本发明专利技术公开了一种炭黑、在线制备炭黑的方法及其装置，利用双管式加热电炉，一管以石油液化气、天然气等烃类物质作为原料气，以氮气氩气等气体为惰性稀释气，通过防焦剂挥发桶，带入具有防焦作用的二茂铁正己烷挥化物，快速把原料气送至炉管高温区裂解，制备出含纳米级的炭黑混合气体，实现第一步炭黑制备；另一管通含有以水为除焦剂的压缩空气去燃烧沉积的炭黑和分解炉管上的结焦，两管交替工作，然后两管气体冷却混合，混合后再加入原料气和压缩空气再不完全燃烧，喷涂在金属表面上形成炭黑层，实现笫二步炭黑制备，这样炭黑层的炭黑粒径更大，具有非常好的高温下金属间润滑性能，且达到提高原料的使用效益和节能减排目的。且达到提高原料的使用效益和节能减排目的。且达到提高原料的使用效益和节能减排目的。
【技术实现步骤摘要】
一种炭黑、在线制备炭黑的方法及其装置
[0001]本专利技术涉及机械领域，具体为一种炭黑、在线制备炭黑的方法及其装置。
技术介绍
[0002]目前生产炭黑的方法有炉法、槽法、热裂法，一种炭黑只能有一种方法来制备，因此炭黑性能和粒径都受到一定限制。
[0003]目前铸轧机轧辊表面润滑方法大部分是专利号0023675.5铝板铸轧机公开的采用天然气，石油液化气，矿物油等气体或液体作为燃料，使其通过喷烟器不完全燃烧，生成含有炭黑的烟雾，将烟雾喷在轧辊上润滑脱辊，这相当于槽法炭黑，它的特点是在轧制过程中黑色烟灰经高温高压作用变为白色烟灰，轧制的铝板表面无黑点和黑条，表面光洁度高。现在大部分的铸轧机采用此种方法燃烧石油液化气进行润滑脱辊，但是在使用过程中，大部分液化气被燃烧掉，产生的炭黑少，排放大量二氧化碳，利用率低，成本高。
[0004]专利号CN201220482561.1铸轧机轧辊表面润滑机公开的利用石油液化气、天然气、矿物油、植物油等气体或液体作为原料经高温裂解，制备出炭黑混合气体，然后把混合气体输送到轧辊前的喷枪燃烧,这，获得更多的炭黑效果，相当于热裂法炭黑，达到提高液化气使用效益。但是在使用过程中，石油液化气高温裂解时，产生大量煤焦油，煤焦油一方面高温作用下在炉管内变成焦，造成炉管堵塞，影响铸轧机轧辊表面润滑机正常工作，另一方面煤焦油通过输气管道可喷在轧辊上，严重影响铝板表面质量，造成质量事故；烧管时废气排在空气中，污染了车间空气。因此此技术没有在市场推广。
[0005]对于炭黑的制作，如专利技术专利CN 115466528 A公开有一种炭黑气凝胶及其制备方法，用炭毡制作炭毡筒作为沉积基底；以天然气、丙烯或丙烷为碳源气体，氩气或氮气为保护气体，碳源气体与保护气体的体积比为1～3:1～2，在温度为900～1150℃、压力为20～101kPa条件下进行化学气相沉积，得到炭黑气凝胶，炭黑颗粒的粒径大小为50～500nm，具有密度低、抗压能力强、超疏水、热导率低等特点，综合性能优异，在超级电容器、储能材料、废水处理、保温材料等领域具有较大的应用潜力。专利技术专利CN 115466528 A公开有一种炭黑气凝胶及其制备方法，其制作炭黑凝胶时需要筒状沉积基底，而本专利技术并不需要沉积基底。专利技术专利CN 115466528 A对于炭黑的反应制作需要在压力为20～101kPa条件下，本专利技术不需要如此高的气压条件，只需要在标准气压下反应即可。反应条件更加简单。专利技术专利CN 115466528 A最终的目的是获得炭黑气凝胶，其反应后需要花费2~12h来沉积，时间较长。而本专利技术最终目的是为了制备炭黑混合气体，通过燃烧，把炭牢固着覆在铝铸轧辊表面上，无需沉淀，且持续连续工作，效率高。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于一种炭黑、在线制备炭黑的方法及其装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
一种在线制备炭黑的方法，包括如下步骤：步骤一、同时进行步骤1.1）和步骤1.2）：步骤1.1）将压力为0.0028~0.09MPa原料气与压力为0.5~0.6MPa惰性稀释气按照（5~18L/min）:（15~50L/min）的比例混合，混合后的气体通过防焦剂挥发桶，得到原料气+惰性稀释气+防焦剂的混合气体A；步骤1.2）将压力为0.5~0.6MPa，流速为8~12L/min的压缩空气，通过除焦剂桶得到压缩空气+除焦剂的混合气体C；步骤二、同时进行步骤2.1）和步骤2.2）：步骤2.1）将混合气体A输入双管式加热电炉的炉管A，在950~1250℃裂解0.5~1.5s形成含炭黑的混合气体B，实现笫一步炭黑制备；步骤2.2）将混合气体C输入双管式加热电炉的炉管B，以燃烧炉管内沉积的炭黑和分解炉管内的结焦，形成含二氧化碳的混合气体D；步骤三、同时进行步骤3.1）和步骤3.2）：步骤3.1）对含炭黑的混合气体B以
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700℃/min的冷却速度进行急冷处理，冷却时间为1~1.5min；步骤3.2）对含二氧化碳的混合气体D以
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700℃/min的冷却速度进行急冷处理，冷却时间为1~1.5min；步骤四、将冷却后的含炭黑的混合气体B、冷却后的含二氧化碳的混合气体D、原料气和压缩空气以（3~12L/min）:（0~6L/min）进行混合，再进行不完全燃烧，喷涂在金属表面上形成炭黑层，实现笫二步炭黑再制备；步骤五、重复步骤一至步骤四，并定时a；步骤六、同时进行步骤6.1）和步骤6.2）：步骤6.1）重复步骤1.1）、步骤2.1）、步骤3.1）、步骤四，并定时b；步骤6.2）重复步骤6.2.1） 将惰性稀释气输入双管式加热电炉的炉管B、6.2.2）对惰性稀释气进行急冷处理、步骤四，并定时b；步骤七、同时进行步骤7.1）和步骤7.2）：步骤7.1）重复步骤7.1.1）将惰性稀释气输入双管式加热电炉的炉管A、7.1.2）对惰性稀释气进行急冷处理、步骤四，并定时b；步骤7.2）重复步骤1.1）、步骤7.2.1）将混合气体A输入双管式加热电炉的炉管B，在950~1250℃裂解0.5~1.5s形成含炭黑的混合气体B，实现笫一步炭黑制备、步骤3.1）、步骤四，并定时b；步骤八、同时进行步骤8.1）和步骤8.2）：步骤8.1）重复步骤1.2）、步骤8.1.1）将混合气体C输入双管式加热电炉的炉管A，以燃烧炉管内沉积的炭黑和分解炉管内的结焦，形成含二氧化碳的混合气体D、步骤3.2）、步骤四，并定时a；步骤8.2）重复步骤1.1）、步骤7.2.1）、步骤3.1）、步骤四，并定时a；步骤九、同时进行步骤9.1）和步骤9.2）：步骤9.1）执行步骤7.1）；步骤9.2）执行步骤7.2）；
步骤十、同时进行步骤10.1）和步骤10.2）：步骤10.1）执行步骤6.1）；步骤10.2）执行步骤6.2）。
[0008]进一步的改进，所述a=30~60min，b=30~60s。
[0009]进一步的改进，进一步的改进，所述原料气为石油液化气或天然气。
[0010]进一步的改进，所述惰性稀释气为氮气或惰性气体。
[0011]进一步的改进，所述防焦剂为二茂铁正已烷挥化物。
[0012]进一步的改进，所述除焦剂为水。
[0013]一种在线制备炭黑的方法的装置，包括原料气瓶24、压缩空气站23和惰性稀释气瓶22；原料气瓶24的原料气通过炉内原料气流量计2连通真空发生器4的真空口4.2，惰性稀释气瓶22的惰性稀释气通过炉内惰性稀释气流量计1连通真空发生器4的高压气口4.1；真空发生器4的排气口4.3连接防焦剂挥发桶进气口25.1，防焦剂挥发桶出气口25.2连接气控二位四通阀进气口A5.1；压缩空气站的压缩空气和惰性稀释气瓶的惰性稀释气分别连通气控二位三通阀泄气口20.2和气控二位三通阀进气口20.1，气控二位三通阀出气口20.3连接炉内压缩空气流量计3，炉内压缩空气流量计出口3.1连通除焦剂桶本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种炭黑、在线制备炭黑的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、同时进行步骤1.1）和步骤1.2）：步骤1.1）将压力为0.0028~0.09MPa原料气与压力为0.5~0.6MPa惰性稀释气按照（5~18L/min）:（15~50L/min）的比例混合，混合后的气体通过防焦剂挥发桶，得到原料气+惰性稀释气+防焦剂的混合气体A；步骤1.2）将压力为0.5~0.6MPa，流速为8~12L/min的压缩空气，通过除焦剂桶得到压缩空气+除焦剂的混合气体C；步骤二、同时进行步骤2.1）和步骤2.2）：步骤2.1）将混合气体A输入双管式加热电炉的炉管A，在950~1250℃裂解0.5~1.5s形成含炭黑的混合气体B，实现笫一步炭黑制备；步骤2.2）将混合气体C输入双管式加热电炉的炉管B，以燃烧炉管内沉积的炭黑和分解炉管内的结焦，形成含二氧化碳的混合气体D；步骤三、同时进行步骤3.1）和步骤3.2）：步骤3.1）对含炭黑的混合气体B以
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700℃/min的冷却速度进行急冷处理，冷却时间为1~1.5min；步骤3.2）对含二氧化碳的混合气体D以
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700℃/min的冷却速度进行急冷处理，冷却时间为1~1.5min；步骤四、将冷却后的含炭黑的混合气体B、冷却后的含二氧化碳的混合气体D、原料气和压缩空气以（3~12L/min）:（0~6L/min）进行混合，再进行不完全燃烧，喷涂在金属表面上形成炭黑层，实现笫二步炭黑再制备；步骤五、重复步骤一至步骤四，并定时a；步骤六、同时进行步骤6.1）和步骤6.2）：步骤6.1）重复步骤1.1）、步骤2.1）、步骤3.1）、步骤四，并定时b；步骤6.2）重复步骤6.2.1） 将惰性稀释气输入双管式加热电炉的炉管B、6.2.2）对惰性稀释气进行急冷处理、步骤四，并定时b；步骤七、同时进行步骤7.1）和步骤7.2）：步骤7.1）重复步骤7.1.1）将惰性稀释气输入双管式加热电炉的炉管A、7.1.2）对惰性稀释气进行急冷处理、步骤四，并定时b；步骤7.2）重复步骤1.1）、步骤7.2.1）将混合气体A输入双管式加热电炉的炉管B，在950~1250℃裂解0.5~1.5s形成含炭黑的混合气体B，实现笫一步炭黑制备、步骤3.1）、步骤四，并定时b；步骤八、同时进行步骤8.1）和步骤8.2）：步骤8.1）重复步骤1.2）、步骤8.1.1）将混合气体C输入双管式加热电炉的炉管A，以燃烧炉管内沉积的炭黑和分解炉管内的结焦，形成含二氧化碳的混合气体D、步骤3.2）、步骤四，并定时a；步骤8.2）重复步骤1.1）、步骤7.2.1）、步骤3.1）、步骤四，并定时a；步骤九、同时进行步骤9.1）和步骤9.2）：步骤9.1）执行步骤7.1）；步骤9.2）执行步骤7.2）；
步骤十、同时进行步骤10.1）和步骤10.2）：步骤10.1）执行步骤6.1）；步骤10.2）执行步骤6.2）。2.如权利要求1所述的在线制备炭黑的方法，其特征在于，所述a=30~60min，b=30~60s。3.如权利要求1所述的在线制备炭黑的方法，其特征在于，所述原料气为石油液化气或天然气。4.如权利要求1所述的在线制备炭黑的方法，其特征在于，所述惰性稀释气为氮气或惰性气体。5.如权利要求1所述的在线制备炭黑的方法，其特征在于，所述防焦剂为二茂铁正己烷挥化物；所述除焦剂为水。6.一种权利要求1
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5任一所述的在线制备炭黑的方法，制得的炭黑。7.一种实施权利要求1
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6在线制备炭黑的方法的装置，其特征在于，包括原料气瓶（24）、压缩空气站（23）和惰性稀释气瓶（22）；原料气瓶（24）的原料气通过炉内原料气流量计（2）输送...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾周亮，曾晶，曾令中，胡蝶，刘志辉，
申请(专利权)人：胡蝶，
类型：发明
国别省市：
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