Способ получения термической сажи

(51)4 С 09 С 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕТЕПЬСТВ АВТОРСКОМУ(57) Излогии п тение отн тся к техночения термической генера ах и позволяи уменьшить процессе ее т повысить выагрязнение атполучения. с сферь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 3770307/23-2606,07.8407. 12,86. Бюл.Всесоюзный научинститут техничЮ.Н.Миронов, В.Овченковбб 1.666,4(088.8Патент США Р 353-2094, 1970.ев В.П., МихайлМ,: СОВ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМИЧЕСКО Способ получения термической сажи включает предварительный нагрев гене ратора продуктами полного горенияаприродного газа до 1500 С, подачу углеводородного газа-сырья в генератор и терморазложение - пиролиз сырья. После прекращения подачи сырь на терморазложение генератор продувают газами полного горения от сжигания горючего газа в количестве 500 1000 м /ч в течение 30-60 с, после чего отключают его от системы улавли вания и соединяют с атмосферой. Полу ченная в результате терморазложения сажегазовая смесь подается на охлаждение и улавливание. Способ обеспечи вает повышение выхода сажи до 67 за счет снижения потерь ее с газовыми выбросами и уменьшение таким образом загрязнения окружающей среды выброса ми технического углерода1 ил.2 табл127Изобретение относится к технологии сажи, конкретно к способам получения термической сажи в генераторах из газообразных углеводородов, и может быть использовано в производст.ве технического углерода,Целью изобретения является повышение вьдхода термической сажи и уменьшение загрязнения атмосферы впроцессе ее получения.На чертеже показана технологическая схема получения термической сажив генераторах.Схема включает двухшахтные генераторы 1, холодильники-оросители 2,циклон 3 улавливания. Генераторысддабжгны клапанами 4 дгдя выброса продуктов подного го 1 ения В атмосферуи клепан;ми 5, соединяющими генератор с оддс д мой уладддиваыддд и клападдадди 6 подачи даза ца пиролиз.Четез горелку 7 в генератор пода -ют Остальную часть природного газадл первоначадьного разогрева,П р и м е р. Технологический потоквключает четыре генератора, работающих в режиме: пиролиз 5 мин, разогревгенератора 18 мин, продувка реакционного обтема генератора после циклапиролиза 30 - 60 С.Првоцачальцо все генераторы разоогревают цо 1500 С за счет тепла, получаемого от сжигания природного газа, подзззаемого к топкам каждого генерагора в количестве 900 м/ч, воз -дух подают под давлением 300 ммвоц. ст. в количестве 9000 м/ч, адымовые газы выбрасывают через верхние клапаны 4,ПО достижении температуры дз гене -ораторах 1500 С один из генераторовпереводят па режим пиролиза, приэтом верхний клапан 4 закрывают, аклапап. соединяющий генератор с системой улавливания, например с циклоном, открывают, прекращают подачувоздуха в генератор и осуществляютподачу газа на пиролиз в количестве2700 м/ч, а остальную часть газа15023 2 в количестве 900 м/ч продолкают по - давать через горелку 7. Общее коли 5 О 15 20 25 30 35 40 чество газа на пиролиз 3600 м /ч.Продукты пиролиза охлаждают в холодильнике за счет испарения подаваемой воды. Время пиролиза 5 мин.По истечении 5 мин прекращают подачу газа на пиролиз через клапан 6и осуществляют подачу воздуха в генератор с давлением 2000 мм вод.ст,При подаче воздуха в генераторначинает гореть газ, который в период пиролиза постугает через горелку 7,При этом расход газа регулируют впределах 500-1000 м/ч. Получаемыепри этом газы полного горения вытесняют из реакционного объема генератора продукты пиролиза (сажи) в систему улавлддвадддя. Цикл продувки длится30 с при расходе природного газа напродувку 1000 м /ч, По истечении заданного времени клапан 5 закрывают,а клапан 4 открывают, прекращают подачу воздуха на горение давлением2000 мм вод.ст. и начинают подачувоздуха на горение давлением 700 мм.вод.ст, Таким образом, генератор переводится в режим разогрева. При закрытии клапана 6 ца этом генератореоткрывают такой ж клапан на другомгенераторе, процесс повторяют и последовательно генератор за генератором выводят на ретимьд пиролиза, продувки и разогрева, качество продувкиреакционного объема генератора оценивают дто составу газа и его запьдпенности, отбираемого после холодильника.Предлагаемый способ позволяет увеличить выход сажи до 67. за счет снижения потерь ее с газовьддди выбросамии уменьшить загрязнение окружадощейсреды за счет уменьшения выброса технического углерода в окружадощудо среду.В табл.представлены данные покачеству и выходу сажи при проведении процесса получения ее по предлагаемому способу в сравнении с извес тедьдм1275023 Показатели для опыта Параметры процесса предлагаемого известного 900 900 900 Расход воздуха на горение, м/ч 9000 9000 9000 18,0 18,0 18,0 1,0 1,0 1,0 700 700 700 3600 3600 3600 610 Содержание углерода в газе, г/м 61 о 610 60 30 500 1000 5000 10000 1,0 1,0 1500 1500 2000 2000 Качество сажиУдельная условная поверхность,м /г 12-14 35-40 Светопропускание толуольного экстракта, Ж 84-86 85-88 85-87 0,12 0,12 О, 15 Зольность 39,8 40,0 34,0 Выход сажи, 3 Разогрев насадкиРасход горючего газа, м /ч Продолжительность цикла разогрева, мин КоэфФициент избытка воздуха Давление воздуха на горение,мм вод.ст. ПиролизРасход газа на пиролиз, м/ч Продолжительность цикла пиролиза, мин Продувка генератораПродолжительность продувки, с Расход горючего газа, мэ /ч Расход воздуха на горение, м/ч Коэффициент избытка воздуха Температура газов полного гореония, С Давление воздуха на горение припродувке, мм вод. ст. Масляное число, мл/ 100 г 13-14 35-40 4Таблица 1 13-14 35-4075023 блательнатак как снижает производительность аппарата.При длительности цикла продувкибО с и расходе газа на продувку500 м /ч получается, что за цикл сгорает 8,3 м/цикл природного газа,опри оо =1 и температуре горения 1500 Сдаст около 500 м газов полного горения, а при рабочем объеме генератора 10 100 м получается 5-кратная сменасреды в генераторе, то же самое получается и при расходе газа 1000 мз /чи времени цикла 30 с. Вне этих пределов требуемая очистка рабочего объема Время про- Качество про генератора от сажегазовых продуктов дувки, с дувки (визу- разложения не достигается,альный конт, роль) Формула изобретения Расход природного газа на продувку,мз /ч Наличие сажи 300 Отсутствует бО То же 800 30 1000 Наличие сажи 20 1200 Из табл. 2 видно, что меньше 30 с продувать нельзя, так как в это вре 35 мя входит и время срабатывания клапана (5-12 с), а оставшегося времени не хватает для полной очистки рабочего обьема генератора. В то же время продувка в течение более 60 с нежеВ 12Необходимость и достаточность цикла продувки в пределах 30-бО с при расходе горючего газа в количестве 500-1000 мо /ч исходит из Фактического объема генератора и холодильника (100 м) при условии ч-кратной смены среды, находящейся в этом объеме.В табл. 2 показано качество продувки для различного расхода природного газа и времени продувки,Т а б л и ц а 2 Способ получени. термической сажи в генераторе, включающий предварительный нагрев генератора продуктами полного горения природного газа, подачу углеводородного газа-ырья и термическое разложение его охлажде ние полученной сажегазовой смеси и улавливание сажи откл;очение генератора от системы улавливания послегерморазложения и соединение егоатмосФерой перед разогревом, о т .л ич а ю щ и й с я тем, что, с цель 1 аповышения выхода сажи и уменьшениязагрязнения атмосФеры после прекращения подачи сырья на термсразложениегенератор продувают газами полного горения от сжигания горючего газа в количестве .500-1000 и"/ч в течение ЗО-ЬО с после чего откл;оч:ют от сис - темы улавливания и соединяют с атмосФерой.1275023 Составител нько Текред И.П,Р ви ева Корректор И.Зрдейи Редакто аказ 6533/ оизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектн Тираж 644 ВНИИПИ Государст по делам изоб 113035, Москва, Подписноенного комитета СССРетений и открытий