กระบวนการผลิตทั่วไปของคาร์บอนแบล็ค

การผลิตคาร์บอนแบล็ค รงควัตถุคาร์บอนแบล็คเป็นผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมและผลิตภัณฑ์น้ำมันดินจากถ่านหินบิทูมินัส ไม่สามารถผลิตได้ภายใต้สภาวะของความกดอากาศต่ำกว่าบรรยากาศและอากาศไม่เพียงพอ แต่เกิดจากการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์หรือไพโรไลซิสของไฮโดรคาร์บอนที่อุณหภูมิสูง

1) กระบวนการผลิตโคมแบล็ค: วิธีการผลิตคาร์บอนแบล็คที่เก่าแก่ที่สุดในประวัติศาสตร์คือกระบวนการผลิตโคมแบล็ค ในกระบวนการนี้ วัตถุดิบจะถูกเผาบนแผ่นเหล็กที่เผาไหม้แบบแบนซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 1.5 ม. ก๊าซเผาไหม้ที่มีคาร์บอนแบล็กคือ ท่อไอเสียที่ปกคลุมไปด้วยอิฐสะสม แล้วผ่านข้อศอก (พับ 1/4) และท่อดับเพลิงไปถึงอุปกรณ์สะสม เพื่อควบคุมคุณลักษณะของคาร์บอนแบล็คที่ผลิตขึ้น ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าวัตถุดิบส่วนใหญ่เผาไหม้ไม่สมบูรณ์ใกล้กับช่องว่างระหว่างแผ่นเผาไหม้กับช่องระบายอากาศ แต่ในท่อที่เข้าไปในท่อเล็กน้อย การเผาไหม้จะถูกย่อยสลายด้วยความร้อนภายใต้การขาดออกซิเจน ทำให้เกิดอนุภาคคาร์บอนแบล็คขนาดใหญ่ขึ้น ด้วยเหตุผลเหล่านี้ องค์ประกอบจึงมีการกระจายขนาดอนุภาคที่หลากหลาย และคุณสมบัติหลักคืออนุภาคหยาบ เนื่องจากมีเพียงส่วนเล็ก ๆ ของอนุภาคที่เกิดขึ้นระหว่างจานเผาไหม้กับท่อไอเสียเท่านั้นที่สามารถสัมผัสกับออกซิเจนในอากาศ คาร์บอนแบล็กเหล่านี้จึงมีออกไซด์ที่พื้นผิวเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ค่า PH ที่สอดคล้องกันจึงเป็นกลาง และเนื้อหาระเหยได้มาก เล็ก.

2) กระบวนการผลิตแก๊สแบล็ก: ชื่อของแก๊สแบล็กมาจากกระบวนการผลิต: วัตถุดิบไฮโดรคาร์บอนจะถูกทำให้เป็นแก๊สในขั้นแรกเมื่อถูกความร้อน จากนั้นก๊าซเผาไหม้ที่เกิดขึ้นเอง (สำหรับพลังงาน) จะถูกใช้เป็นตัวพาที่ขนส่งเข้าไป เตา คาร์บอนแบล็คอยู่ในค้างคาวเหล่านี้ เปลวไฟรูปพัดจำนวนมากที่ปล่อยออกมาจากเตารูปทรง เนื่องจากเปลวไฟแต่ละดวงมีขนาดเล็กและเผาไหม้ในอากาศ การก่อตัวของคาร์บอนแบล็คจึงแตกต่างจากกระบวนการผลิตหลอดไฟสีดำมาก (การเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์) ที่นี่อนุภาคคาร์บอนแบล็คนั้นละเอียดมาก ตามประเภทที่แตกต่างกัน ขนาดอนุภาคเฉลี่ยอยู่ระหว่าง 10 ~ 30 นาโนเมตร และขนาดอนุภาคเฉลี่ยของก๊าซสีดำคือ 13 นาโนเมตร บนเปลวไฟที่กำลังลุกไหม้มีถังน้ำที่หมุนช้าๆ คาร์บอนแบล็คถูกสะสมบนดรัม เมื่อขูดออก คาร์บอนแบล็คจะถูกขูดออก เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น คาร์บอนแบล็กที่สร้างขึ้นใหม่จะสัมผัสกับออกซิเจนในอากาศ เป็นผลให้เกิดออกซิเดชันบางส่วนและเกิดกลุ่มที่เป็นกรดจำนวนมาก และค่า PH สีดำของก๊าซที่สอดคล้องกันอยู่ในช่วงที่เป็นกรด และสามารถรับสารระเหยได้ประมาณ 6% ซึ่งแสดงถึงปริมาณออกไซด์ของพื้นผิว

3) กระบวนการผลิต Channel black: กระบวนการผลิตนี้ใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นวัตถุดิบ กระบวนการแชนเนลแบล็กคล้ายกับกระบวนการเผาไหม้ก๊าซของกระบวนการผลิตแก๊สแบล็ก ก๊าซธรรมชาติจะเผาไหม้และปล่อยเปลวไฟรูปพัดลมจำนวนมาก ผลลัพธ์ที่ได้จะคล้ายกับแก๊ซแบล็กแต่ต่างกัน ในที่นี้ร่องรูปตัวยูที่ระบายความร้อนด้วยน้ำแบบแบนจะใช้เป็นร่องทับถมของคาร์บอนแบล็ค เนื่องจากเหตุผลทางนิเวศวิทยาและเศรษฐกิจ การใช้วิธีนี้จึงถูกยกเลิกไปเมื่อหลายปีก่อน การผลิตแก๊สแบล็กจะไม่ส่งผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยา และยังคงใช้กระบวนการแก๊สแบล็กอยู่

4) กระบวนการผลิตสีดำของเตาหลอม: ผลิตก๊าซสีดำในบรรยากาศเปิด แต่กระบวนการผลิตสีดำของเตาหลอมจะดำเนินการในเตาปิดภายใต้สภาวะขาดออกซิเจน แทนที่จะใช้ไฟเล็กๆ หลายครั้ง จะใช้เปลวไฟขนาดใหญ่แทน น้ำมันถูกใช้เป็นวัตถุดิบและเติมก๊าซที่ติดไฟได้เพื่อให้ถึงอุณหภูมิที่ต้องการในเตาเผา โดยการเปลี่ยนเงื่อนไขกระบวนการผลิตสีดำของเตาหลอม สามารถรับสีดำของเม็ดสีที่ต้องการได้ ตัวอย่างเช่น ภายใต้สภาวะที่แตกต่างกัน คาร์บอนแบล็กสามารถเข้าถึงขนาดอนุภาคเฉลี่ยได้หลากหลาย ตั้งแต่ 80 นาโนเมตรไปจนถึงเล็กเพียง 15 นาโนเมตร และถึงแม้จะเล็กเท่าแก๊สแบล็ค แต่สำหรับขนาดอนุภาคเดียวกัน ยังคงมีความแตกต่างระหว่างสีดำแก๊สและสีดำของเตาหลอม สาเหตุหลักมาจากความแตกต่างในเคมีพื้นผิว ผลิตภัณฑ์เตาหลอมสีดำค่อนข้างหยาบ โดยมีขนาดอนุภาคเฉลี่ย 40 นาโนเมตร นอกจากนี้ เมื่อใช้กระบวนการผลิตสีดำของเตาหลอม คุณสามารถเพิ่มสารประกอบพื้นฐานหรือสารเติมแต่งอื่นๆ จำนวนเล็กน้อยเพื่อเปลี่ยนระดับและประเภทของมวลรวม เพื่อให้ได้คาร์บอนแบล็คที่มีโครงสร้างสูงหรือโครงสร้างต่ำ