Способ получения термической сажи

Способ получения термической сажи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕС (ИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 С 09 С 1 54

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, 3

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3770307/23-26 (22) 06.07.84 (46) 07 . 12 . 86 . Бюл. N - 45 (7 1) Всесоюзный научно-исследовательский институт технического углерода (72) Ю.Н.Миронов, В.А.Шульга и Н.M.Îâ÷eíêîâ (53) бб 1.666.4(088.8) (56) Патент США Р 3523010, кл. 23-2094, 1970.

Зуев В.П., Михайлов В.В. Производство сажи. — N. Химия, 1970, с. 187-190. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ

САЖИ (») 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 сажи включает предварительный нагрев генератора продуктами полного горения а природного газа до 1500 С, подачу углеводородного газа — сырья в генератор и терморазложение — пиролиз сырья. После прекращения подачи сырья на терморазложение генератор продувают газами полного горения от сжигания горючего газа в количестве 5001000 м /ч 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 обеспечивает повышение выхода сажи до 67 за счет снижения потерь ее с газовыми выбросами и уменьшение таким образом загрязнения окружающей среды выбросами технического углерода ° 1 ил.2 табл.

127

Изобретение 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 выхода термической сажи и уменьшение загрязнения атмосферы в процессе ее получения.

На чертеже показана технологическая схема получения термической сажи в генераторах.

Схема включает двухшахтные генераторы 1, холодильники-оросители 2, циклон 3 улавливания. Генератсры снабжены клапанами 4 для выбрсса продуктов по>1ного ГОреяия В атмосферуГ и клгпапами 5, соединяющими генера1ор с спс11мой улакпивани>1„ и клапапа1м 6 1тодачи газа IIB пирОлиз °

Через горелку 7 в генератор пода— ют Остальную часть природного газа дл» первоначального разогрева.

1 р и м е р. Технологический поток включает четыре генератора, работающих в режиме: пиролиз 5 мин, разогрев генератopa IS мин, продувка реакционного обтема генератора после цикла пиролиза 30 — 60 С.

Первоначально все генераторы разоо гревают цо 1500 С за счет тепла, полу аемого от сжигания природного газа, подаваемого к топкам каждого гене1»1 гора в количестве 900 м /ч, воз— дух подают под давлением 300 мм воц. ст. в количестве 9000 м /ч, а дымовые газы выбрасывают через верхние клапаны 4, ПО достижении температуры в гене— о раторах 1500 С один из генераторов переводят а режим пиролиза, при этом верхний клапан А закрывают, а клапап. соединяющий генератор с системой улавливания, например с циклоном, открывают, прекращают подачу воздуха в генератор и осущест:вляют подачу газа на пиролиз в количестве

2700 м /ч, а остальную часть .газа

5023 2 в количестве 900 м /ч продол>ка10т по— давать через горелку 7. Общее коли5

1О

40 15 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 по— дачу 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 постугает через горелку 7.

При этом расход газа регулируют в пределах 500-1000 м /ч. Получаемые при этом газы Io. II:oãо горения BbiTec няют из реакционного объема генератора продукты пиролиза (сажи) в систему улавлива..1ия. Цикл продувки длится

30 с при расходе природного газа на продувку 1000 м /ч. По истечении заданного времени клапан 5 закрывают, а клапан 4 открывают, прекращают подачу воздуха на горение давлением

2000 мм вод.ст. и начинают одачу воздуха на горение давлением 700 мм. вод.ст. Таким образом, генератор переводится в режим разогрева. При закрытии клапана 6 на этом генераторе открывают такой ж< клапан на другом генераторе, проце1с повторяют и последовательно ген .ратор за генератором выводят на режимы пиролиза, про— дувки и разогрева, Еачество продувки реакционного объема генератора оценивают по составу газа и его запыленности, отбираемого после холодильника.

Предлагаемый способ позволяет увеличить выход сажи до 6Х за счет снижения потерь ее с газовыми выбросами и уменьшить загрязнение окружа>сщей среды за счет уменьшения выброса технического углерода B окружа10щу10 среду.

В табл. представлены данные по качеству и выходу сажи при проведении процесса получения ее по предла".àåìîìó способу в сравнении с известным.

1275023

Показатели для опыта

Параметры процесса 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 610

610

30

500

1000

5000

10000

1,0

1,0

1500

1500

2000

2000

Качество сажи

Удельная условная поверхность, м /г 12-14

35-40

Светопропускание толуольного экстракта, Ж 84-86

85-88

85-87

0,12

0,12

0,15

Зольность

39,8

40,0

34,0

Выход сажи, X

Разогрев насадки

Расход горючего газа, м /ч

Продолжительность цикла разогрева, мин

Коэффициент избытка воздуха

Давление воздуха на горение, мм вод.ст.

Пиролиз

Расход газа на пиролиз, м /ч

Продолжительность цикла пиролиза, мин

Продувка генератора

Продолжительность продувки, с

Расход горючего газа, мэ /ч

Расход воздуха на горение, м /ч

Коэффициент избытка воздуха

Температура газов полного горео ния, С

Давление воздуха на горение при продувке, мм вод. ст.

Масляное число, мл/ 100г

13-14

35-40

Таблица1 предлагаемого

) 13-14

35-40

75023 б лательна, так как снижает производительность аппарата.

При длительности цикла продувки

60 с и расходе газа на продувку

500 м /ч получается, что за цикл сгорает 8,3 м /цикл природного газа, о при К =1 и температуре горения 1500 С даст около 500 м газов полного горения, а при рабочем объеме генератора

1п 100 м получается 5-кратная смена среды в генераторе, то же самое получается и при расходе газа 1000 мз /ч и времени цикла 30 с. Вне этих пределов требуемая очистка рабочего объема

Время про- Качество про- 15 генератора от сажегазовых продуктов дувки, с дувки (визу- разложения не достигается, альный конт, роль)

I формула изобретения

Расход природного газа на продувку, мз /s

Наличие сажи

300

Отсутствует

500

То же

800

1000

Наличие сажи

?О

1200

Из табл. 2 видно, что меньше 30 с продувать нельзя, так как в это вре35 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 .нежеБ l2 Необходимость и достаточность цикла продувки в пределах 30-60 с при расходе горючего газа в количестве 500-1000 мэ /ч исходит из фактического объема генератора и холодильника (100 м ) при условии ч-5-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, охлаждение полученной сажегазовой смеси и улавливание сажи„ откл;очение генератора от системы улавливания после

1ерморазложения H (Оединение plo c атмосферой перед разогревом, о т л ич а ю шийся тем, что, с цель1а повышения выхода сажи и уменьшения загрязнения атмосферы., после прекращения подачи сырья на термсразложение генератор продувают газами полного горения от сжигани горючего газа в количестве 500-1000 и= / » в течение

30-60 с после чего откл;о -.=ют от сис— темы улавливания и соединяют с атмосферой.

1275023

IУ3 ИО yCmuфа&у Ьигига

Составитель Л.Романцева

Редактор Н.Гунько Текред И.Попович Корректор И.Зрдейи

Заказ 6533/20 Тираж 644 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4