一种气相白炭黑脱酸方法技术

本发明专利技术公开了一种气相白炭黑脱酸方法。是一种气相白炭黑表面的氯化氢及游离氯脱除，控制气相白炭黑pH指标范围在4.0

【技术实现步骤摘要】
一种气相白炭黑脱酸方法


[0001]本专利技术涉及有机硅领域，具体地说，是一种气相白炭黑脱酸方法。

技术介绍

[0002]气相白炭黑一般由氯硅烷在氢氧焰中高温水解，生成平均粒径7～40nm的原生二氧化硅粒子，经过高温高速碰撞后形成聚集体，通过分离、脱酸处理后再包装。随着下游产业的发展，对气相白炭黑的要求也在逐步提高。气相白炭黑的pH值就是其中一项重要指标，pH值的高低、稳定与否都直接决定着气相白炭黑的品质，脱酸能力和脱酸效果好，直接影响到白炭黑的质量。
[0003]现有的脱酸处理工艺采用脱酸炉进行脱酸，脱酸炉的温度控制在500℃左右，通入180℃左右的蒸汽和热空气进行脱酸。目前国内生产的气相白炭黑pH值很不稳定而且pH值大多都在3.8～4.0，甚至局部会出现pH值在3.5以下，对下游产业应用带来很大影响。pH值低的气相白炭黑容易使包装气相白炭黑的牛皮纸袋脆化、出现破包，气相白炭黑下游产品胶料结构化以及胶料变黄的现象。尤其是比表面积200以上的气相白炭黑产品，使用前都需要烘烤，在烘烤过程中更容易出现破袋的现象。
[0004]传统气相白炭黑妥善的方法存在以下问题：
[0005]1、脱酸稳定性不好
[0006]传统脱酸稳定性不好的主要原因为：现有技术多用湿法干燥实现二氧化硅脱酸，但会因为气相二氧化硅与混合气体混合不充分，使得脱酸不完全，脱酸后的气相白炭黑PH指标范围为3.7
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4.0，局部可能会出现pH值在3.7以下，水分≤2％，游离氯≤250mg/kg；严重影响产品质量。
[0007]2、去除游离氯效果差
[0008]传统脱酸以湿法干燥实现二氧化硅脱酸，脱酸空气：480Nm3～550Nm3，干燥空气：200Nm3～240Nm3，脱酸蒸汽：120kg/h～150kg/h，脱酸温度：450℃
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520℃。脱酸后的气相白炭黑中氯化物含量≤250mg/kg。
[0009]3、脱酸炉内气固两相接触有限
[0010]传统脱酸采用立式脱酸炉。立式脱酸炉内无法实现气相二氧化硅流化状态脱酸，气固两相接触效果不好，无法让气相二氧化硅与混合气体混合充分，脱酸时间长且脱酸效果差。

技术实现思路

[0011]针对现有技术的不足之处，本专利技术提供了一种气相白炭黑脱酸方法，是一种气相白炭黑表面的氯化氢及游离氯脱除，控制气相白炭黑pH指标范围在4.0
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4.5，水分≤1.0％，游离氯≤200mg/kg，能够显著提高脱酸效果，提升产品品质。本专利技术是通过以下技术方案来实现的：
[0012]本专利技术公开了一种气相白炭黑脱酸方法，方法基于以下装置实施：装置包括脱酸
炉、脱酸炉设置有内层和外层，还包括与脱酸炉前部入口相连、连至内层的旋风分离器、与脱酸炉外层的出口相连的燃烧空气加热器，脱酸炉的外层还通有天然气、空气，脱酸炉的内层通有蒸汽；通过脱酸炉，采用天然气作为燃料，气相白碳黑在脱酸炉内进行脱酸，去除气相白碳黑中的HCL和游离氯，分离出二氧化硅，控制二氧化硅PH值在4.0
‑
4.5参数内。
[0013]作为进一步地改进，本专利技术所述的旋风分离器位于脱酸炉的上方，旋风分离器上部入口通入气相白炭黑，下部出口所连送料管线与脱酸炉垂直，旋风分离器产物直接通入脱酸炉，脱酸炉为卧式脱酸炉。直接通入，防止堵住脱酸炉的口子。
[0014]作为进一步地改进，本专利技术所述的脱酸炉的进口管道与水平呈45
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60度，这样的角度能够使蒸汽与气相白炭黑两相更好的接触。
[0015]作为进一步地改进，本专利技术所述的脱酸炉的内层的内壁上平均分布设置有抄板，每块抄板从左到右贯穿脱酸炉内层，抄板与内层的非接触端设置有与抄板垂直的小挡板。用于增强气相白炭黑在转动时的流动性。可以延长流体在流化室内的停留时间，使脱酸效果更佳。
[0016]作为进一步地改进，本专利技术所述的燃烧空气加热器的入口与燃烧风机出口相连、燃烧风机的入口与燃烧风机入口过滤器出口相连，燃烧风机入口过滤器通有空气，燃烧空气加热器的出口连至脱酸炉下方开口。
[0017]作为进一步地改进，本专利技术脱酸炉的尾部入口连有吹扫过滤器。
[0018]作为进一步地改进，本专利技术方法包括如下步骤：
[0019]1)处理前的气相白炭黑以空气作为载体进入旋风分离器，气相白炭黑从旋风分离器底部出口流出，垂直进入脱酸炉上部入口，再经由进口管道进入脱酸炉的内层，尾气通过旋风分离器顶部的微负压送回到前系统再次回收气相白炭黑。
[0020]以提高气相白炭黑的收率；
[0021]2)空气经燃烧风机入口过滤器过滤，经燃烧风机加压后在燃烧空气加热器中与脱酸炉外层产生的高温烟气换热，被加热至约220
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270℃后，在脱酸炉底部与天然气混合，进入脱酸炉；
[0022]3)进入脱酸炉的气相白炭黑，与从脱酸炉尾部进入的200
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250℃蒸汽混合接触，从而带走待脱酸的气相白炭黑上附着的部分HCl和游离氯颗粒，脱除HCl和游离氯，气相白炭黑微粒从脱酸炉后部的底部进入产品输送管道，供下游使用，从脱酸炉内层出来的含HCl气体微负压送去尾气处理；
[0023]4)脱酸炉外层经由天然气燃烧后产生的高温烟气，在燃烧空气加热器中与空气1换热后，温度由360
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390℃外降至160
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180℃，充分回收高温烟气中的热量，降温后的烟气，通过尾气风机抽至烟囱高空排放；
[0024]5)空气2通过吹扫过滤器过滤后，从脱酸炉尾部进入，对脱酸炉内层进行吹扫。
[0025]作为进一步地改进，本专利技术所述的尾气风机风压为1
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5KPa，燃烧风机风压为20
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40KPa，空气1进脱酸炉前先由燃烧风机入口过滤器进行过滤，空气2进脱酸炉前先由吹扫过滤器进行过滤，过滤精度均为1um以下颗粒去除率为99.9％。
[0026]作为进一步地改进，本专利技术所述的脱酸炉的温度为500℃～550℃，脱酸炉压差为
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1kpa～1kpa，流化气速为4～20cm/s，流化脱酸的时间为40～90min。
[0027]作为进一步地改进，本专利技术所述的进旋风分离器的管道采用9D弯头，可以起到防
堵、防止磨损的效果，脱酸炉底部的四周均固定连接有支撑腿，且支撑腿的底部固定连接有橡胶垫，用以减少震动，脱酸炉采用含镍合金材质以防止腐蚀，旋风分离器的材料为铝。
[0028]本专利技术的有益效果如下：
[0029]1、提高脱酸稳定性
[0030]本专利技术在脱酸过程提高稳定性的关键点为：脱酸炉的气相白炭黑进口与水平呈51度夹角，脱酸炉的热空气进口与水平呈45度夹角，能够使气固两相更好的接触，脱酸炉的内筒的内壁设置8块抄板，增强气相白炭黑在转动时的流动性。气相二氧化硅与混合气体混合充分，脱酸时间快，不需要另外加入水分，不会引入其它杂质，且与现有脱酸炉相比不会急剧增加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气相白炭黑脱酸方法，其特征在于，所述的方法基于以下装置实施：所述装置包括脱酸炉(2)、所述的脱酸炉(2)设置有内层(10)和外层(11)，还包括与脱酸炉(2)前部入口相连、连至内层(10)的旋风分离器(1)、与脱酸炉(2)外层(11)的出口相连的燃烧空气加热器(5)，所述的脱酸炉(2)的外层(11)还通有天然气、空气，所述的脱酸炉(2)的内层(10)通有蒸汽；通过脱酸炉(2)，采用天然气作为燃料，气相白碳黑在脱酸炉内进行脱酸，去除气相白碳黑中的HCL和游离氯，分离出二氧化硅，控制二氧化硅PH值在4.0
‑
4.5参数内。2.根据权利要求1所述的气相白炭黑脱酸方法，其特征在于，所述的旋风分离器(1)位于脱酸炉(2)的上方，旋风分离器(1)上部入口通入气相白炭黑，下部出口所连送料管线与脱酸炉(2)垂直，旋风分离器(1)产物直接通入脱酸炉(2)，所述的脱酸炉(2)为卧式脱酸炉。3.根据权利要求2所述的气相白炭黑脱酸方法，其特征在于，所述的脱酸炉(2)的进口管道(9)与水平呈45
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60度。4.根据权利要求2所述的气相白炭黑脱酸方法，其特征在于，所述的脱酸炉(2)的内层(10)的内壁上平均分布设置有抄板(12)，每块抄板(12)从左到右贯穿脱酸炉(2)内层，所述的抄板(12)与内层的非接触端设置有与抄板垂直的小挡板。5.根据权利要求1或2或3或4所述的气相白炭黑脱酸方法，其特征在于，所述的燃烧空气加热器(5)的入口与燃烧风机(4)出口相连、所述的燃烧风机(4)的入口与燃烧风机入口过滤器(3)出口相连，所述的燃烧风机入口过滤器(3)通有空气，所述的燃烧空气加热器(5)的出口连至脱酸炉(2)下方开口。6.根据权利要求5所述的气相白炭黑脱酸方法，其特征在于，所述的脱酸炉(2)的尾部入口连有吹扫过滤器(7)。7.根据权利要求5所述的气相白炭黑脱酸方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：1)处理前的气相白炭黑以空气作为载体进入旋风分离器(1)，气相白炭黑从旋风分离器(1)底部出口流出，垂直进入脱酸炉(2)上部入口，再经由进口管道(9)进入脱酸炉(2)的内层(10)，尾气通过旋风分离器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：方磊，马国维，江炜，曹雄，潘浩，张欢欢，胡紫芳，宋佳琳，商超平，诸葛绍渊，潘叶平，
申请(专利权)人：新疆合盛硅业新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：