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河北墨钰炭黑|乙炔炭黑有几种制造方法?


乙炔炭黑曾有下述三种已工业化的制造方法 。
①不完全燃烧法是一种类似于天然气槽法炭黑的制造方法 。 因黑收率很低 ， 表面含氧基团多 ， 其导电性能不好 ， 现在一般不采用 。
②爆炸法将乙炔气压缩到0.3MPa ， 在高温火花下引发、导致强烈的爆炸反应 ， 使乙炔裂解为炭黑 。 因难于控制 ， 设备和操作较复已很少采用P在预热过的裂解炉中 ， 导人乙炔气 ， 隔绝空气热裂分解 ， 生成乙炔炭黑 。 由于乙炔裂解是放热反应 ， 故此过程可以继续进行 ， 乙炔热裂解技术1925年在加拿大开始实现工业化 。 由于热裂解法收率高 ， 设备简单 ， 工艺操作容易 ， 所以被广泛采用 。
3.3.3.1工艺流程和设各
热裂法乙炔炭黑生产过程由乙炔气制备工序、乙快裂解、炭黑收集、压缩和包装工序和制氮设施等组成 。 工业制取乙炔 ， 有电石法(分湿式和干式)、甲烷裂解法和烃类裂解法等 ， 等离子法正在研究之中 。 其中电石法制乙炔 ， 具有产品纯度高 ， 工艺流程短 ， 易操作等优点 。 目前国内乙快炭黑工厂均采用湿式电石法制取乙炔气 。 将电石加入乙炔发生器中 ， 与水反应即得乙快气 。 其反应如下:
Cac,+2H, H+Ca(OH)+127 0k]/mol
即纯电石1kg ， 理论需水0.5625kg ， 生成0.406kg(0.35m2)乙快气 ， 1 ， 156kg熟石灰 ， 放出1068.7kJ的热量 。 水量不足 ， 电石分解可能使反应区的温度上升很高 。 如温度超过0℃ ， 由发生下述反应:
Cac +Ca(OH)2 -C2H +cao
反应生成的氧化钙在电石块上形成密实的外皮 ， 致使电石块淤积群产生剧烈的过热现象 。 过热温度可达800～1000C0 ， 这时乙炔气有可燃烧 ， 乙快-空气混合气也就会随即爆炸 ， 所以这种过热现象是危险 。 故在乙炔气的制备中要充分保证水的用量 。 从乙炔发生器出来的乙炔气 ， 绝对压力为7～9kPa 。 乙快气经冷、洗涤净化、汽水分离进入气柜供乙炔炭黑生产用 。 热裂法乙炔炭的工艺流程如图3-29所示 。
来自乙炔气柜的乙炔气 ， 经阻火器、水封、孔板流量计 ， 由乙快气嘴进入裂解炉中 。 隔绝空气裂解生成乙炔炭黑和氢气 。 在裂解炉倒上部引进由后部返回的低温富氢尾气 ， 截焰冷却 ， 终止炭黑反应 。 炭黑和氢气由炉底排出 ， 经带水夹套的螺旋输送机边输送边冷却 ， 经两级螺旋输送机后 ， 炭黑进入研磨机 ， 磨碎粗粒 ， 除去焦块 。 由输送风机经除渣器送入串联的两级旋风分离器 ， 捕集下的炭黑经各自的贮斗 ， 由气密阀排出 。 由二级旋风分离器绉壳排出的富氢尾气经脉冲袋滤器进一步捕集炭黒后 ， 一部分经氢气回流管返回裂解炉;其余部分送至燃烧或其他综合利用装置 ， 也有的工厂直接排放 。 由两级旋风分离器气密阀和脉冲袋滤器气密阀排出的炭黑经螺旋输送机 ， 进入螺旋压编机压缩 ， 然后以每袋5kg包装成产品 。 由螺旋压缩机抽出的气体经水环真空泵排入大气 。 炭黑在螺旋压缩机中 ， 脱掉几黑中的空气并进行压缩 ， 以达到50％或100％的压缩品即为最终产品 。 如压缩前的粉状乙炔炭黑的视比容为3.4cm/g ， 50％压缩品为粉状炭黑视比容的1/2 ， 即16.67cmg:10％压缩品为50％压缩品视比容的1/2 ， 即8.32cm3/g裂解炉结构如图3-30所示 。 乙快气经乙快气嘴进入裂解炉 。 炉内裂解段村以90～100m厚的石墨砖 ， や外用水冷却以保护炉衬 ， 并带走部分多余的热盐 。 裂解炉内装有环形副乙炔气入ロ刀及乙炔气嘴插焦器 ， 以1次/min的频率作上下往复运动 ， 制掉附聚于炉壁上的放冷却水F黑 ， 捅掉乙炔气嘴头部形成的焦块 。 炉内设备、制刀和乙炔气嘴均设有水冷夹套冷却 ， 炉温以保持在1800C左右为宜 。 炉温过高 ， 产品性能下降;炉温过低 ， 又可能终止裂解反应 。 螺旋压缩机是生产中的重要设备 ， 如图3-31所示 。 产品经输送段螺旋2送入压回水缩段螺旋3进行一次压缩 ， 压缩段轴上镶的一个圆形外套 ， 外径由小逐渐变大 ， 锥形套上安有螺距由大逐渐缩小 ， 外径相等炭黑烟气的螺旋叶片 ， 随着螺旋轴的转动 ， 乙炔炭图3-30乙炔裂解炉结构黑的体积由大变小 ， 被送往出料喇叭口4 ， 1-ー乙炔气喷呢2一石墨破喇叭口4内塞有一个可调位置的顶锥5 。 调节顶锥与喇叭口的相对距离 ， 对乙快炭黑进行二次压缩 ， 排出的压缩成品包装成产品 。 压缩出的气体由分布在压缩段筒体上的气水环式真空泵抽走 。


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