JPS6143391B2 - - Google Patents
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- JPS6143391B2 JPS6143391B2 JP53032484A JP3248478A JPS6143391B2 JP S6143391 B2 JPS6143391 B2 JP S6143391B2 JP 53032484 A JP53032484 A JP 53032484A JP 3248478 A JP3248478 A JP 3248478A JP S6143391 B2 JPS6143391 B2 JP S6143391B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- carbon black
- reactor
- fuel
- raw material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Classifications
-
- 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
-
- 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
- C01P2006/19—Oil-absorption capacity, e.g. DBP values
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
この発明はオイルフアーネス法にるカーボンブ
ラツクの製造に係り、とくに反応炉に導入される
燃料燃焼用空気に定量的に管理された渦流を生じ
させることによつて、カーカス級カーボンブラツ
クのストラクチユアを管理する方法およびその装
置に関する。カーカス級というのは、車輪のタイ
ヤ用ゴムに配合し得る品質のものを指す。 すなわちこの発明は、反応炉の上流端部におい
て、導入される燃料燃焼用空気が燃料と接触する
前に、炉の燃焼帯に入るときにこれを渦流を生じ
させることによつて、カーカス級オルフアーネス
法カーボンブラツクのストラクチユアを適宜に管
理する方法およびその装置に係るものである。 異なつた回転速度を有する高温燃焼ガスを用い
てブラツクのストラクチユアを変えようとする米
国動許第3681031号および同第3918914号の発明
は、本発明と表面的には相似した様相を持つてい
る。しかしながら、これらの米国特許と本願発明
とは次の諸点で本質的に顕著に異なつている。 (1) 該米国特許では、回転速度を増すとブラツク
のストラクチユアが減少するのに対して、本発
明では或る条件のもとに渦流の速度を増すと、
ブラツクのストラクチユアを増加させることが
できる。 (2) 該米国特許では、燃焼生成物の全体の流れの
回転速度を変化させるのに対して、本発明では
反応炉に導入される燃焼用空気だけの渦流を変
化させることによつて本発明の目的を達するこ
とができる。 (3) 該米国特許の装置は、上記のように燃焼生成
物の全流の回転速度を変化させるようになつて
いるので、本発明装置とは全く異なる。 第１図は本発明装置における反応炉の前端部の
縦断面図であつて、これによつて本発明を詳しく
説明する。一般に、第１図に示されているよう
に、カーカス級ブラツク製造用の反応炉は、円筒
状の本体１、蓋３、反応室７を形成している耐火
物５、および軸流バーナーと原料噴出手段との集
合体９を有している。反応炉の下流部分の設計は
本発明の範囲外であるので図面には示されていな
い。第１図では耐火物５は反応室７に向つて急斜
面をもつているけれども、この形は限定的なもの
ではなく、場合によつてはもつと緩やかな斜面を
有するほうが好ましい。反応室７の内径は自由に
これを決めてよいが、２５ないし５０吋、もしく
はそれ以上が可能である。 燃焼用空気は反応炉本体中へその下流に向けて
導入されるのであるが、この燃焼用空気を予熱す
るために、反応炉本体の外套と内套との間の空隙
１１を上流に向けて通過させるのが望ましい。上
記空隙１１中には複数個の軸流翼１３が設けられ
ていて、燃焼用空気が反応炉前端部の空間１５に
入るときに円滑な軸流を伴なうようにされてい
る。燃焼用空気の代りに酸素または酸素富化空気
を用いることもできる。パイプ１４は単なる通気
口であつて、この発明には関係はなく、ブラツク
の生産が中断される場合に冷却のために此処から
空気を空隙１１中へ流すためのものである。 複数個の段状をした渦流翼１７が円板１９およ
び２１に取り付けられ、反応炉前端部の空間１５
の一部を占めている。軸方向に移動し得る筒袖２
３が燃焼用空気に与えられる渦流の量を、該空気
の零量、部分量または全量を渦流翼群１７の段を
通じて反応炉中に入らせることによつて調節する
役を果す。筒袖２３は、これに固定された円板２
７に取り付けられた（好ましくは120度の等間隔
を置いて）調節ハンドル２５によつて、反応炉の
外部からこれを動かすことができる。こうして、
筒袖２３を第１図の実線で示された閉位置にもた
らすことによつて、渦流翼群を通渦する空気の流
れは完全に遮断され、したがつて空気の渦流は少
しも起らず、後に定義する渦流比Ｓはゼロとな
る。また第１図の点線で示された開放位置に筒袖
を置くことによつて渦流は最大となる。なんとな
れば、筒袖２３の端部２３ａが高流翼段が全開さ
れるような位置にもたらされたときには、空気の
直流は遮断されて全空気流は渦流翼群１７の段を
通過して強制的に炉内へ流されるように設計され
ているからである。 第１図に示されているような軸芯に位置し得る
バーナーと原料噴射手段との集合体９の設計には
格別の限定はない。適切な配置としての第１図に
ついていえば、天然ガスあるいは他の燃料は反応
炉へ軸方向に入り、出口孔群３１から出て燃焼用
空気によつて燃焼される。その他のガスバーナー
あるいは液状燃料バーナーを用いることもでき
る。たとえば、軸方向への燃料導入に代えて、ガ
ス状あるいは液状の燃料を、反応炉の外周から内
側に向けられた複数個のノズルから、反応炉内へ
放射状に導入することもできる。この場合には、
渦流翼群１７のすぐ下流の位置に反応炉を放射状
に貫通したパイプ群の先にノズルを付ける。 原料供給ノズル（第１図ではバーナーパイプ９
にかくれて見えない。）は、圧力噴射式、空気噴
射式あるいは水蒸気噴射式といつた各種の型式の
ものを用いることができる。たとえば図中３２に
示されるような単一ノズルからの軸流噴射とか、
反応炉の外周から内側に向けられた複数個のノズ
ルから放射状噴射とか、反応炉の軸芯から外側に
向けられた複数個のノズルからの放射状噴射とか
がある。第１図では原料供給ノズルはパイプ９に
かくれているけれども、もしもカーボンブラツク
の性質を調節するのに必要であれだ、このノズル
をパイプ９の下流端を越えて伸ばすこともでき
る。 この発明の一つの利点は、広角度の高圧噴射ノ
ズルとか、高角度渦流噴射ノズルとか（これらの
ノズルを用いると反応炉の炉壁上にコークスを形
成し勝ちである。）の特殊な原料供給手段を用い
る必要なしに、高渦流比を用いて、高ストラクチ
ユアのカカス数カーボンブラツクを製造し得るこ
とである。 この発明の他の利点は、ほとんど或は全く原料
に添加物を与えることなく低ストラクチユアのブ
ラツクが得られることである。 この発明の操業の理論についての完全な説明は
必要でもなく、また可能でもないけれども、二三
の原理についての説明は価値があると思う。「制
限されたジエツト」の工学は、航空力学的パター
ンは或るスイツチ点において空気の直線的導入か
ら渦流状導入に変るだけでなく、渦流比が変えら
れるときには、導入パターンの展開や逆流分野に
おける強さおよび諸元において重要な変化が起る
ことを示している。H.L.WuおよびN.Frickerの
「狭円筒中の渦流ジエツト火焔の行動についての
研究」（国際火焔研究協会のIjmiudenにおける議
事録第９章）を参照されたい。渦流比はデイメン
ジヨンのない数字であつて、流量割合には無関係
である。そして渦流発生器が断熱的であるという
条件のもとでは、渦流比は単に幾何学的調整に拠
るだけである。J.M.BeerおよびN.A.Chigierの
「燃焼航空力学」5.2部（Halsted Press
Diuislon，John Wiloy ＆Sons，New York発
行。）を参照されたい。 この発明は本質的に「渦流比」のこのような定
量的管理を実現しているのである。レイノルド数
の変化を無視すれば、渦流翼１７７の段を通じて
（筒袖２３は開いた位置で）入つて来る空気の
「渦流比」Ｓは、次に示すように幾何学的デイメ
ンジヨンに拠つている。 Ｓ＝１／１―Ψ ｔａｎ．∂／１＋ｔａｎ．∂×ｔａｎ．（１８０／
Ｚ）゜ 此処でΨ＝Zt／2nR1cos∂ ∂＝渦流翼の半径に対する角度 （第２図参照） R1＝渦流翼群の内径の半径（吋） （第２図参照） ｔ＝渦流翼の厚さ（吋） Ｚ＝渦流翼の数 実施例 第３図に示された諸データは、次の諸元を有す
る第１図および第２図に示された反応炉を用いた
一連の試験によつて得られたものである。 ∂＝60゜ R1＝８１／２吋 ｔ＝１／８吋 Ｚ＝16 Ψ＝0.0374 筒袖２３が第１図の点線で示されている全開の
位置にあるときは、Ｓの値は1.3.4となる。一部
開放の場合には Ｓ＝1.34×Ａｓ／Ａｔとなる。 此処でAsは渦流空気の入口の面積、Atは渦流
空気入口と直流空気入口との合計面積である。
Atは筒袖２３の位置如何にかかわらず常に一定
であるからＳはAsに比例し、したがつてまたハ
ンドル２５の位置すなわち第１図のＬの長さに比
例する。故に Ｓ＝1.34×Ｌ／Ｗ 此処でＷは渦流翼１７の幅である。 試験は通常の高芳香族原料油と空気噴霧原料ノ
ズルとを用いて下記の条件のもとにおこなわれ
た。 渦流翼の幅（Ｗ） ４吋 渦流翼の長さ 15１／８吋 渦流翼群の内径の内径 （R1） ８１／２吋 筒袖２３の内径 16１／２吋 図中６点とその下流の燃 料出口孔群との距離 10吋 パイプ９の端から原料噴 出ノズルまでの距離 ７吋 原料油の油圧 50〜54 ゲージ封度／吋２ 原料油の流量割合 535 （ガロン／時） 原料添加剤 な し 空気吹込み割合 295000（標準呎３／時） 空気／ガスの容積比 21 沃度指数がASTM Ｄ―1510―70の試験方法に
より測定して35に近い値となるように管理され
た。 筒袖２３の位置は、ハンドル２５の位置を第１
図中のＬの長さを０吋から３吋までの間に種種に
変えた。各位置において、ふんわりしたカーボン
ブラツクの試料が得られ、それらの油吸収試験が
おこなわれた。下に説明する油吸収試験はカーボ
ンブラツクのストラクチユアを表示するものであ
る。 油吸収試験方法を次に説明する。 １概説 この試験の要点は、アルカリ精製された亜麻
仁油に１ｇのカーボンブラツクを適度の圧力の
もとに混じ、混合物が一つの固塊となるまでか
きまぜる。しかしながらすべての試験段階を注
意深く管理し、異なつた試験者による二重の試
験結果が実質的に一致するように注意深くおこ
なう必要がある。試験の種々な要項を次に記
す。 ２ 試験用具 ａ 三方コツクの付いた0.1c.c.刻みの２c.c.マイ
クロピユレツト１本。このピユレツトを環状
スタンドの上に置き、側技管を高所の油タン
クにネオプレン管またはタイゴン管で連結す
る。 ｂ テーブルの上に置かれた平滑なガラス板。 ｃ ４吋大の可撓性テーパー付き鋼へら数本。
（セントラルサイエンテイフイク社製Cenco
＃18755―２。このへらを必ず使わねばなら
ない。） ｄ 分析用天秤。（精度0.1mg） ３試験用材料 亜麻仁油。商標Polmerik。90％が生で10％
が重合したもの。供給者Aroher―Daniels―
Midland社。 ４ 操作方法 ａ カーボンブラツクの1.000グラムを正確に
秤量し、これを平滑ガラス皿に移す。 ｂ もしもカーボンブラツクがペレツト状のもの
であれば、適度の圧力のもとにこれを砕く。 ｃ 油をビユレツトからブラツクへではなく皿
に滴下する。そして油をおよそ２ないし３吋
の直径の円面積に均一に拡げる。 注意。各級ブラツクに対する油滴下の割合およ
び作業時間は表１表を見よ。 ｄ 油の表面にカーボンブラツクを分散させ、
注意深く５ないし10秒間かきまぜる。へらの
可撓部分だけを用いること。 ｅ 混合用のへらから第２のへらを以て第１の
へらに付着したカーボンブラツクのケーキを
除去して元へ戻す。ブラツクの固まりをこす
つて細くし、油をさらに追加する前に十分に
均質にしておく。 ｆ このように操作を続けてゆくと、混合物は
そのふんわりした外観を或る段階で失い、次
第に大きい複数個のビーズ状となり、ついに
は一個の球状となる。この最後の状態に適す
るには、最後の油滴下が一滴もしくはそれ以
下となるようにゆつくりとやらねばらならな
い。最終の球は通常の円運動を越えないよう
に、またへらの圧力をかけないようにして形
成されねばならない。 ｇ 操作に用いられた油のc.c.数を記録する。
ラツクの製造に係り、とくに反応炉に導入される
燃料燃焼用空気に定量的に管理された渦流を生じ
させることによつて、カーカス級カーボンブラツ
クのストラクチユアを管理する方法およびその装
置に関する。カーカス級というのは、車輪のタイ
ヤ用ゴムに配合し得る品質のものを指す。 すなわちこの発明は、反応炉の上流端部におい
て、導入される燃料燃焼用空気が燃料と接触する
前に、炉の燃焼帯に入るときにこれを渦流を生じ
させることによつて、カーカス級オルフアーネス
法カーボンブラツクのストラクチユアを適宜に管
理する方法およびその装置に係るものである。 異なつた回転速度を有する高温燃焼ガスを用い
てブラツクのストラクチユアを変えようとする米
国動許第3681031号および同第3918914号の発明
は、本発明と表面的には相似した様相を持つてい
る。しかしながら、これらの米国特許と本願発明
とは次の諸点で本質的に顕著に異なつている。 (1) 該米国特許では、回転速度を増すとブラツク
のストラクチユアが減少するのに対して、本発
明では或る条件のもとに渦流の速度を増すと、
ブラツクのストラクチユアを増加させることが
できる。 (2) 該米国特許では、燃焼生成物の全体の流れの
回転速度を変化させるのに対して、本発明では
反応炉に導入される燃焼用空気だけの渦流を変
化させることによつて本発明の目的を達するこ
とができる。 (3) 該米国特許の装置は、上記のように燃焼生成
物の全流の回転速度を変化させるようになつて
いるので、本発明装置とは全く異なる。 第１図は本発明装置における反応炉の前端部の
縦断面図であつて、これによつて本発明を詳しく
説明する。一般に、第１図に示されているよう
に、カーカス級ブラツク製造用の反応炉は、円筒
状の本体１、蓋３、反応室７を形成している耐火
物５、および軸流バーナーと原料噴出手段との集
合体９を有している。反応炉の下流部分の設計は
本発明の範囲外であるので図面には示されていな
い。第１図では耐火物５は反応室７に向つて急斜
面をもつているけれども、この形は限定的なもの
ではなく、場合によつてはもつと緩やかな斜面を
有するほうが好ましい。反応室７の内径は自由に
これを決めてよいが、２５ないし５０吋、もしく
はそれ以上が可能である。 燃焼用空気は反応炉本体中へその下流に向けて
導入されるのであるが、この燃焼用空気を予熱す
るために、反応炉本体の外套と内套との間の空隙
１１を上流に向けて通過させるのが望ましい。上
記空隙１１中には複数個の軸流翼１３が設けられ
ていて、燃焼用空気が反応炉前端部の空間１５に
入るときに円滑な軸流を伴なうようにされてい
る。燃焼用空気の代りに酸素または酸素富化空気
を用いることもできる。パイプ１４は単なる通気
口であつて、この発明には関係はなく、ブラツク
の生産が中断される場合に冷却のために此処から
空気を空隙１１中へ流すためのものである。 複数個の段状をした渦流翼１７が円板１９およ
び２１に取り付けられ、反応炉前端部の空間１５
の一部を占めている。軸方向に移動し得る筒袖２
３が燃焼用空気に与えられる渦流の量を、該空気
の零量、部分量または全量を渦流翼群１７の段を
通じて反応炉中に入らせることによつて調節する
役を果す。筒袖２３は、これに固定された円板２
７に取り付けられた（好ましくは120度の等間隔
を置いて）調節ハンドル２５によつて、反応炉の
外部からこれを動かすことができる。こうして、
筒袖２３を第１図の実線で示された閉位置にもた
らすことによつて、渦流翼群を通渦する空気の流
れは完全に遮断され、したがつて空気の渦流は少
しも起らず、後に定義する渦流比Ｓはゼロとな
る。また第１図の点線で示された開放位置に筒袖
を置くことによつて渦流は最大となる。なんとな
れば、筒袖２３の端部２３ａが高流翼段が全開さ
れるような位置にもたらされたときには、空気の
直流は遮断されて全空気流は渦流翼群１７の段を
通過して強制的に炉内へ流されるように設計され
ているからである。 第１図に示されているような軸芯に位置し得る
バーナーと原料噴射手段との集合体９の設計には
格別の限定はない。適切な配置としての第１図に
ついていえば、天然ガスあるいは他の燃料は反応
炉へ軸方向に入り、出口孔群３１から出て燃焼用
空気によつて燃焼される。その他のガスバーナー
あるいは液状燃料バーナーを用いることもでき
る。たとえば、軸方向への燃料導入に代えて、ガ
ス状あるいは液状の燃料を、反応炉の外周から内
側に向けられた複数個のノズルから、反応炉内へ
放射状に導入することもできる。この場合には、
渦流翼群１７のすぐ下流の位置に反応炉を放射状
に貫通したパイプ群の先にノズルを付ける。 原料供給ノズル（第１図ではバーナーパイプ９
にかくれて見えない。）は、圧力噴射式、空気噴
射式あるいは水蒸気噴射式といつた各種の型式の
ものを用いることができる。たとえば図中３２に
示されるような単一ノズルからの軸流噴射とか、
反応炉の外周から内側に向けられた複数個のノズ
ルから放射状噴射とか、反応炉の軸芯から外側に
向けられた複数個のノズルからの放射状噴射とか
がある。第１図では原料供給ノズルはパイプ９に
かくれているけれども、もしもカーボンブラツク
の性質を調節するのに必要であれだ、このノズル
をパイプ９の下流端を越えて伸ばすこともでき
る。 この発明の一つの利点は、広角度の高圧噴射ノ
ズルとか、高角度渦流噴射ノズルとか（これらの
ノズルを用いると反応炉の炉壁上にコークスを形
成し勝ちである。）の特殊な原料供給手段を用い
る必要なしに、高渦流比を用いて、高ストラクチ
ユアのカカス数カーボンブラツクを製造し得るこ
とである。 この発明の他の利点は、ほとんど或は全く原料
に添加物を与えることなく低ストラクチユアのブ
ラツクが得られることである。 この発明の操業の理論についての完全な説明は
必要でもなく、また可能でもないけれども、二三
の原理についての説明は価値があると思う。「制
限されたジエツト」の工学は、航空力学的パター
ンは或るスイツチ点において空気の直線的導入か
ら渦流状導入に変るだけでなく、渦流比が変えら
れるときには、導入パターンの展開や逆流分野に
おける強さおよび諸元において重要な変化が起る
ことを示している。H.L.WuおよびN.Frickerの
「狭円筒中の渦流ジエツト火焔の行動についての
研究」（国際火焔研究協会のIjmiudenにおける議
事録第９章）を参照されたい。渦流比はデイメン
ジヨンのない数字であつて、流量割合には無関係
である。そして渦流発生器が断熱的であるという
条件のもとでは、渦流比は単に幾何学的調整に拠
るだけである。J.M.BeerおよびN.A.Chigierの
「燃焼航空力学」5.2部（Halsted Press
Diuislon，John Wiloy ＆Sons，New York発
行。）を参照されたい。 この発明は本質的に「渦流比」のこのような定
量的管理を実現しているのである。レイノルド数
の変化を無視すれば、渦流翼１７７の段を通じて
（筒袖２３は開いた位置で）入つて来る空気の
「渦流比」Ｓは、次に示すように幾何学的デイメ
ンジヨンに拠つている。 Ｓ＝１／１―Ψ ｔａｎ．∂／１＋ｔａｎ．∂×ｔａｎ．（１８０／
Ｚ）゜ 此処でΨ＝Zt／2nR1cos∂ ∂＝渦流翼の半径に対する角度 （第２図参照） R1＝渦流翼群の内径の半径（吋） （第２図参照） ｔ＝渦流翼の厚さ（吋） Ｚ＝渦流翼の数 実施例 第３図に示された諸データは、次の諸元を有す
る第１図および第２図に示された反応炉を用いた
一連の試験によつて得られたものである。 ∂＝60゜ R1＝８１／２吋 ｔ＝１／８吋 Ｚ＝16 Ψ＝0.0374 筒袖２３が第１図の点線で示されている全開の
位置にあるときは、Ｓの値は1.3.4となる。一部
開放の場合には Ｓ＝1.34×Ａｓ／Ａｔとなる。 此処でAsは渦流空気の入口の面積、Atは渦流
空気入口と直流空気入口との合計面積である。
Atは筒袖２３の位置如何にかかわらず常に一定
であるからＳはAsに比例し、したがつてまたハ
ンドル２５の位置すなわち第１図のＬの長さに比
例する。故に Ｓ＝1.34×Ｌ／Ｗ 此処でＷは渦流翼１７の幅である。 試験は通常の高芳香族原料油と空気噴霧原料ノ
ズルとを用いて下記の条件のもとにおこなわれ
た。 渦流翼の幅（Ｗ） ４吋 渦流翼の長さ 15１／８吋 渦流翼群の内径の内径 （R1） ８１／２吋 筒袖２３の内径 16１／２吋 図中６点とその下流の燃 料出口孔群との距離 10吋 パイプ９の端から原料噴 出ノズルまでの距離 ７吋 原料油の油圧 50〜54 ゲージ封度／吋２ 原料油の流量割合 535 （ガロン／時） 原料添加剤 な し 空気吹込み割合 295000（標準呎３／時） 空気／ガスの容積比 21 沃度指数がASTM Ｄ―1510―70の試験方法に
より測定して35に近い値となるように管理され
た。 筒袖２３の位置は、ハンドル２５の位置を第１
図中のＬの長さを０吋から３吋までの間に種種に
変えた。各位置において、ふんわりしたカーボン
ブラツクの試料が得られ、それらの油吸収試験が
おこなわれた。下に説明する油吸収試験はカーボ
ンブラツクのストラクチユアを表示するものであ
る。 油吸収試験方法を次に説明する。 １概説 この試験の要点は、アルカリ精製された亜麻
仁油に１ｇのカーボンブラツクを適度の圧力の
もとに混じ、混合物が一つの固塊となるまでか
きまぜる。しかしながらすべての試験段階を注
意深く管理し、異なつた試験者による二重の試
験結果が実質的に一致するように注意深くおこ
なう必要がある。試験の種々な要項を次に記
す。 ２ 試験用具 ａ 三方コツクの付いた0.1c.c.刻みの２c.c.マイ
クロピユレツト１本。このピユレツトを環状
スタンドの上に置き、側技管を高所の油タン
クにネオプレン管またはタイゴン管で連結す
る。 ｂ テーブルの上に置かれた平滑なガラス板。 ｃ ４吋大の可撓性テーパー付き鋼へら数本。
（セントラルサイエンテイフイク社製Cenco
＃18755―２。このへらを必ず使わねばなら
ない。） ｄ 分析用天秤。（精度0.1mg） ３試験用材料 亜麻仁油。商標Polmerik。90％が生で10％
が重合したもの。供給者Aroher―Daniels―
Midland社。 ４ 操作方法 ａ カーボンブラツクの1.000グラムを正確に
秤量し、これを平滑ガラス皿に移す。 ｂ もしもカーボンブラツクがペレツト状のもの
であれば、適度の圧力のもとにこれを砕く。 ｃ 油をビユレツトからブラツクへではなく皿
に滴下する。そして油をおよそ２ないし３吋
の直径の円面積に均一に拡げる。 注意。各級ブラツクに対する油滴下の割合およ
び作業時間は表１表を見よ。 ｄ 油の表面にカーボンブラツクを分散させ、
注意深く５ないし10秒間かきまぜる。へらの
可撓部分だけを用いること。 ｅ 混合用のへらから第２のへらを以て第１の
へらに付着したカーボンブラツクのケーキを
除去して元へ戻す。ブラツクの固まりをこす
つて細くし、油をさらに追加する前に十分に
均質にしておく。 ｆ このように操作を続けてゆくと、混合物は
そのふんわりした外観を或る段階で失い、次
第に大きい複数個のビーズ状となり、ついに
は一個の球状となる。この最後の状態に適す
るには、最後の油滴下が一滴もしくはそれ以
下となるようにゆつくりとやらねばらならな
い。最終の球は通常の円運動を越えないよう
に、またへらの圧力をかけないようにして形
成されねばならない。 ｇ 操作に用いられた油のc.c.数を記録する。
【表】
この試験の進行につれてブラツクと油との混合
ビーズが形成されるものであるが、過度の撹拌は
ビーズを凝結させるのでこれを避けなければなら
ない。試験は第１表に定められた作業時間内に完
結しなければならない。過度の作業時間は過度の
撹拌となり、しがつて低い油の吸収となる。 これらの試験の驚異的な結果が第３図に示され
ている。渦流（すなわち渦流比Ｓ）がゼロの点に
おけるストラクチユアの水準は油吸収値130c.c.／
100ｇで示された。渦流を導入すると油吸収を減
少して、Ｓが0.3のところで最低の油吸収108c.c.／
100ｇとなつた。さらに渦流を増大すると油吸収
は直線的に増加して、Ｓが0.9のところで最大の
150c.c.／100ｇとなつた。それよりもさらに渦流を
増大すると、油吸収の突然な低下を生じた。この
渦流比Ｓの最高の限界は、実際のカーボンブラツ
ク製造の操業において、強い逆の集中的渦巻が煙
を供い、かつ原料の一部が空間１５に戻ることを
供うことの可視的観察とむすびつけることが出来
る。得られるべき正確な値はもちろん装置設計や
操業条件の如何、および油吸収試験方法の如何に
よつて変るであろうけれども、ここに得られた結
果は常に渦流比がこのようなやり方で管理された
ことと一致して得られた。 上記の諸結果は、低ストラクチユアのカーボン
ブラツクを低油吸収に対する渦流比を以て、そう
でないと必要なカリウム添加量つりも少ない添加
量で製造することができ、また高ストラクチユア
のカーボンブラツクを高油吸収に対する渦流比を
以て、広角度高圧噴霧ノズルや広角度渦流噴霧ノ
ズル（これらは反応炉の内壁にコークスを生成し
やすい。）このような特殊な原料噴射装置を用い
る要必要なしに製造することができる、という点
において非常に有益である。
ビーズが形成されるものであるが、過度の撹拌は
ビーズを凝結させるのでこれを避けなければなら
ない。試験は第１表に定められた作業時間内に完
結しなければならない。過度の作業時間は過度の
撹拌となり、しがつて低い油の吸収となる。 これらの試験の驚異的な結果が第３図に示され
ている。渦流（すなわち渦流比Ｓ）がゼロの点に
おけるストラクチユアの水準は油吸収値130c.c.／
100ｇで示された。渦流を導入すると油吸収を減
少して、Ｓが0.3のところで最低の油吸収108c.c.／
100ｇとなつた。さらに渦流を増大すると油吸収
は直線的に増加して、Ｓが0.9のところで最大の
150c.c.／100ｇとなつた。それよりもさらに渦流を
増大すると、油吸収の突然な低下を生じた。この
渦流比Ｓの最高の限界は、実際のカーボンブラツ
ク製造の操業において、強い逆の集中的渦巻が煙
を供い、かつ原料の一部が空間１５に戻ることを
供うことの可視的観察とむすびつけることが出来
る。得られるべき正確な値はもちろん装置設計や
操業条件の如何、および油吸収試験方法の如何に
よつて変るであろうけれども、ここに得られた結
果は常に渦流比がこのようなやり方で管理された
ことと一致して得られた。 上記の諸結果は、低ストラクチユアのカーボン
ブラツクを低油吸収に対する渦流比を以て、そう
でないと必要なカリウム添加量つりも少ない添加
量で製造することができ、また高ストラクチユア
のカーボンブラツクを高油吸収に対する渦流比を
以て、広角度高圧噴霧ノズルや広角度渦流噴霧ノ
ズル（これらは反応炉の内壁にコークスを生成し
やすい。）このような特殊な原料噴射装置を用い
る要必要なしに製造することができる、という点
において非常に有益である。
第１図は本発明になる燃焼用空気に炉内で渦流
を生じさせる装置の一例を内蔵した横置型カーボ
ンブラツク製造炉の上流部分の縦断面図。第２図
は第１図の２―２断面における要部の側面図。第
３図は試験結果によるカーボンブラツクの渦流比
Ｓと油吸収量との関係曲線図である。 １…反応炉の外套、３…反応炉前端の蓋、５…
反応炉内套の内側ライニング、７…反応帯、９…
軸流バーナーと原料噴射具との組立部、１１…外
套と内套間の空隙、１３…軸流翼、１５…反応炉
前端部の空間、１７…渦流翼、１９および２１…
円板、２３…筒袖、２５…調節ハンドル、２７…
円板。
を生じさせる装置の一例を内蔵した横置型カーボ
ンブラツク製造炉の上流部分の縦断面図。第２図
は第１図の２―２断面における要部の側面図。第
３図は試験結果によるカーボンブラツクの渦流比
Ｓと油吸収量との関係曲線図である。 １…反応炉の外套、３…反応炉前端の蓋、５…
反応炉内套の内側ライニング、７…反応帯、９…
軸流バーナーと原料噴射具との組立部、１１…外
套と内套間の空隙、１３…軸流翼、１５…反応炉
前端部の空間、１７…渦流翼、１９および２１…
円板、２３…筒袖、２５…調節ハンドル、２７…
円板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 燃料を空気によつて燃焼させて得られる高温
度の燃焼ガスを以て加熱された、横長の反応炉の
反応帯中に原料炭化水素を導入して、これを熱分
解することよりなるカーカス級オイルフアーネス
カーボンブラツクの製造過程において、該空気が
該燃料と接触する前に該空気の少なくとも一部分
に渦流を生じさせ、得られるカーボンブラツクの
ストラクチユアを調整するために該空気の渦流比
を制御することを特徴とするカーボンブラツクの
製造方法。 ２ 渦流比の値が増加するとカーボンブラツクの
ストラクチユアが増加し、渦流比の値が減少する
とストラクチユアが減少することを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載のカーボンブラツクの
製造方法。 ３ 燃料と原料とが軸芯に沿つて反応帯中に導入
されることを特徴とする特許請求の範囲第２項に
記載のカーボンブラツクの製造方法。 ４ 燃料が軸芯に対して放射状に、原料が軸芯に
沿つて反応炉中へ導入されることを特徴とする特
許請求の範囲第２項に記載のカーボンブラツクの
製造方法。 ５ 空気を反応炉の上流端中に導入する手段と、
該空気によつて燃焼するように該反応炉中に燃料
を導入する手段と、高温燃焼ガス中に原料油を導
入する手段とを有する横長型の反応炉を含むオイ
ルフアーネスカーボンブラツクの製造装置におい
て、該空気が該燃料に接触する前に該空気の少な
くとも一部分に渦流を生じさせる手段を有し、該
手段が該渦流空気が予め定められた渦流比を創り
出すように調節可能であることを特徴とするカー
ボンブラツクの製造装置。 ６ 該空気に渦流を生じさせる手段が複数個の渦
流翼と該空気の少なくとも一部分を該渦流翼中に
接触させる手段との組合せよりなることを特徴と
する特許請求の範囲第５項に記載のカーボンブラ
ツクの製造装置。 ７ 空気を該渦流翼に接触させる手段が筒袖より
なり、該渦流翼と接触させる空気をゼロとする
か、全部とするか、あるいは一部とするように、
該反応炉の外部から筒袖の位置を調節し得るよう
にしたことを特徴とする特許請求の範囲第６項に
記載のカーボンブラツクの製造装置。 ８ 燃料および原料の導入手段が何れも反応炉の
軸芯に沿つて設けられた一つの軸方向バーナーお
よび原料噴射集合体の内部に蔵され、該空気導入
手段が該集合体を取り囲んで空気を流すように設
計されていることを特徴とする特許請求の範囲第
７項に記載のカーボンブラツクの製造装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US78021877A | 1977-03-23 | 1977-03-23 | |
| US05/864,161 US4198469A (en) | 1977-03-23 | 1977-12-30 | Method for the manufacture of carbon black |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53118295A JPS53118295A (en) | 1978-10-16 |
| JPS6143391B2 true JPS6143391B2 (ja) | 1986-09-27 |
Family
ID=27119681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3248478A Granted JPS53118295A (en) | 1977-03-23 | 1978-03-23 | Method of making carbon black and apparatus therefor |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4198469A (ja) |
| JP (1) | JPS53118295A (ja) |
| AU (1) | AU513921B2 (ja) |
| EG (1) | EG13175A (ja) |
| ES (1) | ES467017A1 (ja) |
| FR (1) | FR2384830A1 (ja) |
| GB (1) | GB1601445A (ja) |
| IT (1) | IT1105252B (ja) |
| NL (1) | NL7803164A (ja) |
| PT (1) | PT67711B (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4623521A (en) * | 1985-09-30 | 1986-11-18 | Phillips Petroleum Company | Carbon black reactor |
| KR101789844B1 (ko) | 2010-02-19 | 2017-10-25 | 캐보트 코포레이션 | 예열된 공급원료를 이용하는 카본 블랙의 제조 방법 및 그를 위한 장치 |
| RU2572893C2 (ru) * | 2010-04-27 | 2016-01-20 | Адитья Бирла Нуво Лимитэд | Реактор для получения технического углерода |
| CN103819946A (zh) * | 2014-01-22 | 2014-05-28 | 张海 | 一种炭黑制备的预处理装置 |
| EP4101899A1 (en) * | 2021-06-10 | 2022-12-14 | Orion Engineered Carbons GmbH | Homogeneous hot combustion gases for the production of carbon black |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3203767A (en) * | 1962-05-18 | 1965-08-31 | Continental Carbon Co | Apparatus for producing carbon black |
| US3303000A (en) * | 1963-03-15 | 1967-02-07 | Phillips Petroleum Co | Production of carbon black |
| US3477816A (en) * | 1965-10-24 | 1969-11-11 | Air Reduction | Method and apparatus for the production of carbon black |
| DE1910125C3 (de) * | 1969-02-28 | 1979-08-30 | Deutsche Gold- Und Silber-Scheideanstalt Vormals Roessler, 6000 Frankfurt | Reaktor zur Herstellung von FurnaceruB |
| US3658289A (en) * | 1969-12-22 | 1972-04-25 | Cities Service Co | Control of fluid dynamics in spiraling gas streams |
| US3918914A (en) * | 1972-05-15 | 1975-11-11 | Phillips Petroleum Co | Carbon black reactor |
| US3990854A (en) * | 1973-04-16 | 1976-11-09 | Continental Carbon Company | Apparatus for the manufacture of carbon black |
-
1977
- 1977-12-30 US US05/864,161 patent/US4198469A/en not_active Expired - Lifetime
-
1978
- 1978-02-15 ES ES467017A patent/ES467017A1/es not_active Expired
- 1978-02-27 PT PT67711A patent/PT67711B/pt unknown
- 1978-03-15 GB GB10373/78A patent/GB1601445A/en not_active Expired
- 1978-03-21 IT IT48528/78A patent/IT1105252B/it active
- 1978-03-21 EG EG194/78A patent/EG13175A/xx active
- 1978-03-22 AU AU34402/78A patent/AU513921B2/en not_active Expired
- 1978-03-22 FR FR7808303A patent/FR2384830A1/fr active Granted
- 1978-03-23 NL NL7803164A patent/NL7803164A/xx not_active Application Discontinuation
- 1978-03-23 JP JP3248478A patent/JPS53118295A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU513921B2 (en) | 1981-01-15 |
| PT67711A (en) | 1978-03-01 |
| JPS53118295A (en) | 1978-10-16 |
| FR2384830A1 (fr) | 1978-10-20 |
| IT1105252B (it) | 1985-10-28 |
| AU3440278A (en) | 1979-09-27 |
| NL7803164A (nl) | 1978-09-26 |
| GB1601445A (en) | 1981-10-28 |
| ES467017A1 (es) | 1979-08-01 |
| PT67711B (en) | 1979-07-27 |
| IT7848528A0 (it) | 1978-03-21 |
| EG13175A (en) | 1981-06-30 |
| FR2384830B1 (ja) | 1983-07-29 |
| US4198469A (en) | 1980-04-15 |
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