JP2000290529A - Process for treating oxidized carbon black and carbon black treating device used for this - Google Patents

Process for treating oxidized carbon black and carbon black treating device used for this

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JP2000290529A
JP2000290529A JP11100058A JP10005899A JP2000290529A JP 2000290529 A JP2000290529 A JP 2000290529A JP 11100058 A JP11100058 A JP 11100058A JP 10005899 A JP10005899 A JP 10005899A JP 2000290529 A JP2000290529 A JP 2000290529A
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Japan
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carbon black
tray
oxidized
treating
casing
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JP11100058A
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Japanese (ja)
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Takaharu Yamamoto
隆晴 山本
Nobutake Mise
信猛 見勢
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an efficient process for removing deleterious by-products from a carbon black which was oxidized using a nitrogen-containing oxidizing agent, and a device and a treatment process suitable for this. SOLUTION: In a process for treating oxidized carbon blacks, oxidized by- products are removed from the oxidized carbon blacks by heating the oxidized carbon blacks in a device. The device is equipped with a casing which possesses multiple trays having a slit part which are aligned in the vertical direction. Each tray has a scraper which scrapes off the powder from the tray via the slit to transfer the powder from the upper tray to the lower tray. A hot air is allowed to flow through the casing to heat the powder on the tray.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は窒素含有酸化剤を用
いて酸化されたカーボンブラックから、有害な副生成物
を取り除くための処理装置及び処理方法に関する。
The present invention relates to a processing apparatus and a processing method for removing harmful by-products from carbon black oxidized using a nitrogen-containing oxidizing agent.

【0002】[0002]

【従来技術】カーボンブラックを酸化処理して表面に酸
性官能基を付与し、各種のベヒクルへの分散を向上する
ことが知られており、酸化剤として、オゾン、硝酸、酸
化窒素等が知られている。カーボンブラックの酸化によ
り導入される表面の官能基とその性質については未だ充
分に解明されてはおらず、各々の酸化剤や酸化条件によ
り得られる酸化カーボンブラックの物性発現に差異が見
られる。
2. Description of the Related Art It is known that carbon black is oxidized to impart an acidic functional group to the surface to improve dispersion in various vehicles, and ozone, nitric acid, nitric oxide and the like are known as oxidizing agents. ing. The functional groups and the properties of the surface introduced by the oxidation of carbon black have not yet been sufficiently elucidated, and there are differences in the expression of the physical properties of the oxidized carbon black obtained depending on each oxidizing agent and oxidizing conditions.

【0003】硝酸、酸化窒素等の窒素含有酸化剤は、良
好な物性を有する酸化カーボンブラックを得るのに有用
である。しかしながら、これら窒素含有酸化剤を用いた
場合、カーボンブラック中に、有害な酸化副生成物が残
存するため、これを除去する必要がある。従来、カーボ
ンブラックの酸化処理は、ロータリーキルン等の加熱装
置内にカーボンブラックを入れて、ここにガス流と酸化
剤とを導入して、カーボンブラックの酸化を行い、引き
続き、空気等のガスを導入しながら加熱することで、カ
ーボンブラック表面から酸化副生成物を除去する方法が
知られていた(特公昭44ー5691)。
[0003] Nitrogen-containing oxidizing agents such as nitric acid and nitric oxide are useful for obtaining oxidized carbon black having good physical properties. However, when these nitrogen-containing oxidizing agents are used, harmful oxidation by-products remain in the carbon black and need to be removed. Conventionally, carbon black is oxidized by putting carbon black into a heating device such as a rotary kiln, introducing a gas flow and an oxidizing agent into the carbon black, oxidizing the carbon black, and then introducing a gas such as air. A method for removing oxidation by-products from the surface of carbon black by heating while heating is known (JP-B-44-5691).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術では、以下のような問題があった。この
ような、ロータリーキルン等の装置内に空気を供給し所
定の温度でカーボンブラックと接触させることで有害な
酸化副生成物を除去する方法では、効率を上げるために
装置内に導入するガスの流速を上げると、カーボンブラ
ック粉体がガス流に同伴されてキルンから吹き出てしま
い、カーボンブラックのキルン内での滞留時間の調整が
難しい。カーボンブラック単位重量当たりの単位時間当
たりに導入される空気を増加して生産量を上げ、かつ所
定の滞留時間を確保するためには、装置径を大きく、し
かも装置長さも長くする必要があり、装置コスト、保全
費等が高価となる問題がある。
However, such a conventional technique has the following problems. In such a method for removing harmful oxidation by-products by supplying air into a device such as a rotary kiln and contacting it with carbon black at a predetermined temperature, the flow rate of gas introduced into the device to increase efficiency is When the carbon black is increased, the carbon black powder is blown out of the kiln along with the gas flow, and it is difficult to adjust the residence time of the carbon black in the kiln. In order to increase the amount of air introduced per unit time per unit weight of carbon black to increase the production amount, and to secure a predetermined residence time, it is necessary to increase the apparatus diameter and the apparatus length, There is a problem that equipment costs, maintenance costs, and the like are high.

【0005】また、酸化副生成物の除去にはある程度以
上の温度が必要であるが、キルン内のカーボンブラック
の温度を効率よく上げるためにはキルン内部の熱伝導面
積を上げることが必要となる。キルンを用いた方法で
は、キルン内に伝熱管を有した装置とし、この伝熱管か
らの伝熱によりカーボンブラックを加熱しているが、こ
の場合、効率を上げて速やかに加熱しようとすると、キ
ルン内部の伝熱管の本数を上げる等の必要があり、この
ためキルン内部の構造が複雑となり細かな凹凸部が避け
られず、このような場所へのカーボンブラックの付着、
閉塞等の問題が生じてくる。
[0005] In addition, although a certain temperature or more is required to remove oxidation by-products, it is necessary to increase the heat conduction area inside the kiln in order to efficiently raise the temperature of carbon black in the kiln. . In the method using a kiln, a device having a heat transfer tube in the kiln is used to heat the carbon black by heat transfer from the heat transfer tube. It is necessary to increase the number of internal heat transfer tubes, etc., which complicates the kiln internal structure and inevitably causes fine irregularities.
Problems such as blockage occur.

【0006】また、窒素含有酸化剤で酸化されたカーボ
ンブラックから副生成物を除去する際、発熱反応が起こ
り、カーボンブラックの温度が上昇してくる。キルンで
は軸方向にカーボンブラックが流れるため、発熱したカ
ーボンブラックの温度を調整をするためには、キルン内
に導入される熱風空気量を下げる、熱風空気温度を下げ
る、または本体ジャケットの温度を下げる等の方法しか
ない。これらの方法だと、カーボンブラックを連続でキ
ルン内に導入している場合、入口側の、キルン内に入っ
たばかりのカーボンブラックの温度まで下がってしま
い、効率が非常に悪い状態になる。また運転も難しい。
When removing by-products from carbon black oxidized with a nitrogen-containing oxidizing agent, an exothermic reaction occurs, and the temperature of the carbon black increases. Since carbon black flows in the kiln in the axial direction, in order to adjust the temperature of the heated carbon black, lower the amount of hot air introduced into the kiln, lower the temperature of hot air, or lower the temperature of the body jacket. There is no other way. According to these methods, when the carbon black is continuously introduced into the kiln, the temperature of the carbon black on the inlet side is lowered to that of the carbon black that has just entered the kiln, resulting in a very poor efficiency. Driving is also difficult.

【0007】バッチ操業の場合には、付帯のサービスタ
ンクが必要になり、コスト高となる。また製品の排出も
難しい。本発明は窒素含有酸化剤を用いて酸化されたカ
ーボンブラックから有害な副生成物を取り除くための効
率の良い方法及び好適な装置及び処理方法を提供するこ
とを課題とし、コンパクトで安価且つカーボンブラック
付着等のない装置を提供するものである。
[0007] In the case of batch operation, an additional service tank is required, which increases the cost. It is also difficult to discharge products. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an efficient method for removing harmful by-products from carbon black oxidized by using a nitrogen-containing oxidizing agent, and a suitable apparatus and processing method. An object of the present invention is to provide a device free from adhesion or the like.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題に
鑑みて鋭意検討を重ねた。その結果、構造が簡便で安価
であり、しかも、酸化カーボンブラックからの有害な副
生成物の除去を効率的に行うことのできる装置及び方法
を見出した。すなわち本発明は、(1) ケーシング内
に、スリット部を有するトレーを上下方向に複数枚有し
ており、各トレーはトレー上の粉体を掃きスリットより
落下させることにより、上段のトレーより下段のトレー
に移動させるスクレッパーを有しており、且つケーシン
グ内に熱風を流通させてトレー上の粉体を加熱し得る装
置内で、酸化カーボンブラックを加熱して、カーボンブ
ラックから酸化副生成物を除去することを特徴とする酸
化カーボンブラックから酸化副生成物を除去する、酸化
カーボンブラックの処理方法、(2) トレーに平行に
空気を流通させる上記(1)記載の酸化カーボンブラッ
クの処理方法、
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies in view of the above problems. As a result, they have found an apparatus and a method that are simple and inexpensive in structure and that can efficiently remove harmful by-products from oxidized carbon black. That is, according to the present invention, (1) a plurality of trays each having a slit portion are provided in a casing in a vertical direction, and each tray sweeps powder on the tray from the slit, thereby lowering the tray from the upper tray. Heating the oxidized carbon black in a device that has a scraper for moving to the tray and heats the powder on the tray by circulating hot air through the casing, thereby oxidizing by-products from the carbon black A method for treating carbon oxide, which removes oxidized by-products from carbon oxide black, wherein (2) the method for treating carbon oxide black according to (1), wherein air is passed in parallel to the tray;

【0009】(3) トレー上に平行に流れる空気が、
熱風流域と冷却流域を有する上記(1)又は(2)に記
載の酸化カーボンブラックの処理方法、(4) 空気を
ガス線速が0.05〜1.0m/secで流通させる
(1)〜(3)のいずれかに記載の酸化カーボンブラッ
クの処理方法、(5) 酸化カーボンブラックの温度が
100〜180℃になるように、空気の温度を制御する
上記(1)〜(4)のいずれかに記載の酸化カーボンブ
ラックの処理方法、
(3) The air flowing in parallel on the tray is
(1) The method for treating oxidized carbon black according to the above (1) or (2), which has a hot air flow area and a cooling water area, (4) flowing air at a gas linear velocity of 0.05 to 1.0 m / sec. (5) The method for treating oxidized carbon black according to any one of (1) to (4), wherein the temperature of air is controlled so that the temperature of oxidized carbon black is 100 to 180 ° C. A method for treating oxidized carbon black according to

【0010】(6) カーボンブラックの堆積層の厚さ
が50mm以下である(1)〜(4)のいずれかに記載
の酸化カーボンブラックの処理方法、(7) ケーシン
グ内に、スリット部を有するトレーを上下方向に複数枚
有しており、各トレーはトレー上の粉体を掃き移動させ
るスクレッパーを有しており、且つケーシング内に熱風
を流通させてトレー上の粉体を加熱し得る構造を有する
酸化カーボンブラック処理装置、(8) トレーが円盤
状である上記(7)記載の酸化カーボンブラック処理装
置、(9) カーボンブラックを窒素含有酸化剤で酸化
処理し、上記(7)又は(8)記載の処理装置内で処理
するして窒素含有酸化剤を除去して100ppm以下と
することを特徴とする酸化カーボンブラックの製造方
法、に存する。
(6) The method for treating oxidized carbon black according to any one of (1) to (4), wherein the thickness of the deposited layer of carbon black is 50 mm or less, (7) a slit is provided in the casing. A structure that has a plurality of trays in the vertical direction, each tray has a scraper that sweeps and moves the powder on the tray, and heats the powder on the tray by flowing hot air through the casing. (8) The apparatus for treating oxidized carbon black according to (7), wherein the tray has a disk shape, (9) the carbon black is oxidized with a nitrogen-containing oxidizing agent, and 8) The method for producing oxidized carbon black, characterized in that the nitrogen-containing oxidizing agent is removed to 100 ppm or less by treating in the treatment apparatus described in 8).

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明を以下に詳細に説明する。
本発明で処理の対象となるカーボンブラックの種類は特
に限定されない。カーボンブラックには代表的に、ファ
ーネス法で得られるファーネスブラックと、チャンネル
法で得られるチャンネルブラックがあるがいずれにも限
定されない。特に、ファーネスブラックは、比較的安価
であり一般的に多く流通しているが、生成炉内で生成し
た状態のカーボンブラックは、表面の酸性官能基の量が
充分でないことが多く、酸化処理に供される場合が多
い。カーボンブラックには、カーボンブラック生成炉よ
り回収された状態の粉末状のもの、粉末状のものを乾式
造粒あるいは湿式造粒により造粒した顆粒状のもの、圧
縮操作により得られたフレーク状のもの等が挙げられ、
本発明では特に限定されず用いることができるが、反応
効率の点から、一般には、粉末状のカーボンブラックが
好適に用いられる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described in detail below.
The type of carbon black to be treated in the present invention is not particularly limited. The carbon black typically includes, but is not limited to, a furnace black obtained by a furnace method and a channel black obtained by a channel method. In particular, furnace black is relatively inexpensive and is generally distributed in large quantities, but carbon black produced in a production furnace often has an insufficient amount of acidic functional groups on the surface, and is not suitable for oxidation treatment. Often provided. The carbon black may be in the form of powder in the state of being recovered from a carbon black production furnace, in the form of granules obtained by dry granulation or wet granulation of the powder, or in the form of flakes obtained by a compression operation. Things and the like,
In the present invention, the carbon black can be used without any particular limitation. However, from the viewpoint of reaction efficiency, powdery carbon black is generally preferably used.

【0012】酸化処理に用いる酸化剤としては、オゾ
ン、硝酸、酸化窒素が代表的であるが、特に、硝酸又は
酸化窒素等の窒素酸化物を用いて酸化した場合、副生成
物として、各種の窒素含有化合物が、カーボンブラック
中に残存することが知られている。このため、これらを
除去する必要がある。
As the oxidizing agent used in the oxidation treatment, ozone, nitric acid, and nitrogen oxide are typical. Particularly, when oxidizing using nitrogen oxide such as nitric acid or nitric oxide, various kinds of by-products are produced. It is known that nitrogen-containing compounds remain in carbon black. Therefore, it is necessary to remove them.

【0013】本発明では、この際の除去を、特定の装置
内でカーボンブラックを処理することにより行う。処理
とは、攪拌により付着成分を除去すること、さらには、
攪拌しつつ加熱することにより付着成分の除去を効率的
に行う等、当装置内でカーボンブラックを攪拌すること
により得られる効果を達成することを言う。また、ここ
で「攪拌」とはカーボンブラックが装置内をスクレッパ
ーで移動させられたり、上段のトレーから下段のトレー
へと落下しながら混ざり合うことを言う。
In the present invention, the removal is performed by treating the carbon black in a specific device. The treatment is to remove the adhered components by stirring, and furthermore,
Achieving effects obtained by stirring carbon black in the apparatus, such as efficient removal of adhering components by heating while stirring. The term "stirring" as used herein means that the carbon black is moved by a scraper in the apparatus or is mixed while falling from the upper tray to the lower tray.

【0014】この装置は、ケーシング、スリット部
を有するトレー、スクレッパー、を有している。ケー
シングは装置の外殻を成している。スリット部を有する
トレーは、ケーシング内の上下方向に複数枚存在してい
る。スクレッパーは、トレーの上の粉体を掃いて、粉体
がトレーのスリットから落下し、下段のトレー上に落ち
るようになっている。つまり、粉体はケーシング内の複
数のトレーのうち上段のトレーから下段のトレーへと次
第に移動する。その際、ケーシング内には熱風を流通さ
せ、トレー上の粉体は移動しながら熱風により加熱され
る構造になっている。
This device has a casing, a tray having a slit portion, and a scraper. The casing forms the outer shell of the device. A plurality of trays having slit portions are present in the vertical direction in the casing. The scraper sweeps the powder on the tray so that the powder falls from the slit of the tray and falls on the lower tray. That is, the powder gradually moves from the upper tray to the lower tray among the plurality of trays in the casing. At that time, hot air is circulated in the casing, and the powder on the tray is heated by the hot air while moving.

【0015】本発明に好適に用いることのできる装置の
一例を、以下に図1〜3を用いて説明する。図1は本発
明の処理装置の一例を示す縦断面概略図である。図中、
1は粉体供給ノズル、2は粉体排出ノズルである。3は
熱風空気の入口ノズルである。ここから熱風空気を装置
内に導入する。導入する熱風空気は、熱交換器等で加熱
された空気を用いればよい。空気の温度は、所望のカー
ボン温度になるように、仕込量、水分量等から決定すれ
ばよい。
An example of an apparatus that can be suitably used in the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing an example of the processing apparatus of the present invention. In the figure,
1 is a powder supply nozzle and 2 is a powder discharge nozzle. Reference numeral 3 denotes a hot air air inlet nozzle. From here, hot air is introduced into the device. As the hot air to be introduced, air heated by a heat exchanger or the like may be used. The temperature of the air may be determined based on the charged amount, the amount of water, and the like so as to obtain a desired carbon temperature.

【0016】4は、3の熱風空気の入口ノズルから導入
した熱風空気の出口ノズルである。5及び6は、空気の
流れを調整する気流調整ダンパー弁である。7は冷却用
空気の導入ノズルであり、8は冷却用空気の出口ノズル
である。9及び10は冷却空気の流れを調整するための
気流調整ダンパー弁である。11は本体ケーシングであ
り、円筒形状が望ましく、材質は機械構造鋼、ステンレ
ス鋼等の金属材料で、腐食、構造強度に耐えるものが好
適である。
Reference numeral 4 denotes an outlet nozzle for hot air introduced from the inlet nozzle for hot air. Reference numerals 5 and 6 denote airflow adjusting damper valves for adjusting the flow of air. 7 is a cooling air introduction nozzle, and 8 is a cooling air outlet nozzle. Reference numerals 9 and 10 are air flow adjusting damper valves for adjusting the flow of the cooling air. Reference numeral 11 denotes a main body casing, which is preferably in a cylindrical shape, and is preferably made of a metal material such as mechanical structural steel and stainless steel, which is resistant to corrosion and structural strength.

【0017】13はカーボンブラックを乗せる為のトレ
ー板で、一般に円盤状が好ましく、図2の平面図のよう
に等角に12カ所孔が開いており、この孔26a〜26
Lより下段のトレー板に搬送されるようになっている。
また孔の位置は各トレー板で少しずつ位置が異なるよう
に設計されている。12は、トレー板13を固定し回転
させるための中空軸である。12の中空軸が回転するこ
とにより13の円盤状トレー板が回転し、固定の24ス
クレッパーにより孔26a〜26Lより下段のトレー板
に移される。同様の動作を順次下段方向で行うことによ
り、カーボンブラックに効率よく熱を伝達させることが
できる。この孔数26装置の大きさ等で所望の数を選定
して良い。
Reference numeral 13 denotes a tray plate for loading carbon black, which is generally preferably disk-shaped. Twelve holes are formed at equal angles as shown in the plan view of FIG.
The sheet is conveyed to a tray plate below L.
The positions of the holes are designed so that the positions are slightly different in each tray plate. Reference numeral 12 denotes a hollow shaft for fixing and rotating the tray plate 13. As the 12 hollow shafts rotate, the 13 disc-shaped tray plates rotate, and are transferred to the tray plate below the holes 26a to 26L by the fixed 24 scraper. By performing similar operations sequentially in the lower direction, heat can be efficiently transmitted to the carbon black. A desired number may be selected depending on the size of the 26-hole device.

【0018】13のトレー板の段数は所望のカーボンブ
ラック滞留時間により決定すればよい。上下方向に位置
する複数のトレーの大きさは、所望とするカーボンブラ
ックの滞留時間及び処理量により決定すればよい。この
他、トレーの段数、カーボンブラックの1トレー当たり
の堆積量も考慮して決定すればよい。トレーの段数が少
なすぎるとカーボンブラック粉体の攪拌効果が小さくな
り、副生成物の除去効果が低減する。
The number of the 13 tray plates may be determined according to the desired carbon black residence time. The size of the plurality of trays located in the up-down direction may be determined based on the desired residence time and processing amount of carbon black. In addition, the number may be determined in consideration of the number of trays and the amount of carbon black deposited per tray. If the number of trays is too small, the effect of stirring the carbon black powder is reduced, and the effect of removing by-products is reduced.

【0019】14は12の中空軸の下部軸受け、15は
12の中空軸に回転を伝達するための歯車、15は駆動
側の歯車、17は原動機である。18は20のターボフ
ァンを回転させるための駆動軸である。19は上部軸受
け、20はターボファン、12の中空軸は各円形状トレ
ー板間に強度を低下させない程度の開口部を有してお
り、等ファンにより内部の気流を効率よく流すことが可
能となる。21は減速機、22は原動機で23のチェー
ンを介してファンを回転させる構造である。
Reference numeral 14 denotes a lower bearing of 12 hollow shafts, 15 denotes a gear for transmitting rotation to the 12 hollow shafts, 15 denotes a driving gear, and 17 denotes a prime mover. Reference numeral 18 denotes a drive shaft for rotating 20 turbo fans. 19 is an upper bearing, 20 is a turbo fan, and 12 hollow shafts have openings between the circular tray plates that do not reduce the strength, so that the internal fan can efficiently flow the internal air flow. Become. Reference numeral 21 denotes a reduction gear, and reference numeral 22 denotes a prime mover, which has a structure for rotating a fan through a chain of 23.

【0020】図2は図1の13bの平面図である。24
はカーボンブラックをトレー板13の孔26から掻き落
とすためのスクレッパーである。25は1の粉体供給ノ
ズル及び13の各トレー板の孔26から落下してきたカ
ーボンブラックを均一な層厚さに調整するための層厚さ
調整板である。26は円形のトレー上に等角に放射状に
長方形状のカーボンブラック落下用孔が開いている。こ
の孔は26aから26Lまで12カ所である。
FIG. 2 is a plan view of 13b in FIG. 24
Is a scraper for scraping carbon black from the holes 26 of the tray plate 13. Reference numeral 25 denotes a layer thickness adjusting plate for adjusting the carbon black dropped from the powder supply nozzle 1 and the hole 26 of each tray plate 13 to a uniform layer thickness. Numeral 26 is a rectangular tray provided with a rectangular carbon black drop hole which is radially formed at an equiangular angle. There are 12 such holes from 26a to 26L.

【0021】ここで各トレーの上下関係と開口部26に
ついて図3を用いて説明する。図3は粉体が上段トレー
から下段トレーに移動の流れを表すイメージ図である。
この孔は図3のように各トレー13a〜13dに有るよ
うに少しづつ、開口位置が異なる部位に開いており、落
下したカーボンブラックは25の層厚さ調整板で所望の
厚さに調整され、その後約1回転しスクレッパー24で
下部のトレー上に落下する。27aは落下後のカーボン
ブラック堆積状態、27bは層厚さ調整板で所望の層厚
さに調整状態のカーボンブラック粉である。順次これと
同様の操作をし最下部より抜き出される。カーボンブラ
ックの堆積の厚さが厚すぎると熱風空気の熱が堆積層の
表層までしか伝わらないため効率が悪くなる。厚みとし
ては50mm以下が好ましい。好ましくは10〜40m
mがよい。更に好ましくは25〜35mm有れば効率よ
く副生成物を除去できる。
The vertical relationship between the trays and the opening 26 will now be described with reference to FIG. FIG. 3 is an image diagram showing the flow of the movement of the powder from the upper tray to the lower tray.
As shown in FIG. 3, the holes are opened little by little so as to be present in each of the trays 13a to 13d, and the dropped carbon black is adjusted to a desired thickness by a 25-layer thickness adjusting plate. After that, about one rotation, the scraper 24 falls on the lower tray. 27a is a carbon black powder deposited state after falling, and 27b is a carbon black powder adjusted to a desired layer thickness by a layer thickness adjusting plate. The same operation is performed sequentially, and the lower part is extracted from the lowermost part. If the thickness of the carbon black is too thick, the heat of the hot air is transmitted only to the surface layer of the deposited layer, resulting in poor efficiency. The thickness is preferably 50 mm or less. Preferably 10 to 40 m
m is good. More preferably, if it is 25 to 35 mm, by-products can be efficiently removed.

【0022】窒素化合物の付着したカーボンブラック
は、熱風と接触して窒素化合物が脱離されるときに発熱
することが明らかとなった。このため、温度が上がりす
ぎないように、熱風と冷風とを適宜導入して過度の発熱
を押さえカーボンブラックを所望の温度範囲に制御する
ことが可能である。図1の、冷却用空気の導入ノズル7
から冷風を導入し、冷却用空気排出ノズル8から排出す
ることで、カーボンブラックの温度を所望の温度よりも
上昇させないようにすることができる。この冷却空気の
導入ノズル7を、適当な円盤状トレー間隔に複数個設け
てカーボンブラックの温度制御をすることもできる。
It has been clarified that carbon black to which a nitrogen compound adheres generates heat when the nitrogen compound is desorbed by contact with hot air. For this reason, it is possible to control the carbon black to a desired temperature range by appropriately introducing hot air and cold air so as not to raise the temperature excessively, thereby suppressing excessive heat generation. Introducing nozzle 7 for cooling air in FIG.
By introducing cold air from the nozzle and discharging it from the cooling air discharge nozzle 8, it is possible to prevent the temperature of the carbon black from rising above a desired temperature. A plurality of cooling air introduction nozzles 7 may be provided at appropriate disc-shaped tray intervals to control the temperature of carbon black.

【0023】熱風空気の流通方向はトレーに平行が良
い。堆積したカーボンブラックに平行に熱風を流し、円
盤状トレーからスクレッパーで掻き落とされることで攪
拌の効果を得るようになっている。この際の熱風の流速
が小さいと副生成物の除去効果が少なく、熱風の流速が
大きすぎるとカーボンブラックを同伴してカーボンブラ
ックが飛散してしまう。よって熱風の流速は0.05〜
1m/secが良い。好ましくは0.1〜0.6m/s
ec、更に好ましくは0.15〜0.4m/secが好
ましい。飛散したカーボンブラックはバッグフィルター
等の固気分離機で回収し供給側へ戻せばよいが、この量
が多いと設備費が増大するため、できるだけ飛散しない
所望のガス流速で操業することが望ましい。
The flow direction of the hot air is preferably parallel to the tray. Hot air is flowed in parallel to the deposited carbon black, and is scraped off from the disc-shaped tray by a scraper to obtain the effect of stirring. At this time, if the flow rate of the hot air is small, the effect of removing the by-products is small. Therefore, the flow velocity of hot air is 0.05 ~
1 m / sec is good. Preferably 0.1 to 0.6 m / s
ec, more preferably 0.15 to 0.4 m / sec. The scattered carbon black may be collected by a solid-gas separator such as a bag filter and returned to the supply side. However, if this amount is large, the equipment cost increases. Therefore, it is desirable to operate at a desired gas flow rate that does not scatter as much as possible.

【0024】カーボンブラックに付着している副生成物
を除去するためには所望の温度条件下にカーボンブラッ
ク粉を保持する必要がある。この温度は、硝酸等での酸
化で副生した窒素含有化合物の除去の場合には100〜
180℃である。好ましくは120〜160℃、更に好
ましくは130〜150℃であれば、効率よく副生成物
を除去できる。本発明の装置及び処理方法により、NO
2 除去の程度として100ppm以下まで除去できる。
さらに、50ppm以下にまで除去できる。以上説明し
た本発明の処理装置は、樹脂ペレット、砂糖、澱粉等の
粉体の乾燥に用いられる多段式気流乾燥機として市販さ
れているものを用いることもできる。
In order to remove by-products adhering to carbon black, it is necessary to keep the carbon black powder under desired temperature conditions. This temperature is 100 to 100 in the case of removing nitrogen-containing compounds by-produced by oxidation with nitric acid or the like.
180 ° C. When the temperature is preferably 120 to 160 ° C, more preferably 130 to 150 ° C, by-products can be efficiently removed. The apparatus and processing method of the present invention
(2) It can be removed to 100 ppm or less as the degree of removal.
Furthermore, it can be removed to 50 ppm or less. As the processing apparatus of the present invention described above, a commercially available multi-stage flash dryer used for drying powders such as resin pellets, sugar, and starch can also be used.

【0025】[0025]

【実施例】以下、本発明を実施例を用いて更に具体的に
説明する。 (実施例1)三菱化学(株)製「#47」を、以下の方
法で酸化処理した。70%の硝酸を空気中に気化させた
硝酸ガス濃度5.0体積%の混合ガスを100℃に予熱
し、10m/secの流速の気流としてガス温度を10
0℃に制御した配管内に流通させ、この気流中にカーボ
ンブラック100重量部に対して硝酸15.0重量部と
なる様、カーボンブラックを240g/ 分の割合で定量
供給しながらエジェクターで分散させ、カーボンブラッ
クの配管内での滞留時間を20秒間として酸化させた
後、カーボンブラックを同伴する気流を50℃まで冷却
し、捕集バッグで反応後のガスと酸化カーボンブラック
を分離した。得られた酸化カーボンブラック(NO2
20,000 ppm)を、図1〜3に概略を示す、多段式気流乾
燥機(昭和化工機(株)製「2011型」)内に導入
し、酸化副生成物の除去を行った。処理条件は、以下の
通りである。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. (Example 1) "# 47" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation was oxidized by the following method. A mixed gas having a nitric acid gas concentration of 5.0% by volume obtained by evaporating 70% nitric acid in air is preheated to 100 ° C., and a gas flow of 10 m / sec is set at a gas temperature of 10%.
It is circulated in a pipe controlled at 0 ° C., and is dispersed by an ejector while quantitatively supplying carbon black at a rate of 240 g / min such that nitric acid is 15.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of carbon black. After the carbon black was oxidized with the residence time in the pipe being 20 seconds, the gas flow accompanying the carbon black was cooled to 50 ° C., and the gas after the reaction and the oxidized carbon black were separated in the collection bag. Obtained oxidized carbon black (NO 2 amount
20,000 ppm) was introduced into a multi-stage flash dryer ("2011 type" manufactured by Showa Kakoki Co., Ltd.) as schematically shown in FIGS. 1 to 3 to remove oxidation by-products. The processing conditions are as follows.

【0026】 カーボンブラックの供給量:160 〜300kg/hr カーボンブラックの温度 :150 〜160 ℃ 乾燥ガスの流速 :0.3m/sec トレー段数 :11段Supply amount of carbon black: 160 to 300 kg / hr Temperature of carbon black: 150 to 160 ° C. Dry gas flow rate: 0.3 m / sec Number of trays: 11

【0027】上記の酸化カーボンブラックについて、粉
体排出ノズル2から捕集した処理後の酸化カーボンブラ
ックのNO2 量を測定した。表−1に示すように、30
分で28PPM までNO2 を除去することができることを
確認できた。NO2 の測定方法はJISk- 0104”
排ガス中の窒素化合物の分析法”である亜鉛還元ナフチ
ルエチレンジアミン法(NEDA法)を用いて測定し
た。
For the above oxidized carbon black, the NO 2 amount of the treated oxidized carbon black collected from the powder discharge nozzle 2 was measured. As shown in Table 1, 30
It was confirmed that NO 2 could be removed up to 28 PPM in minutes. The measurement method of NO 2 is JISk-0104 ”
It was measured using a zinc reduced naphthylethylenediamine method (NEDA method), which is a method for analyzing nitrogen compounds in exhaust gas.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】[0029]

【発明の効果】従来用いられていたキルン等の横型回転
装置では設置面積を大きく取る必要があり、装置自体が
大型化し製作コストが高価となる。キルン内でのカーボ
ンブラックのの滞留時間はキルン内の掻き上げ羽根の角
度、内部を流れる気体の流速及び流れ方向により決まっ
てくるが、カーボンブラックのように嵩密度の小さい粉
体はこの調整が難しい。これに対して本発明の処理装置
によれば、多段式の円筒構造とすることができるため敷
地面積が少なくてすみ、トレー板の段数を調整すること
でカーボンブラックの滞留時間の設計、調整が容易であ
り、構造が簡単なため製作コストが少なくてすむ等の利
点がある。また、キルンでは流れ方向の各部位でのカー
ボンブラックの温度調整が困難であるが、本発明の処理
装置は各トレー板上のカーボンブラックの温度を熱電対
等で測定し、所定の温度になるようにケーシング内に導
入する空気の温度を制御することによりカーボンブラッ
クの温度を制御することができる。また、各入口弁を調
整することで各トレー板に流れる熱風空気量を調整する
ことができ、効率よく副生成物を除去することが可能で
ある。
As described above, in the case of a conventional horizontal rotating device such as a kiln, it is necessary to increase the installation area, and the size of the device itself is increased, and the manufacturing cost is increased. The residence time of carbon black in the kiln is determined by the angle of the blades in the kiln and the flow velocity and direction of the gas flowing inside, but this adjustment is necessary for powders with a low bulk density such as carbon black. difficult. On the other hand, according to the processing apparatus of the present invention, since a multi-stage cylindrical structure can be used, the site area can be reduced, and the residence time of carbon black can be designed and adjusted by adjusting the number of tray plates. There are advantages such as simplicity and simplicity of the structure, and low production cost. In the kiln, it is difficult to adjust the temperature of the carbon black at each part in the flow direction. However, the processing apparatus of the present invention measures the temperature of the carbon black on each tray plate with a thermocouple or the like and adjusts the temperature to a predetermined temperature. The temperature of the carbon black can be controlled by controlling the temperature of the air introduced into the casing. In addition, by adjusting each inlet valve, the amount of hot air flowing through each tray plate can be adjusted, and by-products can be efficiently removed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の処理装置の一例を示す縦断面概略図FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing an example of a processing apparatus of the present invention.

【図2】図1の13bの平面図FIG. 2 is a plan view of 13b in FIG.

【図3】粉体が上段トレーから下段トレーに移動の流れ
を表すイメージ図
FIG. 3 is an image diagram showing a flow of powder moving from an upper tray to a lower tray.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G070 AA01 BB21 CA25 CB18 DA21 4J037 AA02 CA08 CA18 DD20 EE02 EE19 EE25 EE28 EE33 EE47 EE48 FF05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4G070 AA01 BB21 CA25 CB18 DA21 4J037 AA02 CA08 CA18 DD20 EE02 EE19 EE25 EE28 EE33 EE47 EE48 FF05

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ケーシング内に、スリット部を有するト
レーを上下方向に複数枚有しており、各トレーはトレー
上の粉体を掃きスリットより落下させることにより、上
段のトレーより下段のトレーに移動させるスクレッパー
を有しており、且つケーシング内に熱風を流通させてト
レー上の粉体を加熱し得る装置内で、酸化カーボンブラ
ックを加熱して、カーボンブラックから酸化副生成物を
除去することを特徴とする酸化カーボンブラックから酸
化副生成物を除去する、酸化カーボンブラックの処理方
法。
1. A casing has a plurality of trays having a slit portion in a vertical direction in a casing, and each tray sweeps powder on the tray from a slit so that the tray is placed on a tray lower than an upper tray. Removing oxidized by-products from carbon black by heating the oxidized carbon black in a device having a scraper to be moved and capable of heating the powder on the tray by flowing hot air through the casing; A method for treating oxidized carbon black, comprising removing oxidized by-products from oxidized carbon black.
【請求項2】 トレーに平行に空気を流通させる請求項
1記載の酸化カーボンブラックの処理方法。
2. The method for treating carbon oxide black according to claim 1, wherein air is circulated in parallel with the tray.
【請求項3】 トレー上に平行に流れる空気が、熱風流
域と冷却流域を有する請求項1又は2に記載の酸化カー
ボンブラックの処理方法。
3. The method for treating carbon oxide black according to claim 1, wherein the air flowing in parallel on the tray has a hot air flow region and a cooling flow region.
【請求項4】 空気をガス線速が0.05〜1.0m/
secで流通させる請求項1〜3のいずれかに記載の酸
化カーボンブラックの処理方法。
4. The air has a gas linear velocity of 0.05 to 1.0 m /
The method for treating carbon oxide black according to any one of claims 1 to 3, which is circulated in seconds.
【請求項5】 酸化カーボンブラックの温度が100〜
180℃になるように、空気の温度を制御する請求項1
〜4のいずれかに記載の酸化カーボンブラックの処理方
法。
5. The temperature of the oxidized carbon black is 100 to 100.
The temperature of air is controlled so as to be 180 ° C.
A method for treating oxidized carbon black according to any one of claims 1 to 4.
【請求項6】 カーボンブラックの堆積層の厚さが50
mm以下である請求項1〜5のいずれかに記載の酸化カ
ーボンブラックの処理方法。
6. A carbon black deposited layer having a thickness of 50
The method for treating oxidized carbon black according to any one of claims 1 to 5, which is not more than mm.
【請求項7】 ケーシング内に、スリット部を有するト
レーを上下方向に複数枚有しており、各トレーはトレー
上の粉体を掃き移動させるスクレッパーを有しており、
且つケーシング内に熱風を流通させてトレー上の粉体を
加熱し得る構造を有する酸化カーボンブラック処理装
置。
7. A casing has a plurality of trays having slits in a vertical direction in a casing, and each tray has a scraper for sweeping and moving powder on the trays,
A carbon oxide black processing apparatus having a structure capable of heating powder in a tray by flowing hot air through a casing.
【請求項8】 トレーが円盤状である請求項7記載の酸
化カーボンブラック処理装置。
8. The apparatus for treating carbon oxide black according to claim 7, wherein the tray has a disk shape.
【請求項9】 カーボンブラックを窒素含有酸化剤で酸
化処理し、請求項7又は8記載の処理装置内で処理をし
て窒素含有酸化剤を除去して100ppm以下とするこ
とを特徴とする酸化カーボンブラックの製造方法。
9. Oxidation wherein carbon black is oxidized with a nitrogen-containing oxidizing agent, and the carbon black is treated in the processing apparatus according to claim 7 to remove the nitrogen-containing oxidizing agent to 100 ppm or less. A method for producing carbon black.
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