DE3338621A1

DE3338621A1 - Russbrenner

Info

Publication number: DE3338621A1
Application number: DE19833338621
Authority: DE
Inventors: Alan J. Handbridge Chester Austin; David J. Little Sutton S. Wirral Hammonds; Barrie J. Roswell Ga. Yates
Original assignee: Cabot Corp 02110 Boston Mass; Cabot Corp
Current assignee: Cabot Corp
Priority date: 1982-10-27
Filing date: 1983-10-25
Publication date: 1984-05-03
Also published as: AU2057583A; FR2535334B1; US4726934A; ES526778A0; JPH0134541B2; AU561412B2; AR240590A1; ES8603547A1; IT1194440B; CA1232191A; JPS6233260B2; FR2535334A1; ES8507591A1; IT8323486A1; JPS5998167A; ES543563A0; GB2129710A; JPS62223273A; NL8303689A; IT8323486A0

Description

JJJÖDZ I

Rußbrenner

Ruße können mittels verschiedenartiger Verfahren erzeugt werden, von denen die am meisten verbreiteten das Lampenruß-Verfahren, das Channel-Verfahren, das Gas-Furnace-Verfahren, das Öl-Furnace-Verfahren, das thermische Verfahren und das Acetylenruß-Verfahren sind. Bei dem Öl-Furnace-Verfahren, das das wirtschaftlichste und am häufigsten praktizierte dieser üblichen Verfahren ist, wird ein Kohlenwasserstoff-Brennstoff mit einem Oxidationsmittel wie Luft in einer geschlossenen Kammer, die gewöhnlich mit einem feuerfesten Material ausgekleidet ist, verbrannt, und ein Öl-Einsatzmaterial wird in die erhaltenen Verbrennungsgase eingespritzt. Die Ruß-Industrie bedient sich einer großen Mannigfaltigkeit von Systemen zum Vermischen und Einführen des

Öl-Einsatzmaterials, des Oxidationsmittels und des Brennstoffs in einen Öl-Furnace-Reaktor und hat verschiedenartige Reaktor-Geometrien in dem Bemühen entwickelt, angestrebte Kombinationen von Eigenschaften in dem Endprodukt zu erzielen. Ein wesentlicher Teil eines Öl-Furnace-Ruß-Systems ist, daß das gesamte eingeführte Öl-Einsatzmaterial zu sehr kleinen Tröpfchen zerstäubt ("atomisiert") wird, so daß es rasch verdampft werden kann, bevor es der Rußbildung unterzogen wird, öl, das die Reaktion in flüssiger Form, vor der Verdampfung,

2b erleidet, neigt zur Bildung von unerwünschten Grobstaub-Teilchen in dem Ruß-Produkt. Die Zerstäubung wird im allgemeinen dadurch erreicht, daß das Öl-Einsatzmaterial mit einem Strom eines unter Druck stehenden fließfähigen Mediums wie Luft vermischt wird oder das

BAD ORIGINAL

öl unter hohem Druck durch Zerstaubungsdüsen herausgeschleudert wird. Eigenschaften wie die Größe, Konzentration oder das Sprühmustor der Tröpchen beeinflussen die Wirksamkeit der Öl-Verdampfung, wodurch wiederum das Ruß-Produkt beeinflußt werden kann.

Nun wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Rußbrenner für das Öl-Furnace-Verfahren verfügbar gemacht, der vorteilhaft zur Verminderung des Grobstaub-Gehaltes eines Ruß-Erzeugnisses eingesetzt werden kann, wo ein
derartiges Problem auftritt.

Es gibt keine umfassende Theorie, die speziell die Wirkungen zu definieren vermag, die von der Einbeziehung verschiedenartiger Bauart-Modifikationen in Rußbrenner-Anlagen herrühren. Insbesondere herrscht keine Überein-Stimmung darüber, wie solche Bauart-Modifikationen der Brenner die Eigenschaften des in ihnen hergestellten Rußes beeinflussen können. Es wurde jedoch gefunden, daß die Brenner-Konstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung besonders vorteilhaft für eine Verringerung

0 des Grobstaub-Gehalts eines durch ein Öl-Furnace-Verfahren erzeugten Rußes ist, in dem das Öl-Einsatzmaterial vor dem Einspritzen in einen Strom aus Verbrennungsgasen zerstäubt wird.

Gegenstand der Erfindung ist ein Brenner mit einer eingebauten Zerstäubungs-Anordnung zur Erzeugung eines Stroms aus zerstäubtem Öl-Einsatzmaterial, das durch eine Öffnung in eine Vrbrennungsgas-Flamme austritt.

Die Öl-Austragöffnung ist typischerweise umgeben vor.

mehreren Öffnungen, die das Brenngas ausstoßen, das
sich mit der Oxidationsluft vereinigt, wodurch ein

O OO OOZ I

Mantel aus heißen Verbrennungsgasen gebildet wird, der das versprühte Öl einhüllt, so wie es in die Reaktorkammer eingespritzt wird. Zur Erzeugung eines wirksam zerstäubten Öl-Einsatzmaterial-Sprühnebels, der in
wirksamer Weise verdampft wird und einen Ruß mit niedrigem Grobstaub-Gehalt erzeugt, wird wenigstens eine Auslaßöffnung für das Öl-Einsatzmaterial so angeordnet, daß Öl-Einsatzmaterial radial in einen Durchlaß für das zerstäubende fließfähige Medium an einem Punkt in der

Brenner-Anlage eingespritzt wird, der in der Nähe desjenigen Endes des Durchlasses für das zerstäubende fließfähige Medium liegt, das mit der Austragöffnung in die Reaktorkammer in Verbindung steht. Unter Benutzung einer solchen Anordnung wird das Öl-Einsatzmaterial

dadurch zerstäubt, daß es radial in einen Strom des zerstäubenden fließfähigen Mediums eingespritzt wird, das durch eine Rohrleitung fließt, wodurch das Einsatzmaterial zu feinen Tröpfchen dispergiert wird, die durch eine Austragöffnung in den Reaktor als feiner

Sprühnebel zur Verdampfung und Rußbildung austreten. Vorzugsweise werden mehrere Auslaßöffnungen für das Öl-Einsatzmaterial so angeordnet, daß das Öl-Einsatzmaterial radial in den Durchlaß für das zerstäubende fließfähige Medium eingespritzt wird.

5 Die Erfindung ist besser zu verstehen in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung, die eine Querschnitt-Ansicht eines Ausstoßendes einer bevorzugten Ausführungsform des Brenners der vorliegenden Erfindung darstellt.

Der Rußbrenner 10 umfaßt allgemein drei konzentrische

0 Hauptrohrleitungen, die entsprechend ineinander angeordnet sind: das äußere Brennerrohr 12, die Ölleitung

BAD ORIGINAL

14 und die Rohrleitung 16 für das zerstäubende fließfähige Medium. Die Innen- und Außenflächen der Ölleitung 14 und der Rohrleitung 16 für das zerstäubende fließfähige Medium sind im Inneren des Brennerrohres 12 mit Zwischenräumen angeordnet, so daß sie ringförmige Durchlässe 18 und 20 bilden. Die konzentrischen Rohrleitungen enden gemeinsam an einer Brenner-Ausstoßspitze 22. Die Enden des Brennerrohres 12 und der Ölleitung 14 sind mit Innengewinden versehen, um die mit Gewinden versehenen Enden der Ausstoßspitze 22 aufzunehmen. In der Ausstoßspitze 22 ausgebildet ist ein ringförmiger Durchlass 24, der mit dem ringfömigen Durchlaß 18 in Verbindung steht und zu mehreren Austragöffnungen 26 führt, die in einer gemeinsamen Ebene liegen, zu der

die Brennerachse die Normale bildet, und in gleichen Abständen voneinander in Richtung des Umfangs der Ausstoßspitze angeordnet sind. Festgelegt im Zentrum der Ausstoßspitze 22 ist eine Ausgangsöffnung 28, die mit dem Durchlaß 17 für das fließfähige Medium in Verbin-

dung steht und zu einer Austragöffnung 30 hinführt. Die Wände der Rohrleitung 16 für das zerstäubende fließfähige Medium enthalten mehrere Öl-Auslaßöffnungen 32, die mit dem ringförmigen Durchlaß 20 in Verbindung stehen und sich in den Durchlaß 17 für das fließfähige Medium in der Nähe desjenigen Endes desselben öffnen, das mit der Ausgangsöffnung 28 in Verbindung steht. Die Auslaßöffnungen 3 2 sind in gleichen räumlichen Abständen voneinander in einer gemeinsamen Ebene längs des Umfangs der Rohrleitung 16 herum angeordnet.

Beim Betrieb des Brenners 10 wird ein Brennstoff-Gas, bezeichnet durch die Pfeile G, in eine Öffnung am entfernten Ende (nicht eingezeichnet) der Brenner-Anlage eingeführt und fließt den ringförmigen Durchlass

BAD ORIGINAL

οόJööz ι

18 hinab, den Raum, der durch die Außenwand der Ölleitung 14 und die Innenwand des Brennerrohres 12 eingegrenzt wird. An dem Düsenende 22 des Brenners tritt das Gas in den Durchlaß 24 ein und verläßt ihn durch die
mehrfach vorhandenen Austragöffnungen 26 in den Furnace (nicht eingezeichnet), die in Abständen längs des Umfangs der Düsenspitze angeordnet sind.

Das Öl-Einsatzmaterial, bezeichnet durch die Pfeile 0, wird in den Brenner 10 durch eine Öffnung am entfernten Ende (nicht eingezeichnet) der Brenner-Anlage eingeführt und fließt den ringförmigen Durchlass 20 hinab, den Raum, der durch die Außenwand der Rohrleitung 16 für das zerstäubende fließfähige Medium und die Innenwand der Ölleitung 14 eingegrenzt wird. An dem Austragende 22 des Brenners tritt das Öl-Einsatzmaterial in die Auslaß-Durchlässe 32 ein, die in gleichen Abständen längs des Umfangs der Rohrleitung 16 für das zerstäubende fließfähige Medium angeordnet sind und zu dem Durchlaß 17 für das fließfähige Medium führen. Die Auslasse 32 sind so angeordnet, daß das Öl-Einsatzmaterial radial in den Durchlaß 17 für das fließfähige Medium eingespritzt wird.

Das zerstäubende fließfähige Medium, etwa Druckluft, bezeichnet durch den Pfeil A, wird in den Brenner 10

durch eine öffnung am entfernten Ende (nicht eingezeichnet) der Brenner-Anlage eingeführt und fließt den Durchlass 17 hinab, der mit der Ausgangsöffnung 28 an dem Ausstoßende 22 des Brenners in Verbindung steht. Sowie das zerstäubende fließfähige Medium durch die

Rohrleitung 16 fließt, dient sie zur Zerstäubung des Öl-Einsatzmaterial-Stroms, der in den Durchlaß für das

BAD ORIGINAL

zerstäubende fließfähige Medium durch die Auslässe 32 hindurch eingespritzt wird. Die öltröpfchen werden kurz mit dem zerstäubenden fließfähigen Medium vermischt und durch die Ausgangsöffnung 28 zu der Austragöffnung 30
geblasen. Der Strom des zerstäubten Öls tritt als Sprühnebel durch die Austragöffnung 30 in den Furnace hinein (nicht eingezeichnet). Das Öl-Einsatzmaterial wird von der Flamme des Verbrennungsgases erfaßt und eingehüllt, so daß es in Übereinstimmung mit herkömmlichen und bekannten Arbeitsweisen reagiert und die Bildung von Ruß zur Folge hat.

Die Zeichnung erläutert eine bevorzugte Ausführungsform der Efindung, in der der Ausgangsdurchlaß zu der Austragöffnung 30 hin divergiert, bevor er sich zum Aus-

stoßende öffnet. Sechs Öl-Auslaßöffnungen 32 werden gezeigt, die in gleichen Abständen längs des Umfangs der Rohrleitung für das zerstäubende fließfähige Medium an Punkten gerade vor dem Austragsende angeordnet sind. Ein sich divergierend erweiternder Teil vor der Aus-

stoßöffnung ist nicht notwendig; die Rohrleitung für das zerstäubende fließfähige Medium kann unmittelbar zu der Austragöffnung führen, oder aber Kombinationen aus geradlinigen, konvergierenden und divergierenden Teilen können verwendet werden.

Eine bevorzugte Aus führungs form, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, ist eine solche Anordnung, bei der das Öl-Einsatzmaterial aus mehreren, in gleichen Abständen längs des Umfangs einer Rohrleitung für ein zerstäubendes fließfähiges Medium angeordneten Ausläs-

sen radial nach innen in einen Strom des zerstäubenden fließfähigen Mediums eingespritzt wird. Jedoch kann die

BAD ORiGINAL

radiale Einführung des Einsatzmaterials auch mittels alternativer Anordnungen erzielt werden. Die Auslässe für das Öl-Einsatzmaterial müssen nicht in gleichen Abständen längs des Umfangs einer Rohrleitung für ein
zerstäubendes fließfähiges Medium angeordnet sein, und sie müssen auch nicht alle im gleichen Abstand von der Austragöffnung angeordnet sein. Darüber hinaus kann das radiale Einspritzen des Öls in den zerstäubenden Strom auch in Richtung nach außen, vom Zentrum des Brenners

her, erfolgen. Die radiale Einführung nach außen läßt sich in einfacher Weise dadurch erreichen, daß eine Öl-Einsatzmaterial-Leitung konzentrisch im Inneren einer Rohrleitung für das zerstäubende fließfähige Medium angeordnet wird. Die Auslaßöffnungen könnten dann längs des Umfangs der Öl-Rohrleitung angeordnet sein, um das Öl-Einsatzmaterial radial nach außen in den ringförmigen Durchlaß für das zerstäubende fließfähige Medium einzuspritzen, der die Öl-Rohrleitung umgibt.

Die folgenden Test-Verfahren werden für die Bewertung
0 der analytischen und physikalischen Eigenschaften von Ruß-Pellets herangezogen, die mittels der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden.

Iod-Adsorptionszahl

Die Iod-Adsorptionszahl eines Rußes wird nach dem Prüfverfahren gemäß ASTM D 1510-70 bestimmt.

Spectronic 20

Dieses Verfahren ist ein Verfahren zur Bestimmung des Grades der Entfärbung von Toluol durch Ruß mittels

BAD ORiGiNAL

333862Ί

eines Spektralphotometers. Die prozentuale Durchlässigkeit wird nach dem Prüfverfahren gemäß ASTM D-1618 bestimmt.

Dibutylphthalat-(DBP-)Adsorptionszahl

Die DBP-Adsorptionszahl eines Rußes wird nach dem Prüfverfahren gemäß ASTM D 2414-76.bestimmt.

Farbkraft

Die Farbkraft einer Ruß-Probe im Vergleich zu einem Industrie-Farbkraft-Standard-Ruß wird nach dem Prüfverfahren gemäß ASTM D 3265-76a bestimmt.

Grobstaub-Gehalt

Der Grobstaub-Gehalt einer Probe wird bestimmt durch Herstellung einer Dispersion des zu untersuchenden Rußes in Wasser und Abgießen derselben durch ein Standardsieb der gewünschten Maschenweite. Der mit 45 Grit angegebene Grobstaub-Wert ist gegeben durch den Siebrückstand in Wasser unter Verwendung eines Siebs der Maschenweite 0,044 mm (325 mesh) nach dem Prüfverfahren gemäß ASTM D 1514-60.

In den folgenden Tabellen sind die typischen Arbeitsbedingungen einer Brenner-Anlage gemäß der vorliegenden Erfindung aufgelistet. In den beschriebenen Betriebsversuchen wird der erfindungsgemäße Brenner in Verbindung mit einer geeigneten Reaktionsapparatur verwendet, die im allgemeinen einen zylindrischen, mit feuerfestem Material ausgekleideten Reaktor umfaßt. Der Brenner ist

axial am einen Ende des Reaktors angeordnet, wobei seine Spitze so gerichtet wird, daß ein Sprühnebel des zerstäubten Einsatzmaterials in eine Reaktionskammer mit einem Innendurchmesser von 0,91 m (3 ft.) eingeführt wird. Die Brennerspitze ist angeordnet innerhalb eines axial plazierten, 11,4 cm (4,5 in.) langen Eintrittsdurchlasses mit einem Durchmesser von 38,1 cm (15 in.), der bis auf den Durchmesser der Reaktionskammer divergiert. Verbrennungsluft wird in die Reaktionskammer durch den ringförmigen Durchlaß eingeführt, der durch den Brenner im Inneren des Eintrittsdurchlasses gebildet wird. An einem Punkt 2,67 m (8 ft. 9 in.) in stromabwärtiger Richtung konvergiert die Reaktionskammer auf einen Durchmesser von 0,68 m (2 ft. 3 in.), und Wasser Sprühdüsen zum Abschrecken sind in dem Reaktordurchlaß 7,62 m (25 ft.) stromabwärts von dem Punkt angeordnet, an dem das Öl-Einsatzmaterial in die Reaktionskammer eintritt, um die Reaktion zu beenden. Der gebildete Ruß wird gekühlt und dann in eine geeignete

Sammelapparatur geleitet. Der flockige Ruß wird oft in einer Pelletisierapparatur weiterverarbeitet, in der rieselfähige Pellets gebildet werden.

Zur Modifizierung des erhaltenen Produkts, etwa zur Herstellung eines Rußes einer bestimmten gewünschten
Güte, lassen sich die Bedingungen durch Fachleute auf dem Gebiet der Ruß-Herstellung leicht ändern. Die spezielle Konstruktion und die Abmessungen des Brenners und/oder des Reaktors können auch Abänderungen der anzuwendenden Arbeitsbedingungen erforderlich machen.

_o O ft ft

- 13 Tabelle A

Versuch

Brenner

Öl-Auslässe

(Zahl x Durchmesser) 6 χ 3,3 mm

Durchlaß des fließf.Mediums

(Durchmesser) 1,58 8 cm

Brenngas-Autrittsöffnungen

(Zahl χ Durchmesser χ Lage) 6x4 mm / Ort des Abschreckens (stromabwärts

von der Brennerspitse) 7,6 m

Arbeitsbedingungen
Verbrennungsluft

Rate 0,857 m³/s

Temperatur 357 ⁰C Zerstäubungsluft

Rate 0,028 m³/s

Druck 0,276 MPa Brenngas

Rate 0,085 m³/s

Druck 0,827 MPa Öl-Einsatzmaterial

Rate 0,261 l/s

(248 gph)

Druck 0,448 MPa

Temperatur 149 ⁰C

K⁺ 63,4 g/m³

Abschreck-Temperatur 777 ⁰C

Tabelle A - Fortsetzung

Versuch Rußeigenschaften Flockiger Ruß

Iod-Zahl

Spectronic 20: Durchlässigkeit

DBP-Absorption Pelletisierter Ruß

Iod-Zahl

Spectronic 20: Durchlässigkeit

DBP-Absorption

Farbkraft

45 um Grobstaub ingesamt magnetisch

29	mg/g
59	%
64	Cm³AOOg
30	mg/g
88	%
62	cm³/100g
56	%
o,	0074 Gew.-%
	0017 Gew.-%

Ein weiterer Satz Versuche wurde unter den Bedingungen durchgeführt, die in der nachstehenden Tabelle B zusammengestellt sind. Die Testverfahren zur Bewertung der analytischen Eigenschaften der unter Einsatz der vorliegenden Erfindung erzeugten Ruß-Pellets waren die gleichen wie diejenigen, die im Vorstehenden beschrieben sind. Die analytischen Eigenschaften sind in der nachstehenden Tabelle C aufgeführt.

- 15 Tabelle B

Versuch 2 3 4

Brenner

Öl-Auslässe
5 Zahl 6 6 6

Durchmesser 3 3 3 nun Durchlaß der Zerstäubungsluft

Durchmesser 12,5 12,5 12,5 mm Brenngas-Autrittsöffnungen 10 Zahl 6 6 6

Durchmesser 3 3 3 mm Lage 45° 45° 45° Ort des Abschreckens (stromabwärts

von der Brenner-15 spitze) 7,6 7,6 7,6 m

Arbeitsbedingungen Gesamt-Verbrennungsluft

0,934 0,934 m³/s 329 368 ⁰C 20

0,033 0,029 m³/s 0,517 0,448 MPa

0,091 0,096 m³/s 25 Druck 1,034 0,965 1,034 MPa

0,291 0,301 l/s

(277) (286) (gph)

0,724 0,724 MPa

30 Temperatur 149 149 149 ⁰C

113,6 198,2 g/m³

Abschreck-Temperatur 771 763 774 ⁰C

Rate	K⁺	0,950
Temperatur	324
Zerstäubungsluft
Rate	0,032
Druck	0,496
Brenngas
Rate	0,096
Druck	1,034
Öl-Einsatzmaterial
Rate	0,283
	(269)
Druck	0,690
Temperatur	149
60,8

Tabelle C

Versuch	2	3	4	mg/g
Rußeigenschaften
Flockiger Ruß				%
Iod-Zahl	28	28	28	cm³/100g
Spectronic 20:
Durchlässigkeit	36	24	25	mg/g
DBP-Absorption	65	62	65
Pelletisierter Ruß				%
Iod-Zahl	29	29	29	cmVlOOg
Spectronic 20:				%
Durchlässigkeit	66	59	58
DBP-Absorption	63	63	61	Gew.-%
Farbkraft	4	58	-	Gew.-%
45 μπι Grobstaub
ingesamt	0,0128	0,0056	0,0136
magnetisch	0,0056	0,0029	0,0029

Die vorstehenden Daten repräsentieren eine Versuchsserie, die zur Demonstration der Herstellung von Ruß
der Qualität SRF durchgeführt wurde. Zusätzlich zur Erfüllung der an SRF-Ruß gestellten Anforderungen wurden ebenfalls in günstiger Weise niedrige Grobstaub-Werte erreicht.

Die Öl-Einsatzmaterialien, die in den Versuchen 1 bis 4 verwendet wurden, waren Gemische aus drei verschiedenen Einsatzmaterialien, deren typische Zusammensetzungen und Eigenschaften nachstehend aufgelistet sind. Verwendet wurden in Versuch 1 ein Gemisch aus 9 5 % Einsatzmaterial II und 5 % Einsatzmaterial III, in Versuch 2
0 ein Gemisch aus 75 % Einsatzmaterial I und 25 % Ein- -satzmaterial II, in Versuch 3 ein Gemisch aus 50 % Einsatzmaterial I und 50 % Einsatzmaterial II und in Versuch 4 100 % des Einsatzmaterials II.

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- 17 Einsatzmaterial I

Wasserstoff 8,5

Kohlenstoff 91,5

Atomverhältnis Wasserstoff/Kohlenstoff 1,11

Schwefel	0,04 %
Asphaltene	6 %
API-Spez.Gew. bei 15, 6⁰C	+ 1,5
Spez.Gew. bei 15,6⁰C	1,052
Saybolt-Universal-Viskosität
bei 54,4°C	250
bei 98,9°C	62
Sediment	0,06 %
Asche	0,002 %
Natrium	2 ppm
Kalium	0,2 ppm
Anfangs-Sdp. (I.B.P.)	204 ⁰C
50 %-Sdp.(50% B.P.)	370 ⁰C
BMCl"-(Viskosität/spez.Gew.)	117
BMCI -(50% B.P./spez.Gew.)	134
Aromaten	90 %
Gesättigte	10 %
Verteilung der aromatischen Ringe
(in % der Aromaten)
1-Ring
2-Ring	50 %
3-Ring	12 %
4-Ring	Q Q, Ö O
5-Ring und höher	C Q. «J "O
Kohlenstoff-Rückstand (Ramsbottom)	Q ti
Kohlenstoff pro Volumen	971,6 kg/
Kohlenstoff-Rückstand TGA	2,9 %

BMCI = Bureau of Mines Correlation Index

BAD ORIGINAL

- 18 -

Einsatzmaterial II

Wasserstoff 7,6

Kohlenstoff 92,3

Atomverhältnis Wasserstoff/Kohlenstoff 0,98

Schwefel	0,06 %
Asphaltene	3 %
API-Spez.Gew. bei 15,6⁰C	+ 6
Spez.Gew. bei 15,6⁰C	1,029
Saybolt-Universal-Viskosität
bei 54,4⁰C	40
bei 98,9°C	32
Sediment	0,02 %
Asche	0,002 %
Natrium	2 ppm
Kalium	0,1 ppm
Anfangs-Sdp. (I.B.P.)	204 ⁰C
50 %-Sdp.(50% B.P.)	n.b.
BMCI -(Viskosität/spez.Gew.)	115
BMCI -(50% B.P./spez.Gew.)	n.b.
Aromaten	99 %

Gesättigte 1 %

Verteilung der aromatischen Ringe

(in % der Aromaten)

1-Ring 12 %

2-Ring 55 %

3-Ring 14 %

4-Ring 15 %

5-Ring und höher 4 %

Kohlenstoff-Rückstand (Ramsbottom) 6 %

Kohlenstoff pro Volumen " 947,7 kg/m^;

Kohlenstoff-Rückstand TGA - %

BMCI = Bureau of Mines Correlation Index

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- 19 -

Einsatzmaterial III

Wasserstoff 7,3

Kohlenstoff 92,4

Atomverhältnis Wasserstoff/Kohlenstoff 0,94

Schwefel	0,2	g, Ό
Asphaltene	14	Q, Ό
API-Spez.Gew. bei 15,6°C	+ 0,8
Spez.Gew. bei 15,6⁰C	1,070
Saybolt-Universal-Viskosität
bei 54,4°C	110
bei 98,9⁰C	44
Sediment	0,008	%
Asche	0,002	%
Natrium	2	ppm
Kalium	0,2	ppm
Anfangs-Sdp. (I.B.P.)	210	⁰C
50 %-Sdp.(50% B.P.)	280	⁰C
ic BMCI -(Viskosität/spez.Gew.)	123
BMCI -(50% B.P./spez.Gew.)	116
Aromaten	99	O,
Gesättigte	1	ο "Q
Verteilung der aromatischen Ringe
(in % der Aromaten)
1-Ring	12	O Ό
2-Ring	56	%
3-Ring	12	%
4-Ring	15	O "O
5-Ring und höher	5	%
Kohlenstoff-Rückstand (Ramsbottom)	12	%
Kohlenstoff pro Volumen	986,0	kg/

BMCI = Bureau of Mines Correlation Index

Das in allen Beispielen verwendete Brenngas war ein Erdgas mit der nachstehenden Zusammensetzung und dem angegebenen Heizwert:

Methan	92,3 %
Ethan	3,6 %
Propan	0,9 %
Butan	0,2 %
Stickstoff	2,8 %
Kohlenstoffdioxid	0,2 %

Verbrennungswärme (oberer Heizwert)

31 648 J/m³;
(unterer) Heizwert 28 573 J/m³.

Der Brenner der vorliegenden Erfindung hat sich als besonders vorteilhaft für die Herstellung halbverstär-

kender Furnace-Rußes (SRF-Furnace-Ruße) mit niedrigem Grobstaub-Gehalt erwiesen. Durch Veränderung der Durchsatzraten der Reaktionsteilnehmer, der Reaktor-Bedingungen und dergleichen können jedoch auch Ruße mit verschiedenartigen Strukturen hergestellt werden, ohne daß solche Modifizierungen untergeordneter Einzelheiten aus dem Rahmen der Erfindung herausfallen.

Claims

VON KREISLER SCHONWALD EISHOLD FUES
VON KREISLER KELLER SELTING WERNER

PATENTANWÄLTE
Dr.-Ing. von Kreisler 11973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln

Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden

Dr. J. F. Fues, Köln

Dipl.-Chem. AIeIc von Kreisler, Köln

Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln

Dipl.-Ing. G. Selting, Köln

Dr. H.-K. Werner, Köln

DEICHMANNHAUS AM HAUFTBAHNHOF

D-5000 KÖLN 1

24.Oktober 1983
Ke/GF 407

Cabot Corporation

High Street, Boston, Mass. 02110 (U.S.A.)

Patentansprüche

{!·)Rußbrenner mit einer inneren Zerstäubungsanordnung zur Erzeugung eines zerstäubten Stroms des öl-Einsatzmaterials, der durch eine Öffnung in eine Brenngas-Flamme ausgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubungsanordnung für das Öl-Einsatzmaterial wenigstens eine Auslaßöffnung für das Öl-Einsatzmaterial besitzt, die so angeordnet ist, daß das Öl-Einsatzmaterial radial in einen Durchlaß für ein zerstäubendes fließfähiges Medium eingespritzt wird, wobei die Auslaßöffnung für das Öl-Einsatzmaterial in unmittelbarer Nähe desjenigen Endes des Durchlasses für das zerstäubende fließfähige Medium liegt, das mit der Austragöffnung in Verbindung steht.

Telefon: (0221) 131041 · Te!eüJ3882307-dopo-£UJeleg«iiTim: Dompatent Kein

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J J J b b I I
2. Rußbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er wenigstens eine Auslaßöffnung für das Öl-Einsatzmaterial besitzt, die so angeordnet ist, daß das Öl-Einsatzmaterial radial nach innen in den Durchlaß für das zerstäubende fließfähige Medium eingespritzt wird.
3. Rußbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er wenigstens eine Auslaßöffnung für das Öl-Einsatzmaterial besitzt, die so angeordnet ist, daß das Öl-Einsatzmaterial radial nach außen in den Durchlaß für das zerstäubende fließfähige Medium eingespritzt wird.
4. Fußbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er mehrere Auslaßöf.fnungen für das Öl-Einsatzitiaterial besitzt, die so angeordnet sind, daß das Öl-Einsatzmaterial radial in den Durchlaß für das zerstäubende fließfähige Medium eingespritzt wird.
5. Rußbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er mehrere Auslaßöffnungen für das Öl-Einsatzmaterial besitzt, die längs des Umfangs des Durchlasses für das zerstäubende fließfähige Medium angeordnet sind, der mit einer Austragöffnung in Verbindung steht, wobei die Auslaßöffnungen in unmittelbarer Nähe desjenigen Endes des Durchlasses für das zerstäubende fließfähige Medium liegen, das mit der Austragöffnung in Verbindung steht, und in solcher Weise angeordnet sind, daß das Öl radial nach innen in den Durchlaß für das zerstäubende fließfähige Medium eingespritzt wird.
6. Rußbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er sechs Auslaßöffnungen für das Öl-Einsatzmaterial besitzt, die in gleichen Abständen voneinander längs

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des Umfangs des Durchlasses für das zerstäubende fließfähige Medium angeordnet sind. .
7. Öl-Furnace-Verfahren zur Herstellung von Ruß mit vermindertem Grobstaub-Gehalt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Öl-Einsatzmaterial radial in einen Strom eines zerstäubenden fließfähigen Mediums, das durch eine Fohrleitung innerhalb eines Rußbrenners fließt, an einer Stelle in dieser Rohrleitung eingespritzt wird, die sich in unmittelbarer Nähe der Austragöffnung der Rohrleitung für das zerstäubende fließfähige Medium befindet, wodurch dieses Öl-Einsatzmaterial mittels des zerstäubenden fließfähigen Mediums zu Tröpfchen zerstäubt wird, und die zerstäubten Öl-Tröpfchen in eine Reaktionskammer für die Rußbildung eingesprüht werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Öl-Einsatzmaterial radial nach innen in den Strom des zerstäubenden fließfähigen Mediums eingespritzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Öl-Einsatzmaterial radial nach außen in den Strom des zerstäubenden fließfähigen Mediums eingespritzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Öl-Einsatzmaterial an mehreren Punkten längs des ümfangs der Rohrleitung für das zerstäubende fließfähige Medium in den Strom des zerstäubenden fließfähigen Mediums eingespritzt wird.

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