Des noirs de carbone ont été préparés dans un réacteur comme décrit ci-dessus et représenté sur la , en utilisant une matière première liquide ayant des propriétés indiquées dans le tableau 1 et des conditions et une géométrie de réacteur présentées dans le tableau 2. Du gaz naturel a été utilisé en tant que combustible pour la réaction de combustion. Une solution aqueuse de strontium ou de baryum ou de calcium (comparatif) ou de strontium avec du calcium a été utilisée comme additif de matière première, et a été mélangée à une matière première liquide avant injection dans le réacteur dans la zone 3 (en référence à la ). Le strontium, le baryum et le calcium ont tous été utilisés sous forme de solutions aqueuses d'acétate métallique. La réaction a été stoppée avec de l'eau purifiée par osmose inverse. [Tableau 1] : Propriétés de matière première Type de matière première FS-A Hydrogène (% en poids) 7,60 Carbone (% en poids) 91,00 Soufre (% en poids) 0,71 Azote (% en poids) 0,30 Oxygène (% en poids) 0,39 Densité à 15,5 °C [ASTM 4052] 1,0910 [Tableau 2] : Géométrie du réacteur et conditions de fonctionnement fixes Paramètres D-1 (m) 0,18 D-2 (m) 0,13 D-3 (m) SO D-4 (m) SO D-5 (m) 0,69 D-6 (m) SO D-7 (m) SO D-8 (m) 0,91 D-9 (m) 0,69 L-1 (m) 0,61 L-2 (m) 0,30 L-3 (m) SO L-4 (m) SO L-5 (m) 0,38 L-6 (m) SO L-7 (m) SO L-8 (m) 9,45 L-9 (m) 7,87 A (m) SO B (m) SO Q (m) 15,3 Air de combustion (nm3/h)* 2400 Préchauffage d'air de combustion (K) 798 Gaz Naturel vers le brûleur (nm3/h)* 179 Nombre d'orifices d'injection de matière première 6 Combustion primaire (%)** 120 * nm 3 désigne des mètres cubiques normaux, où « normal » fait référence au volume de gaz corrigé à 25 °C et 1 atm de pression. ** La combustion primaire est définie comme le pourcentage d'oxygène ajouté à la zone de combustion 1 par rapport à la quantité totale d'oxygène nécessaire pour réagir de manière stœchiométrique avec le gaz naturel ajouté à la zone de combustion 1. [Tableau 3] : Conditions opératoires pour les exemples d’ajout de calcium Paramètre/Exemple de noir de carbone 1 2 3 4 Diamètre de l’orifice d’injection de matière première (cm) 0,071 0,071 0,071 0,097 Débit de matière première (kg/h) 390 425 492 563 Température de matière première (K) 446 445 446 455 Concentration en Ca 2+ dans la matière première (ppm) 1500 1500 1500 1000 Concentration en Sr 2+ dans la matière première (ppm) 0 0 0 0 Concentration en Ba 2+ dans la matière première (ppm) 0 0 0 0 Combustion globale (%)*** 42,5 40,0 36,0 32,5 Débit d'eau de trempe (kg/h) 622 718 783 927 N2SA (m2/g) 1703,1 1520,1 1094,7 804,5 Concentration en Ca 2+ dans le noir (ppm) 5695 4717 3600 2093 Concentration en cendres dans le noir (%) 2,56 1,98 1,6 0,88 *** La combustion globale est définie comme le pourcentage d'oxygène ajouté à l'ensemble du réacteur par rapport à la quantité totale d'oxygène nécessaire pour réagir de manière stœchiométrique avec la totalité des flux de combustible ajoutés à l'ensemble du réacteur. [Tableau 4] : Conditions opératoires pour les exemples d’ajout de calcium/strontium Paramètre/Exemple de noir de carbone 5 6 Diamètre de l’orifice d’injection de matière première (cm) 0,071 0,071 Débit de matière première (kg/h) 390 390 Température de matière première (K) 452 451 Concentration en Ca 2+ dans la matière première (ppm) 350 70 Concentration en Sr 2+ dans la matière première (ppm) 350 630 Concentration en Ba 2+ dans la matière première (ppm) 0 0 Combustion globale (%)*** 42,5 42,5 Débit d'eau de trempe (kg/h) 644 676 N2SA (m2/g) 2223,7 2236,1 Concentration en Ca 2+ dans le noir (ppm) 2601 826 Concentration en Sr 2+ dans le noir (ppm) 2331 4526 Concentration en cendres dans le noir (%) 1,6 1,48 *** La combustion globale est définie comme le pourcentage d'oxygène ajouté à l'ensemble du réacteur par rapport à la quantité totale d'oxygène nécessaire pour réagir de manière stœchiométrique avec la totalité des flux de combustible ajoutés à l'ensemble du réacteur. [Tableau 5] : Conditions opératoires pour les exemples d’ajout de strontium Paramètre/Exemple de noir de carbone 7 8 9 10 11 12 Diamètre de l’orifice d’injection de matière première (cm) 0,071 0,071 0,071 0,071 0,071 0,071 Débit de matière première (kg/h) 390 425 492 390 425 492 Température de matière première (K) 454 407 405 413 404 407 Concentration en Ca 2+ dans la matière première (ppm) 0 0 0 0 0 0 Concentration en Sr 2+ dans la matière première (ppm) 700 700 700 250 250 250 Concentration en Ba 2+ dans la matière première (ppm) 0 0 0 0 0 0 Combustion globale (%)*** 42,5 40 36 42,5 40 36 Débit d'eau de trempe (kg/h) 600 682 716 675 724 900 N2SA (m2/g) 2259,9 1933,4 1251,7 1831,4 1509,4 1019,4 Concentration en Sr 2+ dans le noir (ppm) 6095 3280 2032 1391 1020 684 Concentration en cendres dans le noir (%) 1,81 0,35 0,3 0,74 0,16 0,45 *** La combustion globale est définie comme le pourcentage d'oxygène ajouté à l'ensemble du réacteur par rapport à la quantité totale d'oxygène nécessaire pour réagir de manière stœchiométrique avec la totalité des flux de combustible ajoutés à l'ensemble du réacteur. [Tableau 6] : Conditions opératoires pour les exemples d’ajout de baryum Paramètre/Exemple de noir de carbone 13 14 15 16 17 18 19 Diamètre de l’orifice d’injection de matière première (cm) 0,071 0,071 0,071 0,071 0,071 0,071 0,071 Débit de matière première (kg/h) 390 425 492 390 425 492 492 Température de matière première (K) 407 405 404 409 407 405 404 Concentration en Ca 2+ dans la matière première (ppm) 0 0 0 0 0 0 0 Concentration en Sr 2+ dans la matière première (ppm) 0 0 0 0 0 0 0 Concentration en Ba 2+ dans la matière première (ppm) 700 700 700 250 250 250 1000 Combustion globale (%)*** 42,5 40 36 42,5 40 36 36 Débit d'eau de trempe (kg/h) 633 703 690 740 817 886 721 N2SA (m2/g) 2086,7 1803 1091 1876,4 1483,1 896,1 1195,8 Concentration en Ba 2+ dans le noir (ppm) 6353 3087 1837 1658 929 645 2743 Concentration en cendres dans le noir (%) 1,25 0,32 0,25 0,6 0,17 0,3 0,63 *** La combustion globale est définie comme le pourcentage d'oxygène ajouté à l'ensemble du réacteur par rapport à la quantité totale d'oxygène nécessaire pour réagir de manière stœchiométrique avec la totalité des flux de combustible ajoutés à l'ensemble du réacteur.