一种在线式炭黑氧化处理装置及处理工艺的制作方法

本发明涉及氧化处理，具体涉及一种在线式炭黑氧化处理装置及处理工艺。

背景技术：

1、炭黑氧化处理是指炭黑粒子经氧化剂氧化而发生改性的过程。有气相氧化法和液相氧化法。气相氧化作用的氧化剂有分子氧、原子氧、臭氧以及干空气或湿空气等，液相氧化使用的氧化剂有硝酸、高锰酸钾、臭氧水溶液等。炭黑氧化处理可改变炭黑的比表面积、孔隙度以及导电性等性能。

2、炭黑目前常用的后处理方式为使用生产后的成品炭黑作为原料，通过后端工艺将炭黑与氧化剂进行一定时间的接触，从而得到后处理产品。

3、但是，此传统方法虽然工艺流程并不复杂但能耗高、产量低，产品类型少，在当前炭黑使用要求越来越高的形势下，无法满足市场需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种在线式炭黑氧化处理装置及处理工艺，解决以下技术问题：

2、如何降低炭黑氧化处理过程中需要提供的能耗。

3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

4、一种在线式炭黑氧化处理装置，包括

5、卧式流化床，所述卧式流化床的进入端与炭黑生产线主袋滤器相连，卧式流化床的输出端与炭黑后端生产线连接；

6、臭氧机构，所述臭氧机构包括臭氧发生器和气体分布设备，所述臭氧发生器的出气端与气体分布设备相连，所述气体分布设备与卧式流化床连通；

7、回流设备，所述回流设备的进气端与卧式流化床的输出端连接，回流设备的出气端与气体分布设备相连；

8、冷却设备,冷却设备安装于卧式流化床上，用以控制卧式流化床内部的温度。

9、在本发明更进一步的方案中：所述卧式流化床内部设有螺旋状通道。

10、在本发明更进一步的方案中：所述螺旋状通道的内壁上设有聚四佛乙烯涂层。

11、在本发明更进一步的方案中：所述卧式流化床的输出端连接有尾气处理设备，用以对部分臭氧进行处理后排放。

12、在本发明更进一步的方案中：气体分布设备设有多个，多个所述气体分布设备周向分布于卧式流化床外部。

13、在本发明更进一步的方案中：每个所述气体分布设备均通过多个插管与卧式流化床连通。

14、一种在线式炭黑氧化处理工艺，通过如上所述的在线式炭黑氧化处理装置实现，包括以下步骤：

15、s1：启动在线式炭黑氧化处理装置中的所有设备，臭氧发生器产生臭氧并通过气体分布设备将臭氧输送至螺旋状通道中；

16、s2：将炭黑生产线主袋滤器滤出的炭黑引入卧式流化床的螺旋状通道中，使炭黑与臭氧接触发生氧化反应；

17、s3：氧化反应结束后，炭黑从卧式流化床的输出端进入后端生产线，同时与炭黑反应后的部分臭氧通过卧式流化床的输出端通过回流设备回流至气体分布设备进行循环利用，其余部分的臭氧进入尾气处理设备中处理后安全排放。

18、在本发明更进一步的方案中：炭黑在进入主袋滤器之前的温度低于260℃，从主袋滤器滤出时的温度为150-250℃，且保持冷却设备的冷却温度为150-250℃。

19、在本发明更进一步的方案中：炭黑在卧式流化床中的流量为200kg/h-600kg/h。

20、在本发明更进一步的方案中：所述臭氧发生器的流量为100-200g/m3。

21、本发明的有益效果：

22、(1)本发明的氧化处理装置独立存在，可以根据需要选择是否开启对炭黑进行处理，且生产过程可控，只需要将该装置连接在不同的炭黑种类的生产工艺后端，即可根据客户端的要求产出不同规格型号的系列炭黑氧化后产品，其产量由炭黑生产线的生产效率而定，处理效果可以通过调节卧式流化床的尺寸以及臭氧发生器的数量来确定。

23、(2)本发明的氧化处理工艺通过直接与生产线出来的炭黑接触氧化，可以直接以炭黑在生产线中的温度作为氧化环境需要达到的温度，无需提供温度环境，合理利用了炭黑生产线中的热能，大大降低了炭黑氧化所需的能耗，降低了生产成本，且臭氧直接与炭黑的原生粉进行垂直方向上的接触，也有利于提高氧化效果。

技术特征：

1.一种在线式炭黑氧化处理装置，其特征在于，包括

2.根据权利要求1所述的在线式炭黑氧化处理装置，其特征在于，所述卧式流化床(100)内部设有螺旋状通道(101)。

3.根据权利要求2所述的在线式炭黑氧化处理装置，其特征在于，所述螺旋状通道(101)的内壁上设有聚四佛乙烯涂层。

4.根据权利要求1所述的在线式炭黑氧化处理装置，其特征在于，所述卧式流化床(100)的输出端连接有尾气处理设备，用以对部分臭氧进行处理后排放。

5.根据权利要求1所述的在线式炭黑氧化处理装置，其特征在于，气体分布设备(202)设有多个，多个所述气体分布设备(202)周向分布于卧式流化床(100)外部。

6.根据权利要求5所述的在线式炭黑氧化处理装置，其特征在于，每个所述气体分布设备(202)均通过多个插管与卧式流化床(100)连通。

7.一种在线式炭黑氧化处理工艺，其特征在于，通过如权利要求1-7任一所述的在线式炭黑氧化处理装置实现，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的在线式炭黑氧化处理工艺，其特征在于，炭黑在进入主袋滤器之前的温度低于260℃，从主袋滤器滤出时的温度为150-250℃，且保持冷却设备(400)的冷却温度为150-250℃。

9.根据权利要求7所述的在线式炭黑氧化处理工艺，其特征在于，炭黑在卧式流化床(100)中的流量为200kg/h-600kg/h。

10.根据权利要求7所述的在线式炭黑氧化处理工艺，其特征在于，所述臭氧发生器(201)的流量为100-200g/m3。

技术总结
本发明公开了一种在线式炭黑氧化处理装置及处理工艺，涉及氧化处理技术领域，该工艺通过启动在线式炭黑氧化处理装置中的所有设备，使臭氧发生器产生臭氧并通过气体分布设备将臭氧输送至螺旋状通道中；将炭黑生产线主袋滤器滤出的炭黑引入卧式流化床的螺旋状通道中，使炭黑与臭氧接触发生氧化反应；氧化反应结束后，炭黑从卧式流化床的输出端进入后端生产线；本发明的氧化处理工艺通过直接与生产线出来的炭黑接触氧化，可以直接以炭黑在生产线中的温度作为氧化环境需要达到的温度，无需提供温度环境，合理利用了炭黑生产线中的热能，大大降低了炭黑氧化所需的能耗，降低了生产成本。

技术研发人员：徐强,周锋锐,黄莹,邱孟春,冯俊
受保护的技术使用者：安徽黑猫新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15