CN101723384A - 一种气相白炭黑的合成方法及装置 - Google Patents

一种气相白炭黑的合成方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101723384A
CN101723384A CN200910200920A CN200910200920A CN101723384A CN 101723384 A CN101723384 A CN 101723384A CN 200910200920 A CN200910200920 A CN 200910200920A CN 200910200920 A CN200910200920 A CN 200910200920A CN 101723384 A CN101723384 A CN 101723384A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
roasting kiln
cooling jacket
water
carbon black
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200910200920A
Other languages
English (en)
Inventor
桑国仁
周庆华
夏柳春
史长涛
麦晖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Jingci Environment Protection Technology Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Jingci Environment Protection Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Jingci Environment Protection Technology Co Ltd filed Critical Shanghai Jingci Environment Protection Technology Co Ltd
Priority to CN200910200920A priority Critical patent/CN101723384A/zh
Publication of CN101723384A publication Critical patent/CN101723384A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及一种气相白炭黑的合成方法及装置，该装置由燃烧炉、溴化锂机组及冷冻盐酸循环系统组成，燃烧炉通过回水管及上水管与溴化锂机组连接，溴化锂机组的另一端上部通过回水管及上水管与冷冻盐酸循环系统连接，将预热处理后的硅卤化物、空气及氢气连续输入密闭的燃烧炉中进行高温水解，得到白炭黑气固混合物，产生的热量通过燃烧炉的水冷夹套带走。与现有技术相比，本发明提供了单套4000T/a的气相白炭黑合成工艺，采用密封燃烧技术、水冷夹套式冷却技术、脱酸技术及过滤技术提高生产能力，生产装置能够长周期的生产，充分利用热能，降低消耗，产品质量非常稳定，大大缩短了和国外产品的差距。

Description

一种气相白炭黑的合成方法及装置
技术领域
本发明涉及一种炭黑的合成方法及装置，尤其是涉及一种气相白炭黑的合成方法及装置。
背景技术
气相白炭黑最早由德国迪高沙公司在1941年开发出来，目前世界上只有德、美、日、中等少数几个国家掌握了气相白炭黑的工业化生产技术，气相白炭黑生产工艺基本相似，先把气化的卤硅烷与氢气、空气混合，在合成炉中反应后再分离而制得成品，通常采用一甲基三氯硅烷和四氯化硅为原料生产，国内、国外许多厂家大都采用敞口方式燃烧水解，外界补充的空气无法计量，致使成品的比表面积波动较大，影响产品质量，而且反应炉冷却大都采用大功率的罗茨风机，能耗较大，热交换后的热能难以综合利用，冷却量小，影响单套装置的生产能力。
目前国内厂家单套生产装置能力最大只有1000T/a，制约的因素有以下几点：(1)燃烧炉中的反应热量不能及时带走，(2)反应炉敞口燃烧水解致使白炭黑的比表面积波动较大，质量不稳定。(3)气固分离的技术不够成熟，尾气中含有大量的白炭黑堵尾气系统，致使开车不稳定，不能连续生产，影响产品质量。(4)脱酸的能力不够，脱酸工艺落后，大多采用电加热技术，脱酸能力降低。国外厂家的单套生产装置能力都在4000T/a左右，由于国外技术封锁，及天价的技术转让费，至使国内许多厂家技术相对落后，生产成本高，产品质量有一定的差距。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种降低能耗、产量较高的气相白炭黑的合成方法及装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种气相白炭黑的合成方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：将预热处理后的硅卤化物、空气及氢气按重量比为4∶3.5∶1连续输入密闭的燃烧炉中进行高温水解，得到白炭黑气固混合物，产生的热量通过燃烧炉的水冷夹套带走。
所述的硅卤化物选自一甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基一氯硅烷、一甲基二氯氟硅烷、丙基三氯硅烷、二丁甲基二氯硅烷、已基三氯硅烷、三氯氢硅或四氯化硅中的一种或几种。
一种气相白炭黑的合成装置，其特征在于，该装置由燃烧炉、溴化锂机组及冷冻盐酸循环系统组成，所述的燃烧炉上部通过回水管与溴化锂机组连接，下部通过上水管与溴化锂机组连接，所述的溴化锂机组的另一端上部通过回水管与冷冻盐酸循环系统连接，下部通过上水管与冷冻盐酸循环系统连接。
所述的燃烧炉内设有电子自动点火装置。
所述的燃烧炉设有水冷夹套，燃烧炉的炉身材料为钛-钢复合材料，水冷夹套材料为碳钢，该燃烧炉内采用氢气加热，水冷夹套采用天然气加热。
所述的水冷夹套将燃烧炉的反应热通过回水管送至溴化锂机组，驱动溴化锂机组制冷，得到的冷冻水送至冷冻盐酸循环系统进行尾气吸收。
与现有技术相比，本发明提供了单套4000T/a的气相白炭黑合成工艺，采用密封燃烧技术、水冷夹套式冷却技术、独特的脱酸技术以及先进的过滤技术大大提高了单套装置生产能力，先进的白炭黑过滤技术使生产装置能够长周期的生产，充分利用热能，降底消耗，产品质量非常稳定，大大缩短了和国外产品的差距。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图。
图中1为燃烧炉、2为水冷夹套、3为溴化锂机组、4为冷冻盐酸循环系统、5为回水管、6为上水管、7为硅卤化物及空气、8为氢气、9为空气。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种气相白炭黑的合成装置，其结构如图1所示，该装置由燃烧炉1、溴化锂机组2及冷冻盐酸循环系统3组成，燃烧炉1内设有电子自动点火装置，外部设有水冷夹套，燃烧炉的炉身材料为钛-钢复合材料，水冷夹套材料为碳钢，燃烧炉1内采用氢气加热，水冷夹套采用天然气加热，燃烧炉1上部通过回水管5与溴化锂机组2连接，下部通过上水管6与溴化锂机组2连接，水冷夹套将燃烧炉1的反应热通过回水管5送至溴化锂机组2，驱动溴化锂机组2制冷，溴化锂机组2另一端的上部通过回水管5与冷冻盐酸循环系统3连接，下部通过上水管6与冷冻盐酸循环系统3连接，溴化锂机组2得到的冷冻水送至冷冻盐酸循环系统3进行尾气吸收。
利用该装置生产白炭黑，该方法包括以下步骤：将预热处理后的四氯化硅、空气及氢气按重量比为4∶3.5∶1连续输入密闭的燃烧炉1中进行高温水解，得到白炭黑气固混合物。其中7为硅卤化物及空气，8为氢气、9为空气，产生的热量通过燃烧炉1的水冷夹套带走，从而控制反应进程。
实施例2
一种气相白炭黑的合成装置，该装置由燃烧炉、溴化锂机组及冷冻盐酸循环系统组成，燃烧炉内设有电子自动点火装置，外部设有水冷夹套，燃烧炉的炉身材料为钛-钢复合材料，水冷夹套材料为碳钢，燃烧炉内采用氢气加热，水冷夹套采用天然气加热，燃烧炉上部通过回水管与溴化锂机组连接，下部通过上水管与溴化锂机组连接，水冷夹套将燃烧炉的反应热通过回水管送至溴化锂机组，驱动溴化锂机组制冷，溴化锂机组另一端的上部通过回水管与冷冻盐酸循环系统连接，下部通过上水管与冷冻盐酸循环系统连接，溴化锂机组得到的冷冻水送至冷冻盐酸循环系统进行尾气吸收。
利用该装置生产白炭黑，该方法包括以下步骤：将预热处理后的一甲基三氯硅烷、四氯化硅、空气及氢气按重量比为1∶3∶3.5∶1连续输入密闭的燃烧炉中进行高温水解，得到白炭黑气固混合物，产生的热量通过燃烧炉的水冷夹套带走，从而控制反应进程。

Claims (6)

1.一种气相白炭黑的合成方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：将预热处理后的硅卤化物、空气及氢气按重量比为4∶3.5∶1连续输入密闭的燃烧炉中进行高温水解，得到白炭黑气固混合物，产生的热量通过燃烧炉的水冷夹套带走。
2.根据权利要求1所述的一种气相白炭黑的合成方法，其特征在于，所述的硅卤化物选自一甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基一氯硅烷、一甲基二氯氟硅烷、丙基三氯硅烷、二丁甲基二氯硅烷、己基三氯硅烷、三氯氢硅或四氯化硅中的一种或几种。
3.一种气相白炭黑的合成装置，其特征在于，该装置由燃烧炉、溴化锂机组及冷冻盐酸循环系统组成，所述的燃烧炉上部通过回水管与溴化锂机组连接，下部通过上水管与溴化锂机组连接，所述的溴化锂机组的另一端上部通过回水管与冷冻盐酸循环系统连接，下部通过上水管与冷冻盐酸循环系统连接。
4.根据权利要求3所述的一种气相白炭黑的合成装置，其特征在于，所述的燃烧炉内设有电子自动点火装置。
5.根据权利要求3所述的一种气相白炭黑的合成装置，其特征在于，所述的燃烧炉设有水冷夹套，燃烧炉的炉身材料为钛-钢复合材料，水冷夹套材料为碳钢，该燃烧炉内采用氢气加热，水冷夹套采用天然气加热。
6.根据权利要求5所述的一种气相白炭黑的合成装置，其特征在于，所述的水冷夹套将燃烧炉的反应热通过回水管送至溴化锂机组，驱动溴化锂机组制冷，得到的冷冻水送至冷冻盐酸循环系统进行尾气吸收。
CN200910200920A 2009-12-25 2009-12-25 一种气相白炭黑的合成方法及装置 Pending CN101723384A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910200920A CN101723384A (zh) 2009-12-25 2009-12-25 一种气相白炭黑的合成方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910200920A CN101723384A (zh) 2009-12-25 2009-12-25 一种气相白炭黑的合成方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101723384A true CN101723384A (zh) 2010-06-09

Family

ID=42445041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910200920A Pending CN101723384A (zh) 2009-12-25 2009-12-25 一种气相白炭黑的合成方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101723384A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102115082A (zh) * 2011-03-10 2011-07-06 上海竟茨环保科技有限公司 气相法二氧化硅生产装置
CN102115081A (zh) * 2011-03-10 2011-07-06 上海竟茨环保科技有限公司 用于生产气相法二氧化硅的燃烧炉
CN102120580A (zh) * 2011-03-10 2011-07-13 上海竟茨环保科技有限公司 用于生产气相法二氧化硅的管道加氢装置
CN102167333A (zh) * 2011-03-18 2011-08-31 中国恩菲工程技术有限公司 多晶硅副产物四氯化硅处理设备
CN108217663A (zh) * 2018-01-30 2018-06-29 清华大学 一种四氯化硅制备白炭黑的低温气相水解设备
CN108675309A (zh) * 2018-05-15 2018-10-19 湖北兴瑞硅材料有限公司 一种气相白炭黑生产原料供给的方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102115082A (zh) * 2011-03-10 2011-07-06 上海竟茨环保科技有限公司 气相法二氧化硅生产装置
CN102115081A (zh) * 2011-03-10 2011-07-06 上海竟茨环保科技有限公司 用于生产气相法二氧化硅的燃烧炉
CN102120580A (zh) * 2011-03-10 2011-07-13 上海竟茨环保科技有限公司 用于生产气相法二氧化硅的管道加氢装置
CN102120580B (zh) * 2011-03-10 2013-01-02 上海竟茨环保科技有限公司 用于生产气相法二氧化硅的管道加氢装置
CN102115082B (zh) * 2011-03-10 2013-05-01 上海竟茨环保科技有限公司 气相法二氧化硅生产装置
CN102115081B (zh) * 2011-03-10 2013-09-25 上海竟茨环保科技有限公司 用于生产气相法二氧化硅的燃烧炉
CN102167333A (zh) * 2011-03-18 2011-08-31 中国恩菲工程技术有限公司 多晶硅副产物四氯化硅处理设备
CN102167333B (zh) * 2011-03-18 2012-09-19 中国恩菲工程技术有限公司 多晶硅副产物四氯化硅处理设备
CN108217663A (zh) * 2018-01-30 2018-06-29 清华大学 一种四氯化硅制备白炭黑的低温气相水解设备
CN108217663B (zh) * 2018-01-30 2020-06-02 清华大学 一种四氯化硅制备白炭黑的低温气相水解设备
CN108675309A (zh) * 2018-05-15 2018-10-19 湖北兴瑞硅材料有限公司 一种气相白炭黑生产原料供给的方法
CN108675309B (zh) * 2018-05-15 2020-02-14 湖北兴瑞硅材料有限公司 一种气相白炭黑生产原料供给的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101723384A (zh) 一种气相白炭黑的合成方法及装置
CN106185950B (zh) 生产四氯化硅的方法
CN101830464B (zh) 两段法生产电石和热电联产的工艺及装置
CN101279734B (zh) 合成多晶硅原料三氯氢硅的方法
JP2012501949A5 (zh)
CN101817525A (zh) 两段法粉状原料生产电石的工艺及装置
CN101428799B (zh) 一种电石生产系统
CN102992285A (zh) 一种利用密闭环形加热炉生产黄磷的方法及设备
CN106276901B (zh) 一种氧热法生产电石和co气体的方法及系统
CN106753579B (zh) 一种固体热载体煤气化电力蓄能系统和方法
CN101239723A (zh) 多晶硅的等离子生产方法及其装置
CN204434297U (zh) 制备三氯氢硅的系统
CN103820655B (zh) 一种适用于海绵钛生产的11t联合还-蒸炉
CN104843707A (zh) 电石炉和利用该电石炉制备电石的方法
CN106219488B (zh) 一种制备盐酸并提纯石英砂的方法及装置
CN201722157U (zh) 一种四氯化硅氢化炉
CN201473329U (zh) 多晶硅还原炉
CN102515167B (zh) 一种装有保温内桶的周期交替操作的多晶硅还原炉及操作方法
CN204727615U (zh) 电石炉
CN202379748U (zh) 一种制备三氯氢硅的反歧化反应装置
CN102502655A (zh) 一种四氯化硅氢化方法
CN201634430U (zh) 一种生产人造石墨碎的电锻炉
CN203938489U (zh) 流态化氧化铪氯化装置
CN203159236U (zh) 一种采用微波加热的工业硅炉外精炼抬包
CN206384844U (zh) 转底炉

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Open date: 20100609