Производство печной сажи, так же как и производство канальной сажи, основано на сжигании природного газа. Различие между этими способами заключается в принципиально разных условиях сжигания газа и улавливания образовавшейся сажи. В производстве канальной сажи сжигание газа осуществляется при доступе достаточного количества воздуха, сажа образуется вследствие быстрого охлаждения и выноса из зоны горения частиц углерода, получившихся в пламени в результате термического распада углеводородов. В производстве же печной сажи газ сжигается при недостаточном количестве воздуха (не выше 50—60% от теоретически необходимого) и сажа из саже-газовой смеси выделяется электрофильтрами. Внешнее различие в оформлении этих двух методов заключается в применении различных систем горелок для сжигания газа. В производстве канальной сажи газ сжигают, как было указано выше, в десятках тысяч мелких горелок, снабженных специальными наконечниками; в производстве печной сажи газ сжигают в небольшом числе больших горелок.
Разработанный в 20-х годах способ получения печной сажи первоначально успеха не имел, так как сажа была грубодисперсной и не могла быть использована ни в производстве резины, ни в производстве лакокрасочной продукции. Исследования показали, что низкая дисперсность сажи была обусловлена недостаточной скоростью газа в печи, вследствие чего температура в ней не поднималась выше 1000°, образовавшиеся же частицы сажи выдерживались при этой температуре продолжительное время. Увеличение скорости подачи газа дало возможность повысить температуру в печи до 1400—1500° и получить высокодисперсную сажу, пригодную для ряда отраслей промышленности и, в первую очередь, для резиновой промышленности.
Технологическая схема производства печной сажи приведена на рис. 99. Сжигание газа по этой схеме производится в специальной печи 2, представляющей собою горизонтально расположенную цилиндрическую камеру, выложенную огнеупорным кирпичом. Необходимый для сжигания газа воздух подается воздуходувкой L За счет сгорания части газа температура в печи поддерживается в различных ее участках от 1200 до 1500°. Под влиянием сильного нагревания несгоревший газ подвергается термическому распаду с выделением свободного углерода — сажи. Образовавшаяся в печи саже-газовая смесь с температурой 1400° направляется по футерованной огнеупорным кирпичом трубе 3 в холодильник 4. В этой
Рис. 99. Схема получения печной сажи: / — воздуходувка; 2 —печь; 3~ горяча» труба (активатор); 4 — холодильник; 5 — электрофильтр; б —шнек. |
трубе — активаторе — продолжается термический распад углеводородов, не разложившихся в печи. Из холодильника сажа, охлажденная’ распыленной водой до 250—350°, поступает на электрофильтры 5 или другие улавливающие приспособления, из которых шнеком 6 подается на упаковку.