等离子技术在炭黑生产中的应用（1）

    等离子技术就是利用物质的等离子体来获得高温热源的一项技术。等离子体是指处于电离状态的气态物质其中带负电荷的粒子（电子，负离子）数等于带正电荷的离子（正离子）数。等离子体通常与物质的固态、液态和气态并列，称为物质的四态，并在宇宙中广泛存在。它可以通过气体放电或加热等办法。从外界会的足够能量，使气体分子或原子中轨道所束缚的电子变为自由电子，便可以形成等离子体。自然界中的等离子体存在于宇宙中的星系、星云，如太阳本身就是一个灼热等离子体火球。地球附近的等离子体，如闪电、极光、电离层等。而人们使用的等离子体都是通过人工气体放电、高温燃烧、爆炸以及辐射的方式产生的。

    1964年，美国Merrill M Jordan 以碳的卤化物为原料，在氮的等离子体中热解得到了比常规炭黑具有更小粒径的炭黑产品。由于各方面的条件限制，当时的装置比较简单，但他科学的设计思想，为以后的科研人员进一步的研究开辟了思路。此后的Geir Bjornson 和Homer M Fox 等在等离子体炭黑工艺流程的设计上做了大量的工作。并给出了一个较为完整的工艺过程。此工艺过程有三个步骤：先将碳氢化合物以一定的流速通过一个等离子体发生装置，该装置内等离子体的温度可达3000℃以上。送入的碳氢化合物在此高温区域内停留的时间一般为1~10微秒；然后进入一个温度较低的（600~1000℃）装置内，在此装置内停留的时间为0.1s左右；最后进入冷却和分离装置，分别对炭黑和氢气进行收集。在等离子体制备炭黑的装置内，人们发现它与常规的炉法炭黑相比，对制备炭黑的原来的要求很低，很多烃类化合物都可以作为制造炭黑的原料，而且生产出来的炭黑性能优于常规炭黑生产工艺的产品。甚至有人用煤作为原料在等离子体中热解也能得到性能良好的炭黑。