一种高比表面积超导电炭黑的生产方法

摘要

一种高比表面积超导电炭黑的生产方法，目的是生产工艺简单，产品性能稳定；本发明让燃气在反应炉燃烧段内完全燃烧，燃气、空气与原料油混合后进入反应炉喉管段，在K2CO3催化剂作用下，反应炉反应段的温度达到1300～1600℃；燃气和原料油快速地热裂解，热缩聚生成超导电炭黑；在反应炉急冷段，超导电炭黑与CO2催化剂继续反应，通过对超导电炭黑的催化活化处理形成发达的孔隙结构，提高超导电炭黑的比表面积；在反应炉停留段，超导电炭黑烟气通过空气预热器与冷空气的交换被冷却到600℃以下；当原料终止生成产物的反应后，超导电炭黑通过管式急冷锅炉被冷却到320～350℃，再经缓慢冷却、降温后进入袋滤器收集；回收的热量用于发电。

主权项

一种高比表面积超导电炭黑的生产方法，所用炭黑炉为五段式高温炭黑反应炉，该反应炉包含燃烧段、喉管段、反应段、急冷段和停留段五段；其特征是具体步骤为：(1)燃气在反应炉燃烧段内完全燃烧，燃气流速55～125m/s，空气流量100～320m3/h，产生1900～2200℃高温；燃气中的甲烷、乙烯、乙炔含量按燃气重量百分比计分别为：1.21％，0.75％，2.63％；(2)燃气、空气与原料油混合后进入反应炉喉管段，原料油以流量72～150kg/h与燃气中的甲烷、乙烯、乙炔气在喉管段内气液混合形成热氧化临界状态，其喉管段温度控制为1500～1800℃；原料油为轻质煤焦油，由轻油、脱晶洗油、脱晶蒽油三种原料混合而成，平均沸点210℃，进料流量50～150kg/h；该轻质煤焦油的成分及其重量百分比是：苯10.0～18.5％，甲苯5.1～9.9％、脱晶洗油42.5～53.5％、脱晶蒽油20.5～29.5％；(3)在K2CO3催化剂作用下，反应炉反应段的温度达到1300～1600℃；燃气和原料油快速地热裂解，热缩聚生成超导电炭黑；K2CO3催化剂用量为原料油重量的0.1～0.8％；(4)在反应炉急冷段，超导电炭黑与CO2催化剂继续反应，通过对超导电炭黑的催化活化处理形成发达的孔隙结构，提高超导电炭黑的比表面积，同时由于超导电炭黑表面氧的减少，降低其电阻率，增加其导电性；通过管式急冷锅炉减少直接冷却喷入的水量，并通过空气换热器，进一步降温而回收热量；CO2催化剂用量为燃气重量的0.01～0.05％；(5)在反应炉停留段，超导电炭黑烟气通过空气预热器与冷空气的交换被冷却到600℃以下；当原料终止生成产物的反应后，超导电炭黑通过管式急冷锅炉被冷却到320～350℃，再经缓慢冷却、降温后进入袋滤器收集；回收的热量用于发电。