碳黑

碳黑的形态结构和炉法生产方法

时间:2014-09-22 17:25 作者:金都炭黑 点击:

碳黑的形态结构
在整个分解过程中,烃类化合物会先形成碳的六元环,进而会脱氢缩合形成多环式六角形网状结构。这种网状结构成平面型,当3~5个网状结构重叠,会组成一个微晶,而大量的微晶无规则的堆砌会成为碳黑的球形颗粒。
这种颗粒极为微小,单个颗粒最低可以有5nm,我们平常说的碳黑的粒径,也就是这种以碳微晶凝聚成的颗粒的尺寸。在生产过程中,这种最初形成的球形颗粒会彼此凝聚,形成大小不等的链状聚集体。我们平常看到的碳黑粉末,便是这种二次凝聚形成的聚集体。这种聚集体我们称之为碳黑的结构。目前常用吸油值来表示结构性,吸油值定义为100克碳黑可吸收的亚麻籽油的量。在粒径相同的情况下,吸油值越大,碳黑的结构性也就越高,容易形成空间网络通道,而且不宜破坏。一般来说,高结构碳黑颗粒很细,网状链堆积也较密集,比表面积大,单位质量颗粒多。
碳黑的结构会因为制备方法和原料的不同而不同。比方说,灯黑生产工艺得道的产品会相对粗糙,气黑生产工艺可以得到精细的产品,而炉黑生产工艺几乎可以得到所有粒径范围的碳黑。
这也就意味着不同的生产工艺,得到的碳黑结构也不一样,有的碳黑结构较低,3~5个粒子熔接在一起,有的品种结构较高,十几个或者几十个粒子熔接在一起,形成发达的链枝状聚集体
碳黑的炉法生产方法 
炉法
由天然气或高芳烃油料在反应炉中经不完全燃烧或热解生成炭黑,此种炭黑称为炉黑,是炭黑品种中产量最大、品种最多的一类。炉黑与槽黑及热裂黑的显著区别是,其粒子的熔结或聚结程度可根据不同用途来调节。所以,同一粒径范围的炉黑,又分为若干不同结构的衍生品种。另外,炉黑的含氧量通常比槽黑低(少于1%),表面呈中性或弱碱性。炉黑生产的特点是,燃料在反应炉中燃烧,提供原料裂解所需的热量。燃烧和裂解过程同时发生。根据所用原料形态的不同,炉黑生产可分为气炉法和油炉法两种。气炉法所用原料和燃料均是天然气。油炉法的燃料可以是天然气、焦炉气,也可以是液态烃,原料则选用高芳烃油料,如乙烯焦油和蒽油等。在炉黑生产工艺流程(见图)中,反应炉是核心设备。生产不同品种的炉黑需采用不同结构尺寸的反应炉。空气和燃料在反应炉中燃烧,原料经雾化后喷入燃烧的火焰中,经高温热解生成炭黑。炭黑悬浮于燃余气中形成烟气。烟气经急冷后送空气预热器、油预热器进一步降温,最后送入袋滤器,分离出的炭黑送到造粒机中造粒,然后在干燥机中干燥
 

 

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