Способ получения термической сажи Советский патент 1986 года по МПК C09C1/54 

Изобретение относится к технологии сажи, конкретно к способам получения термической сажи в генераторах из га зообразных углеводородов, и может быть использовано в производстве тех нического углерода. Целью изобретения является повышение выхода термической сажи и уменьшение загрязнения атмосферы в процессе ее получения. На чертеже показана технологическая схема получения термической сажи в генераторах. Схема включает двухшахтные генера торы 1, холодильники-оросители 2, циклон 3 улавливания. Генераторы снаблчены клапанами 4 .для выброса про дуктов полного горения в атмосферу и клагганагШ 5, соединяющими генера Toi- f. ciiCieMofi улавливания,, и клапапаьм 6 подачи газа на пиролиз. Через горелку 7 в генератор подают остальную часть природного газа для первоначального разогрева. Пример. Технологический пото включает четыре генератора, работаю- uiHx в релдаме: пиролиз 5 мин, разогре генератора 18 мин, продувка реакцион ного объема генератора после цикла пиролиза 30 - 60°С. Первоначально все генераторы разо гревают до 1500 С за счет тепла, по.гучаемого от сжигания природного газа, подаваемого к топкам каждого генератора в количестве 900 , воздух подают под давлением 300 мм вод, ст, в количестве 9000 м/ч, а дымовые газы выбрасывают через верхние клапаны 4. По достил-;ении температуры в генераторах 1500 С из генераторов переводят на режим пиролиза, при этом верхний клапан 4 закрывают, а клапан, соединяющий генератор с си темой улавливания, например с циклоном, открывают, прекращают подачу воздуха в генератор и осуществляют подачу газа на. пиролиз в количестве 2700 , а остальную часть газа количестве 900 продолжают поавать через горелку 7. Общее колиество газа на пиролиз 3600 . Продукты пиролиза охлаждают в хоодильнике за счет испарения подаваеой воды. Время пиролиза 5 мин. По истечении 5 мин прекращают поачу газа на пиролиз через клапан 6 и осуществляют подачу воздуха в генератор с давлением 2000 мм вод.ст. При подаче воздуха в генератор начинает гореть газ, который в период пиролиза поступает через горелку 7 . При этом расход газа регулируют в пределах 500-1000- . Получаемые при этом газы полг-юго горения вытесняют из реакционного объема генератора продукты пиролиза (сажи) в систему- улавливания. Цикл продувки длится 30 с при расходе ГЕриродного газа на продувку 1000 . По истечении заданного времени клапан 5 закрывают, а клапан 4 открывают, прекращают подачу воздуха на горение давлением 2000 мм вод.ст. и начинают подачу . воздуха на горение давлением 700 ммвод.ст. Таким образом, генератор переводится в режим разогрева. При закрытии клапана 6 на этом генераторе открывают такой ж(г клапан на другом генераторе, процесс повторяют и последовательно генератор за генератором выводят на рекимы пиролиза, проДУвки и разогрева, Качество продувки реакционного объема генератора оценивают по составу гг1за и его запыленности, отбираемого после холодильника. Предлагаемый способ позволяет увеличить выход сажи до 6% за счет снижения потерь ее с газовы ш выбросами и уменьшить загрязнение окружающей среды за счет уменьшения выброса технического углеродг1 в окружающую среду. В табл. 1 представлены данные по качеству и выходу сажи при проведении процесса получения ее по предлагаемому способу в сравнении с известным.

Таблица 1

Изобретение относится к технологии получения термической сажи в генераторах и позволяет повысить выход сажи и уменьшить загрязнение атмосферы в процессе ее получения. Способ получения термической са1жи включает предварительный нагрев генератора продуктами полного горения природного газа до 1500 С, подачу углеводородного газа-сьфья в генератор и терморазложение - пиролиз сырья. После прекращения подачи сырья на терморазложение генератор продувают газами полного горения от сжигания горючего газа в количестве 5001000 в течение 30-60 с, после чего отключают его от системы улавливания и соединяют с атмосферой. Полученная в результате терморазложения сажегазовая смесь подается на охлаждение и улавливание. Способ обеспечич вает повышение выхода сажи до 6% за (Л счет снижения потерь ее с газовыми выбросами и уменьшение таким образом загрязнения окружающей среды Bbi6poq aми технического углерода. 1 ил.2 табл.

Разогрев насадки Расход горючего газа,

Расход воздуха на горение, м/ч

Продолжительность цикла разогрева, мин

Коэффициент избытка воздуха

Давление воздуха на горение,

мм вод.ст.

Пиролиз Расход газа на пиролиз,

Продолжительность цикла пиролиза, NMH

Содержание углерода в газе, г/м

Продув&а генератора Продолжительность продувки, с

Расход горючего газа, Расход воздуха на горение, Коэффициент избытка воздуха

Температура газов полного горения, °С

Давление воздуха на горение при

продувке, мм вод. ст.

Качество сажи

Удельная условная поверхность, м2/г

Масляное число, мл/100г

Светопропускание толуольного эктракта, %

Зольность

Выход сажи, %

900 9000

18,0

1,0

700 3600

1500 2000

13-14 35-40

85-88

0,12 39,8 Необходимость -и достаточность цикла продувки в пределах 30-60 с при расходе горючего газа в количес ве 500-1000 исходит из фактического объема генератора и холодил ника (100 м) при условии 4-5-кратной смены среды, находящейся в этом обьеме. В табл. 2 показано качество продувки для различного расхода природ ного газа и времени продувки. Т а б л и ц а Из,табл. 2 видно, что меньше 30 продувать нельзя, так как в это вре мя входит и время срабатывания клапана (5-12 с}, а оставшегося времен не хватает для полной очистки рабоч го объема генератора. В то же время продувка в течение более 60 с нежелательна, так как снижает производительность аппарата. При длительности цикла пррдувки 60 с и расходе газа на продувку , 500 получается, что за цикл сгорает 8,3 м /цикл природного газа, при об 1 и температуре горения 1500 С даст около 500 м газов полного горения, а при рабочем объеме генератора 100 м получается 5 кратная смена среды в генераторе, то же самое получается и при расходе газа 1000 и времени цикла 30 с. Вне этих пределов требуемая очистка рабочего объема генератора от сажегазовых продуктов разложения не достигается. Форму л а и 3 о б р е т е н и я Способ получения термической сажи в генераторе,, включающий предварительный нагрев генератора продуктами полного горения природного газа, подачу углеводородного и термическое разложешие его, охлаждение полученной сажвгазовой смеси и улавливание сажи, отключение генератора от системы улавливания после терморазложения н соединение его с атмосферой перед разогревом, о т л ич а и и с я тем, что, целью повышения выхода с;1яда и уменьшения загрязнения атмосферы, после прекрааг,ения подачи сырья на терморазложение генератор продувают газами полного горения от сжигания горючего газа в количестве 500-100Э в течение 30-60 с, посл€. чего отключают от системы улавливания и соединяют с атмосферой ,

Газ на устаHoff y до/кига