Способ получения сажи

 

Сущность изобретения: ацетилен сжигают при подаче его встречно потоку кислорода в диффузионном плоском пламени в электрическом переменном поле при напряжении 0,48 - 0,80 кВ с частотой 400 - 1000 Гц под воздействием магнитного поля напряженностью 400 - 1500 Э, соотношении расходов кислорода и ацетилена 0,28 0,70 : 1, давлении 2 - 30 мм рт.ст. Выход сажи 3,8 - 5,5 кг/ч. 1 з.п ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,, . Ж„„1781260 А1 (я) С 09 С 1/54

ГО СУДА Р СТВ Е ННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СС(P (ГОСПАТЕНТ СССP) (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ САЖИ (57) Сущность изобретения: ацетилен сжигают при подаче его встречно потоку кислорода в диффузионном плоском пламени в электрическом переменном поле при напряжении 0,48 — 0,80 кВ с частотой 400—

1000 Гц под воздействием магнитного поля напряженностью 400 — 1500 3, соотношении расходов кислорода и ацетилена 0,28 -,0,70: 1, давлении 2 — 30 мм рт,ст, Выход сажи 3,8 — 5,5 кг/ч. 1 з,й. ф-лы, 1 табл, (21) 4851745/26 (22) 16.04,90 (46) 15.12,92. Бюл. № 46 (71) Институт еотехнической механики АН

УССР (72) Э,Н.Таран и В,Ф.Присняков (56) Зуев В.П, и Михайлов В.В, Производство сажи, M,: Химия, 1970. с.157 — 196.

Авторское свидетельство СССР

¹ 11333399111144, кг. С 09 С 1/52. 1983.

Однако этот способ обладает недостатками, обусловленными низким выходом сажи и относительно низкой ее па рамагнитной восп риимчивостью.

Целью изобретения является повышение выхода высокодисперсной сажи.

Способ получения сажи по изобретению заключается в следующем; сжигают углеводородный газ — ацетилен при подаче его встречно потоку кислорода в диффузионном плоском пламени при соотношении расходов кислорода и ацетилена 0,28 — 0,70

: 1 при давлении 2 — 30 мм рт.ст, в электрическом переменном поле при напряжении

0.48 — 0,80 кВ с частотой 400 — 1000 Гц, силовые линии которого совпадают с направлением потока ацетилена, под воздействием магнитного поля напряженностью

400 — 1500 Э и осаждают образующуюся сажу на осадительную поверхность.

При наложении переменного эле<трического поля заряженные сажевые частицы приходят в колебательное движение, вследствие чего происходит фрагментация сажевых кластеров и образование малых сажевых частиц. При этом активация поверхности сажевых частиц электронами, ускоренными накладываемыми переменными

Изобретение относится к производству технического углерода, э именно к получению высокодисперсной сажи из углеводородного сь рья. используемой в резинотехнической промышленности, лакокрасочной и полиграфической промышленности.

Известен способ получения высокодисперсной канальной сажи, включающий сжигание углеводородного газа с последующим осаждением нэ холодную осэдительную поверхность. Однако этот способ не позволяет получить сажу с удельной поверхностью более 100 м /г.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ получения высокодисперсной сажи, включающий получение плоского диффузионного пламени путем взаимодействия встречных пот>ков ацетилена и кислорода при их соотношении 1: 0,28 — 0,70. Сжигание ацетилена ведут в постоянном электрическом поле при напряженин 0,48 — 0,80 кВ, при давлении в камере 2 — 30 мм рт.ст.

Полученная таким образом i:ажа характеризуется достаточно высокой степенью дисперсности, !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ --:." -""-;„;,"

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1781260 электрическими полями, обеспечивает взаимодействие сажевых частиц с магнитными полями и увеличивает выход сажи с высокой парамагнитной восприимчивостью.

Последовательность осуществления 5 способа следующая, В качестве сжигания получают плоское диффузионное пламя путем взаимодействия встречных потоков ацетилена и кислорода, соотношение которых равно 0,28 — 0,70; Сжигание"ацетилена 10 ведут при давлении 2 — 30 мм рт, ст,.Для этого используют две одинаковые горелки плоского пламени типа Эджертона-Паулинга, к которым подводится напряжение от источника постоянногоили переменногото- 15 ка. Подводимое напряжение не превышает напряжение пробоя газового промежутка.

На пламя накладйвается магнитйое поле напряженностью 400 — 1500 Э, на полюса которого откладывается сажа с высокой па- 20 рамагнитной воспрйимчивостью. Выход сажи. осаждаемой на плоскости горелки горючего и полюса магнита, и диаметр осаждаемых частиц приведены в таблице.

l1 j и м е р 1. В камеру сжйганйя-вводят 25

0,25 м /ч ацетилена (отношение"кислорода к ацетилену 0,28). Инициируют воспламе- нение образующейся "горючей смеси при

20 мм рт,ст. Достигают в камере сжигания давления 2 мм рт.ст. К матрицам плоских 30 горелок подводят напряжение 0,48 кВ, Горелку горючего подключают к отрицательному (катод), горелку окислителя к положительному (анод) электроду. Накладывают магнитное поле на пламя напря- 35 женностью 400 Э, располагая полюса магнитов таким образом, чтобы силовые лй йии магнитного поля были перпендикулярны силовым линиям электрического"поля.

Получают 1,2 кг/час сажи на горелке 40 горючего и 2,5 кг/ч на полюсах магнита.

Средний диаметр частиц.на полюсах магнита -.50 А, Пример 2, Проводят аналогично 1 за иСключенйем того, что напряженность маг- 45 нитного поля H> = 200 Э. Получают 1,2 кг/ч сажи на горелке горючего и 1,4 кг/ч сажи на полюсах магнита. Средний диаметр частиц. на полюсах магнита 115 А.

Пример 3. Проводят аналогично 1, за 50 исключением того, что в камеру сжигания вводят 0,11 м /ч ацетилена (отношение кислорода к ацетилену 0,7), давление в камере поддерживают 30 мм рт.ст . Прикладывают напряжение 0,80 кВ, Получают 1.0 кг/ч сажи 55 на горелке и 1,8 кг/ч на полюсах магнита.

Диаметр частиц 65 А.

Пример 4. Проводят аналогично 3, за исключением .того. что накладывают переменное поле частотой1 = 0,05 кГц. Получают

0,8 кг/ч сажи на горелку горючего и 1,3 кг/ч на полюса магнита, Диаметр частиц -154 А.

Пример 5, Проводят аналогично 3, зэ исключением того, что накладывают переменное поле частотой v= 0,40 кГц. Получают

0,9 и 2,9 кг/ч сажи нэ горелку горючего и полюса магнита, соответственно. Диаметр частиц 135 А.

Пример 6. Проводят аналогично 3, за исключением того, что накладывают переменное поле частотой v = 1,0 кГц. Получают

1,2 и 4,3 кг/ч сажи на горелку горючего и полюса магнита, соответственно. Диаметр частиц сажи равен 45 А.

Пример 7. Проводят аналогично 3, за исключением того, что накладывают пере-" менное поле частотой v = 3,0 кГц. Получают

1,0 и 3,0 кг/ч сажи на поверхности горелки и полюсах магнита, соответственно. Диаметр частиц сажи 90 А, Пример 8, Проводят аналогично. примеру 6, за исключением того, что H> =

=800 Э. Получают 1,0 и 4,5 кг/ч сажи на горелке и полюсах магнита, соответственно,.

Диаметр частиц 45 А.

Пример 9, Проводят аналогично примеру 6 описания, за исключением, что:

Н = 1,500 Э. Получают 0,8 и 4,7 кг/ч сажи на горелке и полюсах, соответственно. Диа метр частиц -44 А.

Пример 10. Проводят аналогично примеру 6, за исключением, что H3 = 2000 Э, Получают 0,5 и 4.0 кг/ч сажи на горелке и магнита, соответственно. Диаметр частиц равен 42 А, Пример 11, Проводят аналогично 6, за исключением того, что Н, = 3000 Э. Получают 0,5 и 3,3 кг/ч сажи на горелке и магните, Диаметр частиц 42 А, Данные примеров сведены в таблицу.

Как следует из таблицы, данный способ обеспечйвает увеличение выхода сажи, в том числе высокодисперсной. Высокодисперсная сажа характеризуется высокой магнитной восприимчивостью, вследствие которой онэ способна поглощать электромагййтйое излучение. Осаждение магнитным полем незаряженных сажевых частиц увеличивает выход высокодисперсной сажи, а вместе с тем уменьшает ее выброс в атмосферу и тем самым способствует уменьшению загрязнения окружающей среды, Формула изобретения

1, Способ получения сажи, включающий сжигание ацетилена при подаче его встречно потоку кислорода в диффузионном плоском пламени при соотношении расходов кислорода и ацетилена 0,28 — 0,70: 1 при

1781260 ной сажи, сжигание ведут в переменном электрическом поле под воздействием магнитного поля напряженностью 400- 1500 Э. давлении 2 — 30 мм рт.ст, в электрическом поле при напряжении 0,48 — 0,80 кВ, силовые линии которого совпадают с направлением потока ацетилена, осаждение образовавшейся сажи на осадительную поверхность, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода высокодисперс5 2.Способпоп.1,отличающийся . тем, что переменное электрическое поле применяют с частотой 400. — 1000 Гц.

Условия и о есса

Показатели

Пример

Частота электрического поля, Гц

Средний диаметр сажи, A

Отношение кислорода к ацетилену

Выход сажи, кг/час на

Напряжение. кВ

Давление, мм рт.ст. магниты горелку горючего

Корректор М. Демчик

Составитель Э, Таран

Техред М.Моргентал

Редактор

Заказ 4254 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

2

4

6

8

0,28

0,28

0,7

0,7

0,7

0,7

0,7

0,7

0,7 .. 0,7

0,7

2.

° e

0,48

0,48

0,80

0,80

0,80

0,80

0,80

0,80

0,80

0,80

0,80

1000

Напряженность магнитного поля, Э

3000

1,2

1,2

1,0

0,8

0.9

1,2

1,0

1,0

0,8

0,5

0,5

2,5

1,4

1,8

1,3

2,9

4,3

3,0

4,5

4,7

4,0

3.3

154

44

42