JPH02385B2 - - Google Patents
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- JPH02385B2 JPH02385B2 JP54079221A JP7922179A JPH02385B2 JP H02385 B2 JPH02385 B2 JP H02385B2 JP 54079221 A JP54079221 A JP 54079221A JP 7922179 A JP7922179 A JP 7922179A JP H02385 B2 JPH02385 B2 JP H02385B2
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- waste gas
- volume
- gas
- combustion
- soot
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT 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
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/44—Carbon
- C09C1/48—Carbon black
- C09C1/50—Furnace black ; Preparation thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Description
本発明は、燃料を、酸素を含有するガス混合物
を使用し完全に燃焼させ、得られた燃料の燃焼生
成物の気流中へ炭化水素原料を導入しかつこれを
カーボン−ガス混合物の形成下に分解し、かつカ
ーボン−ガス混合物を冷却し、かつそれに引続き
カーボンを廃ガスと分離することを包含するフア
ーネスブラツクの製法に関する。（以下に、“カー
ボン”を単に“煤”と呼称する。） フアーネス法はカーボンブラツクを製造するた
めの公知の方法である。これについては例えばウ
ルマンス エンチクロペデイー デル テクニツ
シエン ケミー（Ullmanns Enzyklopa¨die der
technischen Chemie）1963年第14巻800頁に記述
されている。 フアーネス法においては反応空気と燃料とから
高温燃焼用ガスを生成させ、この高温燃焼用ガス
中に煤油を噴霧する方法で煤油からカーボンブラ
ツクを製造する。上記ガス中への煤油の噴霧によ
つて煤−廃ガスエーロゾルが生成し、これを冷却
し、引続いて形成された煤を例えばフイルタ装置
を用いて廃ガスから分離し、廃ガスは場合により
燃焼し盡す。 廃ガスを熱交換器に導いて反応空気を予熱し、
これをカーボンブラツク製造工程に導入すること
は公知である（例えば西ドイツ国特許公開公報第
2131903号）。 しかしこの公知法は以下の様な種々の欠点を有
する： カーボンブラツクの品質に負の影響を及ぼさな
いために煤を含有する廃ガス中の温度は720〜750
℃を越えてはならないので、反応空気の予熱の度
合が制限される。 カーボンブラツク反応器及び熱交換器は通常戸
外に設置されるので、天候状態が変動する場合予
熱温度又従つてカーボンブラツクの品質も変動す
る。 管又は螺旋管を通つて流れる煤含有廃ガスが熱
交換器の表面上に煤層を堆積させる。低構造のカ
ーボンブラツクの製造の場合及び残留油をある程
度含有する煤の場合にこの堆積は特に著しい。金
属表面上への堆積によつて絶縁が生じ、そのため
熱伝達が非常に不良になり、反応空気の加熱が僅
少な程度に留まる。 フアーネス法の場合、これらの欠点により、前
加熱された空気には、400〜500℃の温度が得られ
るにすぎない。 特公昭54−76494号公報（西ドイツ国公開特許
明細書第2752099号）には、カーボンブラツクを
製造するため、油状カーボン原料の熱分解が、燃
料と、酸素を含有するガス混合物、すなわち純粋
な酸素および過熱水蒸気より成る混合物とを反応
させ、水で急冷しかつ、カーボンを廃ガスからの
分離により取得することにより形成された熱い燃
焼ガスの気流中で実施され、その場合大きい発熱
量を有する廃ガスを、水蒸気を凝縮させることに
より分離した後、燃焼装置中で二次空気を使用し
燃焼させ、発生せる熱を使用し酸素を含有する混
合ガスを温度600〜1200℃となし、かつその後に
カーボン反応器中へ導入する方法が提案されてい
る。 これに対し本発明の課題は、廃ガスを生じるカ
ーボン形成工程において、酸素を含有するガス混
合物として、普通の反応空気を燃料との反応に使
用するにすぎないが、但しこの場合生じる水を含
有しかつはるかに低熱量の廃ガスの燃焼を、それ
にもかかわらず反応空気の温度600〜1250℃への
前加熱が達成されるように行なうことである。 本発明によればこの課題が、前述の方法におい
て、酸素を含有するガス混合物として、過熱水蒸
気を含有せざる反応空気が使用され、かつ、水
素、一酸化炭素、メタン、アセチレン、二酸化炭
素および窒素のほかに水蒸気を含有する廃ガスを
燃焼させるため、廃ガス1Nm3当り二次空気量
0.35〜0.70Nm3、酸素過剰率0.2〜0.8容量％、並び
に燃焼装置中の滞留時間0.5〜1.5秒が維持され、
その場合この廃ガス燃焼により生じた熱を使用
し、燃焼装置に接続された熱交換装置により反応
空気が温度600〜1250℃に前加熱され、かつこの
反応空気が高温の燃料燃焼生成物の気流を製造す
るために使用されることを特徴とする方法により
解決される。 さらに本発明は、前記廃ガスが、水蒸気10〜35
容量％、水素10〜18容量％、一酸化水素12〜15容
量％、メタンおよびアセチレン0.5〜2.0容量％、
残分の二酸化炭素および窒素より成る組成物を有
することを特徴とする。 この場合反応空気は、廃ガスとの熱交換により
加熱し、かつ引続き燃焼装置により所望の最終温
度とすることができる。 場合により二次空気を付加的に熱交換器中で廃
ガスにより加熱することが出来る。 本発明のある有利な実施形式においては廃ガス
を燃焼装置中で二次空気により燃焼させるに当
り、廃ガス1Nm3当り二次空気量0.35〜0.70Nm3、
有利には0.45〜0.55Nm3、酸素過剰分0.2〜0.8容量
％並びに燃焼装置中の滞留時間0.5〜1.5秒の条件
で行うことが出来る。 本発明方法は工程中で生じた廃ガスを使用して
反応空気のより高い予熱を可能ならしめ又フアー
ネス工程を公知法によるよりも著しくエネルギー
を節約して実施し得る方法を示すものである。こ
れは一定の型の反応器に制限されず、あらゆるフ
アーネスブラツク反応器に適用出来る。 本発明のある有利な実施形式においては西ドイ
ツ国特許公開公報第2530371号による反応器を使
用することが出来る。 本発明方法は煤を分離した廃ガス中に不燃性物
質すなわち窒素及び水蒸気が含有されている他に
なお可燃性気体である水素及び一酸化炭素が著し
い量で含有されている事実に基ずく。二次空気を
使用して燃焼が行われ、その際1000〜1300℃の温
度が生じる。燃焼装置には反応空気を約1250℃の
温度にまで予熱するために利用される、例えば金
属管、ケラミツクベースの管又は別の交換面から
なる熱交換装置が装備されている。相当する燃焼
装置は、場合により熱交換装置が後連結又は構造
中に組入れられる、西ドイツ国特許明細書第
1107872号に記述されている如き装置であること
が出来る。本発明による作業法によつて工程のエ
ネルギー利用が著しく改善され、所与の調整条件
において単位時間当りのカーボンブラツク生産量
が高まり又油収率の改善が可能となる。 以下に本発明方法を図面を参照して詳述する。 第１図は公知法を略示するもので、反応器１中
で反応空気と燃料ガスとから高温燃焼用ガスが生
成される。この高温燃焼用ガス中に煤原料（通例
煤油）を噴入させる。その際になお燃焼可能の廃
ガス中に微細に分散した煤の浮遊体が生成する。
急冷部２において水を噴入することにより煤含有
廃ガスの温度を600〜750℃に下げ、それによつて
煤の二次反応を防止する。次いでこの煤含有廃ガ
スを１個以上の熱交換器３を通して導き、常用の
分離装置例えばサイクロン又はフイルタ４で廃ガ
スから煤を分離出来る程度に冷却する。同分離装
置で分離された煤は導出口５を経て系から取出さ
れ、更に処理される。煤を殆ど除去された廃ガス
は導出口６から流出する。反応空気は煤含有ガス
とは向流で熱交換器３を通過し、そこで加熱さ
れ、反応空気導入口７を経て反応器１に導入され
る。 第２図は本発明方法のある実施形式を略示する
ものである。反応器１中でガスと反応空気とを反
応させ、煤原料を噴入させる。急冷部２において
水を噴入させた後で煤含有廃ガス流を熱交換器３
で冷却し、分離装置４中で煤を分離して導出口５
から取出す。煤を除去され分離装置４の導出口６
を経て流出する廃ガスの一部は反応器の近くに設
けられている燃焼装置８に導入口９を経て導入さ
れる。同燃焼装置８は例えば耐高熱性金属製の管
を含有する。燃焼装置の導入口１０を経て導入さ
れる二次空気による廃ガスの燃焼により1000〜
1300℃の高温が生じる。反応空気は先ず熱交換器
３により予熱され（その場合同時に煤含有廃ガス
が冷却される）、引続いて燃焼装置８中の管を通
過して、熱交換器３のみを使用した場合に可能で
あるよりもずつと高い温度にもたらされる。引続
いて同反応空気を導入口７を経て反応器１に導入
する。 第３図も本発明方法のある実施形式を略示する
もので、この場合には反応空気の全予熱が燃焼装
置８により行われる。この形式の場合熱交換器３
は単に燃焼装置８用の二次空気の予熱のみを行
う。煤を除去された廃ガスは反応空気を600〜
1250℃の温度に加熱するために用いられる。第３
図によるその他の工程は第２図による工程と同様
である。 本明細書中で廃ガスというのは煤と共に生じた
ガスをいう。これは水蒸気10〜35容量％及び乾燥
ガス65〜90容量％からなる。乾燥ガス中には可燃
性成分として水素10〜18容量％、一酸化炭素12〜
15容量％及びメタン／アセチレン0.5〜2.0容量％
が含有されている。その残りは不燃性成分である
二酸化炭素と窒素とからなる。廃ガスの発熱量の
低い方の値は2100〜3500KJ／Ｎm3である。 本発明方法においては廃ガスの燃焼の際に二次
空気と廃ガスとが混合される前混合段階中で45〜
55m／秒の速度を、又燃焼が行われる燃焼段階中
で５〜15m／秒の速度を保持することが出来る。
本発明方法によつて燃焼装置中で1000〜1300℃の
温度を生じさせることが可能である。 燃焼装置には熱交換器を装備することが出来る
か又は熱交換器例えばフアーネス工程に導く反応
空気を通過させる耐高温性金属製の管系を後連結
することが出来る。 本発明方法は公知法に比較して以下の様な利点
を有する： (1) 二次空気で燃焼する廃ガス中には煤が存在し
ないので煤の性質を顧慮してその燃焼温度を調
整する必要はない。同温度は使用する廃ガス及
び燃焼装置の熱交換器の材料が許す限り高める
ことが出来る。 (2) 固体無含有のガスと油無含有のガス（清浄な
燃焼ガス／反応空気）との間の交換であるため
に交換器面上に煤やコークスが沈着することは
ない。従つて著しくより高い予熱、すなわち
600〜1250℃への予熱が可能である。 (3) 予熱は外部条件に依存せず、燃焼廃ガスの量
によつて所望の様に調節することが出来る。 本発明方法は以下の実施例により詳述される。
その場合下記の特性を有する原料を使用する： (1) 煤原料（煤油） 濃度 ｇ／ml 1.083 蒸留残留物ｇ／100ml 2.9 コンラドソンによる残留物％ 1.9 アスフアルテン ％ 1.1 ベンゾール不溶分 ％ 0.02 沸騰挙動 沸騰開始 260℃ ５容量％ 280℃ 10容量％ 295℃ 20容量％ 310℃ 30容量％ 325℃ 40容量％ 333℃ 50容量％ 339℃ 60容量％ 346℃ 70容量％ 355℃ 80容量％ 363℃ 90容量％ 388℃ (2) 天然ガス 二酸化炭素 1.0容量％ メタン 81.6容量％ 窒 素 13.8容量％ エタン 2.9容量％ 高位炭化水素 0.7容量％ (3) 水素ガス 水 素 85.0容量％ メタン 13.5容量％ 一酸化炭素 0.3容量％ エチレン 1.0容量％ 高位炭化水素 0.2容量％ 例 １ 西ドイツ国特許公開公報第2530371号によるフ
アーネスブラツク反応器をカーボンブラツク製造
用に使用する。燃焼室、混合室及び反応室の各直
径はそれぞれ190mm、30mm、及び60mmである。 混合室及び反応室はAl2O3を含有する耐高温性
のスタンピングマスでライニングされている。 燃焼室中で空気を使用して天然ガスを燃焼させ
ることによつて高温燃焼用ガスが生成し、次いで
これを狭巾になつている混合室を通して導く。同
狭巾混合室中に煤原料を噴入させることにより混
合が行われ、反応室中で煤が生成する。水の噴入
により急冷されて反応が止まり、更に冷却した後
でバツグフイルタにより煤を分離する。 例１では２つの実験を対照させて行う。 (a) 500℃の反応空気温度を使用した零実験 (b) 同じ実験ではあるが、煤を除去した廃ガスの
一部を燃焼装置中で燃焼させ、その際に生じた
高温を反応空気を820℃まで更に予熱するため
に使用する。 廃ガスの燃焼は以下の様にして行う。 工程から生じた下記の組成： H2O蒸気 25.2容量％ H2 10.1 〃 CO 10.1 〃 CH4 0.3 〃 C2H2 0.2 〃 CO2 3.4 〃 N2 50.7 〃 を有する廃ガスを空気0.56Nm3／Ｎm3廃ガスを添
加して燃焼させる。その場合1.5秒間の燃焼室中
の滞留時間が保持される。 なお比較可能な状態を得るために、煤原料の使
用量（油量）を不変の沃素吸着性、すなわち不変
の品質のカーボンブラツクが生成する様に調整し
たことを付記する。
を使用し完全に燃焼させ、得られた燃料の燃焼生
成物の気流中へ炭化水素原料を導入しかつこれを
カーボン−ガス混合物の形成下に分解し、かつカ
ーボン−ガス混合物を冷却し、かつそれに引続き
カーボンを廃ガスと分離することを包含するフア
ーネスブラツクの製法に関する。（以下に、“カー
ボン”を単に“煤”と呼称する。） フアーネス法はカーボンブラツクを製造するた
めの公知の方法である。これについては例えばウ
ルマンス エンチクロペデイー デル テクニツ
シエン ケミー（Ullmanns Enzyklopa¨die der
technischen Chemie）1963年第14巻800頁に記述
されている。 フアーネス法においては反応空気と燃料とから
高温燃焼用ガスを生成させ、この高温燃焼用ガス
中に煤油を噴霧する方法で煤油からカーボンブラ
ツクを製造する。上記ガス中への煤油の噴霧によ
つて煤−廃ガスエーロゾルが生成し、これを冷却
し、引続いて形成された煤を例えばフイルタ装置
を用いて廃ガスから分離し、廃ガスは場合により
燃焼し盡す。 廃ガスを熱交換器に導いて反応空気を予熱し、
これをカーボンブラツク製造工程に導入すること
は公知である（例えば西ドイツ国特許公開公報第
2131903号）。 しかしこの公知法は以下の様な種々の欠点を有
する： カーボンブラツクの品質に負の影響を及ぼさな
いために煤を含有する廃ガス中の温度は720〜750
℃を越えてはならないので、反応空気の予熱の度
合が制限される。 カーボンブラツク反応器及び熱交換器は通常戸
外に設置されるので、天候状態が変動する場合予
熱温度又従つてカーボンブラツクの品質も変動す
る。 管又は螺旋管を通つて流れる煤含有廃ガスが熱
交換器の表面上に煤層を堆積させる。低構造のカ
ーボンブラツクの製造の場合及び残留油をある程
度含有する煤の場合にこの堆積は特に著しい。金
属表面上への堆積によつて絶縁が生じ、そのため
熱伝達が非常に不良になり、反応空気の加熱が僅
少な程度に留まる。 フアーネス法の場合、これらの欠点により、前
加熱された空気には、400〜500℃の温度が得られ
るにすぎない。 特公昭54−76494号公報（西ドイツ国公開特許
明細書第2752099号）には、カーボンブラツクを
製造するため、油状カーボン原料の熱分解が、燃
料と、酸素を含有するガス混合物、すなわち純粋
な酸素および過熱水蒸気より成る混合物とを反応
させ、水で急冷しかつ、カーボンを廃ガスからの
分離により取得することにより形成された熱い燃
焼ガスの気流中で実施され、その場合大きい発熱
量を有する廃ガスを、水蒸気を凝縮させることに
より分離した後、燃焼装置中で二次空気を使用し
燃焼させ、発生せる熱を使用し酸素を含有する混
合ガスを温度600〜1200℃となし、かつその後に
カーボン反応器中へ導入する方法が提案されてい
る。 これに対し本発明の課題は、廃ガスを生じるカ
ーボン形成工程において、酸素を含有するガス混
合物として、普通の反応空気を燃料との反応に使
用するにすぎないが、但しこの場合生じる水を含
有しかつはるかに低熱量の廃ガスの燃焼を、それ
にもかかわらず反応空気の温度600〜1250℃への
前加熱が達成されるように行なうことである。 本発明によればこの課題が、前述の方法におい
て、酸素を含有するガス混合物として、過熱水蒸
気を含有せざる反応空気が使用され、かつ、水
素、一酸化炭素、メタン、アセチレン、二酸化炭
素および窒素のほかに水蒸気を含有する廃ガスを
燃焼させるため、廃ガス1Nm3当り二次空気量
0.35〜0.70Nm3、酸素過剰率0.2〜0.8容量％、並び
に燃焼装置中の滞留時間0.5〜1.5秒が維持され、
その場合この廃ガス燃焼により生じた熱を使用
し、燃焼装置に接続された熱交換装置により反応
空気が温度600〜1250℃に前加熱され、かつこの
反応空気が高温の燃料燃焼生成物の気流を製造す
るために使用されることを特徴とする方法により
解決される。 さらに本発明は、前記廃ガスが、水蒸気10〜35
容量％、水素10〜18容量％、一酸化水素12〜15容
量％、メタンおよびアセチレン0.5〜2.0容量％、
残分の二酸化炭素および窒素より成る組成物を有
することを特徴とする。 この場合反応空気は、廃ガスとの熱交換により
加熱し、かつ引続き燃焼装置により所望の最終温
度とすることができる。 場合により二次空気を付加的に熱交換器中で廃
ガスにより加熱することが出来る。 本発明のある有利な実施形式においては廃ガス
を燃焼装置中で二次空気により燃焼させるに当
り、廃ガス1Nm3当り二次空気量0.35〜0.70Nm3、
有利には0.45〜0.55Nm3、酸素過剰分0.2〜0.8容量
％並びに燃焼装置中の滞留時間0.5〜1.5秒の条件
で行うことが出来る。 本発明方法は工程中で生じた廃ガスを使用して
反応空気のより高い予熱を可能ならしめ又フアー
ネス工程を公知法によるよりも著しくエネルギー
を節約して実施し得る方法を示すものである。こ
れは一定の型の反応器に制限されず、あらゆるフ
アーネスブラツク反応器に適用出来る。 本発明のある有利な実施形式においては西ドイ
ツ国特許公開公報第2530371号による反応器を使
用することが出来る。 本発明方法は煤を分離した廃ガス中に不燃性物
質すなわち窒素及び水蒸気が含有されている他に
なお可燃性気体である水素及び一酸化炭素が著し
い量で含有されている事実に基ずく。二次空気を
使用して燃焼が行われ、その際1000〜1300℃の温
度が生じる。燃焼装置には反応空気を約1250℃の
温度にまで予熱するために利用される、例えば金
属管、ケラミツクベースの管又は別の交換面から
なる熱交換装置が装備されている。相当する燃焼
装置は、場合により熱交換装置が後連結又は構造
中に組入れられる、西ドイツ国特許明細書第
1107872号に記述されている如き装置であること
が出来る。本発明による作業法によつて工程のエ
ネルギー利用が著しく改善され、所与の調整条件
において単位時間当りのカーボンブラツク生産量
が高まり又油収率の改善が可能となる。 以下に本発明方法を図面を参照して詳述する。 第１図は公知法を略示するもので、反応器１中
で反応空気と燃料ガスとから高温燃焼用ガスが生
成される。この高温燃焼用ガス中に煤原料（通例
煤油）を噴入させる。その際になお燃焼可能の廃
ガス中に微細に分散した煤の浮遊体が生成する。
急冷部２において水を噴入することにより煤含有
廃ガスの温度を600〜750℃に下げ、それによつて
煤の二次反応を防止する。次いでこの煤含有廃ガ
スを１個以上の熱交換器３を通して導き、常用の
分離装置例えばサイクロン又はフイルタ４で廃ガ
スから煤を分離出来る程度に冷却する。同分離装
置で分離された煤は導出口５を経て系から取出さ
れ、更に処理される。煤を殆ど除去された廃ガス
は導出口６から流出する。反応空気は煤含有ガス
とは向流で熱交換器３を通過し、そこで加熱さ
れ、反応空気導入口７を経て反応器１に導入され
る。 第２図は本発明方法のある実施形式を略示する
ものである。反応器１中でガスと反応空気とを反
応させ、煤原料を噴入させる。急冷部２において
水を噴入させた後で煤含有廃ガス流を熱交換器３
で冷却し、分離装置４中で煤を分離して導出口５
から取出す。煤を除去され分離装置４の導出口６
を経て流出する廃ガスの一部は反応器の近くに設
けられている燃焼装置８に導入口９を経て導入さ
れる。同燃焼装置８は例えば耐高熱性金属製の管
を含有する。燃焼装置の導入口１０を経て導入さ
れる二次空気による廃ガスの燃焼により1000〜
1300℃の高温が生じる。反応空気は先ず熱交換器
３により予熱され（その場合同時に煤含有廃ガス
が冷却される）、引続いて燃焼装置８中の管を通
過して、熱交換器３のみを使用した場合に可能で
あるよりもずつと高い温度にもたらされる。引続
いて同反応空気を導入口７を経て反応器１に導入
する。 第３図も本発明方法のある実施形式を略示する
もので、この場合には反応空気の全予熱が燃焼装
置８により行われる。この形式の場合熱交換器３
は単に燃焼装置８用の二次空気の予熱のみを行
う。煤を除去された廃ガスは反応空気を600〜
1250℃の温度に加熱するために用いられる。第３
図によるその他の工程は第２図による工程と同様
である。 本明細書中で廃ガスというのは煤と共に生じた
ガスをいう。これは水蒸気10〜35容量％及び乾燥
ガス65〜90容量％からなる。乾燥ガス中には可燃
性成分として水素10〜18容量％、一酸化炭素12〜
15容量％及びメタン／アセチレン0.5〜2.0容量％
が含有されている。その残りは不燃性成分である
二酸化炭素と窒素とからなる。廃ガスの発熱量の
低い方の値は2100〜3500KJ／Ｎm3である。 本発明方法においては廃ガスの燃焼の際に二次
空気と廃ガスとが混合される前混合段階中で45〜
55m／秒の速度を、又燃焼が行われる燃焼段階中
で５〜15m／秒の速度を保持することが出来る。
本発明方法によつて燃焼装置中で1000〜1300℃の
温度を生じさせることが可能である。 燃焼装置には熱交換器を装備することが出来る
か又は熱交換器例えばフアーネス工程に導く反応
空気を通過させる耐高温性金属製の管系を後連結
することが出来る。 本発明方法は公知法に比較して以下の様な利点
を有する： (1) 二次空気で燃焼する廃ガス中には煤が存在し
ないので煤の性質を顧慮してその燃焼温度を調
整する必要はない。同温度は使用する廃ガス及
び燃焼装置の熱交換器の材料が許す限り高める
ことが出来る。 (2) 固体無含有のガスと油無含有のガス（清浄な
燃焼ガス／反応空気）との間の交換であるため
に交換器面上に煤やコークスが沈着することは
ない。従つて著しくより高い予熱、すなわち
600〜1250℃への予熱が可能である。 (3) 予熱は外部条件に依存せず、燃焼廃ガスの量
によつて所望の様に調節することが出来る。 本発明方法は以下の実施例により詳述される。
その場合下記の特性を有する原料を使用する： (1) 煤原料（煤油） 濃度 ｇ／ml 1.083 蒸留残留物ｇ／100ml 2.9 コンラドソンによる残留物％ 1.9 アスフアルテン ％ 1.1 ベンゾール不溶分 ％ 0.02 沸騰挙動 沸騰開始 260℃ ５容量％ 280℃ 10容量％ 295℃ 20容量％ 310℃ 30容量％ 325℃ 40容量％ 333℃ 50容量％ 339℃ 60容量％ 346℃ 70容量％ 355℃ 80容量％ 363℃ 90容量％ 388℃ (2) 天然ガス 二酸化炭素 1.0容量％ メタン 81.6容量％ 窒 素 13.8容量％ エタン 2.9容量％ 高位炭化水素 0.7容量％ (3) 水素ガス 水 素 85.0容量％ メタン 13.5容量％ 一酸化炭素 0.3容量％ エチレン 1.0容量％ 高位炭化水素 0.2容量％ 例 １ 西ドイツ国特許公開公報第2530371号によるフ
アーネスブラツク反応器をカーボンブラツク製造
用に使用する。燃焼室、混合室及び反応室の各直
径はそれぞれ190mm、30mm、及び60mmである。 混合室及び反応室はAl2O3を含有する耐高温性
のスタンピングマスでライニングされている。 燃焼室中で空気を使用して天然ガスを燃焼させ
ることによつて高温燃焼用ガスが生成し、次いで
これを狭巾になつている混合室を通して導く。同
狭巾混合室中に煤原料を噴入させることにより混
合が行われ、反応室中で煤が生成する。水の噴入
により急冷されて反応が止まり、更に冷却した後
でバツグフイルタにより煤を分離する。 例１では２つの実験を対照させて行う。 (a) 500℃の反応空気温度を使用した零実験 (b) 同じ実験ではあるが、煤を除去した廃ガスの
一部を燃焼装置中で燃焼させ、その際に生じた
高温を反応空気を820℃まで更に予熱するため
に使用する。 廃ガスの燃焼は以下の様にして行う。 工程から生じた下記の組成： H2O蒸気 25.2容量％ H2 10.1 〃 CO 10.1 〃 CH4 0.3 〃 C2H2 0.2 〃 CO2 3.4 〃 N2 50.7 〃 を有する廃ガスを空気0.56Nm3／Ｎm3廃ガスを添
加して燃焼させる。その場合1.5秒間の燃焼室中
の滞留時間が保持される。 なお比較可能な状態を得るために、煤原料の使
用量（油量）を不変の沃素吸着性、すなわち不変
の品質のカーボンブラツクが生成する様に調整し
たことを付記する。
【表】
【表】
この実施例は、煤を除去された廃ガスの一部を
還流させ、それを燃焼して反応空気を820℃に付
加的に予熱する方法の場合はずつと多量の煤原料
を使用することが出来、その他は同じ反応空気量
及びガス量においてより多量のカーボンブラツク
を生産することが出来又油収率も著しく増加する
ことを明白に示している。 例 ２ 本例においては例１と同様のカーボンブラツク
製造装置を使用して定表面積を有するカーボンブ
ラツクを製造する。表面積はDIN（ドイツ工業規
格）53582による沃素吸着により確認する。例１
と異なる点は反応空気の温度を僅かに高めること
及び例１で使用された燃焼ガスとしての天然ガス
の代りに下記の３番目に記載されている水素量の
多い燃焼ガスを使用することである。
還流させ、それを燃焼して反応空気を820℃に付
加的に予熱する方法の場合はずつと多量の煤原料
を使用することが出来、その他は同じ反応空気量
及びガス量においてより多量のカーボンブラツク
を生産することが出来又油収率も著しく増加する
ことを明白に示している。 例 ２ 本例においては例１と同様のカーボンブラツク
製造装置を使用して定表面積を有するカーボンブ
ラツクを製造する。表面積はDIN（ドイツ工業規
格）53582による沃素吸着により確認する。例１
と異なる点は反応空気の温度を僅かに高めること
及び例１で使用された燃焼ガスとしての天然ガス
の代りに下記の３番目に記載されている水素量の
多い燃焼ガスを使用することである。
【表】
本例から反応空気の温度が上昇するにつれてカ
ーボンブラツク生成量及び油収率が連続恒常的に
上昇することが認められる。920℃においてすら
この上昇カーブが平らになることは認められない
ので、より高い反応温度においてもカーボンブラ
ツク生産量及び油収率の更なる上昇が推定され
る。 例 ３ 本例においても例１に記載と同様のカーボンブ
ラツク製造装置を使用する。零実験としては反応
空気温度が500℃である下記の表の実験3aを使用
する。この基礎実験から出発して、実験3bにお
いては煤製造工程からの、煤を大体において除去
された可燃性廃ガスを燃焼装置に導き、二次空気
で燃焼させ、反応空気を管中でこの高温を通して
導き、それによつて820℃の反応空気温度を達成
させる。本例においてはエネルギー供給用の天然
ガス量を実施例１におけるよりも少なくする。
ーボンブラツク生成量及び油収率が連続恒常的に
上昇することが認められる。920℃においてすら
この上昇カーブが平らになることは認められない
ので、より高い反応温度においてもカーボンブラ
ツク生産量及び油収率の更なる上昇が推定され
る。 例 ３ 本例においても例１に記載と同様のカーボンブ
ラツク製造装置を使用する。零実験としては反応
空気温度が500℃である下記の表の実験3aを使用
する。この基礎実験から出発して、実験3bにお
いては煤製造工程からの、煤を大体において除去
された可燃性廃ガスを燃焼装置に導き、二次空気
で燃焼させ、反応空気を管中でこの高温を通して
導き、それによつて820℃の反応空気温度を達成
させる。本例においてはエネルギー供給用の天然
ガス量を実施例１におけるよりも少なくする。
【表】
本例の実験から本発明方法により燃焼ガスエネ
ルギーの半分を節約することが出来、それにもか
かわらず（得られるカーボンブラツクの品質は等
しく保たれながら）より高い油収率及びより高い
単位時間当りのカーボンブラツク生成量を達成出
来ることが明白である。
ルギーの半分を節約することが出来、それにもか
かわらず（得られるカーボンブラツクの品質は等
しく保たれながら）より高い油収率及びより高い
単位時間当りのカーボンブラツク生成量を達成出
来ることが明白である。
第１図は公知法によるカーボンブラツク製造装
置の略示図、第２図及び第３図は本発明方法によ
るカーボンブラツク製造装置の各実施形式の略示
図である。 １…ガス及び煤原料（煤油）が導入される反応
器、２…水を噴入させる急冷部、３…熱交換器、
４…分離装置、５…煤導出口、６…煤を除去され
た廃ガス導出口、７…反応空気導入口、８…廃ガ
ス燃焼装置、９…廃ガス導入口、１０…廃ガス燃
焼用空気の燃焼装置への導入口、１１…反応空気
導入口、１１′…冷却空気及び廃ガス燃焼用空気
の熱交換器への導入口。
置の略示図、第２図及び第３図は本発明方法によ
るカーボンブラツク製造装置の各実施形式の略示
図である。 １…ガス及び煤原料（煤油）が導入される反応
器、２…水を噴入させる急冷部、３…熱交換器、
４…分離装置、５…煤導出口、６…煤を除去され
た廃ガス導出口、７…反応空気導入口、８…廃ガ
ス燃焼装置、９…廃ガス導入口、１０…廃ガス燃
焼用空気の燃焼装置への導入口、１１…反応空気
導入口、１１′…冷却空気及び廃ガス燃焼用空気
の熱交換器への導入口。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ フアーネスブラツクを製造するため、燃料
を、酸素を含有するガス混合物を使用し完全に燃
焼させ、得られた燃料の燃焼生成物の気流中へ炭
化水素原料を導入しかつこれをカーボン−ガス混
合物の形成下に分解し、かつカーボン−ガス混合
物を冷却し、かつそれに引続きカーボンを廃ガス
と分離することを包含する方法において、酸素を
含有するガス混合物として、過熱水蒸気を含有せ
ざる反応空気が使用され、かつ、水素、一酸化炭
素、メタン、アセチレン、二酸化炭素および窒素
のほかに水蒸気を含有する廃ガスを燃焼させるた
め、廃ガス1Nm3当り二次空気量0.35〜0.70Nm3、
酸素過剰率0.2〜0.8容量％、並びに燃焼装置中の
滞留時間0.5〜1.5秒が維持され、その場合この廃
ガス燃焼により生じた熱を使用し、燃焼装置に接
続された熱交換装置により反応空気が温度600〜
1250℃に前加熱され、かつこの反応空気が高温の
燃料燃焼生成物の気流を製造するために使用され
ることを特徴とするフアーネスブラツクの製法。 ２ 廃ガスが、水蒸気10〜35容量％、水素10〜18
容量％、一酸化炭素12〜15容量％、メタンおよび
アセチレン0.5〜2.0容量％、残分の二酸化炭素お
よび窒素より成る組成を有することを特徴とす
る、特許請求の範囲第１項記載のフアーネスブラ
ツクの製法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2827872A DE2827872C2 (de) | 1978-06-24 | 1978-06-24 | Verfahren zur Herstellung von Furnaceruß |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS555985A JPS555985A (en) | 1980-01-17 |
| JPH02385B2 true JPH02385B2 (ja) | 1990-01-08 |
Family
ID=6042716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7922179A Granted JPS555985A (en) | 1978-06-24 | 1979-06-25 | Preparing furnace black |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4292291A (ja) |
| JP (1) | JPS555985A (ja) |
| CA (1) | CA1137277A (ja) |
| DE (1) | DE2827872C2 (ja) |
| FR (1) | FR2429246A1 (ja) |
| GB (1) | GB2024791B (ja) |
| IT (1) | IT1120971B (ja) |
| NL (1) | NL187243C (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2944855C2 (de) * | 1979-11-07 | 1986-10-16 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur Herstellung von Furnacerußen mit abgesenkter Struktur |
| JP2528938Y2 (ja) * | 1991-12-13 | 1997-03-12 | 株式会社トーホー | ロッドミル |
| RU2174992C2 (ru) * | 1996-12-24 | 2001-10-20 | Сосногорский газоперерабатывающий завод п. Севергазпром | Способ получения термического техуглерода |
| RU2291887C2 (ru) * | 2002-06-10 | 2007-01-20 | ОАО "Завод технического углерода" | Установка для производства технического углерода |
| RU2307140C2 (ru) * | 2005-08-12 | 2007-09-27 | Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИППУ СО РАН) | Установка для производства сажи |
| RU2366675C2 (ru) * | 2007-06-25 | 2009-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Техуглерод и огнеупоры" | Способ получения технического углерода и устройство для рекуперативного охлаждения аэрозоля технического углерода |
| CZ309405B6 (cs) | 2010-02-19 | 2022-11-30 | Cabot Corporation | Způsob výroby sazí a zařízení k provádění tohoto způsobu |
| US20160282051A1 (en) * | 2013-11-13 | 2016-09-29 | Continental Carbon Comapny | Apparatus and process for quick cooling heat exchanger in carbon black production |
| US11939477B2 (en) * | 2014-01-30 | 2024-03-26 | Monolith Materials, Inc. | High temperature heat integration method of making carbon black |
| US10138378B2 (en) | 2014-01-30 | 2018-11-27 | Monolith Materials, Inc. | Plasma gas throat assembly and method |
| US10370539B2 (en) | 2014-01-30 | 2019-08-06 | Monolith Materials, Inc. | System for high temperature chemical processing |
| US11304288B2 (en) | 2014-01-31 | 2022-04-12 | Monolith Materials, Inc. | Plasma torch design |
| US11987712B2 (en) | 2015-02-03 | 2024-05-21 | Monolith Materials, Inc. | Carbon black generating system |
| BR112017016692A2 (pt) | 2015-02-03 | 2018-04-10 | Monolith Materials, Inc. | método e aparelho para resfriamento regenerativo |
| CN111601447A (zh) | 2015-07-29 | 2020-08-28 | 巨石材料公司 | Dc等离子体焰炬电力设计方法和设备 |
| CN108350280A (zh) | 2015-08-07 | 2018-07-31 | 巨石材料公司 | 炭黑的制造方法 |
| US20170066923A1 (en) | 2015-09-09 | 2017-03-09 | Monolith Materials, Inc. | Circular few layer graphene |
| EP4379005A3 (en) | 2016-04-29 | 2024-10-16 | Monolith Materials, Inc. | Torch stinger method and apparatus |
| CN109562347A (zh) | 2016-04-29 | 2019-04-02 | 巨石材料公司 | 颗粒生产工艺和设备的二次热添加 |
| MX2018016004A (es) | 2016-06-28 | 2019-04-24 | Carbonx Ip 3 B V | Producción de redes de estructura cristalina de carbono. |
| MX2019010619A (es) | 2017-03-08 | 2019-12-19 | Monolith Mat Inc | Sistemas y metodos para fabricar particulas de carbono con gas de transferencia termica. |
| CN110799602A (zh) | 2017-04-20 | 2020-02-14 | 巨石材料公司 | 颗粒系统和方法 |
| EP3676335A4 (en) | 2017-08-28 | 2021-03-31 | Monolith Materials, Inc. | PARTICULAR SYSTEMS AND PROCEDURES |
| CN111278767A (zh) | 2017-08-28 | 2020-06-12 | 巨石材料公司 | 用于颗粒生成的系统和方法 |
| EP3700980A4 (en) | 2017-10-24 | 2021-04-21 | Monolith Materials, Inc. | PARTICULAR SYSTEMS AND PROCEDURES |
| MX2023006184A (es) | 2020-11-25 | 2023-12-15 | Carbonx B V | Nuevo procedimiento de producción de (nano)estructuras de carbono a partir de aceite de pirólisis. |
| CN112745700A (zh) * | 2021-01-13 | 2021-05-04 | 无锡东恒新能源科技有限公司 | 一种生产碳黑的方法和设备 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1011093A (fr) * | 1948-12-04 | 1952-06-18 | Perfectionnements apportés à la fabrication de noir de fuméels | |
| FR1044788A (fr) * | 1950-06-19 | 1953-11-20 | Phillips Petroleum Co | Procédé perfectionné de production de noir de fumée |
| FR1064687A (fr) * | 1950-09-13 | 1954-05-17 | Degussa | Procédé pour la fabrication de noir de fumée |
| US2672402A (en) * | 1951-05-23 | 1954-03-16 | Cabot Godfrey L Inc | Process of producing carbon black and synthesis gas |
| US2926073A (en) * | 1957-06-17 | 1960-02-23 | Philip W Robinson | Apparatus for making carbon black |
| DE1107872B (de) * | 1958-12-02 | 1961-05-31 | Degussa | Verfahren und Vorrichtung zur Verbrennung von brennbare Feststoffe enthaltenden Gasen mit geringem Heizwert |
| AT253643B (de) | 1961-09-18 | 1967-04-10 | Finacalor Ag | Verfahren zur Herstellung von Ruß |
| US3369870A (en) * | 1964-11-02 | 1968-02-20 | Phillips Petroleum Co | Process and apparatus for the production of carbon black |
| FR1466267A (fr) * | 1965-05-31 | 1967-01-20 | Perfectionnements à la fabrication du noir de carbone | |
| US3663172A (en) * | 1970-06-29 | 1972-05-16 | Cities Service Co | Carbon black production process |
| DE2752099A1 (de) * | 1977-11-22 | 1979-05-23 | Vnii Tekhn Ugleroda | Verfahren zur herstellung von russ |
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-
1978
- 1978-06-24 DE DE2827872A patent/DE2827872C2/de not_active Expired
-
1979
- 1979-04-23 NL NLAANVRAGE7903190,A patent/NL187243C/xx not_active IP Right Cessation
- 1979-05-03 FR FR7911150A patent/FR2429246A1/fr active Granted
- 1979-05-24 IT IT68114/79A patent/IT1120971B/it active
- 1979-06-15 US US06/048,770 patent/US4292291A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-06-21 GB GB7921758A patent/GB2024791B/en not_active Expired
- 1979-06-22 CA CA000330438A patent/CA1137277A/en not_active Expired
- 1979-06-25 JP JP7922179A patent/JPS555985A/ja active Granted
Also Published As
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| CA1137277A (en) | 1982-12-14 |
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| DE2827872A1 (de) | 1980-01-17 |
| NL187243B (nl) | 1991-02-18 |
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| FR2429246B1 (ja) | 1983-04-08 |
| GB2024791A (en) | 1980-01-16 |
| JPS555985A (en) | 1980-01-17 |
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