[发明专利]等离子体工艺生产白炭黑与四氯化碳的方法与装置

权利要求书

1.一种等离子体工艺生产白炭黑及四氯化碳的方法，其特征在于，原料气与辅助气作为反应气，该反应气通过等离子体发生装置转换为等离子体，进入反应器中发生反应，将冷却气通入反应器内对反应后的混合气体快速冷却，生成的白炭黑在反应器底部收集，离开反应器的气体通过过滤分离取出夹带的白炭黑，再通过分离工序分别得到产品四氯化碳及尾气。

2.根据权利要求1所述的等离子体工艺生产白炭黑及四氯化碳的方法，其特征在于，所述原料气与辅助气混合后通过等离子体发生装置转换为等离子体，再进入反应器中发生反应；

或所述原料气由等离子体发生装置出口处通入反应器，与由等离子体发生装置转化为等离子体的辅助气混合，并在反应器内发生反应。

3.根据权利要求1所述的等离子体工艺生产白炭黑及四氯化碳的方法，其特征在于所述原料气采用氯硅烷与二氧化碳的混合气，两者体积比为1∶0.2～5，混合温度为100～150℃。

4.根据权利要求3所述的等离子体工艺生产白炭黑及四氯化碳的方法，其特征在于所述四氯化硅与二氧化碳体积比为1∶1～3。

5.根据权利要求1所述的等离子体工艺生产白炭黑及四氯化碳的方法，其特征在于所述等离子体发生装置为感应耦合等离子体发生装置，反应压力为0.5～1.5bar，等离子体中心温度为2000～10000℃；

所述反应器内压力为0.5～1.5bar；

所述辅助气为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气中的一种或几种；

所述冷却气为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气中的一种或几种，温度为80～150℃。

6.根据权利要求1所述的等离子体工艺生产白炭黑及四氯化碳的方法，其特征在于所述辅助气为氩气；

所述冷却气为氩气，温度为80～150℃。

7.根据权利要求4所述的等离子体工艺生产白炭黑及四氯化碳的方法，其特征在于所述冷却气温度为90～100℃。

8.一种用于等离子体工艺生产白炭黑及四氯化碳的装置，其特征在于，气体混合器(1)通过辅助气进料器(2)连接等离子体发生装置(3)，等离子体发生装置(3)出口连接反应器(5)进口，冷却气进料器(6)通过进气管与反应器(5)侧壁相连，由反应器侧向进气，过滤器(8)通过出气管道与反应器(5)相连，过滤器(8)与反应器(5)下部均连接白炭黑收集器(7)，过滤器(8)与分离提纯系统(9)相连。

9.根据权利要求8所述的等离子体工艺生产白炭黑及四氯化碳的装置，其特征在于所述气体混合器(1)内温度为60～150℃，压力为0.5～1.5bar；

所述辅助气进料器(2)将辅助气与原料气混合，向所述等离子体发生装置(3)进料，并同时将辅助气作为鞘层气向所述等离子体发生装置(3)进料；

所述反应器(5)具有比所述等离子体发生装置(3)大的直径，并具有大的长径比；

所述反应器(5)具有一组侧向连接的冷却气进气管(501)及冷却气进气口(502)；

所述反应器(5)具有冷却夹套(503)，采用加压冷却水或导热油作为冷却介质，冷却介质的温度为60～150℃；

所述反应器(5)具有一组侧向连接的保护气进气管(504)、保护气分布管(505)及保护气进气口(506)；

所述过滤器(8)为袋式过滤器(8)，与所述反应器(5)下部由尾气管道连接；

所述白炭黑收集器(7)内为常压，充填惰性气体，惰性气体为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气中的一种或几种。

10.根据权利要求8所述的等离子体工艺生产白炭黑及四氯化碳的装置，其特征在于所述反应器(5)具有上部圆柱直筒状，下部圆锥状的结构；

所述反应器(5)在直筒段至少具有一组冷却气进气管(501)及冷却气进气口(502)，并在圆锥段下部设有冷却气进气管(501)及冷却气进气口(502)；

所述反应器(5)保护气进气口(506)分布在直筒段侧壁，保护气进气口(506)喷气方向为沿直筒段内壁切线方向，保护气进气管(504)至少连接一组保护气分布管(505)及保护气进气口(506)，保护气进气口连接在保护气分布管(505)内侧。