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等离子技术在炭黑生产中的应用(2)

等离子技术在炭黑生产中的应用(2)

发布日期:2015-10-28 9:01:23  信息来源:

 等离子技术在色素碳黑生产中的应用

  
    此后,人们不断地在应用等离子体制备炭黑的这项技术中做了大量的工作。人们将等离子体高温区域和后续处理装置集成在一起,设计了能连续生产炭黑的等离子体装置,并解决采用等离子体技术制备炭黑的一些工艺控制问题,使该项技术迈出了一大步。这项工艺技术是借助于外供电源产生高温等离子体,使碳氢化合物在高温等离子体内裂解生产炭黑和氢气,并加以收集。这套等离子体制备炭黑的装置可以使原料的利用率大大地提高,优于没有燃烧过程,原来的损耗几乎为零,使碳氢化合物转变为可利用的炭黑和氢气。由于生产过程中没有燃烧过程,所以也不会排放温室气体二氧化碳以及氮氧化物等有害气体。
    该等离子体制备炭黑的工艺装置,其组成为:一台类似于传统炭黑反应炉的主体反应装置,根据耐高温的要求,反应装置内衬采用石墨作为衬里。主体反应装置的顶部设置有三个石墨电极,并与1000kW的三相交流电源相连接。在靠近主体反应装置顶部的两侧设置有两个原料的进口。在此主体反应装置的底部连接一个载气输入装置,并通过管道与分离和收集装置相连。
    原料(碳氢化合物)进入反应装置内由等离子体形成的高温反应区于等离子体混合并在高温下发生裂解反应,反应后的混合气体由载气经管道送到分离收集装置(袋滤装置),分别收集炭黑和氢气等。这套装置可以通过控制三相交流电的输出电压、等离子体的流速、原料的流速等参数来获得不同品种炭黑
    另外,Strinar Lynum 等人通过对等离子体炭黑生产工艺的详细研究,提出了更为完整的生产工艺路线。
    这一流程把原料输入装置、等离子体发生装置、冷却装置、尾气处理装置等科学地进行了组合,形成了连续的生产过程,不仅提高了产率,还减少了污染,充分体现了采用等离子体技术指标炭黑的优越性。
    人们对采用等离子体技术制备的炭黑进行了性能分析,发现其性能完全可以代替传统工艺的炭黑,甚至表现出更为良好的橡胶补强性能。又由于等离子体技术能形成一个更高温度的反应环境,又不存在燃烧过程;这样使碳氢化合物的分解反应进行得比较彻底,产品的转化率很高,甚至接近百分之百。这是传统炭黑生产哦内挂有无法相比的。正是因为这种技术对产品的高转化率,使它污染物的排放率几乎为零。等离子体技术制备炭黑的过程是一个清洁的生产过程,因为它的生产过程是在完全无氧的条件下进行的,所以不会产生二氧化碳及氮氧化物等的污染性物质。它的副产品是氢气,也是未来一种有潜力的清洁能源和重要的化工原料。在这方面,等离子体制备炭黑的技术对于传统炭黑生产技术是一个很大的突破,彻底改变了传统炭黑生产对环境污染严重的形象。采用等离子体技术生产炭黑对原料的要求不像传统的炭黑工艺那么高,几乎任何高沸点的碳氢化合物都能采用等离子体技术来生产炭黑,这样就扩大了炭黑生产对原料的选择范围。
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