Способ производства гранулированной сажи

 

Изобретение относится к получению сажи в гранулированном виде, которая может быть использована в качестве наполнителя каучука, и позволяет повысить скорость фильтрации аэрозольного потока сажи за счет снижения гидравлического сопротивления фильтрующего слоя гранул сажи. Сажевый аэрозольный поток, образующийся при терморазложении углеводородного сырья охлаждают до 400-600^oС, осаждают из него сажу и гранулируют мокрым способом с последующей сушкой в движущемся слое гранул между двумя параллельными газопроницаемыми перегородками, перпендикулярно которому пропускают аэрозольный поток. Сушку ведут до влажности не более 96%. Скорость фильтрации аэрозоля 0,28 м/с, гидравлическое сопротивление фильтрующего слоя гранул сажи 12,0 кПа, содержание сажи в газах после фильтрации 55,0 мг/м³. 1 з.п.ф-лы, 1 табл. 1 ил.

Изобретение относится к производству сажи в гранулированном виде, применяемой в качестве наполнителя каучука в шинной и резинотехнической промышленности, и может быть использовано в производстве технического углерода. Цель изобретения повышение скорости фильтрации аэрозольного потока сажи за счет снижения гидравлического сопротивления фильтрующего слоя гранул сажи. На чертеже представлена схема установки для осуществления способа. Установка включает реактор 1, холодильник 2, циклон 3 с патрубками 4, 5 и 6 для ввода сажевого аэрозольного потока, для вывода осажденной сажи и для вывода аэрозольного потока, из которого осаждена сажа, смеситель-гранулятор 7 с патрубками 8 и 9 для ввода пылящей сажи и патрубком для вывода влажной гранулированной сажи, зернистый фильтр 10 с движущимся сверху вниз плотным слоем влажных гранул между двумя газопроницаемыми перегородками 11. Фильтр 10 снабжен патрубком 12 для ввода влажной гранулированной сажи, патрубком 13 для вывода сухой гранулированной сажи, патрубком 14 для ввода предварительно осажденного аэрозольного потока и патрубком 15 для вывода отфильтрованного от сажи аэрозольного потока. Способ на данной установке осуществляют следующим образом. В реактор 1 вводят топливо и окислитель, например воздух. Сжигают топливо в смеси с окислителем с получением высокотемпературного потока продуктов горения топлива. В поток продуктов горения вводят углеводородное сырье, которое разлагается с образованием сажевого аэрозольного потока. Последний закаливают в конце реактора впрыскиванием в него распыленной воды и охлаждают в холодильнике 2 до 500-600^oС. Из холодильника аэрозольный поток через патрубок 4 вводят в циклон 3. В циклоне 3 в поле центробежных сил сажа осаждается из аэрозольного потока и непрерывно выводится из циклона 3 через патрубок 5 и через патрубок 8 вводится в смеситель-гранулятор 7, в котором сажа смешивается с подаваемым в него водяным раствором связующих добавок и гранулируется с образованием потока влажной гранулированной сажи. Влажные гранулы из смесителя-гранулятора непрерывно выводятся через патрубок 8 и через-патрубок 12 подаются в зернистый фильтр 10, где образуют движущийся сверху вниз плотный слой влажных сажевых гранул. Аэрозольный поток, из которого в циклоне 3 предварительно осаждается до 95% сажи, через патрубки 6 и 14 вводится в зернистый фильтр 10. Проходя через плотный слой влажных сажевых гранул, аэрозольный поток высушивает сажевые гранулы, одновременно фильтруясь плотным слоем влажных гранул, и выводится через патрубок 15. Высушенную гранулированную сажу выводят из устройства 10 через патрубок 13 и отводят на склад готового продукта. Пример. В реактор 1 вводят топливный газ с давлением 0,15 0,20 МПа и расходом 180-200 м³/ч и воздух с давлением 55-65 кПа и расходом 9000-10000 м³/ч. В продукты горения топлива вводят углеводородное сырье с расходом 3500-4000 кг/ч. Сырье разлагают при 1380-1400^oС с образованием потока сажевого аэрозоля, содержащего 160-170 г сажи в 1 м³ газов. После охлаждения сажевого аэрозоля до 500^oС путем испарения воды, вводимой в поток, и в воздушном холодильнике 2 его подают в поле центробежных сил циклона 3, где осаждают 90-95% содержащейся в аэрозоле сажи. Осажденную сажу направляют в смеситель-гранулятор 7, где ее смешивают с водным раствором связующих добавок и гранулируют с образованием влажных сажевых гранул с размером 1-3 мм и содержащих 40-50% воды. Влажные гранулы непрерывно выводят из смесителя-гранулятора 7 в зернистый фильтр 10, в котором их плотным слоем перемешивают сверху вниз со скоростью 0,25- 0,30 м/мин. Сажевый аэрозоль с содержанием сажи 5-10 г/м³ из циклона 3 подают со скоростью 0,2-0,3 м/мин через плотный слой влажных сажевых гранул, перемещаемых сверху вниз в фильтре 10. Сушку влажных гранул до влажности не более 0,6% ведут аэрозольным потоком, пропускаемым через слой в фильтре 10. Очищенные в слое гранул газы с температурой 200-250^oC и содержанием сажи 50-60 мг/м³ отводят из фильтра 10 на сжигание. В таблице приведены расчетные данные процесса фильтрации при производстве сажи типа П514 (по классификации ASTM N 550).

Формула изобретения

1. Способ производства гранулированной сажи, включающий термическое разложение углеводородного сырья с образованием сажевого аэрозольного потока, охлаждение его и последующее осаждение из аэрозольного потока в поле центробежных сил сажи, гранулирование сажи мокрым методом, сушку гранул с движущемся насыпном слое при пропускании через него аэрозольного потока с одновременной его фильтрацией, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости фильтрации аэрозольного потока сажи за счет снижения гидравлического сопротивления фильтрующего слоя, насыпной слой влажных гранул перемещают направленным потоком между двумя параллельными газопроницаемыми перегородками, а аэрозольный поток пропускают через него в направлении, перпендикулярном направлению движения гранул. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что охлаждение аэрозольного потока осуществляют до 400 600^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---