JPH03227374A - カーボンブラック製造装置 - Google Patents
カーボンブラック製造装置Info
- Publication number
- JPH03227374A JPH03227374A JP1907990A JP1907990A JPH03227374A JP H03227374 A JPH03227374 A JP H03227374A JP 1907990 A JP1907990 A JP 1907990A JP 1907990 A JP1907990 A JP 1907990A JP H03227374 A JPH03227374 A JP H03227374A
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- JP
- Japan
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- combustion chamber
- carbon black
- combustion
- chamber
- coke
- Prior art date
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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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はカーボンブラック製造装置に係り、詳しくはカ
ーボンブラックを製造する際のコークス分生成が少ない
装置に関する。
ーボンブラックを製造する際のコークス分生成が少ない
装置に関する。
工業的に広〈実施されているカーボンブランク製造方法
として、円筒型の反応炉内の燃焼ガス熱風中に原料炭化
水素を噴霧し、熱分解してカーボンブラックとするファ
ーネス式カーボンブラック製造方法がある。ファーネス
式カーボンブラック製造方法の利点は、はぼ密閉した装
置で連続的に製造できて、収率が高いことであり、工業
的に実施する際には極めて有利である。
として、円筒型の反応炉内の燃焼ガス熱風中に原料炭化
水素を噴霧し、熱分解してカーボンブラックとするファ
ーネス式カーボンブラック製造方法がある。ファーネス
式カーボンブラック製造方法の利点は、はぼ密閉した装
置で連続的に製造できて、収率が高いことであり、工業
的に実施する際には極めて有利である。
ところが、運転中に反応炉内でコークス分が生成すると
、得られるカーボンブラックの品質に悪影響をおよぼす
ため、定期的に運転を中止して反応炉内の側壁に付着し
たコークス分を取り除く必要があり、反応炉内でのコー
クス分の生成を極力低減して、運転を中止する頻度を低
くすることが望まれている。
、得られるカーボンブラックの品質に悪影響をおよぼす
ため、定期的に運転を中止して反応炉内の側壁に付着し
たコークス分を取り除く必要があり、反応炉内でのコー
クス分の生成を極力低減して、運転を中止する頻度を低
くすることが望まれている。
本発明の目的は、カーボンブラックを製造する際に、反
応炉内でのコークス分の生成が少ないファーネス式カー
ボンブラック製造用装置を提供することにある。
応炉内でのコークス分の生成が少ないファーネス式カー
ボンブラック製造用装置を提供することにある。
本発明者は、上記のような課題を解決するために研究を
行い、反応炉の燃焼室から反応室内に流入する燃焼ガス
の旋回を弱めることによりコークス分の生成を低減でき
ることおよび燃焼室の上流側に予備燃焼室を設けること
により燃焼ガスの旋回を弱められることを見出し本発明
を完成した。
行い、反応炉の燃焼室から反応室内に流入する燃焼ガス
の旋回を弱めることによりコークス分の生成を低減でき
ることおよび燃焼室の上流側に予備燃焼室を設けること
により燃焼ガスの旋回を弱められることを見出し本発明
を完成した。
すなわち、本発明は、燃焼室、絞り部、拡大テーパー部
および反応室を同一軸上に配列したカーボンブラック製
造装置において、燃焼室上流端壁の軸方向に予備燃焼室
を設置したことを特徴とするカーボンブラック製造装置
である。
および反応室を同一軸上に配列したカーボンブラック製
造装置において、燃焼室上流端壁の軸方向に予備燃焼室
を設置したことを特徴とするカーボンブラック製造装置
である。
以下、本発明のカーボンブラック製造装置の実施例を示
す第１図および第２図に基づいて本発明の詳細な説明す
る。
す第１図および第２図に基づいて本発明の詳細な説明す
る。
第１図は本発明カーボンブラック製造装置の概略断面図
である。第２図は第１図に示した製造装置の上流側から
見た正面図である。
である。第２図は第１図に示した製造装置の上流側から
見た正面図である。
第１図中、１は予備燃焼室であり、上流端壁中央部には
燃料噴霧口２が設けられており、側壁には空気導入口３
が接線方向に設けられている。本発明において予備燃焼
室に設ける空気導入口の設置方向・設置角度は任意であ
り、接線方向に設ける場合に限られないが、接線に設け
るのが好ましい。予備燃焼室１内では、燃料と空気とが
反応して予備燃焼ガスが生成する。なお、燃料の導入は
、燃料噴霧口２を通して、先端が噴霧ノズルになってい
る噴霧管を挿入して行うことができる。
燃料噴霧口２が設けられており、側壁には空気導入口３
が接線方向に設けられている。本発明において予備燃焼
室に設ける空気導入口の設置方向・設置角度は任意であ
り、接線方向に設ける場合に限られないが、接線に設け
るのが好ましい。予備燃焼室１内では、燃料と空気とが
反応して予備燃焼ガスが生成する。なお、燃料の導入は
、燃料噴霧口２を通して、先端が噴霧ノズルになってい
る噴霧管を挿入して行うことができる。
予備燃焼室１末端部には燃焼室４が連通しており、予備
燃焼室ｌ内で生成した予備燃焼ガスは、空気導入口３か
ら導入される空気の流れに従って旋回しながら燃焼室４
内に流入する。燃焼室４側壁には空気導入口５−Ｌ ５
−２が設けられている。燃焼室４側壁に設ける空気導入
口の設置方向・設置角度は任意であるが、予備燃焼室１
の空気導入口と逆向きの接線方向すなわち予備燃焼室１
から流入してくる予備燃焼ガスの旋回と逆向きの接線方
向に設けるのが、ガス流の旋回を弱める点で好ましい。
燃焼室ｌ内で生成した予備燃焼ガスは、空気導入口３か
ら導入される空気の流れに従って旋回しながら燃焼室４
内に流入する。燃焼室４側壁には空気導入口５−Ｌ ５
−２が設けられている。燃焼室４側壁に設ける空気導入
口の設置方向・設置角度は任意であるが、予備燃焼室１
の空気導入口と逆向きの接線方向すなわち予備燃焼室１
から流入してくる予備燃焼ガスの旋回と逆向きの接線方
向に設けるのが、ガス流の旋回を弱める点で好ましい。
燃焼室４内では、予備燃焼室１内から流入した予備燃焼
ガスの燃焼反応がすすみ高温の燃焼ガス熱風となる。
ガスの燃焼反応がすすみ高温の燃焼ガス熱風となる。
燃焼室４末端部は筒状絞り部６および拡大テーパー部７
を介して反応室８に連通している。絞り部６の最も狭い
部分の軸に対して垂直方向の断面積は燃焼室４の断面積
および反応室８の断面積よりも狭い、絞り部６から反応
室８にかけての側壁には複数の原料噴霧口９−１．９−
２．９−３．９−４．９−５が軸方向に分割して側壁に
対して垂直方向に設けられており、必要に応じて中心部
に向けて原料を導入できる。原料噴霧口の設置数・設置
位置は任意であるが、カーボンブラックの粒子径分布や
凝集体径分布を＠御しやすい点およびコークス分の生成
低減の点から、絞り部以降の側壁に軸方向に分割して複
数設けるのが好ましい。
を介して反応室８に連通している。絞り部６の最も狭い
部分の軸に対して垂直方向の断面積は燃焼室４の断面積
および反応室８の断面積よりも狭い、絞り部６から反応
室８にかけての側壁には複数の原料噴霧口９−１．９−
２．９−３．９−４．９−５が軸方向に分割して側壁に
対して垂直方向に設けられており、必要に応じて中心部
に向けて原料を導入できる。原料噴霧口の設置数・設置
位置は任意であるが、カーボンブラックの粒子径分布や
凝集体径分布を＠御しやすい点およびコークス分の生成
低減の点から、絞り部以降の側壁に軸方向に分割して複
数設けるのが好ましい。
原料の導入は、原料噴霧口９−１．９−２．９−３．９
−４．９−５を通して、先端がノズルになっている噴霧
管を挿入して行うことができる。なお、カーボンブラッ
クを製造する際に、原料を導入する原料噴霧口の位置や
各原料噴霧口からの原料導入量を変更することにより、
得られるカーボンブランクの粒子径分布や凝集体径分布
を＠御できる。
−４．９−５を通して、先端がノズルになっている噴霧
管を挿入して行うことができる。なお、カーボンブラッ
クを製造する際に、原料を導入する原料噴霧口の位置や
各原料噴霧口からの原料導入量を変更することにより、
得られるカーボンブランクの粒子径分布や凝集体径分布
を＠御できる。
反応室８下流側側壁には冷却水噴霧口１０が複数設けら
れ急速冷却室１）になっており、反応室８内で生成した
カーボンブラックは急速冷却室１）で冷却される。急速
冷却室１）の末端部は煙道１２の上流端に連通している
。
れ急速冷却室１）になっており、反応室８内で生成した
カーボンブラックは急速冷却室１）で冷却される。急速
冷却室１）の末端部は煙道１２の上流端に連通している
。
本発明の製造装置を用いてカーボンブランクを製造する
際、予備燃焼室１の空気導入口３および燃焼室４の空気
導入口５−１．５−２から導入する空気の量は任意に選
べるが、燃焼ガス熱風の温度等を考慮しながら絞り部６
および拡大テーパー部７を通過して反応室８に入る燃焼
ガス熱風の旋回を効率よく低減できる量を選択するのが
よい。
際、予備燃焼室１の空気導入口３および燃焼室４の空気
導入口５−１．５−２から導入する空気の量は任意に選
べるが、燃焼ガス熱風の温度等を考慮しながら絞り部６
および拡大テーパー部７を通過して反応室８に入る燃焼
ガス熱風の旋回を効率よく低減できる量を選択するのが
よい。
目安としては、拡大テーパー部での燃焼ガス熱風の旋回
の程度を示す値であるスワール数（Ｓｗ＝ｍｖ／ｍ’
ｖ’ ）を、ｌＸｌ０−’〜１０好ましくは５ Ｘ
ｌ Ｏ−”−Ｉ Ｘ １０−’とするのがよい。スワー
ル数がこの範囲を超えて大きい場合、コークス分が生成
しゃい。逆に、この範囲を超えて小さくすることは運転
効率の点で難しい。ここで、ｍｖはガスの接線方向の運
動量、ｍ’ ｖ’ は軸方向の運動量を示す。。
の程度を示す値であるスワール数（Ｓｗ＝ｍｖ／ｍ’
ｖ’ ）を、ｌＸｌ０−’〜１０好ましくは５ Ｘ
ｌ Ｏ−”−Ｉ Ｘ １０−’とするのがよい。スワー
ル数がこの範囲を超えて大きい場合、コークス分が生成
しゃい。逆に、この範囲を超えて小さくすることは運転
効率の点で難しい。ここで、ｍｖはガスの接線方向の運
動量、ｍ’ ｖ’ は軸方向の運動量を示す。。
なお、本発明でいう空気とは、大気の他、窒素やアルゴ
ン等の不活性ガス又は大気と酸素とを任意の割合で混合
した酸素含有ガス等を含む。
ン等の不活性ガス又は大気と酸素とを任意の割合で混合
した酸素含有ガス等を含む。
本発明者の知見によると、本発明の装置を用いてカーボ
ンブラックを製造する場合は、燃料の燃焼が予備燃焼室
と燃焼室との二段階で行われることおよび燃焼室と反応
室との間に設けた絞り部と拡大テーパー部との作用によ
り、燃焼室で生成する燃焼ガス熱風の旋回を小さくする
ことができ、反応炉内でのコークス分生成を低減するこ
とができるものと考えられる。
ンブラックを製造する場合は、燃料の燃焼が予備燃焼室
と燃焼室との二段階で行われることおよび燃焼室と反応
室との間に設けた絞り部と拡大テーパー部との作用によ
り、燃焼室で生成する燃焼ガス熱風の旋回を小さくする
ことができ、反応炉内でのコークス分生成を低減するこ
とができるものと考えられる。
実施例
第１図に示したカーボンブラック製造装置を用いて、筒
状絞り部６側壁に設けた原料噴霧口９−１および拡大テ
ーパー部７中央部側壁に設けた原料噴霧口９−３からの
原料導入量を変えてカーボンブランクを製造したところ
、いずれも反応炉内でのコークス分の生成が見られず、
長時間にわたって品質の安定したカーボンブラックを製
造することができた。
状絞り部６側壁に設けた原料噴霧口９−１および拡大テ
ーパー部７中央部側壁に設けた原料噴霧口９−３からの
原料導入量を変えてカーボンブランクを製造したところ
、いずれも反応炉内でのコークス分の生成が見られず、
長時間にわたって品質の安定したカーボンブラックを製
造することができた。
ただし、原料および燃料としてはコールタール系重質油
を用い、全体としての原料導入量は３５ＯＮ／時、燃料
導入量は１００Ｎ／時とし、予備燃焼室１の空気導入口
３からの空気導入量は１０００〜１ｌ１００Ｎ／時、燃
焼室４の空気導入口５−１．５−２からの空気導入量は
それぞれ２００〜３０ＯＮイ／時とした。
を用い、全体としての原料導入量は３５ＯＮ／時、燃料
導入量は１００Ｎ／時とし、予備燃焼室１の空気導入口
３からの空気導入量は１０００〜１ｌ１００Ｎ／時、燃
焼室４の空気導入口５−１．５−２からの空気導入量は
それぞれ２００〜３０ＯＮイ／時とした。
第１表に原料として用いたコールタール系重質油の性状
及び組成を示す。
及び組成を示す。
第１表
＊ Ｂ Ｍ ＣＩ ＝Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｍｉｎｅｓ
Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ比較例１ 予備燃焼室１内に旋回羽根を設置し予備燃焼ガス流のス
パイラルフローを強めてカーボンブラックを製造したと
ころ、運転開始後４時間で、得られるカーボンブラック
にコークス分が混入するようになった。運転貴中止して
反応炉内を観察したところ、反応室８側壁の広範囲にわ
たってコークス分が付着していた。
Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ比較例１ 予備燃焼室１内に旋回羽根を設置し予備燃焼ガス流のス
パイラルフローを強めてカーボンブラックを製造したと
ころ、運転開始後４時間で、得られるカーボンブラック
にコークス分が混入するようになった。運転貴中止して
反応炉内を観察したところ、反応室８側壁の広範囲にわ
たってコークス分が付着していた。
比較例２
予備燃焼室１を燃焼室４（１）壁の接線方向に設けた装
置（第３図）を用いて実施例と同じ条件でカーボンブラ
ックを製造したところ、運転開始直後から、コークス分
の生成が認められ、運転を中止しなければならなかった
。
置（第３図）を用いて実施例と同じ条件でカーボンブラ
ックを製造したところ、運転開始直後から、コークス分
の生成が認められ、運転を中止しなければならなかった
。
本発明のカーボンブランク製造装置によればカーボンブ
ラックを製造する際のコークス分生成が少ないので、長
時間にわたって安定した品質のカーボンブランクを製造
することができる。
ラックを製造する際のコークス分生成が少ないので、長
時間にわたって安定した品質のカーボンブランクを製造
することができる。
第１図は本発明実施例のカーボンブラック製造装置の概
略断面図である。第２図は第１図に示したカーボンブラ
ック製造装置の上流側から見た正面図である。第３図は
比較例２のカーボンブラック製造装置の概略断面図であ
る。
略断面図である。第２図は第１図に示したカーボンブラ
ック製造装置の上流側から見た正面図である。第３図は
比較例２のカーボンブラック製造装置の概略断面図であ
る。
Claims (3)
- （１）燃焼室、絞り部、拡大テーパー部および反応室を
同一軸上に配列したカーボンブラック製造装置において
、燃焼室上流端壁の軸方向に予備燃焼室を設置したこと
を特徴とするカーボンブラック製造装置。 - （２）絞り部以降の側壁に原料噴霧口を有する請求項１
記載のカーボンブラック製造装置。 - （３）請求項１又は２記載のカーボンブラック製造装置
において、予備燃焼室の空気導入口と燃焼室の空気導入
口とが逆向きの接線方向に設けられていることを特徴と
するカーボンブラック製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019079A JP2564675B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | カーボンブラック製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019079A JP2564675B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | カーボンブラック製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03227374A true JPH03227374A (ja) | 1991-10-08 |
| JP2564675B2 JP2564675B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
ID=11989435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019079A Expired - Fee Related JP2564675B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | カーボンブラック製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2564675B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS547633A (en) * | 1977-06-20 | 1979-01-20 | Katsuji Tsuchiya | Water boiler |
| JPS6234272A (ja) * | 1985-08-08 | 1987-02-14 | Fujitsu Ltd | 自動採番方式 |
-
1990
- 1990-01-31 JP JP2019079A patent/JP2564675B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS547633A (en) * | 1977-06-20 | 1979-01-20 | Katsuji Tsuchiya | Water boiler |
| JPS6234272A (ja) * | 1985-08-08 | 1987-02-14 | Fujitsu Ltd | 自動採番方式 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2564675B2 (ja) | 1996-12-18 |
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Legal Events
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