РЕАКТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАЛОАКТИВНЫХ МАРОК ТЕХНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА

Полезная модель относится к технологии получения технического углерода и может быть использована при производстве малоактивных марок, применяемых в качестве наполнителя резин.
Известен реактор для получения малоактивных марок технического углерода, включающий камеру горения с устройствами для ввода топливовоздушной смеси радиально и аксиально потоков продуктов горения, смесительное сопло с радиально расположенными сырьевыми форсунками для впрыска сырья (патент РФ №1462788, кл. С09С 1/50).
Недостатком данного реактора является высокое коксообразование, которое ухудшает качество техуглерода и кокс нарастает на стенке реакционного канала, для ликвидации которого реактор периодически переключают с режима получения техуглерода на режим полного горения топливного газа, что способствует разрушению футеровки реактора.
Известны реактора для получения технического углерода, включающие камеру горения со средствами для сжигания топлива с воздухом, смесительное многоканальное сопло с сырьевыми форсунками и реакционную камеру со средствами для охлаждения углеродогазовых продуктов (патенты РФ №2131766 и №2179564, кл. С09С 1/48).
Данные реактора используют для получения высокодисперсных марок техуглерода, т.к. при введении сырья в высокоскоростной поток (скорость движения продуктов горения в каналах 250-300 м/с) сырье быстро и полностью смешивается с газами горения.
Задачей полезной модели является получение малоактивных марок технического углерода в реакторах с многоканальным смесительным соплом.
Поставленная задача решается тем, что в реакторе для получения технического углерода, включающим камеру горения со средствами для сжигания топлива с воздухом, многоканальное сопло и реакционную
камеру, сопло снабжено каналами с диаметром 100-200 мм, а на расстоянии 100-500 мм от выходных отверстий каналов в зоне реакции выполнены радиальные отверстия для установки сырьевых форсунок, соответствующих числу каналов.
На фиг.1 - показан продольный разрез реактора,
На фиг.2 - показано сечение по А-А, где:
1 - горелочное устройство, 2 - воздушная камера, 3 - камера горения, 4 - суженные каналы сопла, 5 - отверстия для сырьевых форсунок, 6 - реакционная камера, 7 - отверстия для ввода охлаждающего агента.
Реактор для получения техуглерода включает корпус, в котором последовательно и соосно расположены камера горения 3 со средствами ввода топливного газа 1 и воздуха 2, многоканальное сопло с суженными каналами 4, камеру реакции 6 с форсунками 5 для ввода сырья и каналы 7 для ввода охлаждающего агента.
Способ получения технического углерода осуществляют следующим образом.
Предварительно подогретый воздух через воздушную камеру 2 подают в горелочное устройство 1, где его смешивают с топливом, подаваемым в горелку. Смесь топлива и воздуха сжигают в камере горения топлива 3 с образованием высокотемпературного потока продуктов горения, который поступает в суженные каналы 4 многоканального сопла. Количество суженных каналов может быть от двух до шести в зависимости от их диаметра (100-200 мм). Скорость движения дымовых газов в канале составляет 250-300 м/с. На расстоянии 100-500 мм от выходных отверстий каналов в зоне реакции выполнены радиальные отверстия 5 для сырьевых форсунок, через которые в реактор подают углеводородное сырье, причем количество форсунок соответствует количеству каналов. Высокоскоростные потоки дымовых газов при входе в камеру реакции 6, встречаясь с перпендикулярными струями сырья, обеспечивают быстрое смешение и нагревание сырья до температуры разложения. Затем скорость движения дымовых газов с парами сырья резко падает до 50-60 м/с из-за большого
диаметра зоны реакции, составляющего 600-800 мм. При такой скорости движения потока осуществляют непосредственное разложение сырья с образованием технического углерода и газообразных продуктов. Нежелательные окислительные процессы техуглерода прерывают подачей охлаждающего агента через каналы 7.
Данным способом в предлагаемом реакторе получают технический углерод с удельной поверхностью от 30 до 50 м2/г, массовой долей остатка после просева через сито с сеткой 014К - 0,009-0,015, выходом в расчете на сырье, мас.% - 71,4-73,4.