 <SEP> 5% <SEP> 35,5
<tb> IV <SEP> pétrole <SEP> 1,05 <SEP> 440 <SEP> 8,8 <SEP> 20% <SEP> 337
<tb> V <SEP> goudron <SEP> 1,09 <SEP> 277 <SEP> 3,7 <SEP> 2% <SEP> 37
<tb> de <SEP> charbon
<tb> VI <SEP> pétrole <SEP> 1,08 <SEP> 314 <SEP> 1,7 <SEP> 15,3% <SEP> 84
<tb> VII <SEP> goudron <SEP> 0,79 <SEP> 399 <SEP> -10,8 <SEP> 24% <SEP> 112
<tb> de <SEP> charbon
<tb> VIII <SEP> pétrole <SEP> 1,

  15 <SEP> 227 <SEP> 3 <SEP> 4% <SEP> 41,5
<tb> 
 
Les différentes caractéristiques de l'invention seront mieux comprises et mieux appréciées grâce à la description qui va suivre d'un mode de réalisation typique du dispositif conforme à l'invention; le procédé conforme à l'invention peut être avantageusement mis en oeuvre à l'aide de ce dispositif, qui a été choisi à titre d'exemple et qui est représenté sur le dessin annexé, dans lequel : 
La figure 1 est une vue schématique, partie en coupe et partie en élévation latérale de ce dispositif; 
La figure 2 est une vue en élévation du brûleur; 
La figure 3 est une coupe détaillée de la tête de gaz combustible avec les orifices périphériques et l'embout de pulvérisation. 



   Le four représenté ici comprend une chambre de réaction 10 de forme allongée; cette chambre a une section d'une forme convenable quelconque, de préférence cylindrique; elle est constituée par une enveloppe d'acier 12, une couche de briques isolantes 14 et un garnissage 16 en un matériau fortement réfractaire, A l'extrémité de gauche, c'est-à-dire du côté de l'entrée, la chambre de réaction se rétrécit suivant une surface conique 18 qui about it à un canal d'entrée 20, dont le diamètre est inférieur-à celui de la chambre de réaction 10 du four et qui constitue la seule entrée de celui-ci La partie conique 18 est importante, car elle possède approximativement le même angle de conicité que le jet d'huile pulvérisée, et elle permet ainsi de transférer plus efficacement la chaleur radiante à l'huile pulvérisée.

   Un brûleur 22 est centré dans le canal 20 du four et s'étend dans celui-ci au moins jusqu'à la surface conique 18, 
La chambre de réaction 10 est ouverte à l'extrémité opposée du brûleur, et communique à cette extrémité avec un carneau ordinaire 24 servant au passage des gaz de combustion et du noir de fumée entraîné qui se rendent à des collecteurs et à une cheminée d'échappement de la manière habituelle. 



     Le brûleur   multiple conforme à l'invention, grâce auquel   l' hydro-   carbure et le gaz combustible sont introduits dans le four, est représenté sur les figures 2 et 3. Ce brûleur consiste en une conduite centrale d'huile 21 enfermée concentriquement sur une partie de sa longueur dans une conduite: de gaz plus large 22 et dans un prolongement 23 portant un chapeau 25 étanche aux gaz à son extrémité disposée à l'intérieur du four.

   Une conduite 26 relativement courte est disposée concentriquement à peu près à égale dis- 

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 tance entre le prolongement 23 de la conduite de gaz 22 et la conduite cen- trale d'hydrocarbure 21 ; cette conduite 26 est filetée à son extrémité la plus en amont et vissée dans la paroi intérieure de la conduite 22 avec un joint étanche au gaz 28 disposé tout autour de sa circonférence. Cette con- duite médiane 26 est placée de manière que son extrémité la plus en aval, qui est ouverte, laisse passer le gaz le long de la paroi extérieure de la conduite d'huile ou hydrocarbure 21 et dans la direction arrière le long de la paroi intérieure du prolongement 23. 



   La conduite 22 et son prolongement 23 sont connectés par une tête de gaz 30 munie d'un certain nombre d'orifices 32 disposés tout autour de sa périphérie et à égale distance les uns des autres. Cette tête de gaz 30 peut être un collier standard, une portion de conduite ou tout autre   disposi-   tif approprié. La conduite d'huile 21 se prolonge, à son extrémité   intérieu-   re, par un embout long 34 vissé à une extrémité dans la conduite de gaz et à l'autre extrémité dans le chapeau 25 ; cet embout comporte une bague d'étran- glement 36 dans son extrémité de sortie qui constitue un ajutage de décharge. 



   On peut voir que l'ensemble du brûleur représenté est d'une construc- tion très simple et qu'on peut le démonter rapidement et facilement pour le nettoyer ou pour en remplacer certaines pièces; on voit également qu'il est facile de remplacer les pièces par d'autres pièces de dimensions et de con - ception différentes. Il est évident également que la construction de ce brû- leur peut être modifiée sans s'écarter de l'esprit de l'invention. 



   Par exemple, la conduite 22 pourrait être un tube continu percé d'orifices de gaz et rendant possible la suppréssion de la tête de gaz 28. 



  De même, au lieu de prolonger la conduite d'hydrocarbure par l'embout 34, on pourrait la constituer par un tube continu. Conformément à une variante, on peut   prévoir,   à l'extrémité de décharge de la conduite d'hydrocarbure 21, un ajutage de pulvérisation du type à orifice d'entrée évasé. 



   Le nombre et les dimensions des orifices 32 sont déterminés pour une grande part par les conditions de combustion désirées. D'une manière générale, il est avantageux de prévoir de nombreux orifices d'un diamètre aussi grand que possible. Gependat, quand on désire réaliser une très grande turbulence, il est avantageux d'utiliser un plue petit nombre d'orifices d'un diamètre plus faible. Comme on le voit sur le dessin, les orifices sont dirigés radialement à partir de la conduite du brûleur, mais on peut les orienter vers l'aval avec un certain angle par rapport au rayon, ou encore suivant une hélice pour imprimer au gaz un mouvement hélicoïdal. 



   La conduite d'hydrocarbure 21 se termine à l'extérieur du four par une chambre de mélange 40, dans laquelle l'hydrocarbure liquide servant de matière première, chauffé de préférence au préalable pour améliorer sa fluidité, et arrivant par une conduite d'admission 42, est aspiré initialement par de l'air, de la vapeur ou un autre fluide gazeux de pulvérisation, ou par un mélange de ceux-ci introduit par la conduite 44, l'hydrocarbure se mélangeant avec ce fluide de pulvérisation. La chambre de mélange 40 peut être d'un type courant quelconque utilisant le principe de la pulvérisation par deux fluides. Un certain nombre de mélangeurs peuvent être trouvés facilement dans le commerce et donnent des résultats satisfaisants pour la mise en oeuvre de la présente invention. 



   La conduite de gaz 22 entoure la conduite centrale d'hydrocarbure 21 sur une partie seulement de la longueur totale de celle-ci, mais se termine à l'extérieur du four par un joint étanche au gaz 46. Un raccord 48 est prévu pour introduire le gaz combustible dans le courant gazeux de la conduite 22. 



   Pendant l'utilisation,l'hydrocarbure pulvérisé dans la chambre   40   avec un gaz tel que l'air, la vapeur, un combustible ou un gaz inerte, est déchargé de la conduite 21 dans le four 10 sous la forme d'un jet conique pulvérisé composé de goutta très petites d'hydrocarbure. En même temps, un gaz combustible, tel qu'un gaz naturel, du gaz de four à coke, de l'hydrogène, un hydrocarbure vaporisé ou pulvérisé, est introduit dans le four à 

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 travers la tête de gaz 30. L'air s'écoule à basse pression (8 à 10 centimètres d'eau) dans le four à partir de la tête 50 ; il arrive par la conduite 52, traverse le canal 20 du four et franchit ensuite la tête de gaz 30.

   Le débit de cet écoulement d'air est déterminé principalement par le débit du gaz combustible et accessoirement par le débit de l'hydrocarbure servant de matière première; il doit être suffisant pour brûler tout le gaz combustible et une petite partie de l'hydrocarbure. La tête de gaz 30 se trouve suffi-   samment   loin en amont par rapport à l'ajutage de la conduite d'hydrocarbure pour être sûr que tout le gaz combustible est brûlé avant de venir en contact avec l'hydrocarbure pulvérisé. Les produits chauds de la combustion se mélangent ensuite intimement avec l'hydrocarbure pulvérisé en raison de'la mture des constituants respectifs de l'écoulement, de sorte que la réaction de formation du noir de fumée se produit presque simultanément avec l'introduction de l'hydrocarbure dans la zone de réaction.

   L'excès d'air, qui ne sert pas à brûler le gaz combustible, brûle naturellement une petite quantité de   l'hydrocarbure.,  
La distance entre l'embout de la conduite d'hydrocarbure et le plan des orifices 32 peut varier considérablement, suivant les caractéristiques du noir de fumée à produire. Cette distance n'est pas généralement inférieure à 15 cm, et peut atteindre environ 55 cm. Dans tous les cas, cette distance doit être suffisante pour que tout le gaz combustible soit brûlé avant   d'atteindre   l'hydrocarbure pulvérisé, mais ne doit pas être cependant assez grande pour qu'une quantité   appréciable   de la chaleur des produits de la combustion soit perdue avant que celui-ci en se mélange avec l'hydrocarbure pulvérisé. 



   Une caractéristique importante du brûleur conforme à l'invention réside dans le fait qu'on fait circuler le gaz combustible jusqu'à l'embout de décharge de l'hydrocarbure., puis vers l'arrière le long de la conduite extérieure et en contact avec la paroi de la conduite 26, avant de l'injecter dans le four à travers la tête de gaz 30. Etant exposé à la chaleur intense engendrée par la combustion du gaz, le prolongement 23 serait bientôt hors d'usage,s'il n'était refroidi par le gaz combustible en circulation. 



  En même temps, le gaz combustible, tant exposé à la chaleur transmise à travers les parois de la conduite 23, subit de ce fait un chauffage préalable qui fournit un rendement thermique plus élevé. 



   Les résultats obtenus par la mise en oeuvre de l'invention sont indiqués dans les essais   suivants,   cheisis à titre d'exemple parmi un certain nombre d'expériences exécutées dans des fours ayant respectivement des longueurs de 1 m 7 et 3 m 2. Il faut remarquer que des augmentations importantes de la production ont été obtenues par le nouveau procédé et dans;le nouveau dispositif conformes à l'invention, ces augmentations de production ont été réalisées tout en maintenant et même en améliorant la qualité du produit. Dans le cas où la production n'a pas été augmentée, une amélioration très importante de la qualité a été couramment obtenue, notamment au point de vue de la résistance à l'abrasion dans le caoutchouc. 

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 EMI7.1 
 
<tb> 
<tb> 



  Essai <SEP> Débit <SEP> de <SEP> Débit <SEP> de <SEP> Débit <SEP> ma- <SEP> Pourcen- <SEP> Produc- <SEP> Surface <SEP> I2
<tb> N  <SEP> l'huile <SEP> gaz <SEP> com <SEP> ximum <SEP> tage <SEP> de <SEP> tion <SEP> en <SEP> en <SEP> cm2/gr <SEP> . <SEP> 
<tb> en <SEP> litres/ <SEP> bustible <SEP> d'air <SEP> en <SEP> l'huile <SEP> kgs <SEP> par <SEP> (Surface
<tb> heure <SEP> en <SEP> m3/ <SEP> m3/heure <SEP> brûlée <SEP> litre <SEP> en <SEP> cm2/gr.
<tb> heure <SEP> du <SEP> noir <SEP> de
<tb> fumée <SEP> obtenu.
<tb> 



  1272 <SEP> 228,7 <SEP> 56 <SEP> 1195 <SEP> 22,6 <SEP> 0,52 <SEP> 368
<tb> 956 <SEP> 144 <SEP> 82,5 <SEP> 1110 <SEP> 14,51 <SEP> 0,49 <SEP> 477
<tb> 971 <SEP> 148 <SEP> 85 <SEP> 1025 <SEP> 8,24 <SEP> 0,55 <SEP> 348
<tb> 992 <SEP> 151,6 <SEP> 85 <SEP> 1020 <SEP> 7,73 <SEP> 0,545 <SEP> 328
<tb> 993 <SEP> 151, <SEP> 6 <SEP> 113 <SEP> 1320 <SEP> 7,49 <SEP> 0,465 <SEP> 470
<tb> 959 <SEP> 224 <SEP> 113 <SEP> 1350 <SEP> 6,12 <SEP> 0,64 <SEP> 284
<tb> 1143 <SEP> 231 <SEP> 85 <SEP> 1390 <SEP> 8,85 <SEP> 0, <SEP> 415 <SEP> 445
<tb> 1144 <SEP> 152 <SEP> 112,5 <SEP> 1330 <SEP> 7, <SEP> 94 <SEP> 0,464 <SEP> 457
<tb> 1139 <SEP> 226 <SEP> 113 <SEP> 1387 <SEP> 7,22 <SEP> 0,575 <SEP> 303
<tb> 1138 <SEP> 225 <SEP> 112,5 <SEP> 1370 <SEP> 6, <SEP> 45 <SEP> 0,555 <SEP> 316
<tb> 1377 <SEP> 265 <SEP> 84,5 <SEP> 1095 <SEP> 6, <SEP> 6 <SEP> 0,634 <SEP> 213
<tb> 1341 <SEP> 347 <SEP> 84,5 <SEP> 1150 <SEP> 6,

  35 <SEP> 0, <SEP> 663 <SEP> 200
<tb> 1371 <SEP> 264,5 <SEP> 84,5 <SEP> 155 <SEP> 2,02 <SEP> 0,75 <SEP> 174
<tb> 1323 <SEP> 227 <SEP> 85 <SEP> 920 <SEP> 0,97 <SEP> 0,66 <SEP> 194
<tb> 5086 <SEP> 232 <SEP> 85 <SEP> 5,3 <SEP> 0,68 <SEP> 180,5
<tb> 5087 <SEP> 234 <SEP> 85 <SEP> 8,09 <SEP> 0,595 <SEP> 232
<tb> 5223 <SEP> 228 <SEP> 85,2 <SEP> 8,64 <SEP> 0, <SEP> 657 <SEP> 232
<tb> 5205 <SEP> 227 <SEP> 85 <SEP> 6,3 <SEP> 0,545 <SEP> 213
<tb> 5088 <SEP> 262,5 <SEP> 85 <SEP> Il,7 <SEP> 0,602 <SEP> 257
<tb> 5243 <SEP> 227, <SEP> 6 <SEP> 85 <SEP> 9,2 <SEP> 0,67 <SEP> 257
<tb> 5244 <SEP> 228,3 <SEP> 85 <SEP> 9,15 <SEP> 0,635 <SEP> 239
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 
 EMI8.1 
 
<tb> 
<tb> Essai <SEP> Dimension <SEP> du <SEP> Type <SEP> Orifi- <SEP> Augmenta- <SEP> Propriétés <SEP> dans <SEP> le
<tb> n  <SEP> four <SEP> en <SEP> mè- <SEP> .

   <SEP> ces <SEP> de <SEP> tion <SEP> de <SEP> pro- <SEP> caoutchouc <SEP> froid <SEP> en
<tb> très. <SEP> la <SEP> tête <SEP> duction <SEP> en <SEP> % <SEP> de <SEP> la <SEP> moyenne
<tb> de <SEP> gaz. <SEP> kgs/litre <SEP> courante..
<tb> 



  Diamè- <SEP> comparative- <SEP> Résis- <SEP> Module
<tb> tre <SEP> en <SEP> ment <SEP> à <SEP> la <SEP> tance <SEP> à <SEP> 300
<tb> cm, <SEP> production <SEP> l'abramoyenne <SEP> d'un <SEP> sion
<tb> produit <SEP> type.
<tb> 



  1274 <SEP> 1,72 <SEP> x <SEP> 0,457 <SEP> HAF <SEP> 30,8 <SEP> 0,1 <SEP> 102 <SEP> 125
<tb> 
 
 EMI8.2 
 956 il If Il If 0,070 101 ili 971 Il Il il Il 0,130 92 109 
 EMI8.3 
 
<tb> 
<tb> 992 <SEP> " <SEP> " <SEP>   <SEP> " <SEP> 0,125 <SEP> 101 <SEP> 113
<tb> 993 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> Il <SEP> 0,045 <SEP> 113 <SEP> 114
<tb> 959 <SEP> " <SEP> Il <SEP> " <SEP> " <SEP> 0,220 <SEP> 78 <SEP> 112
<tb> 
 
 EMI8.4 
 Il..-3 3, z'r- x 0,457 Il 61, 31 -0, 005 112 97 1144 Il Il if If 0,044 106 94 1139 Il Il Il rr 0,155 98 95 1138 Il r1 Il fi 0,135 96 90 
 EMI8.5 
 
<tb> 
<tb> 1377 <SEP> 3,24 <SEP> x <SEP> 0,685 <SEP> FEF <SEP> 30,8 <SEP> 0,124 <SEP> 97 <SEP> 116
<tb> 
 
 EMI8.6 
 1341 If rr Il If 0,153 92 103 1371 Il Il Il If 0,240 93 106 1323 Il Il Il Il 0,150 105 114 
 EMI8.7 
 
<tb> 
<tb> 5086 <SEP> 3,24 <SEP> x <SEP> 0,685 <SEP> " <SEP> 30, <SEP> 0,

  170 <SEP> 93 <SEP> 116
<tb> 
 
 EMI8.8 
 5087 Il If If Il 0,085 106 117 
 EMI8.9 
 
<tb> 
<tb> 5223 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> 0,147 <SEP> 101 <SEP> 119
<tb> 5205 <SEP> " <SEP> rr <SEP> " <SEP> " <SEP> 0,035 <SEP> 103 <SEP> 114
<tb> 5088 <SEP> " <SEP> rr <SEP> " <SEP> " <SEP> 0,092 <SEP> 104 <SEP> 108
<tb> 
 
 EMI8.10 
 523 If Il Il rt 0,160 106 118 
 EMI8.11 
 
<tb> 
<tb> 5244 <SEP> " <SEP> " <SEP>   <SEP> " <SEP> 0,125 <SEP> 103 <SEP> 113
<tb> 
   Remarque -   Les types courants utilisés sont le Vulcan 3 pour HAF et le Ster- ling SO pour FEF, produits tous les deux conformément au procédé décrit dans la demande de brevet   FRIAUF   citée plus haut en réfé-   rence.   Les chiffres de production courants sont les suivants : - HAF - 420 g par litre d'huile. 



   - FEF- 510 g par litre   d'huile.   



   Il faut remarquer qu'en appliquant le procédé conforme à 1'invention et en utilisant le dispositif de dimensions commerciales conforme à l'invention, on a augmenté en moyenne la production de noir de fumée de 110 g par litre de matière première, soit environ de 20%, ce qui constitue une amélioration vraiment significative. D'autre part, quand la production n'a pas été augmentée dans des proportions importantes, les qualités du produit et en particulier sa résistance à l'abrasion étaient sensiblement améliorées.

Claims (1)

  1. RESUME.
    ------------ I - Procédé de production de noir de fumée caractérisé par les particularités suivantes appliquées isolément ou en combinaison : 1 ) On introduit dans une chambre de réaction calorifugée un hydro- carbure liquide pulvérisé, on introduit simultanément dans cette chambre de réaction, à une certaine distance en amont de l'hydrocarbure pulvérisé, un gaz combustible sous la forme de plusieurs jets divergents prenant naissance dans un cercle entourant l'axe du jet d'hydrocarbure pulvérisé, on fait écou- ler une masse d'un gaz contenant de l'oxygène avec une vitesse relativement faible et un volume plus que suffisant pour permettre une combustion complète du gaz combustible dans la chambre de réaction et autour des jets de gaz com- bustible, on brûle le gaz combustible,
    on mélange les produits chauds de la combustion avec l'hydrocarbure pulvérisé et on dissocie ainsi la plus grande partie de l'hydrocarbure de manière à former et à récupérer le noir de fumée.
    2 ) On introduit le gaz combustible à une distance suffisamment grande en amont de-l'hydrocarbure pulvérisé pour que tout le gaz ait réagi avec le gaz contenant de l'oxygène avant de se mélanger avec l'hydrocarbure pulvérisé.
    30) On utilise comme gaz combustible un hydrocarbure liquide à l'état gazeux.
    40) On utilise,comme gaz combustible un hydrocarbure liquide pul- vérisé.
    5 ) On chauffe le gaz combustible avant de l'introduire dans la chambre de réaction, en le faisant passer à travers une conduite voisine de l'injecteur d'hydrocarbure jusqu'à l'extrémité de décharge de celui-ci et en le faisant revenir à l'intérieur et près de la paroi extérieure jusqu'à son point d'injection.
    6 ) On introduit l'hydrocarbure pulvérisé dans l'espace de réaction chauffé du four, on fait écouter un gaz combustible lpngitudinalement vers l'arrière et vers l'ayant de manière à réaliser un échange de chaleur avec l'espace de réaction du four, on brûle le gaz combustible chauffé et on dirige les produits de la combustion de manière à envelopper l'hydrocarbure pulvérisé, II - Dispositif pour produire du noir de fumée en appliquant le procédé défini ci-dessus, ce dispositif étant caractérisé par les points suivants considérés isolément ou en combinaison :
    1 ) Il comprend une chambre de réaction de forme allongée et sans aucun obstacle comportant des parois latérales parallèles, à une extrémité un brûleur multiple disposé au centre et s'étendant parallèlement à ces parois latérales, ce brûleur comportant un ajutage susceptible de fournir l'hydrocarbure pulvérisé et un anneau percé d'orifices pour fournir des jets d'un combustible gazeux dirigés vers l'extérieur et placés à une distance sensible en amont du dit ajutage de pulvérisation de l'hydrocarbure, et enfin des moyens pour introduire dans la dite chambre et autour du brûleur un gaz contenant de l'oxygène.
    2 ) La chambre de réaction comporte à une extrémité un brûleur multiple s'étendant axialement dans cette chambre et comportant plusieurs conduites disposées concentriquement, la conduite intérieure possédant un ajutage à son extrémité de décharge et étant connectée à un mélangeur à deux fluides à son extrémité extérieure à la chambre de réaction, la conduite extérieure se terminant dans un chapeau, qui se trouve sensiblement dans le plan de l'ajutage de la conduite intérieure, et s'étendant à l'extérieur de la chambre de réaction, une troisième conduite relativement courte étant disposée à peu près à égale distance entre la conduite intérieure et la conduite extérieure, cette troisième conduite étant ouverte à son extrémité de décharge,
    étant fixée par un joint étanche aux gaz à la paroi intérieure de <Desc/Clms Page number 10> la conduite extérieure et se prolongeant depuis ce joint jusqu'à un point en deçà du dit chapeau de la conduite extérieure, une tête de gaz entourant la conduite extérieure en un point distant de l'ajutage de la conduite intérieure et possédant plusieurs orifices sur sa périphérie, la conduite extérieue étant connectée à une source de combustible fluide à l'extérieur de la chambre de réaction, des moyens pour introduire'l'hydrocarbure liquide et un gaz de pulvérisation dans une chambre de mélange à deux fluides, des moyens pour introduire le gaz d'oxygénation dans la chambre de réaction,
    et une ouverture de sortie à l'extrémité opposée de la chambre de réaction pour évacuer en dehors de celle-ci les produits de la réaction.
    3 ) Le dispositif comprend une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie aux extrémités opposées de la chambre de réaction, un brûleur multiple s'étendant axialement à travers l'ouverture d'entrée jusque dans la chambre de réaction et consistant en une tubulure centrale, un dispositif de mélange à deux fluides connecté à ce brûleur à l'extérieur de la chambre de réaction, une conduite extérieure entourant la conduite centrale sur une partie de sa longueur, se terminant à l'intérieur de la chambre de réaction dans un joint étanche au gaz, connectée à l'extérieur de la chambre de réaction à une source de combustible fluide, et possédant plusieurs orifices disposés en cercle autour de sa circonférence,-. le plan de ce cercle se trouvant à une certaine distance longitudinale de l'extrémité de décharge de la conduite centrale,
    une conduite médiane relativement courte disposée concentriquement entre la conduite centrale et la conduite extérieure, fixée par un joint étanche au gaz, à son extrémité la plus en amont ,sur,la paroi intérieure de la conduite extérieure et en un point se trouvant en amont des orifices de la conduite extérieure, et s'étendant sur une partie de la longueur de la conduite centrale, des moyens pour introduire l'hydrocarbure liquide et un gaz de pulvérisation dans la chambre de mélange à deux fluides, et enfin des moyens pour introduire le gaz d'oxygénation dans la chambre de réaction et autour du brûleur multiple.
    40) Le dispositif comprend un brûleurpossédant un ajutage de décharge à son extrémité intérieure, une conduite d'hydrocarbure aboutissant à celui-ci, et des conduites concentriques et espacées de gaz combustible entourant la conduite d'hydrocarbure et constituant des passages parallèles et annulaires de gaz, la conduite extérieure de gaz possédant des orifices de décharge disposés à une certaine distance en amont de l'ajutage de décharge du brûleur.
    5 ) Le dispositif comprend un brûleur comportant une conduite centrale d'hydrocarbure avec un ajutage de décharge à son extrémité intérieure, une conduite de gaz combustible disposée concentriquement autour de la cordui- te d'hydrocarbure et écartée de celle-ci, et des cloisons prévues à l'intérieur de la conduite de gaz combustible et obligeant celui-ci à s'écouler longitudinalement vers l'arrière et vers l'avant dans le brûleur.
    6 ) La conduite de gaz combustible comporte des orifices de sortie disposés à une certaine distance en amont de l'orifice de décharge du brûleur. lère N.R. datée du 5 août 1953 Page 8, il faut lire à la quatrième colonne du tableau, pour l'essai 1272 : "12 orifices de 0,31 cm. " EMI10.1 il Il 11,3 : "2, if Il 0,31 cm. " <Desc/Clms Page number 11> pour l'essai 1377 : "12 orifices de 0,31 cm". EMI11.1 Il n 5086 : "12 rr il 0, 31 cmo au lieu de " 30,8" " 61,31" "30,8" "30,8" 2ème N.R. datée du 13 février 1954.
    Page 7, la dernière colonne du tableau doit se lire comme suit.: Surface du noir de fumée en m2/g.
    57 74 54 51 73 44 69 71 47 49 33 31 27 30 28 36 36 33 39 39 37 Page 8, le Titre de la 4e. colonne du tableau doit se lire : "Nombre et diamètre des trous dans la tête du brûleur" au lieu de : "Orifices de la tête de gaz, Diamètre en cm."
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