DE2113425C3 - Process for the production of furnace carbon black - Google Patents
Process for the production of furnace carbon blackInfo
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- DE2113425C3 DE2113425C3 DE19712113425 DE2113425A DE2113425C3 DE 2113425 C3 DE2113425 C3 DE 2113425C3 DE 19712113425 DE19712113425 DE 19712113425 DE 2113425 A DE2113425 A DE 2113425A DE 2113425 C3 DE2113425 C3 DE 2113425C3
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- 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
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- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
. gewünschten Teilchenfeinheit von Rußen bei Serstellung im Furnace-Prozeß zu schaffen.. to create the desired particle fineness of carbon blacks during production in the furnace process.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daßIt has now surprisingly been found that
teTnach der Jodadsorptionsmethode ermittelte Teil- te T determined using the iodine adsorption method
henfeinheit der Ruße dem Methan- und Acetylen-fineness of carbon blacks to methane and acetylene
halt des den Furnace-Reaktor verlassenden Abgasesstop of the exhaust gas leaving the furnace reactor
meekehrt proportional ist.is inversely proportional.
Die Erfindung betrifft demgemäß ein Verfahren zurThe invention accordingly relates to a method for
Herstellung von Furnace-Ruß unter laufender quan-Production of furnace carbon black under ongoing quan-
tkativer ultrarotspektroskopischer Analyse des Ab-tcative ultrared spectroscopic analysis of the
ases aus dem Reaktor auf die Komponenten Methanases from the reactor to the components methane
* dioder Acetylen und analysenabhängige Mengen-* di or acetylene and analysis-dependent quantity
clung von dem Reaktor zuströmenden Betriebs-clung from the operating system flowing into the reactor
«offen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man«Open, which is characterized by the fact that one
m Konstanthalten der durch die Jodadsorptionm Keeping constant through iodine adsorption
harakterisierten Teilchenfeinheit des Rußes die Menge •nH^tens eines der Betriebsstoffe Brenngas und Ruß-characterized the particle fineness of the soot the amount • At least one of the fuel gas and soot-
hS umgekehrt proportional zur Methan- bzw.hS inversely proportional to the methane resp.
Arptvlenrneßgröße bzw. die Menge der Verbrennungs-Arptvlenrneß size or the amount of combustion
CfT direkt proportional zur Methan- bzw. Acetylen-CfT directly proportional to the methane or acetylene
fßSe auf Konstantbleiben eines gewünschtenSet a desired one to remain constant
STorotionswertes regelt.STorotion value regulates.
Jtafz?3ysierende Abgas wird vor Einführung i„ das Ultrarot-Meßgerät sorgfältig von Ruß und befreit Die Ultrarotanalysator des Meßwerden auf die jeweils zu analysierenden Gase SW Konzentration "eingestellt. Sie en bevorzugt in voreingeste.hen Abständen tomatisch geeicht und korrigiert, wobei so vcr-S kann, daß bei voreingestelltem Be- Z J taf? 3ysierende exhaust gas before the introduction of i "that the infrared measuring device carefully soot and freed the Ultrarotanalysator of Meßwerden to the respective gases to be analyzed SW concentration" set. En She prefers in voreingeste.hen intervals matically calibrated and corrected, thus vcr-S can mean that with a preset
rotspektroskopisch erfolgen. Das in dieser Patentschrift dargestellte Verfahren dient daher einem anderen Zweck als das erfindungsgemäße Verfanren. Ferner war aus der DT-OS 15 92 954 (bzw. der mit ihr inhaltlich identischen FR-PS 15 22 141) ein Verfahren zur Herstellung von Ruß durch teilweise \ erbrennune eines kohlenstoffhaltigen Materials in einer teilweisen Verbrennungszone bekannt, gemäß welchem zur Reculierune der Oberfiächengrölk des RulJprodukts der Kohlenmonoxidgehalt des Abstroms aus dieser Zone mittels eines chromatografischen Analysators bestimmt und das Verhältnis von Sauerstoff zu dem kohlenstoffhaltigen Material, das in oie Zone gegebenen wird, je nach dem Kohlenmonoxidgehalt reguliert werden soll. .done by red spectroscopy. The method presented in this patent specification therefore serves one purpose other than the procedure according to the invention. Furthermore, from DT-OS 15 92 954 (or the one with FR-PS 15 22 141), which is identical in content, describes a process for the production of soot by partially \ vomiting of a carbonaceous material in a partial combustion zone is known, according to which for the calculation of the surface size of the product the carbon monoxide content of the effluent this zone by means of a chromatographic analyzer and the ratio of oxygen to the carbonaceous material that is in the oie zone is given, depending on the carbon monoxide content to be regulated. .
Abgesehen davon, daß sich bei eigenen, in groutechnischem Maßstabe durchgeführten Versuchen eine vom CO-Gehalt des Abgases ausgehende Regelung als weniger genau und zuverlässig erwiesen hJt <us die beanspruchte Regelung über Methan und Acetylen, vermögen die letzterwähnten Uteratursteüen bezüglich der Relation zwischen der Menge der AbgaskSmponentc und der RuUoberfläche kerne zuverlässige Aussage zu begründen, weil der Gang von t und Oberfläche, wie er in der IaDeIIe auf S. 9 fee/.e fet wird, in Widerspruch zur Aussage der M g. 3 üer DT-OS 15 92 954 steht. Während namljch nach F i g. 3 ein hoher CO-Gehalt au^«^^ fläche entspricht, ist es in der Tabelle auTS^ feer. ae umgekehrt Daraus erg.bt sich daß ν,„ d DT OSApart from the fact that in our own tests carried out on a large-scale technical scale, a regulation based on the CO content of the exhaust gas has proven to be less precise and reliable, and the claimed regulation over methane and acetylene, the last-mentioned uterus levels with regard to the relation between the amount of Exhaust gas componentc and the soot surface do not justify reliable statements because the course of t and surface, as it is shown in the IaDeIIe on p. 9 fe e / .e fet, contradicts the statement of M g. 3 stands above DT-OS 15 92 954. While namljch according to FIG. 3, a high CO content au ^ "^^ area corresponds, it is feer in the table Auts ^. ae vice versa From this it follows that ν, “d DT OS
tionswerte von Furnace-Rußen selbst in feinsten Ab- 35 übertragen lassen.Transfer values of furnace carbon blacks even in the finest samples.
schrift 34 71 260 die Wärmeleitfähigkeit eines Rußreaktorabgases als Maß für dessen Wasserstoffgehalt zur Kontrolle der Jodadsorption des Rußes herange-Te" Sä des Verfahrens zeigt sich jedoch, dafdie wirmelitfähigkeic beziehungsweise der Waserstoffgehalt keine zur Prozeß-Steuerung brauchbare Meßgröße ist, weil selbst bei Reaktoreinstellungen, bei denen Ruße mit stark unterschiedlicher Jodadsorption resultieren (Änderungen von zum Beispiel 15 mg/g), keine signifikanten Änderungen der Wärme-Writing 34 71 260 the thermal conductivity of a soot reactor exhaust gas as a measure of its hydrogen content for controlling the iodine adsorption of the soot is shown, however, that the wirmelitktivkeic or the hydrogen content is not a measurable variable that can be used for process control, because even with reactor settings, at which result in soot with very different iodine adsorption (changes of, for example, 15 mg / g), no significant changes in heat
leitfähigkeit auftretenconductivity occur
^ 5^ 5
erläutert.explained.
Beispiel 1 ^ ^^ des feinleiiigen FurnilCe-RußesExample 1 ^ ^^ of the fine-grained FurnilC e-soot
wurde mit folgenden Einsatzmengen in einem RuB-reaktor bekannter Hauart gefahren.was used with the following amounts in a RuB reactor known type.
ölmenge 59» 1J1 oil quantity 59 » 1 J 1
Zerstäuberluftmenge '^ ^n\Atomizing air volume '^ ^ n \
Verbrennungsluftmenge :.· 2.UUNm .11Combustion air. · 2.UUNm .11
Wäßrige Additivlösung zum OlAqueous additive solution to the oil
zugesetzt ..Ladded ..L
Raffincriegasmenge ιRefined gas quantity ι
Temperaturen sind aber, wie schon weiter vorn ausgeführt, gerade die betrieblich am häufigsten auftretenden Störgrößen.Temperatures are, however, as already explained above, precisely the disturbance variables that occur most frequently in operational terms.
In der GB-PS 8 06 092 ist e.n Verfahren zur herstellung von Rußen mit gle.chble.bendem, kolonmetrisch erfaßtem Extraktgehalt beschrieben, bei dem erschlechterl und die LufitempeGB-PS 8 06 092 describes a process for the production of carbon blacks with gle.chble.bendem, colonimetrically determined extract content, with the deteriorating and the air temperature
.«J^Je Rub. «J ^ Je Rub
wirkunß von Regen auf Freiluftanlagen auftreten w rkung von .<et der dcr jemperatuThe effect of rain on open-air systems will result from the dcr jemperatu
^ '^^^ 'Luft also um eine Störgröße, d.. der v°rgewa« f)ju ,n dcm Abg;iS ^ ^^^ 'L thus runs to a disturbance d .. the v ° rgewa «f) ju, n dcm Abg; iS
ngsluftngsluft
Kohlenw.ssers.oHKohlw.ssers.oH
hiekeitsd^e (der auf d ei,,ses,t,U und e«e,eM war,hiekeitsd ^ e (which was in dei ,, s es, t , U and e «e, eM,
2. ein Ultrarotabsorptionsgerät (das selektiv auf den Aus folgender Tabelle 1 und A b b. 1 ist die Ver-Methangehalt eingestellt und geeicht war), änderung der Jodadsorption und der Gaszusammen- 2. an ultra-red absorption device (which is selectively based on the following Table 1 and A b b. 1, the methane content is set and calibrated), changing the iodine adsorption and the combined gas
3. ein Ultrarotabsorptionsgerät (das selektiv auf den Setzung bei Veränderung der Verbrennungslufttempe-Acetylengehalt eingestellt und geeicht war). ratur zu entnehmen.3. an ultraredabsorption device (which is selective for the setting when the combustion air temperature changes - acetylene content was set and calibrated). to be taken.
Zusammenhang der Gaszusammensetzung und der Jodadsorption bei der Herstellung von Fumace-Ruß bei Variation der Verbrennungslufttemperatur (CH4- und C2H2-Gehalt über Ultrarotabsorption, H2-Gehalt überRelationship between the gas composition and the iodine adsorption in the production of Fumace soot with variation of the combustion air temperature (CH 4 and C 2 H 2 content above ultrared absorption, H 2 content above
Wärmeleitfähigkeit gemessen)Thermal conductivity measured)
CH4-GehaltCH 4 content
(Volumprozent) ... Jodadsorption (mg/g)(Percent by volume) ... iodine adsorption (mg / g)
C2H2-GehaltC 2 H 2 content
(Volumprozent) ... Jodadsorption (mg/g)(Percent by volume) ... iodine adsorption (mg / g)
0,071 1390.071 139
H2-GehaltH 2 content
(Volumprozent) ... Jodadsorption (mg/g)(Percent by volume) ... iodine adsorption (mg / g)
Während die Wärmeleitfähigkeit und der Wasserstoffgehalt auf Veränderungen der Jodadsorption von 15 mg/g überhaupt nicht signifikant reagieren, ergeben sich bei der Ultrarotabsorption für die Methan-, Acetylen- und Kohlenmonoxidgehalte exakte Zusammenhänge zwischen Jodadsorption und Gasanalyse. While the thermal conductivity and the hydrogen content on changes in the iodine adsorption of 15 mg / g do not react significantly at all, result from the ultrared absorption for the methane, Acetylene and carbon monoxide contents exact correlations between iodine adsorption and gas analysis.
3535
Wie unter Beispiel 1 beschrieben, wurde Schritt für Schritt Menge oder Temperatur eines der Einsatzstof e (,Gas, Öl, Luft) verändert. Dabei wurde die Wärmeleitfähigkeit des den Ruß abführenden Gases verfolgt (Wasserstoffgehalt) und die Ultrarotabsorption (eingestellt auf Methan- und Acetylengehalt) gleichfalls überwacht.As described under Example 1, the amount or temperature of one of the starting materials was determined step by step e (, gas, oil, air) changed. The thermal conductivity of the gas discharging the soot was thereby determined tracked (hydrogen content) and the ultra-red absorption (adjusted to methane and acetylene content) also monitored.
Die erhaltenen Meßwerte wurden mit den Jodadsorptionswerten des gleichzeitig hergestellten Rußes in Beziehung gesetzt. Es wurde wiederum feinteiliger Furnace-Ruß hergestellt. Die Einstelldaten wurden wie folgt geändert:The measured values obtained were matched with the iodine adsorption values of the carbon black produced at the same time related. In turn, finely divided furnace carbon black was produced. The setting data has been changed as follows:
Ölmenge 656 bis 605 l/hOil volume 656 to 605 l / h
öltemperatur 207 bis 22O0Coil temperature 207 to 22O 0 C
Raffineriegasmenge 95 bis 125 Nm3/hRefinery gas volume 95 to 125 Nm 3 / h
Verbrennungsluftmenge ... 2150 bis 2250 Nm3/h Verbrennungslufttemperatur 420 bis 47O0CCombustion air volume ... 2150 to 2250 Nm 3 / h Combustion air temperature 420 to 47O 0 C
Nur die Zerstäuberluftmenge wurde mit 150 Nm3/h konstant gehalten. Die Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen 2, 3 und 4, bzw. in den A b b. 2 bis wiedergegebenOnly the amount of atomizing air was kept constant at 150 Nm 3 / h. The results are in the following Tables 2, 3 and 4, and in A b b. 2 to reproduced
Zusammenhang des gemessenen Wasserstoff gehalts und der Jodadsorption während der Furnace-RuB-Herstellunj bei Veränderung verschiedener Einstelldäten (H2 über Wärmeleitfähigkeit gemessen)Relationship between the measured hydrogen content and the iodine adsorption during furnace soot manufacture when various setting dates are changed (H 2 measured via thermal conductivity)
Variation ÖlmengeVariation in the amount of oil
H2 (Volumprozent) H 2 (percent by volume)
Jodadsorption (mg/g) Iodine adsorption (mg / g)
Variation GasmengeVariation of gas amount
H2 (Volumprozent) H 2 (percent by volume)
Jodadsorption (mg/g) Iodine adsorption (mg / g)
Variation VerbrennungsluftmengeVariation of the amount of combustion air
Ha (Volumprozent) H a (volume percentage)
Jodadsorption (mg/g) Iodine adsorption (mg / g)
Variation ÖltemperalurVariation of oil temperature
H2 (Volumprozent) H 2 (percent by volume)
Jodadsorption (mg/g) Iodine adsorption (mg / g)
Variation Verbrennungslufttemperatur Variation of combustion air temperature
H2 (Volumprozent) H 2 (percent by volume)
Jodadsorption (mg/g) Iodine adsorption (mg / g)
14,98 15314.98 153
14,60 15714.60 157
14,75 15814.75 158
14,78 15214.78 152
14,93 15014.93 150
15,05 15115.05 151
14,67 15614.67 156
14,85 15714.85 157
14,86 15014.86 150
14,95 148 15,06 15014.95 148 15.06 150
15,12 15215.12 152
15,00 15215.00 152
14,91 14914.91 149
15,10 14315.10 143
15,36 14315.36 143
15,28 15015.28 150
15,12 14815.12 148
15,00 14715.00 147
14,95 13914.95 139
15,40 14015.40 140
15.33 14715.33 147
15,47 13715.47 137
15,40 14615.40 146
Zusammenhang des gemessenen Methangehaltes und der Jodadsorption während der Furnace-Ruß-Herslellung bei Veränderung verschiedener Einstelldaten (CH4 über U R-Adsorption gemessen)Relationship between the measured methane content and the iodine adsorption during furnace soot production when various setting data change (CH 4 measured via U R adsorption)
Variation ÖlmengeVariation in the amount of oil
CH4 (Volumprozent) CH 4 (volume percentage)
Jodadsorption (mg/g) Iodine adsorption (mg / g)
Variation GasmengeVariation of gas amount
CH4 (Volumprozent) CH 4 (volume percentage)
Jodadsorption (mg/g) Iodine adsorption (mg / g)
Variation Verbrennungslufttemperatur Variation of combustion air temperature
CH4 (Volumprozent) CH 4 (volume percentage)
Jodadsorption (mg/g) Iodine adsorption (mg / g)
Variation VerbrennungsluftmengeVariation of the amount of combustion air
CH4 (Volumprozent) CH 4 (volume percentage)
Jodadsorption (mg/g) Iodine adsorption (mg / g)
Variation ÖltemperaturVariation of oil temperature
CH4 (Volumprozent) CH 4 (volume percentage)
Jodadsorption (mg/g) Iodine adsorption (mg / g)
0,035 1520.035 152
0,018 1580.018 158
0,044 1490.044 149
0,032 1560.032 156
0,046 1480.046 148
0,039 1500.039 150
0,030 1540.030 154
0,050 1470.050 147
0,044 1500.044 150
0,050 147 0,050
1470.050 147 0.050
147
0,048
1480.048
148
0,063
1440.063
144
0,051
1470.051
147
0,063
1440.063
144
0,068 1410.068 141
0,060 1450.060 145
0,070 1400.070 140
0,066 1430.066 143
0,069 1420.069 142
0,078 1370.078 137
Zusammenhang des gemessenen Acetylengehalts und der Jodadsorption während der Furnace-Ruß-Herstellung bei Veränderung verschiedener Einstelldaten (CjH2 über UR-Analyse gemessen)Relationship between the measured acetylene content and the iodine adsorption during furnace carbon black production when various setting data are changed (CjH 2 measured via UR analysis)
Variation ÖlmengeVariation in the amount of oil
C2H2 (Volumprozent) C 2 H 2 (volume percent)
Jodadsorption (mg/g) Iodine adsorption (mg / g)
Variation GasmengeVariation of gas amount
C2H2 (Volumprozent) C 2 H 2 (volume percent)
Jodadsorption (mg/g) Iodine adsorption (mg / g)
Variation VerbrennungsluftmengeVariation of the amount of combustion air
C2H2 (Volumprozent) C 2 H 2 (volume percent)
Jodadsorption (mg/g) Iodine adsorption (mg / g)
Variation ÖltemperaturVariation of oil temperature
C2H2 (Volumprozent) C 2 H 2 (volume percent)
Jodadsorplion (mg/g) Iodine Adsorplion (mg / g)
Variation Verbrennungslufttemperatur Variation of combustion air temperature
C2H2 (Volumprozent) C 2 H 2 (volume percent)
Jodadsorption (mg/g) Iodine adsorption (mg / g)
0,033 1500.033 150
0,024 1570.024 157
0,023 1580.023 158
0,031 1500.031 150
0,031 1500.031 150
0,035 1480.035 148
0,028 1530.028 153
0,026 1550.026 155
0,035 1460.035 146
0,034 146 0,038
1400.034 146 0.038
140
0,032
1500.032
150
0,029
1500.029
150
0,037
1430.037
143
0,037
1420.037
142
0,042 1360.042 136
0,035 1460.035 146
0,034 1440.034 144
0,042 1390.042 139
0,039 1380.039 138
0,036 1420.036 142
Es ist klar und eindeutig zu erkennen, daß für die Ultrarotabsorption entsprechend dem Methan- und Acetylengehalt des Abgases ein eindeutiger Zusammenhang zwischen Jodadsorption und Gaszusammensetzung besteht (A b b. 3, 4), daß dagegen für die Wärmeleitfähigkeit und den so gemessenen Wasserstoffgehalt die Korrelation keinesfalls ausreicht (A b b. 2). Hieraus geht hervor, daß die Wärmeleitfähigkeit und der Wasscrstoffgehalt nicht geeignet sind, bei den üblicherweise betrieblich auftretenden Mengen- und Temperalurschwankungen eine Regelung auf konstante Jodadsorption vorzunehmen. Ultrarotabsorptionsdetektoren, geeicht auf den Methan- und Acetylengehalt dagegen geben die Möglichkeit, Veränderungen in der Jodadsorption rechtzeitig zu entdecken und von Hand oder automatisch wieder einzuregeln.It can be seen clearly and unambiguously that for the ultrared absorption corresponding to the methane and Acetylene content of the exhaust gas shows a clear connection between iodine adsorption and gas composition exists (A b b. 3, 4), that on the other hand for the thermal conductivity and the so measured Hydrogen content the correlation is by no means sufficient (A b b. 2). From this it can be seen that the thermal conductivity and the hydrogen content are not suitable for those that usually occur during operations Volume and temperature fluctuations to regulate constant iodine adsorption. Ultrared absorption detectors, calibrated for the methane and acetylene content, on the other hand, give the opportunity to timely changes in iodine adsorption to be discovered and adjusted again by hand or automatically.
Dieses Beispiel zeigt eine Anordnung, mit der besonders erfolgreich gearbeitet werden kann. Die Anordnung ist in A b b. 5 dargestellt. In dem Reaktor (1) wird durch Wärmeaustausch vorgewärmte Luft (3) eingeführt und mit der KoI lenwasserstoffbeschickung Öl (4) und Gas (2) umgesetzt. Nach Abschluß der Reaktion wird das Gemisch in bekannter Weise mit Wasser (5) abgeschreckt. Am Ofenausgang oder vor der Abscheideanlagc wird dasThis example shows an arrangement that can be used particularly successfully. the Arrangement is in A b b. 5 shown. In the reactor (1) is preheated by heat exchange Air (3) introduced and reacted with the hydrocarbon feed oil (4) and gas (2). To At the end of the reaction, the mixture is quenched in a known manner with water (5). At the Oven exit or in front of the Abscheideanlagc is the
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Abgas über eine poröse Sonde (6) abgezogen, wobei der Ruß zurückgehalten wird. Das Abgas wird dann in mehreren Stufen von dem zunächst dampfförmigen Wasser befreit, und zwar wird es erst durch Kühler (7) und Grobabscheider (8), dann durch die Filter (9) und den Meßgaskühler (10) geführt. Nach Passage eines weiteren Filters (II), der Pumpe (12) und dem Regulierrotameter (13), wird das Gas in den eigentlichen Ultrarotanalysator (14) gegeben. Der Analysator ist mit dem Eichgerät (17) verbunden, das in voreingestellten Abständen ein Eichgas auf den Analysator gibt und Veränderungen des Verstärkers (15), Veränderungen des Luftdrucks usw. automatisch korrigiert. Die Gaskonzentration wird bei (16) anzeigend und bei (19) schreibend wiedergegeben. Der Gasanalysenwert wirkt über den Gasanalysenregler (20) auf den Ölmengenregler (21) ein. Dieser ölmengenregler betätigt das ölventil (22) und korrigiert die insgesamt fließende ö.menge so, daß die Gasanalyse konstant gehalten wird. Geregelt wird nur ein Teilstrom des Öles, während die Hauptmenge durch das Ventil (23) konstant gehalten wird. Das Ventil (22) ist mit einem Maximal- und Minimalkontakt versehen. Bei Überschreiten der Maximalmenge und bei Unterschreitung der Minimalmenge wird das Hauptventil (23) betätigt, um das Regelventil (22) wieder in der. Regelbereich zurückzuholen. Die fließenden Ölmengen werden durch die Einrichtungen (24 bis 27) angezeigt, registriert und summiert. Die vorliegende Regeleinrichtung ist bei den vorstehenden Beispielen so eingestellt, daß auf Schwankungen, der durch den Analysator festgestellten Abgaszusammensetzung und damit der Rußqualität automatisch eine Mengenverstellung eines der Einsatzstoffe (hier Öi) erfolgt, so daß Gaszusammen-Setzung und auch Rußqualität auf den vorgesetzten Sollwert koirigiert werden. Das Wichtigste dabei ist, daß es bei dieser Anordnung gleichgültig ist, ob die Schwankungen von der Gasmenge, Gasqualität, von der Lufttemperatur oder Luftmenge oder von anderen Gründen herrührt.Exhaust gas withdrawn via a porous probe (6), the soot being retained. The exhaust is then freed of the initially vaporous water in several stages, namely it is only released through the cooler (7) and coarse separator (8), then passed through the filter (9) and the measuring gas cooler (10). After passage Another filter (II), the pump (12) and the Regulierrotameter (13), the gas is in the actual Ultrared analyzer (14) given. The analyzer is connected to the calibration device (17), which is shown in a calibration gas is applied to the analyzer at preset intervals and changes to the amplifier (15), changes in air pressure, etc. are automatically corrected. The gas concentration is indicated at (16) and reproduced in writing at (19). The gas analysis value works via the gas analysis controller (20) on the oil flow regulator (21). This oil flow regulator actuates the oil valve (22) and corrects it the total amount of oil flowing in such a way that the gas analysis is kept constant. It is only regulated a partial flow of the oil, while the main amount is kept constant by the valve (23). That Valve (22) is provided with a maximum and minimum contact. When the maximum amount is exceeded and when the minimum amount is not reached, the main valve (23) is actuated to control the control valve (22) again in the. Retrieve control range. The quantities of oil flowing are through the facilities (24 to 27) displayed, registered and totaled. The present controller is with the above Examples adjusted so that there are fluctuations in the exhaust gas composition determined by the analyzer and thus the soot quality automatically adjusts the quantity of one of the input materials (here Öi) takes place, so that gas composition and soot quality on the superior Setpoint can be corrected. The most important thing is that with this arrangement it is unimportant whether the fluctuations in the amount of gas, gas quality, of the air temperature or air volume or other reasons.
Es ist leicht einzusehen, daß die Erfindung nicht auf die automatische Korrektur der Rußqualität durth Ölmengenregelung beschränkt ist, sondern daß in gleicher Weise durch eine Nebenschlußgasmengenregelung oder eine Nebenschlußluftmengenregelung der gewünschte Erfolg erzielt werden könnte. Es ist auch leicht einzusehen, daß an Stelle der automatischen Regelung auch eine Gasanalysenanzeige treten kann, wobei die erforderlichen Verstellungen an den Einsatzmengen von Hand vorgenommen werden.It is easy to see that the invention does not address the automatic correction of soot quality durth oil volume control is limited, but that in the same way by a bypass gas volume control or a bypass air volume control the desired success could be achieved. It is also easy to see that there is also a gas analysis display in place of the automatic control can occur, with the necessary adjustments being made to the quantities used by hand will.
Ein feinteiliger Ofenruß wurde mit folgenden Einslellbedingungen hergestellt:A finely divided furnace black was produced with the following setting conditions:
Verbrennungsluftmenge 2200 Nm3/hCombustion air volume 2200 Nm 3 / h
Verbrennungslufttemperatur ... 4700CCombustion air temperature ... 470 0 C
Zerstäuberluftmenge 150 Nm3/hAtomizing air volume 150 Nm 3 / h
ölmenge 585 l/hoil quantity 585 l / h
öltemperatur 212°Coil temperature 212 ° C
Raffineriegasmenge 110 Nm3/hRefinery gas quantity 110 Nm 3 / h
Das benutzte Rußöl weist folgende Kennzahlen auf:The soot oil used has the following key figures:
Elementaranalyse: GewichtsprozentElemental analysis: weight percent
Kohlenstoff 92,39Carbon 92.39
Wasserstoff 5,84Hydrogen 5.84
Stickstoff 0,72Nitrogen 0.72
Sauerstoff 1,42Oxygen 1.42
Schwefel 0,69Sulfur 0.69
Dichte in kg/1Density in kg / 1
bei 20'C 1,14at 20'C 1.14
bei 210uC 1,00at 210 u C 1.00
Siedebeginn 270°CBeginning of boiling 270 ° C
Siedeverlauf 10% bei 3100CDistillation 10% at 310 0 C
50% bei 35OÜC50% at 35O Ü C
Destillationsrückstand 2,7%Distillation residue 2.7%
Conradsontesl 1,5 %Conradsontesl 1.5%
Das benutzte Raffineriegas weist folgende mittlere Analyse auf:The refinery gas used shows the following mean analysis:
Wasserstoff 4 VolumprozentHydrogen 4 percent by volume
Methan 95 VolumprozentMethane 95 percent by volume
Stickstoff 0,2 VolumprozentNitrogen 0.2 percent by volume
Acetylen, Methan 0,2 VolumprozentAcetylene, methane 0.2 percent by volume
Heizwert 9400 Kcal/Nm3 Calorific value 9400 Kcal / Nm 3
Dichte 0,72Density 0.72
Für einen Zeitraum von 2,5 Tagen lief die Herstellung dieses Rußes in der üblichen Weise, daß die Einstellbedingungen nach den Jodadsorptionswerten gesteuert wurden. Die Steuerung besteht im allgemeinen darin, daß entsprechend der erhaltenen Rußprüfwerte die Gesamtölmengen um kleine Beträge (5 l/h) je nach Bedarf vergrößert oder verkleinert wird. Für einen Zeitraum von weiteren 2,5 Tagen wurden dagegen die Einstellbcdingungen entsprechend der durch Ultrarotanalysator angezeigten Gasanalyse gesteuert. Der Ultrarotanalysator war auf den Methangehalt eingestellt. Die Schwankungsbreite der Jodadsorption des hergestellten Rußes ist aus der nachstehenden Aufstellung zu entnehmen:For a period of 2.5 days, the production of this carbon black ran in the usual manner that the Setting conditions were controlled according to the iodine adsorption values. The control exists in general in that, according to the soot test values obtained, the total amount of oil by small amounts (5 l / h) can be increased or decreased as required. For a period of another 2.5 days were on the other hand, the setting conditions are controlled in accordance with the gas analysis indicated by the ultrared analyzer. The ultrared analyzer was set to the methane content. The fluctuation range of iodine adsorption of the carbon black produced can be found in the following list:
Herkömmliche Fahrweise ohne GasanalyseConventional driving style without gas analysis
38 Jodadsorptionswerte38 iodine adsorption values
Mittelwert 150,4 mg/gMean value 150.4 mg / g
Standardabweichung 3,01 mg/gStandard deviation 3.01 mg / g
Fahrweise mit GasanalyseDriving style with gas analysis
39 Jodadsorptionswerte39 iodine adsorption values
Mittelwert 150,9 mg/gMean value 150.9 mg / g
Standardabweichung 1,71 mg/gStandard deviation 1.71 mg / g
Es ist klar zu erkennen, daß die Schwankungsbreite der Jodadsorption für den hergestellten Ruß (gekennzeichnet durch die Standardabweichuiig) auf fast die Hälfte zurückgegangen ist, wenn erfindungsgemäß nach der Gasanalyse gefahren wird.It can be clearly seen that the fluctuation range of iodine adsorption for the produced carbon black (marked by the standard deviation) has decreased to almost half if according to the invention is driven after the gas analysis.
Unter den gleichen Bedingungen wie unter Beispiel 4 wurde wieder ein Ofenruß mit einem Jodadsorptionssollwert von 150 mg/g hergestellt. Der überwachte Zeitraum wurde auf je 20 Stunden begrenzt in dem 17 Jodadsorptionswerte bestimmt wurden.Under the same conditions as in Example 4, a furnace soot with an iodine adsorption setpoint was again produced of 150 mg / g. The monitored period was limited to 20 hours each in which 17 iodine adsorption values were determined.
20 Stunden wurde ohne Gasana'yse mit Ultrarotanalysator gefahren, 20 Stunden dagegen mit Gasanalyse durch Ultrarotanalysator. Der Ultrarotanalysator war auf den Methangehalt eingestellt. Die Meßwerte werden nachstehend mitgeteilt:20 hours were without gas analysis with an ultrared analyzer driven, 20 hours on the other hand with gas analysis by an ultra-red analyzer. The ultrared analyzer was adjusted to the methane content. The measured values are reported below:
An der erhaltenen Standardabweichung für die beiden Versuchsabschnitte ist die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Arbeitsweise klar zu erkennen. Die mittlere Streuung ist bei der Arbeitsweise ohne Gasanalyse mehr als doppelt so groß wie bei der Arbeitsweise mit Gasanalyse. Eine zusätzliche optische Demonstration der Werte wird in Abb. 6 gegeben.The effectiveness of the standard deviation obtained for the two test sections is determined by the Clearly recognizable method of operation according to the invention. The mean spread is when working without Gas analysis more than twice as large as when working with gas analysis. An additional optical Demonstration of the values is given in Fig. 6.
Nach den vorstehend aufgeführten Beispielen kann durch die kontinuierliche Verfolgung der Abg;szusammensetzung von Rußreaktoren eine Kontrolle und Steuerung der Rußqualität erfolgen. Die lückenlose kontinuierliche Registrierung direkt an der Produktionsstätte des Rußes ist jeder noch so häufigen Rußprobenuntersuchung überlegen. Geeignet ist dabei die Verfolgung der Konzentration von Methan, Acetylen oder Kohlenmonoxid und mehrere dieser Gase in Kombination.According to the examples given above, by continuously monitoring the composition of the waste control and control of the soot quality are carried out in soot reactors. The seamless one Continuous registration directly at the production site of the soot is common, no matter how frequent Consider soot test. Tracking the concentration of Methane, acetylene or carbon monoxide and several of these gases in combination.
Ein weiterer Vorteil der kontinuierlichen Gasanalyse und der automatischen Steuerung eines der Einsatzstoffe durch Gasanalyse soll noch angeführt werden. Kurzfristige Änderungen an den Ofeneinrichtungen können normalerweise nur sehr schwer ausfindig gemacht werden. Pulsierende Verstopfungen in den Ölzersläubungseinrichtungen, kurzfristiger Ansatz und Abbau von Koksschichten, unregelmäßige Qucnchwasserverdüsung, Ablagerungen von Ruß im Ofenraum, Veränderungen durch abplatzende Mauerungsbestandteile usw. können mit der beanspruchten Vorrichtung sofort beobachtet werden. Dies gestattet eine sofortige Abstellung der störenden Veränderungen im Ofenraum, während sonst der Ofen bis zur vollständigen Verkokung oder gar bis zur Zerstörung der Ofenmauerung weitergefahren wird, ohne daß die aufgetretenen Veränderungen bemerkt werden.Another advantage of continuous gas analysis and the automatic control of one of the Input materials through gas analysis should still be listed. Short-term changes to the furnace equipment are usually very difficult to find. Pulsating constipation in the oil breakdown facilities, short-term build-up and breakdown of layers of coke, irregular Quenching water atomization, deposits of soot in the furnace chamber, changes caused by flaking wall components etc. can be observed immediately with the claimed device. This allows an immediate cessation of disruptive changes in the furnace, while otherwise the furnace is up to complete coking or even to the destruction of the furnace wall is continued without the changes that have occurred are noticed.
Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712113425 DE2113425C3 (en) | 1971-03-19 | 1971-03-19 | Process for the production of furnace carbon black |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712113425 DE2113425C3 (en) | 1971-03-19 | 1971-03-19 | Process for the production of furnace carbon black |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2113425A1 DE2113425A1 (en) | 1972-09-28 |
DE2113425B2 DE2113425B2 (en) | 1975-03-20 |
DE2113425C3 true DE2113425C3 (en) | 1975-10-30 |
Family
ID=5802142
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19712113425 Expired DE2113425C3 (en) | 1971-03-19 | 1971-03-19 | Process for the production of furnace carbon black |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2113425C3 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3618822A1 (en) * | 1986-06-04 | 1987-12-10 | Markfried Ing Grad Schauer | AIR CHANNEL CONNECTION PROFILE WITH GASKET |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5877250A (en) * | 1996-01-31 | 1999-03-02 | Cabot Corporation | Carbon blacks and compositions incorporating the carbon blacks |
-
1971
- 1971-03-19 DE DE19712113425 patent/DE2113425C3/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3618822A1 (en) * | 1986-06-04 | 1987-12-10 | Markfried Ing Grad Schauer | AIR CHANNEL CONNECTION PROFILE WITH GASKET |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2113425A1 (en) | 1972-09-28 |
DE2113425B2 (en) | 1975-03-20 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |