Industrieruß

Industrieruß ist ein organischer Grundstoff, der mittels Pyrolyse von gasförmigen oder flüssigen Rohstoffen der Erdölindustrie, der Erdgasindustrie oder der Kohleindustrie hergestellt wird. Als Ausgansstoffe dienen aromatische Verbindungen, die ein hohes Kohlenstoff-Wasserstoff-Verhältnis aufweisen.

Herstellung

Industrieruß kann prinzipiell durch zwei Methoden hergestellt werden, die sich durch unterschiedliche Wärmezufuhr unterscheiden. Man unterscheidet zwischen der partiellen Oxidation und der externen Wärmezufuhr. Bei der partiellen Oxidation wird ein Teil des Einsatzstoffes durch gezielte Luftzufuhr verbrannt. Die dabei entstandene Wärme wird benötigt, um Temperaturen von 1.200 °C bis 1.900 °C für Nachfolgereaktionen zu generieren. Das erhaltene Produkt wird im weiteren Verlauf abgekühlt und getrocknet. Im Gegensatz dazu wird bei der zweiten Methode Wärme gesondert von außen zugeführt.

Das heutzutage am meisten verbreitete Verfahren ist das Furnaceruß-Verfahren, das hocharomatische, viskose Rückstände aus Erdölraffinerien, Kokereien oder aus katalytischen Crackanlagen als Ausgangsstoffe verwendet. Es folgt dabei den Grundschritten der partiellen Oxidation. In der Brennkammer werden durch das Verbrennen von Erdgas oder Öl die benötigten hohen Temperaturen erzeugt. In das heiße Gas werden im nächsten Schritt die hocharomatischen Rußöle eingedüst. Aufgrund einer unvollkommenen Verbrennung und dem parallel verlaufenden Pyrolyseprozess, entsteht neben Wasserstoff und anderen Gasen Industrieruß. Nach genau definierter Reaktionszeit in der Brennkammer wird das Gasgemisch abgekühlt und durch ein Filtersystem vom übrigen Prozessgas separiert.

Energierelevanz

Da die Herstellung von Industrieruß äußerst energieintensiv ist, werden in Europa meistens Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen verwendet. Industrieruß wird hauptsächlich für die Produktion von Reifen, Pigmenten und Farben genutzt.

Tabelle 1 enthält die spezifischen Energieverbräuche bei der Herstellung von einer Tonne Industrieruß. Zur Verbesserung der Energieeffizienz können moderne Prozessleitsysteme eingesetzt werden, die eine konstante Steuerung der Betriebsbedingungen im Ofen ermöglichen. Zusätzliche Maßnahmen sind:

• Verwendung von Gewebefiltern.
• Nutzung der Ofenabgase; diese enthalten energiereiche Bestandteile wie Methan oder Wasserstoff.
• Nutzung von Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen für eine Wärmerückgewinnung der Abgase aus dem Ofen.

Englische Übersetzung(en):

carbon black