[发明专利]低能耗的高色素炭黑生产方法及其生产设备

说明书

本发明涉及一种低能耗的高色素炭黑生产方法及其生产设备，可以在现有的炭黑生产过程中的急冷阶段进行活性催化剂的喷洒，根据产品的特性调节活性催化剂的流量，实现高色素炭黑的加工，而无需采用氧化改性等方式，对成品炭黑进行二次加工来进行高色素炭黑的生产，即可满足客户的使用需求，节约了炭黑生产的操作程序，降低了能耗，而且也避免了二次加工所造成的资源浪费，同时，使高色素炭黑生产过程可以最大限度的利用现有的炭黑生产设备，有效降低企业投资成本，本申请实施例提出的技术方案简便易行，运行成本低，能实现高品质色素炭黑的制备，且该装置结构简单，易于操作和实施工业化生产。

技术领域

本申请属于色素炭黑的工业领域，更具体涉及一种低能耗的高色素炭黑生产方法及其生产设备。

背景技术

色素炭黑作为一种特种炭黑是黑色印刷油墨、涂料和塑料着色用的重要黑色颜料，具有粒径小，在油墨、涂料和塑料等材料中易分散、黑度高等特点，是一种黑度好，着色力强，色相稳定的高性能化工原料。

目前，国内所生产的高品级色素炭黑大多是通过氧化改性或其它后续加工处理的方法获得，炭黑的氧化处理需要将已生产的炭黑产品在一套专门的氧化处理装置中通过加入强氧化剂对炭黑表面进行氧化处理，增加炭黑表面酸性含氧基团的含量来增强其在油墨、涂料和水性溶剂中的分散性能。

例如专利号为CN102585565B公开的一种色素炭黑制造方法及装置，该装置包括混合设备及其驱动装置，该混合设备上有混合机物料进口、混合机废气出口、混合机物料出口和混合机臭氧进口，该混合机物料出口经管道与尾气处理装置连通，该混合机臭氧进口经管道与臭氧发生器连通。该方法为：将炭黑原料装入混合设备内，并控制混合设备内的温度为40-50℃，同时在伴以持续搅拌的情况下向混合设备内输入臭氧，使炭黑充分氧化，形成色素炭黑。这是典型的通过氧化改性的方法来制备色素炭黑。

申请人在实现本申请的过程中发现，上述现有的处理方案至少存在如下的问题：

首先，通入强氧化性物质，对设备要求高，还存在产品质量不稳定，后期的氧化处理增加了生产成本，不利于工业化生产等缺点。

更进一步的，已生产的炭黑产品在氧化改性过程中难以避免吸附空气中水分，造成加热减量(主要是水分)指标超标，此外，氧化处理过程还会对已造粒的炭黑粒子结构造成很大破坏，对产品的贮存、运输以及应用都会产生不良影响。

因此，在生产色素炭黑的生产过程中，如何提出一种替代传统的氧化改性的生产方式，提升产品稳定性，减少装置建设投资，降低生产成本，成为了炭黑产业一个亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供了一种低能耗的高色素炭黑生产方法及其生产设备，采用的是油炉法炭黑生产工艺，解决了现有技术中，色素炭黑质量不稳定，生产成本高等缺点，并且本申请所提出的的高色素炭黑生产装置不需要对现有企业中的炭黑反应炉进行大调整，减少了设备投资，也避免了二次加工所造成的能耗增加，大大降低企业的生产成本。

为了达到上述技术目的，本申请实施例提出了一种低能耗的高色素炭黑生产设备，包括：处于水平位置，顺次连接的空气整流器1、燃烧室2、喉口3、反应室4和急冷段5，以及空气预热器7，还包括：

垂直急冷段6，垂直连接在处于水平位置的急冷段5的末端，并通过烟气输送管8将垂直急冷段6的出口和空气预热器7进行连接；

其中，垂直急冷段6内部设置有多支喷枪，用于向炉内喷洒活性催化剂，和/或急冷水。

优选的，处于水平位置的空气整流器1、燃烧室2、喉口3、反应室4和急冷段5，顺次通过密闭方式进行连接；

垂直急冷段6通过密闭方式垂直连接在处于水平位置的急冷段5的末端；

烟气输送管8的两端，分别通过密闭方式与垂直急冷段6的出口和空气预热器7的进口进行连接。