Печные способы производства. Технология производства печной газовой сажи

Получение сажи печным способом

Печной способ получения сажи является наиболее распространенным, и для его осуществления применяется процесс турбулентного диффузионного горения с недостат­ком воздуха в специальных реакторах. Сажа образуется в зоне, примыкающей к фронту горения со стороны углеводорода. От­личие от ламинарного горения заключается в том, что фронт горения представляет собой турбулентную пульси­рующую зону, а не гладкую неподвижную поверхность, на­блюдаемую при ламинарном диффузионном горении, и в том, что сажевые частицы по выходе из факела остаются еще длительное время в атмосфере горячих продуктов горения и подвергаются воздействию, как углеводородов, так и окис­лительных компонентов. С увеличением турбулентности, т. е. с увеличением скорости пе­ремешивания горючего с воздухом выход сажи уменьшается, но ее дисперсность увеличивается.

При получении сажи печным способом в реакторе происходит одновременно несколько различных процессов:

• сгорание вспомогательного топлива или части сырья для получения тепла, необходимого для термического разложения углеводородов,

• неполное сгорание доли сырья с образованием оксида углерода и паров воды вследствие недостатка кислорода,

• термическое разложение углеводородов сырья с образованием углерода и формирование сажевых частиц,

• взаимодействие полученной сажи с газообразными продуктами реакции,

• резкое прекращение реакции, закалка водой и ее взаимодействие с сажей.

Каждый из этих процессов зависит от ряда условий, мно­гие из которых можно регулировать.

Печным способом производится более 90% всей сажи. Печной способ является наиболее гибким, позволяющим изменять свойства сажи в необходимых пределах, по­этому и нашел широкое применение. Основные преимущества этого способа следующие:

• высокий выход сажи, обеспечивающий снижение себе­стоимости по сравнению с другими способами;

• гибкость процесса, позволяющая получить сажи с разнообразными свойствами на идентичном оборудовании изме­нением только технологических параметров;

• направленное управление процессом, позволяющее по­лучить сажи с заданными свойствами;

• возможность автоматизации процесса сажеобразования;

• создание более благоприятных санитарных условий работы;

• возможность работы по замкнутому циклу, т. е. безот­ходное производство с утилизацией побочных продуктов.

В настоящее время печным способом получают сажи, обладающие равноценными с канальными сажами свойствами, но превосходящие их по технико-экономическим и санитарно-гигиеническим показателям производства и охраны окружающей среды.

Технология производства печной газовой сажи

Печные газовые сажи обычно получают сжиганием природ­ного или попутного газов нефтепромыслов в специальных пе­чах. Предварительно газ очищают от механических примесей и легких фракций углеводородов. Иногда применяют смеси га­за с жидким сырьем или его парами; в этом случае увеличи­вается выход, повышается производительность оборудования.

Получение сажи осуществляется при термоокислительном разложении углеводородов в турбулентном потоке при 1200—1300°С в сдвоенных горизонтальных реакторах, фу­терованных огнеупорным кирпичом. Сажа поступает в акти­ватор, затем скруббер-холодильник, орошаемый водой, и улав­ливается в электрофильтре (99,5% улавлива­ния). Очищенные газы направляются в котельную, а сажа на гранулирование сухим способом. Получение печной сажи проводят при температуре в зоне реакции 1200-1300^оС.