[发明专利]从天然气和/或甲烷的热分解生产纯炭黑颗粒的方法和用途

摘要

应用基于由天然气或甲烷而产生的纯炭黑作为橡胶工业特别适用的混合物，颜料和印刷油墨，冶金工业的还原材料，铝生产中的阳极材料和钢铁工业的脱碳材料。

主权项

1.以天然气和/或甲烷组成的原料热分解成碳和氢而得到的碳粒形式的纯炭黑的方法，其特征在于让预热的原料通过等离子炬，等离子体气体为循环氢气，该气体使原料高温分解并且反应在反应区发生，将原料传送通过温度受到控制的导入管内的等离子炬，从而使原料离开导入管时具有低于1000℃的温度，原料在与等离子火焰极其接近的区域内经历第一次均匀加热，就等离子炬火焰而言原料从中间送入，而在紧随等离子火焰后面的区域内原料与等离子体气体混合，其温度升到1600℃以上，该温度为原料的分解温度，在该区域内形成游离的氢气和液滴形式的被脱氢物料，这样形成的物料再送到后续的一或多个阶段，在此温度保持在1200-1600℃之间并且原料最后完全分解成炭黑和氢，在该区域内进一步加入原料，用该原料达到急冷效果并且该原料与已形成的炭黑反应，从而在无须进一步提供能量的情况下使颗粒尺寸，密度和产量增大，之后将生成的产品排出并进行分离，而且可用回流管将热气送到等离子炬中以进一步提高能量放出量，可通过调节反应物和等离子体气体的进料速度和/或调节给等离子炬的能量供给和/或调节反应区域内的压力而控制反应区域内的温度，从而使所生成的炭黑质量得到控制并使其达到要求的质量，所得炭黑在粒径，结构，表面，比重，酸度，导电率和反应性方面有所限定，从而得到适用于冶金工业的还原材料，阳极材料，渗碳材料或衬里材料的所需性质的一定的炭黑产品，用作还原材料的炭黑表面积(BET)为5-30m2/g，邻苯二甲酸二丁酯吸收量(DBP)为30-200ml/100g并且电阻率小于0.1ohm.cm，用作生产Al的阳极材料的炭黑BET值小于5m2/g，DBP值小于30ml/100g，压实比重为1.5-1.7g/cm3并且电阻率小于0.1ohm.cm，而且用作钢铁工业的渗碳材料的炭黑BET值为5-30m2/g，DBP值为30-200ml/100g，电阻率小于0.1ohm.cm并且氢含量小于200ppm。