CN113214684B - 一种降低气法炭黑结构的方法和实施该方法的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低气法炭黑结构的方法及装置，属于炭黑生产技术领域，所述降低气法炭黑结构的装置，包括反应炉主体、进料管、输出管和水冷却筒，还包括电机以及往复转动机构，所述往复转动机构的一端与电机的另一输出端连接，用于驱动所述输出管进行往复转动；本发明中的装置通过设有往复转动机构可带动输出管进行往复转动，通过所述输出管的往复转动可使得气溶胶与气化的炭黑原油进行充分的接触，从而利于制备出一种结构降低的炭黑；解决了现有工艺中降低炭黑的效果不佳的问题。

Description

一种降低气法炭黑结构的方法和实施该方法的装置
技术领域
本发明涉及炭黑生产技术领域，具体是一种降低气法炭黑结构的方法和实施该方法的装置。
背景技术
炭黑是含碳物质在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物，现有工艺制备的炭黑由于其表面上含有许多含氧官能团，导致其结构很高，此炭黑系由延伸并分枝的聚集体构成，高结构的炭黑与低结构的炭黑相比粘度高，在清漆中的色度低，则需要降低炭黑结构，使得其便于使用，现有在炭黑原油中添加碳酸钾来调节炭黑，但是在炭黑原油进行气化时难以同时带走碳酸钾，从而使得降低炭黑的效果不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降低气法炭黑结构的方法和实施该方法的装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种降低气法炭黑结构的装置，包括反应炉主体、进料管、输出管和水冷却筒，所述进料管固定设在所述反应炉主体的输入端一侧，所述水冷却筒处于所述反应炉主体内的输出端一侧，所述输出管处于所述反应炉主体内的进料管和水冷却筒之间，还包括
电机，处于所述反应炉主体外，所述电机输出端与所述水冷却筒连接，用于带动水冷却筒转动，以及
往复转动机构，处于所述反应炉主体外，且所述往复转动机构的一端与电机的另一输出端连接，用于驱动所述输出管进行往复转动。
作为本发明进一步的方案：所述往复转动机构包括传动组件和用于驱动传动组件转动的驱动组件。
作为本发明进一步的方案：所述驱动组件包括转轴，所述转轴与所述电机的输出端固定连接，且所述转轴上固定套设有固定筒，所述固定筒的周侧均设有若干支撑杆，所述支撑杆的另一端固定连接有驱动杆，通过所述驱动杆进一步驱动所述传动组件进行往复转动。
作为本发明进一步的方案：所述传动组件包括导向块，所述导向块滑动套设在导向杆上，所述导向杆固定设在所述反应炉主体外，所述导向块靠近所述电机的一侧固定设有固定块，所述驱动杆与所述固定块滑动接触，所述导向杆上套设有弹性件，所述弹性件的两端分别与反应炉主体外的固定支撑板和导向块一端固定连接，所述导向块远离所述电机的一侧固定设有齿条，所述齿条与齿轮啮合，所述齿轮固定套设在空心轴上，所述空心轴一端与所述输出管的输入端连接。
作为本发明进一步的方案：所述空心轴穿插过所述反应炉主体与所述水冷却筒的输入端连接，且所述空心轴穿过的所述反应炉主体的壳壁上对应设有密封机构。
作为本发明进一步的方案：所述输出管的输出端均设有若干喷头。
作为本发明进一步的方案：所述驱动杆上活动套设有支撑套。
一种基于如上述的降低气法炭黑结构的装置的降低气法炭黑结构的方法，包括以下步骤：
(1)制配处理剂：制作碳酸钾溶液，使得碳酸钾溶液中碳酸钾的质量浓度为1.6-1.8％，然后将碳酸钾溶液进行雾化形成含有空气的气溶胶；
(2)将炭黑原油进行预热，使得炭黑原油预热到200-300℃；
(3)将预热后炭黑原油通过进料管输入上述反应炉主体中，同时将步骤(1)中制备的气溶胶通过空心轴输送到所述反应炉主体内，使得所述反应炉主体内的温度保持在1900-2000℃，所述电机通过往复转动机构可带动输出管进行往复转动，同时通过输出管将气溶胶喷出，使得喷向所述反应炉主体内的气溶胶与炭黑原油进行充分的混合反应，得到反应物；
(4)在步骤(3)中的到的反应物与降低气法炭黑结构的装置中的水冷却筒进行接触，可收集得到炭黑块，然后进行粉碎，干燥即可得到产品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明实施例实用性强，本发明中的装置通过设有往复转动机构可带动输出管进行往复转动，同时所述输出管可将含有碳酸钾的气溶胶喷出，通过所述输出管的往复转动可使得气溶胶与气化的炭黑原油进行充分的接触，从而利于制备出一种结构降低的炭黑。
附图说明
图1为一种降低气法炭黑结构的装置的结构示意图。
图2为一种降低气法炭黑结构的装置的正视图。
图3为一种降低气法炭黑结构的装置中的齿条、导向块和固定块的立体图。
附图标记注释：1-反应炉主体、2-水冷却筒、3-输出管、4-进料管、5-空心轴、6-齿轮、7-导向块、8-固定块、9-导向杆、10-弹簧、11-电机、12-转轴、13-固定筒、14-支撑杆、15-支撑套、16-喷头、17-齿条、18-驱动杆。
具体实施方式
以下实施例会结合附图对本发明进行详述，在附图或说明中，相似或相同的部分使用相同的标号，并且在实际应用中，各部件的形状、厚度或高度可扩大或缩小。本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围。对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本发明的精神与范围。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种降低气法炭黑结构的装置，包括反应炉主体1、进料管4、输出管3和水冷却筒2，所述进料管4固定设在所述反应炉主体1的输入端一侧，所述水冷却筒2处于所述反应炉主体1内的输出端一侧，所述输出管3处于所述反应炉主体1内的进料管4和水冷却筒2之间，还包括
电机11，处于所述反应炉主体1外，所述电机11输出端与所述水冷却筒2连接，用于带动水冷却筒2转动，以及
往复转动机构，处于所述反应炉主体1外，且所述往复转动机构的一端与电机11的另一输出端连接，用于驱动所述输出管3进行往复转动。
作为本发明一种实施例，请参阅图2-3，所述往复转动机构包括传动组件和用于驱动传动组件转动的驱动组件；所述驱动组件包括转轴12，所述转轴12与所述电机11的输出端固定连接，且所述转轴12上固定套设有固定筒13，所述固定筒13的周侧均设有若干支撑杆14，所述支撑杆14的另一端固定连接有驱动杆18，通过所述驱动杆18进一步驱动所述传动组件进行往复转动；所述传动组件包括导向块7，所述导向块7滑动套设在导向杆9上，所述导向杆9固定设在所述反应炉主体1外，所述导向块7靠近所述电机11的一侧固定设有固定块8，所述驱动杆18与所述固定块8滑动接触，所述导向杆9上套设有弹性件，所述弹性件的两端分别与反应炉主体1外的固定支撑板和导向块7一端固定连接，所述导向块7远离所述电机11的一侧固定设有齿条17，所述齿条17与齿轮6啮合，所述齿轮6固定套设在空心轴5上，所述空心轴5一端与所述输出管3的输入端连接。
使用时，所述电机11通过转轴12、固定筒13带动支撑套15转动，通过所述支撑套15和驱动杆18可进一步驱动所述固定块8进行移动，所述固定块8带动导向块7进行移动，当支撑套15转动不与所述固定块8接触时，所述导向块7在所述弹簧10的弹性驱动下可进行反应移动，然后使得固定块8与下一个支撑套15进行接触，则一直进行上述往复移动，所述固定块8通过导向块7带动齿条17移动，所述齿条17与所述齿轮6啮合，从而可进一步带动齿轮6进行往复转动，所述齿轮6进一步带动输出管3进行往复转动。
作为本发明一种实施例，请参阅图1，所述空心轴5穿插过所述反应炉主体1与所述水冷却筒2的输入端连接，且所述空心轴5穿过的所述反应炉主体1的壳壁上对应设有密封机构；所述输出管3的输出端均设有若干喷头16，利于添加剂的喷洒均匀。
作为本发明一种实施例，请参阅图2，所述驱动杆18上活动套设有支撑套15，利于驱动所述固定块8进行移动，减少摩擦。
本实施例的工作原理：通过进料管4向所述反应炉主体1内进料，通过空心轴5向所述反应炉主体1内输入添加剂，添加剂和炭黑原油在所述反应炉主体1内充分混合反应，得到的产物与水冷却筒2接触冷凝，即可得到产品；通过所述电机11可带动水冷却筒2转动，可使得水冷却筒2与添加剂和炭黑原油得到的产物进行充分的接触，与此同时，所述电机11通过转轴12、固定筒13带动支撑套15转动，通过所述支撑套15和驱动杆18可进一步驱动所述固定块8进行移动，所述固定块8带动导向块7进行移动，当支撑套15转动不与所述固定块8接触时，所述导向块7在所述弹簧10的弹性驱动下可进行反应移动，然后使得固定块8与下一个支撑套15进行接触，则一直进行上述往复移动，所述固定块8通过导向块7带动齿条17移动，所述齿条17与所述齿轮6啮合，从而可进一步带动齿轮6进行往复转动，所述齿轮6进一步带动输出管3进行往复转动，通过所述输出管3的往复转动，可使得所述输出管3喷出的添加剂与炭黑原油进行充分的混合接触，从而利于生产出一种结构低的炭黑。
作为本发明另一种实施例，请参阅图1-3，一种基于如上述的降低气法炭黑结构的装置的降低气法炭黑结构的方法，包括以下步骤：
(1)制配处理剂：制作碳酸钾溶液，使得碳酸钾溶液中碳酸钾的质量浓度为1.6％，然后将碳酸钾溶液进行雾化形成含有空气的气溶胶；
(2)将炭黑原油进行预热，使得炭黑原油预热到200℃；
(3)将预热后炭黑原油通过进料管4输入上述反应炉主体1中，同时将步骤(1)中制备的气溶胶通过空心轴5输送到所述反应炉主体1内，使得所述反应炉主体1内的温度保持在1900℃，所述电机11通过往复转动机构可带动输出管3进行往复转动，同时通过输出管3将气溶胶喷出，使得喷向所述反应炉主体1内的气溶胶与炭黑原油进行充分的混合反应，得到反应物；
(4)在步骤(3)中的到的反应物与降低气法炭黑结构的装置中的水冷却筒2进行接触，可收集得到炭黑块，然后进行粉碎，干燥即可得到产品。
作为本发明一种实施例，请参阅图1-3，一种基于如上述的降低气法炭黑结构的装置的降低气法炭黑结构的方法，包括以下步骤：
(1)制配处理剂：制作碳酸钾溶液，使得碳酸钾溶液中碳酸钾的质量浓度为1.7％，然后将碳酸钾溶液进行雾化形成含有空气的气溶胶；
(2)将炭黑原油进行预热，使得炭黑原油预热到250℃；
(3)将预热后炭黑原油通过进料管4输入上述反应炉主体1中，同时将步骤(1)中制备的气溶胶通过空心轴5输送到所述反应炉主体1内，使得所述反应炉主体1内的温度保持在1950℃，所述电机11通过往复转动机构可带动输出管3进行往复转动，同时通过输出管3将气溶胶喷出，使得喷向所述反应炉主体1内的气溶胶与炭黑原油进行充分的混合反应，得到反应物；
(4)在步骤(3)中的到的反应物与降低气法炭黑结构的装置中的水冷却筒2进行接触，可收集得到炭黑块，然后进行粉碎，干燥即可得到产品。
作为本发明一种实施例，请参阅图1-3，一种基于如上述的降低气法炭黑结构的装置的降低气法炭黑结构的方法，包括以下步骤：
(1)制配处理剂：制作碳酸钾溶液，使得碳酸钾溶液中碳酸钾的质量浓度为1.8％，然后将碳酸钾溶液进行雾化形成含有空气的气溶胶；
(2)将炭黑原油进行预热，使得炭黑原油预热到300℃；
(3)将预热后炭黑原油通过进料管4输入上述反应炉主体1中，同时将步骤(1)中制备的气溶胶通过空心轴5输送到所述反应炉主体1内，使得所述反应炉主体1内的温度保持在2000℃，所述电机11通过往复转动机构可带动输出管3进行往复转动，同时通过输出管3将气溶胶喷出，使得喷向所述反应炉主体1内的气溶胶与炭黑原油进行充分的混合反应，得到反应物；
(4)在步骤(3)中的到的反应物与降低气法炭黑结构的装置中的水冷却筒2进行接触，可收集得到炭黑块，然后进行粉碎，干燥即可得到产品。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种降低气法炭黑结构的装置，包括反应炉主体、进料管、输出管和水冷却筒，所述进料管固定设在所述反应炉主体的输入端一侧，所述水冷却筒处于所述反应炉主体内的输出端一侧，所述输出管处于所述反应炉主体内的进料管和水冷却筒之间，其特征在于，还包括
电机，处于所述反应炉主体外，所述电机输出端与所述水冷却筒连接，用于带动水冷却筒转动，以及
往复转动机构，处于所述反应炉主体外，且所述往复转动机构的一端与电机的另一输出端连接，用于驱动所述输出管进行往复转动。
2.根据权利要求1所述的一种降低气法炭黑结构的装置，其特征在于，所述往复转动机构包括传动组件和用于驱动传动组件转动的驱动组件。
3.根据权利要求2所述的一种降低气法炭黑结构的装置，其特征在于，所述驱动组件包括转轴，所述转轴与所述电机的输出端固定连接，且所述转轴上固定套设有固定筒，所述固定筒的周侧均设有若干支撑杆，所述支撑杆的另一端固定连接有驱动杆，通过所述驱动杆进一步驱动所述传动组件进行往复转动。
4.根据权利要求3所述的一种降低气法炭黑结构的装置，其特征在于，所述传动组件包括导向块，所述导向块滑动套设在导向杆上，所述导向杆固定设在所述反应炉主体外，所述导向块靠近所述电机的一侧固定设有固定块，所述驱动杆与所述固定块滑动接触，所述导向杆上套设有弹性件，所述弹性件的两端分别与反应炉主体外的固定支撑板和导向块一端固定连接，所述导向块远离所述电机的一侧固定设有齿条，所述齿条与齿轮啮合，所述齿轮固定套设在空心轴上，所述空心轴一端与所述输出管的输入端连接。
5.根据权利要求4所述的一种降低气法炭黑结构的装置，其特征在于，所述空心轴穿插过所述反应炉主体与所述水冷却筒的输入端连接，且所述空心轴穿过的所述反应炉主体的壳壁上对应设有密封机构。
6.根据权利要求1所述的一种降低气法炭黑结构的装置，其特征在于，所述输出管的输出端均设有若干喷头。
7.根据权利要求3所述的一种降低气法炭黑结构的装置，其特征在于，所述驱动杆上活动套设有支撑套。
8.一种基于如权利要求1-7任一所述的降低气法炭黑结构的装置的降低气法炭黑结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制配处理剂：制作碳酸钾溶液，使得碳酸钾溶液中碳酸钾的质量浓度为1.6-1.8％，然后将碳酸钾溶液进行雾化形成含有空气的气溶胶；
(2)将炭黑原油进行预热，使得炭黑原油预热到200-300℃；
(3)将预热后炭黑原油通过进料管输入上述反应炉主体中，同时将步骤(1)中制备的气溶胶通过空心轴输送到所述反应炉主体内，使得所述反应炉主体内的温度保持在1900-2000℃，所述电机通过往复转动机构可带动输出管进行往复转动，同时通过输出管将气溶胶喷出，使得喷向所述反应炉主体内的气溶胶与炭黑原油进行充分的混合反应，得到反应物；
(4)在步骤(3)中得 到的反应物与降低气法炭黑结构的装置中的水冷却筒进行接触，收集得到炭黑块，然后进行粉碎，干燥即可得到产品。
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