[发明专利]色素炭黑的制备工艺及其燃烧炉

说明书

技术领域

本发明涉及碳黑制备技术领域，具体为一种色素炭黑的制备工艺及其燃烧炉。

背景技术

色素炭黑广泛应用于油墨、油漆、涂料、化妆品，塑料，橡胶，纺织等制品中作着色颜料。色素炭黑的制备方法一般为：接触法、油炉法、气炉法等生产。色素炭黑一般都能较好地给物品着色，可根据着色特性或者物化性能选用色素炭黑，着色用炭黑的品种的选择基本上都随成品必须达到的黑度而定，炭黑的性能往往影响着产品的性能。对于炭黑来说，色素炭黑主要有粒径、吸碘值、DBP吸收值、着色力、PH值、加减量、灰分、筛余物、外形、着色力、挥发分、加热减量等指标，等等体现着炭黑的使用性能。在特殊的领域，对炭黑的性能要求非常严格。例如专利号为85101730公开的炭黑生产方法，将含烃原料和氧化剂混合然后，然后淬冷得到炭黑。使用的设备一般为三级反应，一级燃烧区，燃料和氧化剂燃烧，二级燃烧区，烃类加入其中燃烧，三级反应区，经过猝冷制的炭黑，这里所使用的氧化剂一般是空气，氧气等。实践发现，上述传统的油炉法生产出的色素炭黑吸碘值为107左右，染色强度110，DBP吸收值125左右。

发明内容

本发明为了提高色素炭黑的性能，提供了一种色素炭黑的制备工艺及其燃烧炉。

本发明的技术方案是，一种色素炭黑的制备工艺，原料及燃料均为蒽油，蒽油通过燃烧室的热风咀上的燃料枪和热空气进入燃烧室，使燃料油充分燃烧生成热气流，另一部分原料蒽油通过原料枪喷入喉管段使油充分雾化，雾化的原料油与燃烧室的热气流进入火化段充分应，在急冷段直接封住炭黑的热气流并用水直接降温使炭黑终止反应，此时就生成色素炭黑。

一种生产色素炭黑的燃烧炉，包括燃烧室、喉管段、火化段、急冷段、停留段；燃烧室一段为设有热风咀，热风咀一段为原料进口，侧面为热风口，喉管段侧面设有原料枪，急冷段侧面设有急冷水枪，燃烧室与喉管段连接，喉管段与火化段连接，火化段与急冷段连接，急冷段与停留段连接。

本申请是将蒽油和热空气作为燃料预燃烧，然后原料枪中进入的蒽油和燃烧中的蒽油在火化段充分反应。能够提高炉温，且反应炉反应路径延长，使芳香烃燃烧充分，得到的炭黑质量高。

按照本工艺制备得到的色素炭黑具有以下优点：粒径小为16-30nm，比表面积大，最高可达145m2/g，吸碘值最高为220g/kg，DBP吸收值为50-60之间，着色力110-160min，分散度高、稳定，耐热，耐酸碱，耐光。可以广泛应用于高墨涂料、丝印油墨、凹版印刷墨、色浆色粉、化妆品等领域。

附图说明

图1为本发明所述的燃烧炉的结构示意图

图中1-燃料枪，2-热风咀，3-燃烧室，4-喉管段，5-原料枪，6-火化段，7-急冷段，8-急冷水枪，9-停留段，10-热风口。

具体实施方式

如图1所示意，一种生产色素炭黑的燃烧炉，包括燃烧室3、喉管段4、火化段6、急冷段7、停留段9；燃烧室一端为设有热风咀2，热风咀2一端为燃料枪1，侧面为热风口10；喉管段4侧面设有原料枪5，急冷段7侧面设有急冷水枪8，燃烧室3与喉管段4连接，喉管段4与火化段6连接，火化段6与急冷段7连接，急冷段7与停留段9连接。

一种色素炭黑的制备工艺，原料及燃料均为蒽油，蒽油通过燃烧室3的热风咀2上的燃料枪和热空气进入燃烧室，热风管口每小时风量为2300-2700m3/h，燃料油90-110kg/h；使燃料油充分燃烧生成热气流，另一部分原料蒽油通过原料枪5喷入喉管段4使油充分雾化，量为450-550kg/h，雾化的原料油与燃烧室的热气流进入火化段6充分应，在急冷段直接封住炭黑的热气流并用水直接降温使炭黑终止反应，此时就生成色素炭黑。然后通过后续的分离分级可以得到不同种类不同档次的色素炭黑产品。其性能和使用领域见

表1

表2

表3

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