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等离子技术在炭黑生产中的应用(1)

等离子技术在炭黑生产中的应用(1)

发布日期:2015-10-27 11:07:32  信息来源:

等离子技术在色素碳黑生产中的应用

    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

 

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