<Desc/Clms Page number 1>
Il Procédé de production de noir de carbone "
La présente invention concerne la production de noir de carbone par décomposition d'hydrocarbures et plus particulièrement des procédés du type dans lequel on refoule séparément l'hydrocarbure à décomposer dans un courant de gaz de combustion chauds et le mélange rapidement avec ces derniers, de sorte que l'hydrocarbure est décomposé par la chaleur absorbée à partir des gaz chauds pour former du noir de carbone en suspension gazeuse.
Un procédé particulièrement avantageux de ce type a été décrit par le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 2.599.981, du 10 Juin 1952, au nom de W.C Ekholm, suivant lequel on établit un courant tourbillonnant violemment
<Desc/Clms Page number 2>
de gaz de combustion chauds et le maintient dans une chambre réactionnelle allongée, non obstruée, calorifugée, de section circulaire, et on introduit l'hydrocarbure à décomposer, désigné ci-après par apport d'hydrocarbure, à
EMI2.1
travers la paroi latérale de la chaidbie de four et lt injecte radialement dans le courant de gaz cha'ud:j.tourbi- lonnant passant à travers la chambre.
La présente invention concerne plus particulièrement des perfectionnements apportés au type de procédé décrit ci-dessus, qui se sont avérés être particulièrement avan taeux dans des opérations dans lesquelles on utilise un goudron ou résidu lourd d'hydrocarbure- comme apport d'hy drocarbure. L'invention comprend également un appareil perfectionné convenant particulièrement à la mise en oeu vre du procédé.
On utilise de façon étendue des goudrons ou résidus d'hydrocarbures pour la production du noir de carbone en raison de leur disponibilité à des pria relativement bas et en raison de leur forte teneur en carbone combiné. Des goudrons de houille et des résidus hautement aromatiques,
EMI2.2
obtenus par exemple par craquage theriniguc d'une matière recyclée à partir du craguûg0 catc-lytique du pétrole pour obtenir des carburants dE moteur, e-tc... ont été courment utilisés dans ce but.
On utilise cOUrQ0nt le noir dL carbone pour le mixionnage du caoutchouc pour fabriquer des pncl=;-ntic--c-s d'automobiles, tc... Naturellement, il est avc^¯nt1cC-u: qUI:' la composition du caoutchouc ds pnGu:mtiQuGs d'automobilus possède une- résistance à la trcction élevée-. Il est slemt-nt avantageux que C0S compositions présentent de bonn0s
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
caractéristiques de rebond de façon à réduire au ::1in:f '?J": le surchauffago en service. Les ceractéristiqu:3 de :.¯i:¯ nage avec le caoutchouc du noir de carbone utiliJc inIluencent fortement ces caractéristiques du p:;....t','.::ti1'1.S terminé, ainsi que d'autres.
M8ÍheurGuSomont, on a découvert que les noirs de car- bone qui confèrorit une grande résistance à la tractem à cos compositions de caoutchouc ne confèrent habituellement pas de rebond élevé et que les noirs de carbone qui confèrent des caractéristiques d'hystérésis optimum, au caoutchouc, comme indiqué par un rebond élevé, présentent habituellement des caractéristiques inférieures de résistance à la traction.
La présente invention fournit un procédé et un moyen
EMI3.2
grâce auxquels on peut produire économe queaient des T10:S de carbone présentant des caractéristiques élo7ës l 1,- fois de résistance à la traction et de rebond à arir d
EMI3.3
goudrons et de résidus lourds aromatiques tels qu= rér'6- demment définis.
Le procédé de la présente invention diffère de celui
EMI3.4
du brevet des Etats-Unis d'Amérique au nom de E1-h:l¯¯ r:, . cité, principalement dans le renversement de la directon dans laquelle l'apport d'hydrocarbure est injecté radia-
EMI3.5
lement dans le courant tourbillonnpr-:
dns 3QZ de cozus:ic¯ chauds, c'est-à-dire qu'on injecte l'apport t'1'.h-:'droca..Pb'.lre radialement vers l'extérieur à partir du centre de la c]#a,, bre de four dans le courant de gaz chauds tourbillonna-'' j au lieu de l'injecter vers l'intérieur à partir de la ré riphérie externe du courcnt de gaz chauds;, on utilisant
EMI3.6
ainsi d'une façon spéciale et plus avantageux 1..S s -.-:;.. c-e::A:'.3
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
du courant dG gaz chauds tourbillonnent et le courant d'apport d'admission.
EMI4.2
Pur conséquent, le présent procédé consiste à établir et à maintenir dans le chambre ré-ctionnelle cylindr'ique un courant de gaz de combustion chauds sa. dé::2.c..- çnt longituàin=1;cnt à travers cette dernière suivent un trajet hélicoïdal à grande- vitesse 0t à injecter i '=aport d'hydrocs-ebure liquide- sous forme de pulvérisation atomisée d,--,ns le courant de- ch7tids à partir d'une- :90sition située sur 1 ';xi longitudinal dc- 1:-,. ch,-,:nbr(-,7 cu. via son v0isinge immr,'i^-t, tt dirigé rQialm-..nt vers l'extéricur en direction du la paroi latérale déli -iW.r.t le -1h,,mbro .
Co':,.: on 1:: plus co:il:t.nt ci-pi-4s, lorsqu' on établit un courant de gr.z circulant hélicoldr.11 nt dcns une chambre cylindricub tell'.. que. ':..ll(. à. l",1'J.....llc. on sL rapporte dr-ns le. ?résen.t- dc:cnd, ?r 0xpl.... un inj0ctc..nt un 61c..ngc: =gc,zc1J=n combustible dns 1 '=;;t=.,sràté fX10nt de 1" chambre- dans un s-ns 3ensibl--'.i'':t i.a:?'1"..i.'--'¯Gi à sc :9'"',roi 7- l e, t É: r C l cir'Jl'-ir0 interne et t '.'1 y brû.l-":' li m6l,,nge, 1^ dC.::.l;:.ndc:rlss<, i¯ constaté qu'il u::ist,- un.. différencc trta sensible dans la vitesse linéaire- des s : chauds lc long du trajet hélicoïdal dons diverses zones
EMI4.3
d'une section transversale de l'extrémité amont de la
EMI4.4
chambre.
On a c:>llstc,té que c;:;tm'41::-ss.: "st rc? tiv: ¯-c-=a faible dans unL: zon'- circulaire syant un diantre important coaxialement à l'axe lon.-itudinal de la chambre. cette zone du vitesse relativement faible peut ;:'voir un diamètre correspondant s-nsi:l:. r¯t à la moitié de- celui de la chambre. :,lais à l'extérieur de cette zone centrale', 1 . tourbillonnement des gaz chauds est fortL'ment accru et atteint
<Desc/Clms Page number 5>
une vitesse maximum qui diminue- de nouveau à mesure- qu'on
EMI5.1
se rapproche de la per?i latérale de 1s chambre comaie décrit ci-après.
Suivant la'présente- invention, il est essentiel que- la vitesse de masse de l'apport d'hydrocarbure par rapport à celle dcs gaz de combustion tourbillonnants soit telle que la pul vérisation de l'apport pénètre dans le courant de gaz chauds dans la zone de vitesse maximum avant d'être- entièrement dispersée.
Le rapport des vites ses de masse nécessaires pour établir cette condition varie légèrement avec le diamètre de la chambre, mais peut être facilement déterminé par une observation visuelle à
EMI5.2
travers les "trous de regard" habituels pendent le foctionnemcnt, 0t on p-ut effectuer les réglages nécessaires pour établir et maintenir c'-.'tt- condition prescrite.
On va décrire plus in détail 1 'invention en su référant aux dessins annexés, dans 108<;;.".>¯1s: la figure 1 représente unc coup.: longitudinale quel-
EMI5.3
que peu fragmentaire et schêmatiquL d'un four à noir dé carbone ayant unc section circulaire suivant la présente invention ; la figure 2 est une coupe transversal-, suivant la ligne 2-2 de la figure 1 ; la figure 3 est une coupe longitudinale- à une échelle
EMI5.4
légèrement plus grande, suivant la 1 ir? 3-3 de la figure 4, d'un ense-mble de pulvérisation prticulièrLment destiné à injecter l'apport d'hydrocarbure liquide; la figure 4 est une- coupe trcnS'lL rsc.lc suivant la ligne 4-4 de la figure 3;
la figure 5 est une coupe transversale suivant la
<Desc/Clms Page number 6>
ligne 5-5 de la figure 3; la figure 6 est une coupe transversale suivant la ligne 6-8 de la figure 3; la figure 7 est une vue en perspective de la moitié convexe de la tête à orifice d'huile et de vapeur d'eau de 1'ensemble de la figure 3; la figure 8 est une coupe longitudinale à plus grande échelle d'une forme légèrement différente: d'un ensemble
EMI6.1
de pulvérisation qui a été utilisé d'une- façon yarticulièrcment avantag0usé pour injecter l'apport d'hydrocarbure liquide ; la figure 9 est une coupo transversale suivant la ligne 9-9 de la figure 8;
la figure 10 est un graphique du jet de pulvérisation de l'apport d'hydrocarbure.- formé en utilisant un en
EMI6.2
su-mble de pulvérisation du typi re-prssentu sur le-s figu- res 3, 4, 5 et 7; la figure 11 est un graphique de la variation de la
EMI6.3
vitesse du jet de gaz sur la surface de section tr8nSVLrsale d'une zonc réactionnelle cylindrique a1'^nt un di<iétre de 275 man., du ty- rf-présenté sur la figure L, jurez un aval de l'entrée du la zone de combustion;
EMI6.4
la figure 12 cst un graphique de la variation àw 1..: vitesse du jet de gaz sur la surface- de section trensver-
EMI6.5
sale d'une zone- de combustion ayant ur. diamètre c::: 105 (;::1. et un, longueur de 30 cri. à un: section 3 son :r.txu.
J[l'; une' zone réactionnelle- ayant un diantre de- 27,5 5 cc.. :1 !'.l four com:-:1C représenté sur 1:'. figure- 1; c la figure 13 est u:: grr.phiqu de le, i-t.ri.ti¯ de 1-. vitesse- du jct de gaz sur la surface dc section tz=.n5#-L<=sale d'une- zone de' combustion 30 ayant un ài,¯:::.3tr ü 7S ,rtn
<Desc/Clms Page number 7>
EMI7.1
zut une loniDé>r do 40 osi. à une section située à 10 c . cn amont à partir de l'entrée jui-qu'à une sone réactionn0110 ayant un àiètr0 du 27,5 cm., connc représenté sur
EMI7.2
la figure- 1.
EMI7.3
En se référant à la figure 1, on a représenté en 1 uni chanbro réactionnelle cylindrique allongée débouch.r:t à son 0xtrér.1i té aval dans un refroidissour vertical représenté fragm0ntcirG0Dt on 2. La paroi cylindrique 5 de la chambre 1 est en une natièru réfractairc de four appropriée, susceptible de résister aux températures néCE;SSirE:2i2t élevées,et st cntouréo par une couche de briques réfractaires 4 qui, à son tour, est entourée: par unc couche de matiérù calorifuge 5, toutes Óbnt enveloppées pat une "2:",nise nétalliquë 6.
A son Lxtrémi té !'21011t, la ch"2":lbrL' 1 arés.n t. un plus :;rcJld diamètre- pour forcer une zani Q- combustion 7 d'un diamètru ..'L:llSlblt:"L:¯1 supérieur a sa longueur pour fournir un plus grand volume pour la combustion d'un :n.-5lc..:1Cc combustiblo de- gaz co.:.bu3tl blc.s t d'air, par L :::0 :.1pl.¯, introduit dans la zone 7 par des orifices 8 d,- brûleur diriges dans la zone 7 àoe façon sensiblement tanijùnti01h: à sa p:,roi latérale cylindrique, '::0::::'"'l0 on 1 voit en particulier sur la fi&..llrc- 2.
L'8.sra!làissC::-.:L11t d 1.-- ¯¯zw.¯1'rc. 1 à son ;.a¯¯4;W1 amont conmc représenté en 7 par :¯:rF..rl permet t dt:zt ,'¯.¯ tr la vitesse.' à laquelle les CE\Z de combustion chauds sont engendr55, ce qui : C': t avéré avant, ;.. '-:.: à façcn ;"lér[2..I.... Toutefois, il Lrt 3\-idcl:t rtL la présente Invention, j(..l1C ."on aspect plus général, est p¯li^e;.it. 0. des opérationc du ty- 1;>'-- décrit effectuées d:¯s des Cb::.lb2:'0E: d,-. fru.".' ayant un
<Desc/Clms Page number 8>
EMI8.1
diamètre sensiblement uniforme dans lEUr ens0mble.
En outre, la construction particulière du four, excepte conne prescrit ci-après, peut varier de façon considcira01o sans sortir du cadre de l'invention.' Par exemple, los :z < u combustion chauds peuvent c'tre engendrés séar8= 8 ?'Extérieur de la chambre r0:préscntéG, et ls produits cdG de combustion, à la t0ill?éreturG nécessaire pour d4c*rvJs; =< l'apport d fhYdroca1'bure:, 1?f.uv(.nt Cire.' injectés ti#i,¯icntàoi- 1.nt dans la ChC3br(;. Toutefois, il est cssLnt-lic-1 d:.j:;:blir ut do ::o¯intc n.ir à l'inté1'ivu1' de la chambre c- 'c ¯ our un courant tourbillonnant des gaz de- cODbu2tÍon chc'u:!. ci=culant longi tudil1e10:!cnt à tr..^.zws la chrbrc suivant un trajet hélicoïdal à grande vitesse, co:!,-:;c IJ1'écét..:":!:- 'lt men-
EMI8.2
tionné.
EMI8.3
La zonL de- combustion de plus grand a¯.¯ ¯ :L '..<:1::; sl:ction circulaire ot est disposée cc¯l^.ïr":.i ¯;.<i <;"=1:;,¯"t à la chambre 1 et est délimitée par une paroi ? en ;.iti'r3 réfractaire de four. Une ohanbre l air annulaire 1C est disposée autour de la paroi extE:rl"::s- de la zcnp se ';8 .:b 3-
EMI8.4
tien 7 et' 7 est reliée par mie série d'orifices ... "::<leur ounis de tubes 11 de brûleur découpés #: di e=-1#1.i leurs extrémités externes et à travers }.c-2'.rl:., s''. : c " ,n . coaxiale=ent des conduites T G d'admission d2 CD-'I'1::-t.t'2.e- Unir pour la caà>.#Jtîon est ad sous '.'1'S5Si8c. ;?"-:-::':c"
EMI8.5
ItS 2 la chambre, 10 par une cond.i-cp d'air 15.
EMI8.6
Sur la figure 1, or a reprêM.'Lté deu߯ . j ;v .'::::::'..l'c3f! l-' brûleurs ta;16entiels. Il est -l=7iùent ç:.1 Th;;:.:::::" t, J2.::--::;.-::: Y#'il un jeu :;'ei:,i ces de brûleurs est -jce3l::'I'é: :::'f....i3 lrcu'cr. en prévoit deux, on pc-ut lês utiliser 1 "nn 9 ':1't 't iz. façon intc; ::,chan;e2.ble suivant les ooncitionE =-c:¯ct :.:)c"'...'- ment nécessaires, ou. on peut avoir recours ..':.¯¯ :'.C":". ,j<ux
<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
d'orifices de brûleurs -1.#nltc.né-=lént sa-ris sortir du cadre de le: présente invention. Les conduites de combustible 12 sont supportées de façon amovible par des chapeaux 14 vissés sur les tubes en saillie 15 ou autrement fixés à ces derniers.
Un ensemble d'injection 16 de l'apport d'hydrocarbure s'étend axialement à travers la paroi -mont 17 du four dans la zone de combustion 7 et, à l'endroit où il passe à travers la paroi du four, il est entouré par un manchon 18
EMI9.2
à travers lequel It&nsG2bl& peut coulisser librement de façon à régler la position de sa tête de pulvérisation par rapport aux orifices 8 de brûleur et par rapport à la -.ci-
EMI9.3
roi d'extrémité aval 19 de 1 zone de combustion. On peut effectuer ce réglage par une manipulation appropriée- de vis de réglage 20 s'étendant à travers un colli r 21 qui est fixé à la structure du four par des rebords 22.
Out ensemble de pulvérisation sera décrit plue en dé-
EMI9.4
tail en sc référant 3. ir fi,-urc 3. CO1L on 1 represcnte sur cette figure, 1!(;ns.':bL de pulvérisation cy-rprend un passage central cylindrique 23 délimité -p^r um -1. roi ubulcire 24 et entouré par un Pi."'.3S"[,v annulaire coaxial 25 se trouvant entre la paroi tubulaire 24 et 1 parei tubulaire 26. Le passage annulaire 25 ont ,¯ntaur': à son tour par un passage C=E-xi?-1 27 à: :f' Jrt. annulaire, :Il' i::; est ài-.-is4 en dt...ux moitiés pw.r uni cloison 28, .in-1 g;rij= 1 vo.t plu un détail sur in...!} figuras 5 wt 6. L'e::t'é''it6 Lztr:-è' Hc ltc.llSL-!b! est f\....:':J.3l :9-'1:' une paroi d'u:tr,j':1it 16a¯.
' 1 '"xtrti::lit.: intern'- d, 1n z, L --ib SA(, vi,l1'v"'' ¯ tLJ:;., le passage 23 S'4<"'.î-i vers l'extérieur et couniu0 #.-ue une sérii d'orifices du pulvérisation 29 dir!.;:3'; radiale: nt
<Desc/Clms Page number 10>
cornue on le voit en particulier sur les figures @ et 7, ces orifices étant agrandie à leurs extraites interm et ex terne et étant légèrement étrcnglés . leur partie- intermé diaire. Les extrémités extrenes de ces orifices d'bochebnt directement dans la chambre du four par d'étroites fentes présentant avantageusment une largeur de.' l'ordre de 1,
19 mm par lesquelles les courants d'apport d'hydrocarbure liquide sont pulvérisés radialement dans la chambre de four à l'état mélangé avec le gaz d'atomisation, avantgaue de la vapeur d'eau sous pression.
EMI10.1
En fonctionnement, le conduite 23 et les O?':i.::,ç': ce p1J,.vé'.riSc.tion 29 sont prstùaés du surch:uff;0 c'r.. :".2.:3;'>:-'; passer de l'eau-ou autre milieu ài rc:¯.'¯îoili.:¯¯.¯r,'¯ '2an"; 1-a chE.r:1isG 2" par la conduite d''.d':.j.,-''::;10:::' ;::;0 t-: 3¯:¯ j 2):.; u ,r,.-.. coté dés cloisons 28, à tr:;'.-.-c;r c V".;] \ '>:':tc..- ..'c : ¯.¯ :3': dcns la c:;l['.r:;.bra d'G:ï:t.r6:::.:... 32 ::;1.tlr:}.- :0, ¯ l ¯ ¯:-',-,-¯'.¯ - ' ; 1. luint8rnt: de ITGl1S5"'2lblG dc oi-17ré=-îz=,lia=i, .::t ".?0r....; l'.,-:;-:-:'-:.-l1Y' à partir de cu dc-rni(,r -3^r dù3 vie a uC'jc cc.'';'[. - ,;. -= > ;#¯.dantus 31 et dcs passr-gLS 27 .j:J.:-,'::::"3: eux i¯ T;¯': ¯ ¯ t, i<.
1: cloison 28, à partir à..içn;1 ¯1?0- 1#"< ;v.c:-:é<" 1-1-. ..¯¯. duite d'évacuation 33.
CO:"JIIlG on lc voit :;JlU1:: parti r'.H¯- -"..#', c".' 1: fj .r..- -, ltetréité intc.rn- d:-. 1 ' C nsL.mbf, C:.:: ;J'J.17';:':-::'.;;io': .3-":\-.'; Uni tc tc.: â pulT.érii-#tiox 14. cow, cj¯,. ,-on t-'.:". , #- pour s'ajuster de façon présISL C:J.a;Ji'C 2.'. :; ¯r':-.!-1¯c- zç ;>, - , 35 de 1 ttlsl:t.Wl d# 1?1.l:''''--;ri--:.¯t::)'J. i¯.t ,.
J j¯ -- mt .-. " . 'j'dos vis à tCt(- creuse- 31 ..;lai- L>cs., =¯;=i -.--1-M.¯;.- . ::",. à faire varier la l.rur lor..'i. li.:1;...l: è,=-' '"-"-.: ,¯ v 6.r i s a t i o n' a9 à azurs c:ct.:::-.j:li j2 ,::.:t'.':::-::('3. ¯¯- .,.,-:,;':; ,; 1. tête à pulvérisation 34 E trcu'/'. 1 i 1; .¯ - <¯ . ¯;,,¯ < ' ¯. ¯ j ¯. j ¯, - t j ,= ;
<Desc/Clms Page number 11>
EMI11.1
fixé à la tête 34 au noyen de vis xi métaux 37 c. par une
EMI11.2
tige 38 s'étendant vers l'extérieur à partir de la tête de pulvérisation 34 et constituant une partie solidaire
EMI11.3
de cette dernière, et un écrou 39.
Lorsque les gaz de combustion chauds sont de natureoxydante, il est fréquerament avantageux de m ;JtY'lis8r 1
EMI11.4
pouvoir oxydant des gaz de combustion chauds avant qu'ils viennent on contact avec l'apport d'hydrocarbure liquide,
EMI11.5
comme on le décrit en particulier dans li brevet des EtatsUnis d'Afrique 1.10 2.762.101, du 19 Février 1957, au non de Heller. Dr.ns cc but, on l'unit l'ensemble 25 pulvérisa-
EMI11.6
tion décrit ci-dessus d'un passade annulaire- 25 dans le-
EMI11.7
quel on fait passer un cosibustible gazeux, avantaeusent du gaz naturel, par une- ou plusieurs conduites CZ' ^..d¯".?7.SSlOi? indiquées cn 4C et on l rro tL dans la chambre de four par des orifices là. CGZ dirigés rCdiQl(;0nt,co( rc--or,senté plus p::.rt: culiè:r.¯:.1C:nt sur les figures 3 et 5.
L'ensemble de pulvérisation décrit ci-dessus est particulicrenent destiné à injecter un apport d'hydrocarbure liquide sous forne de pulvérisation ::6?,r6, dispersé aan;3 de la vapeur d'eau ou autre: :::é.Z d'-Ionisation par un Eicyen classique bien connu qu'il :t -¯ :, "i p-.s i.. '-C .ss.ir¯ àc décrireici et il partir duquel la dispersion passe dans le tuce 23 1 conduite d'admission 42.
La partie 1 i,E'ßiE de jet G p =¯1,E, ae pulvérisation, où des dépots sont pLas 1: ::g.-,-:: de f;S- ;. ß ¯E , t u v facile-:wl2-¯t démontée pour étre nettoyée en 1:n1*:=ant l'écrou 39, les s vis à !:lét2.1n: 3'.' et les vi::: a tête creuse 31. Les parties restantes de l't¯=SC::'.^.12 peuvent être fixées ensemble de toute façon appropriée, 2.',' lte. ':(;'J.sr.:-::.r:t par soudage Co:6 indiqué
<Desc/Clms Page number 12>
EMI12.1
sur les dessins.
EMI12.2
On a.représente sur la figure 8 un 8nTIblç dù pulvé-risation modifié et légèrement simplifié parti culière:lent
EMI12.3
destiné à injecter la pulvérisation d'apport atomisé par
EMI12.4
un gaz, sous firme d'un disque s'étendant radialenent et qui a été utilisé de façon. i articulièrwbn t evantageuse.
EMI12.5
L'ensemble représenté sur cette figure comprend un boîtier
EMI12.6
externe 43 dans lequel se trouvent coaxialoment quatre chambres annulaires 44, 45, 46 et 47. L'extré:nité la plus interne de- l'enscEible cosprend un chapeau fileté 48 formant la paroi interne d'une chambre 49 à fluide de rcfroidisS0!:l...nt.
En fonctionnenent, on fait passer àô l'eau ou autre fluide de rc:.froidiss,,:."!.011 approprie à travers le tube 50 s'étendant a:xial ¯ it travers la c?¯a.:b r;. annulaire 47 dans la chambre de 1'l:.froidi3sL'J.l.nt 4S à partir de la i;;-11 il passe vers l'extérieur par des orifices 51 s'étendant à travers une tête de pulvérisation 52, par la chemise de refroidissement annulaire 44 à '7'¯'.rt:l..r dl' t::7'.i.lE: il passe par un ou plusieurs tubes de sortie 53.
EMI12.7
L'apport d'hydrocarbure liquide, dispersé dans de la
EMI12.8
vapeur d'eau ou autre gaz d'atoïaisation, cirimi yréc8dLrLvnt décrit, est introduit sous pression par un ou plusieurs tubes d'adnission 54 ct pcsse à travers 18 chambre annulairi 45 dans la chüxibro de plus rand diamètre 55 à l'intérieur d, la te'te de pulvérisation 52. partir de la chambrG 55, 10 nélange de vapeur d'eau et d'huile passe sous pression travers des orifices 5Ô tlénagés dans la chambre
EMI12.9
annulaire 57, à partir de laquelle il passe par la fente
EMI12.10
radiale 58 dans le. chambre de four, la chc"1brc: cnnulaire 57
<Desc/Clms Page number 13>
et la chambre- 58 étant représentées à une échelle légère- ment plus grande à l'intérieur du cercle 59 sur la figure
8 pour plus de clarté .
On peut faire varier la largeur de la fente 58 on ré- glant le chapeau 48, par exemple en lefaisant tourner par rapport à la tête 52 à laquelle il est fixé par un fileta- ge indiqué en 60, des pièces d'épaisseur étantutilisées pour assurer une fermeture étanche lorsque cela est nécus- saire.
Les chambres annulaires représentées en 45 et 47 peu- vont être dos espaces à air d'échappement et être évacuées à travers une- plaque d'extrémité 61 par des évents indiqués en 62 pour éviter une accumulation de pression excessive.
Lorsqu'on désire utiliser un gaz auxiliaire comme décrit en sa référant à la figure 3, lc. tête du pulvérisation de la figure 8 peut être modifiée comme indiqué en pointillé de sorte que du gaz naturel ou gaz analogue est chargé par une conduitc d'admission de gaz 83 dans la chambre annulaire 45 et passe de cette dernière dans la comabre de fpur par les tubs faisant saillie radialement 64. Lorsqu'ils sont ainsi modifiés, les évents 52 menant à pc.rtir de la chambre 45 sont naturellement fermes.
Lorsqu'il est nécessaire de nettoyer l'ensemble décrit ci-dessus, il suffit d'enlever le chapeau 48 pour accéder à toutes les parties de 1'ensible de tuyère où desdépôts sont susceptibles de s'accumuler. Les éléments restants de l'ensemble peuvent être fixés à demeure de toute façon ap- propriée, par exemple par soudage conne indique sur le dessin.
Pour mettre en oeuvre le procédé de la présente inven
<Desc/Clms Page number 14>
EMI14.1
tion, on peut inje-oter un mélange combustible-, avantagousc zcnt un' cODlbustibll. gazeux ct de 1 ' air , tonge-r-tic-.1-'Lc-ient dans la zone de- combustion 7 par les orififes 8 de brü10ur et le brûler à. ';";1Gsuro qu'il pénètrc ds 1<:: chG:1brc pour for--or un courant tourbillonnent de gaz de combustion chauds passent longitudinQ1&Dlûnt à travers la chfDbr suivant un trajet hélicoïdal à grande vitesse. CoBne précédomment mentionné, la demande-rcssc c, constaté que, dans ces conditions, la vitesse linéaire de ces gaz de; ces combustions varie- de façon importante sur la surface de- section transversale du la chanbre du four.
Cc tto variation de vitessc est sur les figures 11, 12 et 13 des dessins, sur lesquelles la vitesse dG gaz, en mètre-s par seconde:, est trc8ù on fonction de la distance en eLntimè trcs à partir di la :9:' roi de. la chanbre.
La figure- 11 rvpr6scntc la variation du "itLSse à une
EMI14.2
suction sc trouvant jutc en aval de l'entrée du courant
EMI14.3
gazeux tourbillonnant à partir d. la zone dL combustion du plus grand di:-l1:J.ètru dans une cl1cl:lbrc. raactionne-lle ayant un dic.x!ètrE dc 27,5 cri d,-,ms un four du type représenté sur la figure 1.
A partir de ce graphique', il ressort que- la v itesse linéaire des gaz tourbillonnant dans une zon ooaxiale au centre dc 1,-. chambre n'est que de 60 mètres par Sl:COondE?, tandis que- dans la zone située à 50 om environ/vers l'intérieur à partir de la paroi di- la chambre, la vitesse dépasse 240 1t9>trL± p#r seconde. ,1: à des distances inférieures 2t partir de 1,, paroi de la chambre-, il se produit une chute i up:m Grn tc de in. vi tr= . iinr3aiio ("Los az tourbillonnants, :2l:".is, :"1f:-](. dc.ns ce' cas, la vitesse des G= dÓ.passe sensiblùnt celle rognant au voisinage- de l'axe de
<Desc/Clms Page number 15>
la chambre.
En outre; on remarquera sur ce graphique que
EMI15.1
la vitesse tombe brusqueiaent sur .les deux côtés de la - vi- tesse de pointe rognait dans une zone s'étendant vers 1'in térieur à partir de la paroi du fou= sur une distance correspondant à un sixième à un tiers environ, du rayon de la chambre.
La figure 12 représente cette variation de vitesse dans un four du type représenté sur la figure 1 ayant une
EMI15.2
chambre réc.otioP..l1.Gllc d'un diamètre de 2?, 5 cm précédée d'une zone de combustion ayant un plus grand diamètre àù 105 cm et une- longucur (1<- 30 cm à une section à 1 f Extré.ité aval de la zone de combustion.. A cet endroit, le coeur central dE vitesse relativement faible a un diamètre dG 12, 5 cm environ, et juste à l'extérieur du coeur la vitesse augmen te brusquement de 60 moires par seconde jusqu'à un maximum de 270 mètres par seconde, et tombe de nouveau brusquement en direction de la paroi externe.
La figure 13 représente cette condition dans un four
EMI15.3
analogue aj=i,ni une zone de combustion :p:;:oésent2!lt un diamè- tre plus grand de 750 cm et une longueur de 40 em à une sec-
EMI15.4
tion se trouvant à 10 cm en rront do l'entrée de- la chambre réactionnelle ayant un Tîamctre ce.27,5 :l1") Q2: remarquera que le dessin est très analogue à celui de la figure 12.
EMI15.5
3ien aue les résultats su" lesquels es graphiques sont basés peuvent ne pas ti-t i.:L1' , fait précis, on les a obtenue p i; r de? 1)::oc-6LI;"'--, .!;.¯-:."'¯¯i.11f;--' -r1-.:.:s si ils servent a montrer la f--::.çol1 dont 1. vitesse- ,J('::5 1.#z z-:::.e 31.i'v'::r:t les diamètres des cîi ï erso s'.:::lo:: l' 1'-'.. c'll¯--:IJr"e .1: :'ottrf Comme représenté 3"." ces =' ¯, .r.-- ¯ :ic: . , or¯ r. contr. t É. 1^ position de cette zonc Ùl r'.Lcsce m-ximum varie légèrement
<Desc/Clms Page number 16>
avec le diamètre- de le chambre de four particulière et sa section particulière. Elle varie aussi légèrement avec la vitesse d'admission initiale du mélange combustible injecté tangentiellement ou des gaz de combustion chauds.
Mais, pour tout fonctionnement, cet Le mone de vitesse maximum est facilement déterminable par un équipement classique de mesure de la vitesse des gaz, et lorsqu'on la trace en fonction des distances à partir de la paroi de chambre, comme sur les figures 11, 12 et 13, on constate que la
EMI16.1
courbe est conforme de façon générale à celle représentée.
La demanderesse a constaté qu'on peut utiliser très 2.v,ntv,,oouse-ric,nt cûttc différence de vitesse linéaire des gaz de combustion chauds pour régler les caractéristiques du noir de carbone qui en résultent et pour ré ai ire au mi nimjm les difficultés rencontrées jusqu'à présent dans les
EMI16.2
opérations dans 10squGIÜ:s un hydrocarbure ou goudron rési- duel atomisé par un gaz est injecté radialement dans le courant de gas de combustion tourbillonnants.
On pense qu'une- lle difficulté est due à la préconçu
EMI16.3
d quantités importantes d-- bitumes colloïdaux ther=1iguement stao 1:: s, ou d'autres matières carbonées ou semblables au coke, dans ces résidus d'hydrocarbures lourds.
Bien que la demanderesse ne désire: pas s lier à une théorie- quel-
EMI16.4
conque, cl!L rW ::.ïL que ces particules scbleb10s au coke ut C0S bitumée colloldaux sont, en pratique 13squû , transportés à :-\o"':"2."S la chambre de four e't sont recueillis unsuite avec l- -1?il' de carbone, en fEt =t nuisibleme-nt l s caractéristiques d, mixionnage avec la caoutchouc du noir tt que , suivit la préscnt0 invention, ces bitumes colloldaux t^i::T¯?i;:;
à..nt stables et autres substances in-
<Desc/Clms Page number 17>
jectés dans la chambre du four avec l'apport sont rapide- ment séparés des hydrocarbures formant le noir de carbone voulu à mesure que l'apport est injecté dans le courant de gaz chauds en étant projetés par la force centrifuge ou d'une autre façon contre la paroi du four où ils sont brûlés.
Liais, quelle que soit la théorie, la demanderesse a découvert que l'amélioration notable précédemment décrite du noir de carbone résultant est obtenue suivant la pré- sente invention en injectant la pulvérisation d'hydrocar bure liquide radialement vers l'extérieur à partir de la zone de vitesse de gaz minimum dans la zone de vitesse dE gaz maxiumum A l'intérieur de la zone de vitesse minimum des gaz de combustion, la vitesse de nasse des gaz de com bustion chauds est naturellement à un minimum.
D'autre part, la vitesse radiale des pulvérisations d'apport d'hydrocar- bure liquide est au maximum au point d'injection et par conséquent lc vitesse de masse des courants de pulvérisation est au maximum. Par conséquent, le pulvérisation liquide d'admission n'est pas immédiatement atomisée et dispersée par les gaz du combustion chauds comme dans le procédé du brevet des Etats-Unis d'Amérique N 2,599.981,pré cité, au nom de Ekholm, et il ne se forme également pas de noyau central d'hydrocarbure concentré, comme précédemment proposé un injectant l'apport d'hydrocarbure axialement dans la chambre.
Suivant lr présente invention, la pulvérisation d'hydrocarbure injectée s'écoule de façon sensiblement radialt vers l'extérieur en raison de sa vitesse de masse relati vement élevée, jusqu'à ce qu'elle s'approche de la 20 ne de
<Desc/Clms Page number 18>
EMI18.1
vitesse wnxÍmum des gaz de combustion. La pulvérisation est alors frappée par les gaz de combustion à vitesse
EMI18.2
extrêmErcnt élevée et l'hydrocarbure est ainsi soumis à **une action de cisaillement et à dos forces centrifuges considérables.
On pense qu'en raison de ces forces centri- fuges et do la vitesse initiale élevée do le pulvérisation de l'apporta les particules semblables au coke ou autres particules solides existant dans l'apport d'hydrocarbure
EMI18.3
sont projetées vers 11uxtérieur dans la zone de vitesse moindre au voisinage de la paroi de chambre et y sont consumées, ce qui est probablement aidé par I* action catily- tique de la paroi de la chambre.
EMI18.4
Une vie schématique du jet de pulvérisation de lcoport d'hydrocarbure liquide injecté sous foxre de courant séparé au moyen d'un ensemble de- pulvérisation à'atomisction, cornue représenté sur la figure 3, est rC9rGS0nté& sur la figure 10. Un jet à peu près analogue se forme lorsqu'une pulvérisation en forme de disque radial continu de l'apport d'hydrocarbure est injectée dans la chambre de
EMI18.5
four, par 8x?1 au noyen de l'ensemble de pulvérisation représenté sur la figura 8.
La position longitudinale de la pulvérisation d'apport radiale est soumise à une variation considérable. Dans ur four du type représenté, elle peut être disposée soit dans
EMI18.6
la zone. de conbustion à plus grand diamètre, avantageuscmcnt dans la moitié aval dù cette dernière, ou dans lt0xtraité r2Jnt dû la chmàre réc-.ctionmile présentant un plus ?8tit dianètrc.
La position opti dép0nd dans une certaine mesure des propriétés désirées du noir de carbone résultant.
EMI18.7
9't exemple, la demanderesse a constaté que ds un
<Desc/Clms Page number 19>
EMI19.1
four du type :!"'E:;' ".J::::(.nt6 sur les dessins, ayant une zone es combustion d'un c:vw.-¯trc àe Ei,5 cm et d'une longueur dc 52, 5 cm, c une section aval ayr.nt un dianètr; do 29, 5 cm, on peut foire varier la position de la pulvérisation dans une zone comprise entre 5 es. et 15 cm on anont àoe lw- trée de la section de plus petit diamètre, les autres con- ditions restent constantes, sans obtenir de changement im-
EMI19.2
portent àars 1= propriété du noir de carbone.
Toutefois, lorsqu'on la déplace dans une position comprise entre 200m
EMI19.3
et 25 cm en cnont de l'entrée de la section de plus petit diamète on constate que le noir ainsi obtenu change d'une qualité ISAF à uns qualité HAF Lorsqu'on déplace la pul-
EMI19.4
vérisation danc une position à l'intérieur de la zone de coY2bustion ;
uoins de 5 c en aJmont de l'entrée de la section dû plus petit dicnètro, on obtient un produit légère- ment plus fin Dans un fuer analogue ayant une zone de combustion
EMI19.5
présentant n diamétrc. de. 75 on et une longueur de 40 C, la dG2Sû8 a G ±rG avantageusement avec la pulvérisation dJC.:Y::?OI<' disposée dans la zone de combustion ayant un plus 6rî "à ulwè tr; à 10 en en amont de la section de plus petit diantre pour obtenir un noir de qualité CAF de bonne qualité.
La vitesse initiale de la pulvérisation d'apport, en
EMI19.6
partie vaporisée par le courant d'atonisation à l'endroit d'év#.. '."'- B---'>. "< .L. [Ju. ;:ë5C 'Je., p'117',rl r.':'.T.1 (",:;1., est àe .-'o '",,., 330 mètres par seconde Gt des portions non vaporisais 1lG sont injectées dans le four sensiblc::J.G:J."'J a r:(;;:; "J.2zSS"So l::-.is ces portions non vaporisables de l'huile, précédèrent désignées p2r bibimos colloldaux, présentent 'À<-±. densité comirise entre 1,06 et 1,21 , tandis
<Desc/Clms Page number 20>
que les gaz de combustion. aux températures de fonctionne-
EMI20.1
nent pèsent 0,00024 g/ CE.3 . -environ.
Ainsi, la vitesse de masse de ces portions non vaporisées de l'apport dépasse celle des gaz de combustion d'un facteur se; rapprochent de 8000:1 et par conséquent elles ne sont pas déviées de leur trajet radial.
Les exemples particuliers suivants sont donnés à titre illustratif de l'invention et de son rendement.
EXEMPLE 1
On peut conduire ces opérations dans un four à noir de carbone tel que représenté sur les figures 1 et 3,dont la dimension longitudinale de la zone de combustion de
EMI20.2
plus grand diamètre est do 40 en, son diamètre' de 75 ci-i, le plus petit diamètre de- la chambre réactionnelle est de 27, 5 es. et la dimension longitudinale dL cette partie de 1 chambre est de 3,3 mètre environ. Le four est muni de
EMI20.3
deux séries do brûleurs à jet tange-ntiel de six brûleurs chacun disposés s#3trîgueaent autour de la chcsibre, les séries respectives de brûleurs ::9Gtrant dans la zone de combustion à 7,75 c environ des parois d' oxtr8::J.i tG amont e t aval de cette zone. Ces orifices du brûleurs présentent un diamètre interne de 9,5 cm.
Au cours de ces essais,tous les orifices de brûleurs sont un fonctionmnent.
Dans un four de ce type et ayant les dimensions mentionnées, On a constaté qu'il était l1ticulièrûtnt evc.Dtageux de régler 1. pulvérisation longitudinalenent dans une position située à au moins 10 cm et pas plus de 17,5 em
EMI20.4
en c:-.1ont de la paroi d'extrémité aval de la zone de combustion de plus grand diamètre, et dans l'essai A suivant, effectué suivant la présente invention,on a disposé la
<Desc/Clms Page number 21>
EMI21.1
pulvérisation à 10 cm du ladite- paroi.
EMI21.2
Dans chacune de ces opérations, l'apport d'hydrocarbure est une, huile résiduelle' ha.ut(-::lC:l1t aroI:1c.tiqUG, du type couraisnent utilisé pour la production du noir de carbone.
Le gaz cowbubl, constitué par du gaz naturel, est charg dans lo four à un débit total de 436 nôtres cubes par
EMI21.3
heure, et l'air destiné à le combustion a été chargé à un
EMI21.4
débit de- 5094 nêtres cubes par heure.
Dons l'opération A, effoctuéc suinni la pr6s<.ntc in-mention, on charge l'apport d'hydrocarbure dispersé par la 'vapeur d'eau sous unc pression de 5,25 kg/cB!2 à un dbit de 577 litres par huure par un l113C:;:lblc de pulvérisation du tyope représenté sur la figure 3, destiné à 1>ijeetc=> douze courants dc pulvérisation disposés sY3triquLDnt, r2dlc.10ont vers l'extérieur dans le courant taur'oilloni;ant des :"8.7. de combustion chauds.
La ttte de roul-: ris;-. tifln de- cet ense-blu présente un dianëtre de 6,25 CD environ. ka cours de l'essai 3, sentionnu ici à titr de- comparaison, les conditions de fonctionnement sont sensiblunc-nt id0ntiquús à celles décrites ci-dessus, e-xceptë ClU î'7.npoii. d'hydrocarbure- est dirige r d7.L:C.iï'G vers l'intérieur dans le- courant de gaz de combustion tourbillonnants eo décrit par le brevet des Etats-Jnis d'k.10riquc., 11'" 2.599.081, :pr0cité, au nom dc Eldiolm.
Les caractéristiques colloide..1GS et chir:1iQuGS du noir de carbone résultant des essais respectifs sont Ónu:1Gr0S sur 1c tableau suivant:
<Desc/Clms Page number 22>
EMI22.1
TABIZ- AU i
EMI22.2
<tb>
<tb> Essci <SEP> A <SEP> B
<tb> Couleur <SEP> ABC <SEP> 141 <SEP> 140
<tb>
EMI22.3
Intensité tinctorido, nome % 121 il?
EMI22.4
<tb>
<tb> Absorption <SEP> d'huile, <SEP> litres <SEP> pour <SEP> 100 <SEP> kg <SEP> 129 <SEP> 125
<tb> Absorption <SEP> d'iode <SEP> 107 <SEP> 93
<tb>
EMI22.5
Surface de contncty mètres carrés/g 151 126 Benzène Gxtrctbl&, % 0,08 0,06 Produits volatils, % 1,4 2,9 Carectéris'ilique du pi 7,2 8,1 Lorsque les noirs d carbone respectifs ont été mision
EMI22.6
ri5 avec du caoutchouc n,-,
.turL-1 sui-vant les compositions identiques et lorsqu'on r- cuit les conpositions de caoutQhoue ainsi obtLnuoes, ct les :: essayées à lucide d'un processus clQssigu0, on s. obtenu les vclcurs suivantes: TABLEAU II
EMI22.7
<tb>
<tb> Essai <SEP> A <SEP> B
<tb>
EMI22.8
VulQnic6 à 135'C D0ndlt 35 2inutes
EMI22.9
<tb>
<tb> L-300, <SEP> kg/cm2 <SEP> 95 <SEP> 88
<tb> L-500, <SEP> " <SEP> 219 <SEP> 201
<tb>
EMI22.10
Résistance c. le traction, kg/cBi2 317 305 AllongL0ntJ je 670 680 I.1I'c tê Shorc 53 51 VulccnisQ à 135'C 0ndct 70 r:iinutc-s
EMI22.11
<tb>
<tb> L-300, <SEP> kg'cm2 <SEP> 131 <SEP> 113
<tb> L-500, <SEP> kg'cm2 <SEP> 271 <SEP> 242
<tb>
EMI22.12
Résistcnce à ll, trcction, kg/cn2 329 318 Allong[;
-Il#t, % 605 640
<Desc/Clms Page number 23>
TABLEU II (suite)
EMI23.1
<tb>
<tb> Essai <SEP> B
<tb> fureté <SEP> Shore <SEP> 57 <SEP> 57
<tb> @
<tb>
EMI23.2
Rebond, % 6'l,8 6ô;2' Résistivité éieétriguài Log R 2,9 . 3,0 Résistance à le traction iBU2, kJCM2 329 319
On remarquera que les valeurs aussi bien de la résistance à la traction que du pourcentage de rebond du produit
EMI23.3
de tressai A sont bien su-prieures à celles de l'essai B.
EXEMPLE II
Au cours d'une autre série d'essais effectues dans un four ayant sensiblement les mêmes dimensions que- celles utilisées dans l'essai précèdent A on a chargé de l'air à un débit de 4471 piètres cubes par heure, le rapport de l'air
EMI23.4
au gaz combustible étant de 12,2:1 et un apport d'hydrocar- bure aromatique lourd tel que celui utilisé dans lassai A c été chargé à un débit de 660 litrEs par hure. On a chauf-
EMI23.5
fé préalablement l'huile à la température de 204" C et on a vaporisé lc gaz dt ¯ toi sa tion sous une prussien dc 5,5 kif cm2.
Au cours dc l'essai C, on n disposé la pulvérisation dirigée radialement à 10 en cn asont de l'cntréi- da la section de plus petit diamètre de lo chcnbrc de four. Dr-n l'essai D, on a disposé la pulvérisation au niveau de la
EMI23.6
paroi d'oxtrémité aval de ln zone de combustion présentant un plus grand diantre et dans l'essai E on a 'disposé la pulvérisation dans la section de plus petit diamètre de la chambre de four à 10 cm en aval de son entrée.
Les caractéristiques des noirs de carbone ainsi obtenus etleurs caractéristiques de mixionnage avec le caoutchouc dans du caoutchouc synthétique sont énuérées sur le
<Desc/Clms Page number 24>
tableau suivant: TABLEAU III
EMI24.1
<tb>
<tb> Essai <SEP> C <SEP> D <SEP> E
<tb> Couleur, <SEP> ABC <SEP> 139 <SEP> 141 <SEP> 141
<tb> Intensité <SEP> tinctoriale, <SEP> norme <SEP> % <SEP> 115 <SEP> 119 <SEP> 116
<tb>
EMI24.2
Absorption d'huile, litres par 100kg 1..24 128 128
EMI24.3
<tb>
<tb> Absorption <SEP> d'iode <SEP> 72 <SEP> 69 <SEP> 72
<tb> Absorption <SEP> DPG <SEP> 5,41 <SEP> 5, <SEP> 06 <SEP> 5,7
<tb> Propriétés <SEP> du <SEP> caoutchouc:
<tb>
EMI24.4
Vule -=isation, Dinutes 40 37 35 L.300, kg/cBi2 95 100 102 Résistance à la traction,kg/CM2 247 116 254 Al1ong8IJ.ent, % 515 625 610 Dureté Shore 55 56 57 Résbstî%nté électrique, Log R 3,5 3,7 3,5
EMI24.5
<tb>
<tb> Rebond, <SEP> % <SEP> 50,6 <SEP> 50,6 <SEP> 50,6
<tb>
EMI24.6
Résistance 3. 1'abro.sion 94 91 95 Résistance a la traction :::J..;:i:cru.Y1. kg' cr:l2 250 259 256
EMI24.7
Les caractéristiques ci-dessus de mixionnage --%roc le caoutchouc ont été deteminées par des procédés classiques sur des compositions préparées de façon identique d'un caout- chouc synthétique LTP-14 (polymère à basse température) dans lesquelles or- 2 incorporé les noirs de carbone respectifs.
EXEMPLE III
On a effectue une autre série d'essais dans un four
EMI24.8
analogue à celui utilisé dans l'essai A de 1'exemple 1 excepté que la zone da combustion de plus grand dianetre présente un dicoètre de 82, 5 cm et un; profondeur de 52,5 C2. Au cours
<Desc/Clms Page number 25>
de cas essais, on a chargé de l'air dans le four à un débit de 4518 mètres cubes par heure, le rapport de l'air au gaz combustible étant de 13,4:1,-et on a chargé l'apport d'hydrocarbure, un résidu d'hydrocarbure aromatique lourd, dans le four à un débit de 636 litres par heure.
Au cours de ces essais, F, G, H et I on a disposé-la pulvérisation radiale à 10 cm, 15 cm, 20 cm et 25 en, respectivement en amont de l'entrée de la section de plus petit diamètre de la chambre du four. Les caractéristiques des noirs du carbone ainsi obtenus sont énumérées sur le tableau suivant:
TABLEUA IV
EMI25.1
<tb>
<tb> Essai <SEP> F <SEP> G <SEP> H <SEP> I
<tb> Couleur <SEP> ABC <SEP> 139 <SEP> 137 <SEP> 134 <SEP> 133
<tb> Intensité <SEP> tinctoriale, <SEP> norme <SEP> % <SEP> 123 <SEP> 122 <SEP> 116 <SEP> 113
<tb> Absorption <SEP> d'huile, <SEP> litres <SEP> apar <SEP> 100kg <SEP> 152 <SEP> 141 <SEP> 133 <SEP> 142
<tb>
La demanderesse a constat(,- de façon très surprenante que,dans lesessais suivant la présente invention, la charge d'huile, c'est-à-dire le débit de charge de l'apport d'hydrocarbure dans un four de dimension donnée, peut être augmetée de façon importante sans diminuer 1a dimension des particules du noir de carbone ainsi obtenu.
La demanderesse a un outre découvert qu'en augmentant la charge d'huile, on peut obtenir des noirs de carbone ayant des propriétés améliorées de mixionnage avec le caoutchouc. Le procédé permet d'effectuer des opérations à des rapports d'huile à 1'air supérieurs au rapport sans augmenter la dimension particluair,e tout en obtenant l'avantage supplémentaire de retenir une caractéristique de faible coloration qui, dans de nombreux cas, s'est avérée avantageuse.
Ce fonctionnement à charge d'huile élevée est représente
<Desc/Clms Page number 26>
par l'exemple suivant:
EXEMPLE IV
Au cours de cet essai effectue suivant le procédé perfectionné de la présente invention, l'appareil utilise
EMI26.1
est identique à celui de l'essai A ûé 1:Exp18 I. vu charge l'air dans lc four à un débit accru dé 6632 mètres cubes par heure, le rapport de l'air au gaz combustible étant de 12,5:1 et on a chargé l'apport d'hydrocarbure, identique à celui utilisé au cours de ltessai A dans le four à un débit de 795 litres par heure.
La pulvérisation radiale a été disposée à 10 cm en amont de l'entrée de la section de petit diamètre de la chambre de four,
Les caractéristiques du noir de carbone ainsi obtenu et ses caractéristiques de mixionnage avecle caoutchouc
EMI26.2
dans du caoutchouc naturel sont Ón1l.:;:l3rÓos sur le tableau suivant dans la colonne Z.
A titre dL comparaison, on a 6u- méré dans la colonne K du tableau les caractéristiques
EMI26.3
d'un noir de carbone 1sauf du COGrce de bonne qualité, qui n'a pas été obtenu par le procéda suivant l'invention, Biais ayrnt sensiblement l:
:. o surface de contact, C0320 déterminée par le microscp8 électroniques TABLEAU V
EMI26.4
<tb>
<tb> J <SEP> K
<tb> Intensité <SEP> tinctoriale, <SEP> norme <SEP> 5 <SEP> 123 <SEP> 116
<tb>
EMI26.5
Absorption d'bui? e-li tros/? 00 1 124 129 Absorption d'iode - équiYc'.l&ts xl0.- loô 118 Surface de contct-ètrcs ccxrés/g 127 129
EMI26.6
<tb>
<tb> Propriétés <SEP> du <SEP> caoutchouc:
<tb> Durée <SEP> de <SEP> -vulcanisation, <SEP> minutes <SEP> 70 <SEP> 70
<tb>
<Desc/Clms Page number 27>
TABLEAU V ( suite )
EMI27.1
<tb>
<tb> .iL <SEP> K
<tb>
EMI27.2
LW300> kg/cm2 135 126 Résistance à la traction, kg/c2 322 305 Allongoment, % 580 575
EMI27.3
<tb>
<tb> Résistivité <SEP> électrique;
<SEP> Log <SEP> R <SEP> 2,5 <SEP> 2,1
<tb> Rebond, <SEP> % <SEP> 66,2 <SEP> 65,1
<tb> Usure <SEP> sur <SEP> route, <SEP> % <SEP> 104 <SEP> 100
<tb>
EMI27.4
EalErient dans ce cas, on. constate une amélioration importante des caractéristiques à la fois de- résistance à la traction, du. pourcentage- de rebond et d'usure sur route.
Pour déterminer les caractéristiques de mixionnage
EMI27.5
avec le caoutchouc des noirs di carbone déS Exemples I et IV dans du caoutchouc naturel, on :. ztilisê la composition suivante :
EMI27.6
Feuilles fuL1ées dc caoutchouc naturel 100 parties
EMI27.7
<tb>
<tb> Noir <SEP> de <SEP> carbone- <SEP> 45 <SEP> "
<tb> Soufre <SEP> 2,75 <SEP> "
<tb> Oxyd& <SEP> de <SEP> zinc <SEP> 3 <SEP> "
<tb> Brai <SEP> de <SEP> pin <SEP> 3 <SEP> "
<tb> Acide <SEP> stéarique <SEP> 3 <SEP> "
<tb>
EMI27.8
"àngerité hP" 1 ..
EMI27.9
<tb>
<tb> "NOBS <SEP> Special" <SEP> 0,35 <SEP> "
<tb>
EMI27.10
Pour à4tér=iin*r ies caractéristiques dc mixiomiage avec lé caoutchouc des noirs de carbone de l'Exemple II dons du caoutchouc s;-.¯.¯tvti aut, on c'utilis0 la composi- ti on suivante:
<Desc/Clms Page number 28>
EMI28.1
LAP (polymère 1 basse température ) 100 parties
EMI28.2
<tb>
<tb> Noir <SEP> de <SEP> carbone <SEP> 50 <SEP> "
<tb> @
<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> zinc <SEP> 3 <SEP> "
<tb> Perles <SEP> d'.acide <SEP> stéarioue <SEP> 3 <SEP> "
<tb>
EMI28.3
"Paraflux" . fl ' , 9 tir
EMI28.4
<tb>
<tb> "BLE" <SEP> 1 <SEP> "
<tb> Soufre <SEP> 1,6 <SEP> "
<tb>
EMI28.5
n.i,ï. t 0.'" 0,6 fi
EMI28.6
<tb>
<tb> IPG <SEP> 0,75 <SEP> :"
<tb>
EMI28.7
Dans les tableaux ci-dessus;, le TrParaflutr est une marque pour un produit de flux asphaltique utilisé en tant que plastifiant;
B-L-E est une marque pour un produit de
EMI28.8
réaction de diphénylanine et d'acétone utilisé en tant qu'antioxydant; "ll tax'! es', une marque pour un disulfure de benzothiazyle utilisé en tant qu'accélérateur; "Agerite
EMI28.9
" est une "marque pour la phényi-b6ta-ne-phtj-la,-Iine plus de la diphénylparaphénylène-dianine utilisée en tant ou'ar.tioxydant; et "NOBS Special est une marque pour la N-oxydiéthylènebenzothiazole-2-salf:naaide utilisée en tant qu'accélérateur à action, différée.
Une analyse typique du résidu d'hydrocarbure aromatique lourd utilisé dans les exemples ci-dessus est la suivente:
Viscosité à 98,8 C 6,5 cs
Indice de réfraction 1,645
Densité 1,0615
EMI28.10
% de résidu de carbone sbctom 8,98 Poids moléculaire 264 'toutefois, il est bien entendu que l'utilité de la
<Desc/Clms Page number 29>
présente invention n'est pas limitée à un type particulier d'hydrocarbure liquide, mais dans son aspect plus,général elle envisage également l'utilisation d'huiles de distil- lats d'hydrocarbures et autres résidus ou goudrons d'hydro-
Carbures.
Comme précédemment mentionné, l'invention est particulièrement applicable à l'utilisation d'hydroccrbu- res du type résiduel contenant des bitumes colloïdaux, ou substances analogues.
EMI29.1
R E s u -,. 1 LI
A - Procédé de production de noir de carbone par décomposition d'hydrocarbures,dans lequel on établit un cou-
EMI29.2
rant circulant hélicoldalement de gaz de combustion chauds et on le maintient dans une chambre réactionnelle allongée calorifugée, ayant une section circulaire et on refoule séparément l'hydrocarbure à décomposer dans le courant de gaz chauds et l'y disperse, l'hydrocarbure étant décomposé par la chaleur absorbée à partir de ce dernier pour forcer du noir de carbone on suspension, l'effluent s'écoulant à partir de l'extrémité aval du la chambre, eton sépare et recueille le noir de carbone,
procédé caractérisé par les points suivants séparémant ou on combinaisons:
1. Il consiste à injecter l'hydrocarbure à décom poser dans le courant de gaz chauds sous forme de pulvérisation atomisée par un gaz d'un hydrocarbure liquide, amor céu au voisinage de l'axe longitudinal de la chambre et dirigée radialement vers l'extérieur cn direction de la paroi latérale délimitant la chambre.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.