DE1926113A1

DE1926113A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Russ

Info

Publication number: DE1926113A1
Application number: DE19691926113
Authority: DE
Inventors: Krejci Joseph Charles
Original assignee: Phillips Petroleum Co
Current assignee: Phillips Petroleum Co
Priority date: 1968-05-23
Filing date: 1969-05-22
Publication date: 1970-12-17
Also published as: MY7300205A; ES367583A1; LU58711A1; GB1259313A; US3592597A; NL6907862A; BE733445A; FR2011864A6

Description

Die Erfindung betrifft in einer weiteren Ausbildung der Erfindung nach Patent . ...... (P 15 92 949.4) ein Verfahren zum Herstellen Von Ruß durch Pyrolyse einer Kohlenwasserstoffbe-Schickung ih einer Reihe von drei koaxialen, aneinander angrenzenden Zylindrischen Reaktionszonen, die in offener Verbindung miteinander stehen, wobei die mittlere oder Verbrennungs- '-■ zone einen größeren Durchmesser hat als die anderen beiden Zonen, bei dem ein freien Sauerstoff enthaltendes Gas und gegebenenfalls Brennstoffgas in die erste Zone eingeleitet wird, diese Be-

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Schickung in diese erste Zone stromabwärts von der Einleitstelle für freien Sauerstoff enthaltendes Gas und Verbrennungsgas am Umfang in diese Verbrennungszone eingeleitet wird, um die für die Pyrolyse erforderliche Wärme zuzuführen, wobei die Rußbildung in. der dritten Zone abgeschlossen wird· Die Erfindung betrifft ferner einen Reaktor für die Durchführung des Verfahrens.

Ruß wird durch Pyrolyse eines Kohlenwasserstoffes in Anwesenheit von Verbrennungsgasen dadurch hergestellt, daß der Kohlen-P Wasserstoff in den Verbrennungsgasen eingehüllt und die Wärme von den Verbrennungsgasen auf den Kohlenwasserstoff übertragen wird, damit die Pyrolyse abläuft.

Es wurden bereits verschiedene Typen von Reaktoren gebaut, in denen Ruß hergestellt werden kann. Ein Reaktortyp ist unter der Bezeichnung "Axialtunnelreaktor" bekannt. Dieser Reaktor besteht im wesentlichen aus drei koaxialen, aneinander angrenzenden Abschnitten, wobei der Kohlenwasserstoff an einem Ende des Reaktorsin den Axialabschnitt eingeleitet und aus dem gegenüberliegenden Ende des Reaktors aus dem Reaktorabschnitt Ruß gewonnen wird. Zwischen dem Axialabschnitt und dem Reaktorabschnitt liegt der P Verbrennungsabschnitt, durch den ein Teil der brennbaren Gase : in den Reaktor eingeleitet wird· Wenn auch verschiedene andere Bezeichnungen für diesen Reaktortyp und seine einzelnen Abschnitte verwendet werden, so ist hier unter Axial tunnelreaktor ein Reaktor mit diesem allgemeinen Aufbau zu verstehen. In jedem Falle kann eine gewisse Menge der Kohlenwasserstoffbeschickung sowohl in den Axialabschnitt als auch in den Verbrennungsabschnitt eingeleitet werden. Gleicherweise kann ein bestimmter Teil Luft oder brennbares Gas oder beides zusammen sowohl in

den Axial abschnitt als auch in den Verbrennungsabschnitt'eingeh leitet werden. .

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— -3 —

Nach der Erfindung wird ein Axialtunnelreaktor durch eine weitere Ausbildung seines Aufbaus dahingehend verbessert, daß Ruß von höherer Qualität bei besonders hoher Ausbeute hergestellt werden kann, während das Anfallen von unerwünschten Produkten auf ein Minimum zurückgeführt wird.'

Nach der Erfindung wird ein.Axialtunnel reaktor zur· Rußherstellung vorgesehen, der einen Axialabschnitt aufweist, in dem eine Drossel oder eine Verengung angeordnet ist, die am Umfang der Innenwand des Axialabschnitts zur Ausbildung eines Durchlasses mit verminderter Querschnittsfläche innerhalb des Axialabschnittes angebracht ist, wobei dieser Durchlaß so ausgebildet ist, daß die Zugabeöldüse durch ihn vorstehen kann und nächst der Ölaustrittsdüse Gas bei erhöhten Geschwindigkeiten durch diesen Durchlaß geleitet wird.

Diese Vorrichtung ist dafür geeignet, ein Verfahren zur Herstellung von Ruß durchzufuhren, bei dem ein erster Teil brennbarer Gase oder Luft allein in den Axialabschnitt eingedüst wird, wobei die Gase zur Ausbildung eines Reaktions- bzw. Verbrennungsgemisches bei hoher Geschwindigkeit nächst der Austrittsstelle der Zugabeöldüse vorbeigeführt werden, das Reaktionsgemisch in eine Verbrennungszone eingeleitet wird, i.n die man einen zweiten Teil, von Verbrennungsgasen einführt, und schließlich die sich .ergebende Menge in eine sich anschließende Reaktionszone strömt, in der der Hauptteil an Ruß gebildet wird.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Zugabeöldüse in Längsrichtung über die Länge des Durchlasses durch die Drossel einstellbar. Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Durchlaß durch die Drossel so bemessen bzw. ausgestaltet, daß dem durch sie strömenden Fluid sich ändernde Geschwindigkeiten erteilt werden, wobei der Durchlaß über seine Länge einen sich.ändernden Durchmesser aufweist.

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Die Drossel bzw. Verengung nach der erfindungsgemäßen Ausbi-l — <-.. dung ist insbesondere geeignet für ein Rußherstellungsverfahren., bei dem eine bestimmte beträchtliche Menge an Luft und brennbarem Gas oder Brennstoff in den Axial abschnitt des Reaktors eingeleitet wird. Dies soll weder verhindern, daß ein bestimm- .; ter beträchtlicher Anteil an Luft und Brennstoff in die Ver- -. -. brennungjskammer noch ein bestimmter beträchtlicher Teil der Beschickungsmenge in die Verbrennungskammer eingeleitet wird. . .

Die vorteilhafte Wirkung der Drossel scheint sich aus zw.ei Ein- ψ flüssen zu ergeben. Der erste beruht darin, daß die Luft oder

die durch die Drossel mit hoher Geschwindigkeit strömenden Gase , mit dem Zugabeöl in Berührung gebracht werden und zweitens wird anscheinend die Rückströmung des Verbrennungsgases aus der Verbrennungszone in den Axialabschnitt des Reaktors auf ein Minimum zurückgeführt.

In jedem Falle ist die erfindungsgemäße Drossel innerhalb des Axialabschnittes angeordnet und sie kann über dessen Länge verschiedene Stellungen einnehmen, so daß sie bezüglich ihrer stromabwärts liegenden Endkante von einer Stelle nächst der maximalen stromaufwärts liegenden Stellung der Ölzugabedüse t bis wenigstens zur stromaufwärts liegenden Grenze der Verbrennungskammer jede Stellung einnehmen kann.

Als Ergebnis dieser zwei Einflüsse, nämlich der Kontaktierung des Beschickungsöles mit der in axialer Richtung mit hoher Ge- schwihdigkeit strömenden Luft und die Verringerung der Rück-.strömung der Verbrennungsgase in den Axialabschnitt des Reaktors auf ein Minimum, wurde festgestellt, daß das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung insbesondere bei der Vergrößerung bzw. Verbesserung der Struktur des erzeugten Rußes besonders wirksam sind. Unter dem Ausdruck "Struktur" ist die Eigenschaft zu verstehen, die durch die Dibutylphthalatabsorptionssahl, die bestimmt ist durch den ASTM-Normtestversuch mit der Be-

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zeichnung D 2414-65T (Ausgabe 1965), oder durch irgendeine andere Eigenschaft gemessen wird, die damit und mit der Rußstruktur, wie etwa als MineralölabsorptionsStrukturindex unddergleichen" in Beziehung steht. ^: .

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, in der

Fig. 1 in einer schematischen Ansicht einen Axialtunnelreaktor mit der darin eingebauten, erfindungsgemäßen Drossel zeigt.

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der in einen Axialtunnelreaktor eingebauten Drossel nach der Erfindung.

In Fig. 1 ist mittels einer schematischen Umrißlinie ein Ruß— reaktor !.dargestellt, der einen Axialabschnitt 2, einen Verbrennungsabschnitt 3 und einen Reaktionsabschnitt 4 aufweist. In den Axialabschnitt 2 wird Beschickungs- oder Zugabeöl durch ' eine Leitung 5 eingedüst, die an ihrem Austrittsende mit einer Düse 6 versehen ist. Der Axialabschnitt 2 ist so ausgelegt, daß in ihn durch eine Leitung 7 Luft und durch eine Leitung 8 Brennstoffgas eingeleitet werden kann, die sich dann im Abschnitt 2 vermischen. ' ·

Der Verbrennungsabschnitt 3 weist Einlasse 9 auf, die aus einer oder mehreren Einleitstelleh für Verbrennungsluft und Brennstoff oder brennbare Gase und, falls erwünscht, für einen bestimmten Teil-von Zugabeöl bestehen. Obgleich diese Einlasse in der Darstellung tangential in den Abschnitt 3 führen, können sie auch radial oder sowohl tangential als auch radial * angeordnet werden· Der Reaiktionsabschnitt 4 ist mit einem Auslaß 10 versehen, durch, den defr im Abschnitt 4 erzeugte Ruß aus dem Reaktor aus-

getragen wird·

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Innerhalb des Axi al tunnel abschnitt es 2 ist eine Drossel oder Verengung 15 angeordnet» die beispielsweise "aus einem Zylinder gebildet wird, der mit seiner Außenwand an der Innenwand des Axialabschnittes 2 angrenzt. Der Durchlaß 16 dtirch den Zylinder ist groß genug ausgebildet, damit die Düse 6 durch: "ihn. zurück*·■·''-gezogen werden kann. Die aus den Leitungen 7 und 8 'austretenden und vermischten Gase strömen durch den Durchlaß 16 der Drossel 15, wobei ihre Geschwindigkeit aufgrund der kleineren Querschnittsfläche des Durchlasses 16 erhöht wird. ------

fc Sowohl die Drossel 15 als auch die Düse S sind unabhängig voneinander über die Länge des Axialabschnittes 2 einstellbar. Die' * Drossel 15 ist so einstellbar, daß sie von der Einlaßwand des Axialabschnittes 2 bis zur,Grenzlinie zwischen dem Axiaiabschnitt 2 und dem Verbrennungsabschnitt 3 jede Stellung einnehmen kann. Die Zugabeöldüse 6 ist in gleicher Weise einstellbar. Es ist zu bemerken, daß dem Gasgemisch, das durch den Durchlaß 16 der Drossel 15 strömt,.gegenüber der Geschindigkeit im nicht \ereng ten Teil des Axialabschnittes 2 eine bet räch ti ich * höhere Geschwindigkeit erteilt wird. Es ist' weiter darauf hinzuweisen, daß sich in der Strömung des Gases durch "den" Durchlaß 16 der Drossel 15 eine beträchtliche Richtungsänderung ergibt, d.h. daß sich in Abhängigkeit von der in den Axialabschnitt 2

W eingeleiteten Gasmenge eine turbulente Strömung ergibt, während die Geschwindigkeit des Gasstromes beim Durchströmen der Drossel 15 erhöht wird. In gleicher Weise kann in Abhängigkeit von der Stellung der Zugabeöldüse 6 innerhalb der Drossel 15 eine erhebliche Wirkung bezüglich der Vermischung von Luft und Gas mit dem aus der Düse 16 austretenden Zugabeöl hervorgerufen werden«

Was die Länge der Drossel 15 bezüglich der Länge des Axialabschnittes betrifft, so ist sie vorzugsweise so ausgelegt, daß ^f die Drossel 15* so angeordnet werden kann, daß sie die_;Düse 6 in ihrer von der Verbrennungskammer 3 am weitesten zurückgezogenen Stellung umschließt» . ν ^ .-■-_■-.■-:-.„■.·-..>,-

iVtT^ " AL INSPECTED * V.1:

In Abhängigkeit.vom Strömungsquerschnitt des Durchlasses 16 durch jdie.,I^rpssei 15 ist es weiterhin möglich, die Strömung so „zu beeinflussen, daß man bezüglich laminarer oder turbulenter Strömungen durch den Durchlaß 16 verschiedenste Arten von , Strömungszustanden erhält.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung dargestellt, wobei für gleiche Bauteile die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet sind. Bei diesem Ausführungs-

beispiel weist der Durchlaß 16 der Drossel 15 über seine axiale Längsabmessung einen sich ändernden Durchmesser auf und er bildet einen Kegelstumpf. In diesem Falle wird dem Gas eine mehr allmähliche Geschwindigkeitsänderung erteilt, was zur Folge hat, daß die Turbulenz im Luft- und Gasstrom wahrscheinlich vermindert wird. Jedoch beeinflußt die Formgebung des Durchlasses 16 der Drossel mehr die Austrittsrichtung des Stromes aus Luft und Gas. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Düse 6 am stromabwärts liegenden Rand der Drossel 15 angeordnet ist," so daß die Gase in einem Winkel quer zur Düse 6 gelenkt werden, wobei sie auf das aus der Düse 6 austretende Material treffen.

Wie bereits erwähnt, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung einen weiten Betriebsbereich des Reaktors. Ferner übt die erfindungsgemäße Ausbildung eine Wirkung auf die Struktur des Rußerzeugnisses aus sowie auf die Ausbeute des durch das Verfahren gewonnenen Rußes, ausgedrückt in'% Kohlenstoff, der in Ruß umgewandelt wird. Diese Wirkungen werden durch die folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1:

Ein Rußreaktor der oben beschriebenen Art wurde mit und ohne Drossel bei vergleichbaren Beschickungen unter den unten angegebenen Bedingungen betrieben. Der Durchmesser des Axialabschnittes betrug 38 cm. ,

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Bei einem Versuch wurde eine Drossel mit einem Durchlaß von 10 cm Durchmesser im Abschnitt bzw. Tunnel in einem Abstand von. 36 cm vom Einlaß zur Verbrennungskammer angeordnet, d.h., daß der Abstand von der stromabwärtigen Seite der Drossel bis zum Einlaß der Verbrennungskammer 36 cm betrug. Die Zugabeöldüse von der Art einer Sprühdüse war ausgerichtet mit der stromabwärtigen Seite der Drossel angeordnet, so daß Gase beim Verlassen des Durchlasses der Drossel durch und quer zu dem aus der Düse austretenden Sprühregen geblasen wurden.

Beim Vergleichs versuch wurde die Zugabeöldüse in der gleichen Weise innerhalb des Axialabschnittes angeordnet, es wurde jedoch keine Drossel verwendet. Die Betriebsbedingungen warenwie folgt:

Versuch Drossel

Düsenstellung, cm Durchsatz der Ölbeschickung, 1/hr Eintrittstemperatur des Öles, ⁰C Axialluft, m /hr Komb. Luft, m /hr Komb. Gas, m /hr Verhältnis von Luft zu Öl, m /1 Reaktorlänge, m

Angaben der Ausbeute

Ausbeute, kg/1 Umwandlung, %

Untersuchunqserqebnisse am Ruß

N₂SA, m /g
DBP, cc/100 g Photelometer, %

keine	bei 36 cm
36	36
1330	1430
204	207
1270	1270
5240	5240
396	396
4,90 2,13*	4,56 2,28
0,496
44

143 89

00S8S 1/17

86

153

95

In diesem Falle lagerte sich im dritten oder Reaktorabschnitt eine geringe Menge an unerwünschtem kohlenstoffhaltigem Material ab, das keine Rußeigenschaften besaß.

Aus den obigen Versuchsergebnissen ist ersichtlich, daß die Verwendung der Drossel einen Betrieb mit höheren Zugabeöldurch— sätzen ermöglicht, ohne daß sich unerwünschte kohlenstoffhaltige Ablagerungen bilden. Mit anderen Worten vergrößert die Drossel den Bereich der Betriebsfähigkeit des Reaktors, indem sie einen höheren Beschickungsdurchsatz innerhalb der Grenzen der Ausbildung eines annehmbaren.Produktes ermöglicht. Diese Ergebnisse zeigen weiterhin, daß:beim Betrieb der Reaktoren bei verschiedenen Längsabmessungen zur Erzielung vergleichbarer Grade der Nachbehandlung die Struktur des erzeugten Rußes unter Verwendung der Drossel größer bzw. verbessert ist, obgleich die Oberflächengrößen vergleichbar sind.

Beispiel II

Im gleichen Reaktor wie oben wurde eine zweite Versuchsreihe gefahren, wobei in jedem Reaktor eine bei 36 cm angeordnete Drossel verwendet wurde. Die Drossel hatte einen Durchlaß von 10 cm Durchmesser, die Düse war ebenfalls bei 36 cm angeordnet. Man erhielt folgende Ergebnisse;

Versuch Nr. 3 4 5

Durchsatz der Ölbeschickungj 1/hr 1330 1420 1420

Eintrittsterfiperatur des Öls, ⁰C 207 204 207 ·

Axialluft, ij»³/hr 990 1550 1270

Komb.Luft, iji³/hr 4950 4950 4950

Luft ZU öl, L³A 4_?46 4_f58 4,38

■ReaktorlÜngfp m '2,10 2,23 ." 2,28 "

0-00*5 t/1T4

Versuch Mr.

Angaben der Ausbeute
Ausbeute, kg/1
Umwandlung, %

Qualität des Produktes

0,596 0,590 52,2 53,7

Photelometer,	%	90	92	95
2 , N₂SA, m /g		79	92	86
DBP, cc/100g		146	159	153

Bei diesen Versuchen wurde die Reaktorlänge von Versuch zu Versuch verändert, damit man annähernd den· gleichen Grad der Nachbehandlung erhielt, wie er in den Photelometerwerten.zum Ausdruck kommt. Jedoch wurde .bei größerer Menge an Axialluft in Versuch 4 die Struktur gegenüber der bei den Versuchen 3 und 5 beträchtlich vergrößert wie auch die Oberflächengröße, und zwar selbst bei einer etwas kürzeren Reaktorlänge im Vergleich zu der bei Versuch Nr. 5. Das deutet darauf hin, daß die erhöhte Geschwindigkeit der Gase durch die Drossel und um die Düse, wie sie durch die Drossel hervorgerufen wird, bezüglich der Struktur des Rußproduktes, der Ausbeute und des erzielten Prozent= ; satzes der Umwandlung einen Einfluß ausübt. ]

Beispiel III

Im gleichen Reaktor wie bei den vorausgehenden Versuchen wurd§; eine dritte Versuchsreihe gefahren, jedoch wurde eine Drossel mit einem Durchlaß von 10 cm Durchmesser" verwendet, die eberjsci wie die Düse bei 25 cm angeordnet war· Als Beschickung wurd© J die in den Versuchen des Beispiels II verwendet, die vergleich bar ist mit der bei den Versuchen des Beispiels I verwendetQmc~ Man erhielt folgende Ergebnisse. i " ;

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Versuch Nr.

Durchsatz der Ölbeschickung, 1/hr Eintrittstemp. des Öls, °C

3 Axialluft, m /hr

Komb.Luft, m /hr Komb.Gas, m /hr Verhältnis Luft zu Öl, m³/l Reaktorlänge, m

1330	90	1330	90	1330	88
204	80	204	80	204	88
990	1270	1550
5530	5240	4950
419	396	374
4,	4,	4,
1,	1,	1,

Angaben der Ausbeute

Ausbeute, kg/1 Umwandlung, %

0,555 0,543 0,532 49 48,4 47,8

Qualität des Produktes

Photelometer, % N₂SA, m²/g DRP, cc/100 g

92	88	92
96	98	100
146	150	151

Diese Ergebnisse zeigen, daß man, hält man die Reaktoren bei annähernd äquivalenten Längsabmessungen bei, wie es erforderlich ist, um eine annähernd äquivalente Nachbehandlung zu erhalten, eine bezeichnende Vergrößerung der Struktur erzielen kann, während die Oberflächengröße in vergleichbarem Maßstab beibehalten wird. Vergleicht man die Ergebnisse des Bei-

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spiels III mit denen des Beispiels II, so ist ersichtlich, daß unter vergleichbaren Betriebsbedingungen bei Verwendung von Drosseln in unterschiedlichen Abständen von der verbrennungskammererhebliche Änderungen bezüglich der Struktur und Oberflächengröße des Rußes unter vergleichbarer Nachbehandlung zu erzielen sind.

Beispiel IV

Zur weiteren Erläuterung der Wirkung der Drossel bezüglich Anordnung der Zugabeöldüse innerhalb des Axialabschnittes wurden die folgenden Versuche durchgeführt, wobei im gleichen Reaktor ISAF-Ruße hergestellt wurden.

Versuch Nr.

Drossel

Öldurchsatz, 1/hr
Eintrittstemp. des Öls, ⁰C Stellung der Öldüse, cm

3 Durchsatz an Axialluft, nfVhr

m³/hr

Durchsatz an komb.Luft, m /hr Durchsatz an komb.Gas, Reaktorlänge, m
Öl, BMCI
Ausbeute, kg/1

Qualität des Produktes

Photelometer,

2 ,

N₂SA, m /g

DBP, cc/loo g

kexne	vorhanden
1040	1100
204	204
28	25
1270	1270
5240	5240
348	348
1,47	1,37
121	124
0,451	0,495
92	92
118	117
148	152

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Bei Versuch 10 war die Düse 2,5 cm näher an der Verbrennungskammer als bei Versuch 9. Bei vergleichbaren Längsabmessungen der Reaktoren zur Herstellung einer vergleichbaren Nachbehandlung würde man bei der mit der vorne liegenden Stellung der Zugabeöldüse als Begleiterscheinung eine Verkleinerung in der Struktur erwarten. Jedoch wurde aufgrund der Verwendung der Drossel eine Vergrößerung der Struktur erhalten,, ebenso wie eine Erhöhung der Ausbeute an Ruß pro Liter BeschickungsÖl.

Beispiel V

Zur Darstellung der Wirkung der Drossel bezüglich der Anordmang innerhalb des Axailabschnittes bei Rußen anderer Qualität wurden zwei Vergleichsversuche im gleichen Reaktor durchgeführt, wobei HAP-Ruße hergestellt wurden. Man erhielt folgende Ergebnisse:

Versuch Mr.

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Drossel

Öldurchsatz, 1/hr
Eintrittstemp. des Öls, ⁰C Öl, BMCI

Stellung der Öldüse, cm

Durchsatz an Axialluft, m /hr

Durchsatz an komb.Luft, m /hr

Durchsatz an komb.Gas, m /hr Reaktorlänge, m
Ausbeute, kg/1

Qualität des Produktes

Photelometer, %
N₂SA, m²/g
DBP, cc/lOOg

keine	vorhanden
1450	1320
204	204
121	124
48	25
1840	990
5240	4950
348	331
2,00	2,28
.0,525	0,573
87	90
86	83
149	150

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Diese Ergebnisse zeigen, daß man, während die Reaktorlänge in beträchtlichem Maße verändert wird, jedoch im Effekt nicht aus« reichend, um die Änderung von 23 cm in der Düsenstellung zwischen den beiden Versuchen zu kompensieren, vergleichbare Produkte bezüglich der verschiedenen Eigenschaften herstellen kann. Jedoch würde man -erwarten, daß die Struktur im Versuch Nr. 12 bei der Düsenstellung von 25 cm abnehmen würde. Daß dies nicht der Fall ist, ist auf den Einfluß der Drossel zurü ck zu führ en.

Man kann allgemein sagen, daß die Drossel an jeder Stelle innerhalb des Axialabschnittes angeordnet werden kann, während es noch möglich ist, das brennbare Gas und die freien Sauerstoff enthaltenden Gase in den Axialabschnitt stromaufwärts von der Drossel oder in den Durchlaß der Drossel einzuleiten. Jedoch scheint die Drossel auch einem zusätzlichen Zweck zu dienen, nämlich den Rückstrom von der Verbrennungskammer in den Axialabschnitt auf ein Minimum zurückzuführen, wenn sie mit ihrem vorderen Rand am oder nahe dem stromaufwärts liegenden Rand der Verbrennungskammer angeordnet wird, vorzugsweise in einem Abstand vom stromaufwärts liegenden Rand der Verbrennungskammer von etwa 0,1 bis ca. 2,0 mal dem Durchmesser der Reaktions?- zone.

Der Durchlaß der Drossel kann irgendeinen Durchmesser haben, der kleiner ist als der Durchmesser des Axialabschnittes und er kann auch mit sich änderndem Durchmesser ausgebildet sein· Es wird jedoch vorgezogen, daß der Durchmesser des Durchlasses der Drossel zum Durchmesser des Axialabschnittes so in Beziehung steht, daß die minimale freie Fläche des Durchlasses von etwa o,01 bis ca· 0,50, vorzugsweise von etwa 0,02 bis etwa 0,30, von der des Axialabschnittes ist. Unter freier Fläche ist hierbei die Querschnittsfläche des Durchlasses der Drossel zu verstehen, vermindert durch die QuerschnittsflächeJ

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der Zugabeöldüse, die sich durch den Durchlaß erstreckt. In
jedem Falle sollte die Strömungsgeschwindigkeit durch die Drossel vorzugsweise, im Bereich der turbulenten Strömung, ausgedrückt in Reynoldszahien, liegen.

Die Drossel und der darin ausgebildete Durchlaß sollten eine ausreichende Längsabmessung haben, damit den durchströmenden Gasen eine geeignete Strömungsrichtung erteilt wird.
Drosseln mit einer Länge von etwa 10 cm bis ca. 20 cm, jedoch in jedem Falle mit einer kleineren Längsabmessung als der des Axial abschnittes, wurden als ausreichend befunden, wobei die Reaktionsmittel vorzugsweise in den Axialabschnitt in seinem stromaufwärts liegenden Teil eingeleitet und danach durch den Durchlaß der Drossel geleitet werden und wobei ferner der Durchlaß im Durchmesser kleiner ist als der des Teiles des
Axialabschnittes, in den die Reaktionsmittel eingeleitet werden.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von Ruß durch Pyrolyse einer Kohlenwasserstoffbeschickung in einer Reihe von ■ drei koaxialen, aneinander angrenzenden zylindrischen Reaktionszonen, die in offener Verbindung miteinander stehen, wobei die mittlere oder Verbrennungszone einen, größeren Durchmesser hat als die anderen beiden Zonen, bei dem ein freien Sauerstoff enthaltendes Gas und gegebenenfalls Brennstoffgas in die erste Zone eingeleitet wird, diese Beschickung in die erste Zone stromabwärts von der Einleitstelle für freien Sauerstoff enthaltendes Gas und Verbrennungsgas am Umfang in diese Verbrennungszone eingeleitet wird, um die Wärme für die Pyrolyse zuzuführen, wobei die Rußbildung in der dritten Zone abgeschlossen wird, nach Patent . (P 15 92 949.4),

dadurch gekennzeichnet, daß diese Beschickung in eine Verengung innerhalb dieser ersten Zone eingeleitet wird.

Reaktor zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit drei zylindrischen Abschnitten, die koaxial und aneinander angrenzend in offener Verbindung miteinander angeordnet sind, wobei der erste oder Axialabschnitt an seinem stromaufwärts liegenden Ende mit einem Einlaß für freien Sauerstoff enthaltendes Gas und einem Beschickungseinlaß versehen ist, der sich in axialer Richtung von diesem Einlaßende in das Innere dieses Axialabschnittes erstreckt, der zweite oder Verbrennungsabschnitt einen größeren Durchmesser als die anderen Abschnitte und wenigstens einen Umfangseiηlaß hat und schließlich der dritte oder Reaktions-

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abschnitt an seinem stromabwärts liegenden Ende einen Auslaß aufweist, gekennzeichnet durch eine Verengung bzw, eine Drossel (15) innerhalb dieses ersten oder Axialab- " schnittes (2), wobei dieser Beschickungseinlaß (6) mit seinem Austrittsende innerhalb der Drossel angeordnet ist.

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