KR20190078969A - Apparatus for manufacturing carbon black - Google Patents
Apparatus for manufacturing carbon black Download PDFInfo
- Publication number
- KR20190078969A KR20190078969A KR1020170180820A KR20170180820A KR20190078969A KR 20190078969 A KR20190078969 A KR 20190078969A KR 1020170180820 A KR1020170180820 A KR 1020170180820A KR 20170180820 A KR20170180820 A KR 20170180820A KR 20190078969 A KR20190078969 A KR 20190078969A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- carbon black
- reactor
- transfer
- ozone gas
- transfer pipe
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/44—Carbon
- C09C1/48—Carbon black
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/44—Carbon
- C09C1/48—Carbon black
- C09C1/56—Treatment of carbon black ; Purification
- C09C1/565—Treatment of carbon black ; Purification comprising an oxidative treatment with oxygen, ozone or oxygenated compounds, e.g. when such treatment occurs in a region of the furnace next to the carbon black generating reaction zone
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/44—Carbon
- C09C1/48—Carbon black
- C09C1/56—Treatment of carbon black ; Purification
- C09C1/58—Agglomerating, pelleting, or the like by wet methods
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/44—Carbon
- C09C1/48—Carbon black
- C09C1/56—Treatment of carbon black ; Purification
- C09C1/60—Agglomerating, pelleting, or the like by dry methods
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/006—Combinations of treatments provided for in groups C09C3/04 - C09C3/12
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/04—Physical treatment, e.g. grinding, treatment with ultrasonic vibrations
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/04—Physical treatment, e.g. grinding, treatment with ultrasonic vibrations
- C09C3/041—Grinding
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/04—Physical treatment, e.g. grinding, treatment with ultrasonic vibrations
- C09C3/043—Drying, calcination
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/04—Physical treatment, e.g. grinding, treatment with ultrasonic vibrations
- C09C3/045—Agglomeration, granulation, pelleting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/06—Treatment with inorganic compounds
Abstract
Description
본 발명은 카본블랙에 대한 균일한 산화 처리가 가능한 반응기를 구비함으로써 원료 카본블랙의 제조와 함께 카본블랙에 대한 표면 처리를 연속적으로 수행하는 것이 가능한 카본블랙 제조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a carbon black manufacturing apparatus capable of continuously carrying out surface treatment for carbon black together with production of raw carbon black by having a reactor capable of uniform oxidation treatment to carbon black.
카본블랙이란 탄화수소 또는 탄소를 함유한 화합물을 불완전 연소시켜 얻는 아주 미세한 구형입자의 집합체를 의미한다. 이러한 카본블랙은 반응로 속에서 일차 입자(Primary Particle)가 형성되고, 서로 융착되어 포도송이 모양의 1차 응집체를 형성한다. 이와 같이, 1차 응집체의 발달 정도를 구조(Structure)라고 한다.Carbon black means aggregates of very fine spherical particles obtained by incomplete combustion of hydrocarbons or carbon-containing compounds. These carbon blacks form primary particles in the reaction furnace and are fused to each other to form grapevine-like primary aggregates. Thus, the degree of development of the primary aggregate is called the structure.
고색상용 카본블랙은 흑색착색제로서 산업용 페인트, 코팅, 플라스틱 및 섬유용 착색제, 각종 인쇄물 및 신문 인쇄용 잉크 등에 주로 사용되고 있다. 또한, 고색상용 카본블랙은 전자부품의 전도성 소재로서 산업부문 전반에 걸쳐 다양하게 사용되고 있다.High color commercially available carbon black is mainly used as a black coloring agent for industrial paints, coatings, colorants for plastics and fibers, various types of printed materials, and inks for newspaper printing. In addition, high color commercial carbon black is widely used as a conductive material for electronic parts throughout the industrial sector.
이때, 카본블랙은 자체의 물성 특성에 따라 잉크 또는 도료의 품질에 영향을 준다. 잉크 또는 도료의 품질에 중요한 영향을 미치는 물성으로는 비표면적, 구조, 입자경, 휘발분 함량 등이 있다. 따라서, 고색상의 카본블랙을 제조하기 위해서는 카본블랙의 기본 콜로이달 물성인 비표면적, 구조, 입자경 크기 및 표면 관능기 수를 조절해야 한다.At this time, the carbon black affects the quality of the ink or the paint depending on the physical properties of the carbon black itself. Physical properties that have an important influence on the quality of the ink or paint include specific surface area, structure, particle size, and volatile content. Therefore, in order to produce a high-color carbon black, the basic colloidal properties of carbon black such as specific surface area, structure, particle size and surface functional group should be controlled.
구조 발달 정도는 그레이드(Grade)에 따라 다르며, 고무에 배합한 경우의 인장응력과 압출특성, 잉크와 자동차 도료 및 수지에 배합하는 경우의 분산성과 흑색도, 점도, 전도성 등에 크고 작은 영향을 미치는 인자이다. 구조는 영속적으로 융착된 1차 응집체(Aggregate)와 반 데르 발스(Van der waals) 힘의 상호작용에 의한 2차 응집체(Agglomerate)로 이루어져, 실제로 잉크나 도료, 수지 등의 기능에 관여하는 정도는 전자가 지배적인 것으로 판단된다.The degree of structural development varies depending on the grade. The tensile stress and extrusion characteristics when blended in rubber, the dispersibility in the case of mixing with ink and automobile paint and resin, the factor affecting blackness, viscosity, to be. The structure consists of agglomerate which is permanently fused and secondary agglomerate by interaction of van der waals force. In fact, the degree of involvement in function of ink, paint, The former is judged to be dominant.
카본블랙의 구조발달 정도는 커질수록 흑색도 및 착색력이 감소하나 분산성 및 매개체의 수요 및 점성이 증가하게 된다. As the degree of structural development of carbon black increases, the degree of blackness and tint decreases, but the demand and viscosity of dispersion and medium are increased.
이때, 카본블랙의 입자크기가 더 작을수록 흑색도, 착색력, 자외선 차단 및 흡수력이 증가하고 분산성은 감소하게 된다. 또한, 다공성의 증가는 매개체의 수요 및 점성 증가를 나타낸다.At this time, the smaller the particle size of the carbon black, the higher the blackness, the tinting strength, the ultraviolet shielding and absorption power, and the dispersibility are decreased. Also, an increase in porosity indicates an increase in the demand and viscosity of the medium.
또한, 입자크기가 작아지면 흑색도 및 착색력은 좋아지나 분산성이 나빠지고 가공성이 저하되며, 구조가 발달하면 분산성은 좋아지나 흑색도 및 착색력이 저하되는 경향이 있다. 따라서, 이 두 가지 특성만을 조절하여 고색상의 카본블랙을 제조하게 되면, 분산성과 가공성의 문제로 사용에 한계가 따른다.Also, as the particle size becomes smaller, the blackness and coloring power are better, but the dispersibility is deteriorated and the workability is lowered. When the structure is developed, the dispersibility is improved, but the blackness and tinting strength tend to be lowered. Therefore, if high-color carbon black is prepared by controlling only these two characteristics, there is a limit to its use due to the problem of dispersibility and processability.
일반적으로, 카본블랙의 주 구성원소는 탄소 이외에 카본블랙의 원료인 탄화수소 안에 함유된 수소나 황, 그리고 분해반응 과정과 포집 과정에서 더해지는 산소 등이 있다. 여기서, 수소와 탄소의 대부분은 입자표면, 즉 결정자의 말단에 존재하는 것으로 알려져 있다.In general, the main constituent element of carbon black is hydrogen or hydrogen contained in hydrocarbons which are raw materials of carbon black, and oxygen which is added in the decomposition reaction process and the collection process. Here, it is known that most of hydrogen and carbon exist at the surface of the particle, that is, at the end of the crystallite.
일반적으로, 종래에 따른 카본블랙의 제조 방법으로는 액상산화법이 이용되고 있다.Generally, a liquid oxidation method is used as a conventional method for producing carbon black.
이러한 액상산화법은 질산, 황산, 염소산염, 과탄산염 등의 산화계의 수용액 중에 카본블랙을 넣어 교반 혼합하는 방법이다. 이때, 카본블랙의 표면에 분산성을 높여주기 위한 극성 관능기를 주입하기 위해 질산 및 황산 중 1종 이상의 산성 용액을 대략 10 ~ 48시간 동안 침착 처리한 후, 이를 다시 증류수로 세척하여 100℃ 이상의 오븐(oven)에서 완전히 건조시킨다. Such a liquid phase oxidation method is a method in which carbon black is put in an oxidizing aqueous solution such as nitric acid, sulfuric acid, chlorate, and percarbonate, followed by stirring and mixing. At this time, at least one acidic solution of nitric acid and sulfuric acid is deposited on the surface of the carbon black for a period of about 10 to 48 hours, and then it is washed with distilled water to inject a polar functional group for increasing the dispersibility, and thoroughly dried in an oven.
이러한 액상산화법은 카본블랙 최종 제품의 후 처리 공정 도입으로 이루어 지게 되는데, 이는 배치 타입(batch type)으로 공정 안정성 확보를 떨어뜨려 제품의 균일도(uniformity)를 떨어뜨리게 되어, 결국에는 수율 하락을 저하시키는 문제를 초래한다.Such a liquid phase oxidation process is carried out by introducing a post-treatment process of a final product of carbon black, which is a batch type, which lowers the process stability and lowers the uniformity of the product, Causing problems.
본 발명은 카본블랙의 제조와 함께 카본블랙에 대한 표면 처리를 연속적으로 수행하는 것이 가능한 카본블랙 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a carbon black producing apparatus capable of continuously carrying out surface treatment for carbon black together with production of carbon black.
또한, 본 발명은 카본블랙에 대한 균일한 표면 처리가 가능한 반응기를 구비하는 카본블랙 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is still another object of the present invention to provide a carbon black producing apparatus having a reactor capable of performing uniform surface treatment on carbon black.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 미분쇄 카본블랙을 형성하는 제1 반응기, 상기 제1 반응기에서 형성된 미분쇄 카본블랙을 분쇄하는 분쇄기, 상기 분쇄기에 의해 분쇄된 카본블랙을 물과 혼합하여 카본블랙 혼합물을 형성하는 제2 반응기, 상기 카본블랙 혼합물을 펠렛화하여 펠렛화된 카본블랙을 형성하는 펠리타이저, 상기 펠렛화된 카본블랙을 건조하는 건조기 및 상기 제1 반응기와 상기 분쇄기, 상기 분쇄기와 상기 제2 반응기, 상기 제2 반응기와 상기 펠리타이저 및 상기 펠리타이저와 상기 건조기를 각각 연결하는 복수의 이송 배관을 포함하는 카본블랙 제공 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of producing a carbon black, comprising: preparing a first reactor for forming a pulverized carbon black, a pulverizer for pulverizing a pulverized carbon black formed in the first reactor, a carbon black pulverized by the pulverizer A second reactor for mixing the carbon black mixture with water to form a carbon black mixture, a pelletizer for pelletizing the carbon black mixture to form pelletized carbon black, a dryer for drying the pelletized carbon black, And a plurality of transfer pipes connecting the crusher, the crusher and the second reactor, the second reactor and the pelletizer, and the pelletizer and the drier, respectively.
일 실시예에 있어서, 상기 이송 배관 중 적어도 하나는 회전 가능하도록 구비된 이송식 반응기며, 상기 이송식 반응기는 상기 이송식 반응기 내로 오존 가스를 공급하는 오존 가스 주입구 및 상기 이송식 반응기의 내주면에 소정의 높이만큼 돌출 형성된 배플 또는 댐을 포함할 수 있다.In one embodiment, at least one of the transfer pipelines is a transfer type reaction unit rotatably provided. The transfer type reactor includes an ozone gas injection port for supplying ozone gas into the transfer type reactor, The baffle or dam may include a baffle or dam protruding outwardly as much as the height of the baffle.
다른 실시예에 있어서, 상기 이송 배관 중 적어도 하나는 이송식 반응기이며, 상기 이송식 반응기는 상기 이송식 반응기로 공급된 카본블랙을 일 방향으로 이송하는 스크류가 설치된 스크류 피더 및 상기 이송식 반응기 내로 오존 가스를 공급하는 오존 가스 주입구을 포함할 수 있다. In another embodiment, at least one of the transfer pipes is a transfer type reactor, and the transfer type reactor includes a screw feeder provided with a screw for transferring the carbon black supplied to the transfer type reactor in one direction, And an ozone gas inlet for supplying gas.
본 발명에 따르면, 카본블랙에 대한 표면 처리를 카본블랙 제조 공정 중 수행하는 것이 가능함으로써 공정 안정성 및 효율성을 제고하는 것이 가능하다.According to the present invention, it is possible to carry out the surface treatment for carbon black during the carbon black manufacturing process, thereby improving the process stability and efficiency.
또한, 본 발명에 따르면, 카본블랙과 오존의 접촉 효율을 향상시킴으로써 카본블랙 표면의 균일한 표면 처리가 가능하다는 이점이 있다.Further, according to the present invention, there is an advantage that the contact efficiency between carbon black and ozone is improved, whereby uniform surface treatment of the carbon black surface is possible.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카본블랙 제조 장치를 나타낸 모식도이다.
도 2는 도 1의 A 영역에 적용된 제4 이송 배관이 이송식 반응기로 마련된 경우를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제4 이송 배관이 이송식 반응기로 마련된 경우를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 6은 도 5의 B 영역에 적용된 오존 가스 분사 노즐의 다른 예를 나타낸 것이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제4 이송 배관이 이송식 반응기로 마련된 경우를 개략적으로 나타낸 것이다.1 is a schematic view showing an apparatus for manufacturing carbon black according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a case where a fourth transfer pipe applied to the region A in FIG. 1 is provided as a transfer type reactor.
FIGS. 3 to 5 schematically illustrate a case where a fourth transfer pipe is provided as a transfer type reactor according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 shows another example of the ozone gas injection nozzle applied to the region B in FIG.
FIGS. 7 and 8 schematically illustrate a fourth transfer pipe according to another embodiment of the present invention as a transfer type reactor.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent by reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카본블랙 제조 장치 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a carbon black manufacturing apparatus and a manufacturing method thereof according to preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 일 발명의 실시예에 따른 카본블랙 제조 장치를 나타낸 모식도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing an apparatus for manufacturing carbon black according to an embodiment of the present invention; FIG.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카본블랙 제조 장치(100)는 제1 반응기(110), 분쇄기(120), 제2 반응기(130), 펠리타이저(140), 건조기(150) 및 이송 배관(160)을 포함한다. 상기 실시예에 따른 카본블랙 제조 장치는 펠리타이저(140)가 구비됨에 따라 펠렛 형태의 카본블랙을 제조하는 것을 특징으로 한다.Referring to FIG. 1, a carbon
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 카본블랙 제조 장치(100)는 파우더 형태의 카본블랙을 제조할 수 있다. 이 경우, 펠리타이저(140)가 구비될 필요가 없으며, 펠리타이저(140) 위치에는 분쇄기 또는 별도의 저장 탱크가 위치할 수 있다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, the carbon
제1 반응기(110)는 연료탄화수소 및 산소함유가스의 반응에 의한 열분해로 미분쇄된 카본블랙을 형성한다.The
여기서, 연료탄화수소를 제1 반응기(110)의 내부로 공급하기 위해, 카본블랙 제조 장치(100)는 제1 연료 저장탱크(102), 제1 펌프(106) 및 제1 예열기(114)를 더 포함할 수 있다.Here, in order to supply the fuel hydrocarbon to the interior of the
이 때, 제1 연료 저장탱크(102)의 내부에 저장된 연료탄화수소는 제1 펌프(106)에 의해 펌핑되어 제1 예열기(114)로 공급되고, 제1 예열기(114)의 내부로 공급된 연료탄화수소는 산소함유가스와 함께 예열하여 제1 반응기(110)의 내부로 공급된다.At this time, the fuel hydrocarbons stored in the first
또한, 산소함유가스를 제1 반응기(110)의 내부로 공급하기 위해, 카본블랙 제조 장치(100)는 제2 연료 저장탱크(104), 제2 펌프(108), 제2 예열기(112), 가스 반응기(116), 제3 예열기(118) 및 에어 블로워(125)를 더 포함할 수 있다.The carbon
이 때, 제2 연료 저장탱크(104)의 내부에는 원료유가 저장되고, 원료유는 제2 펌프(108)에 의해 펌핑되어 제2 예열기(112)로 공급되어 예열된 후 가스 반응기(116)의 내부로 공급된다. 이러한 가스 반응기(116)의 내부를 통과한 원료유는 제3 예열기(118)로 공급되며, 이때 제3 예열기(118)의 내부로 에어 블로워(125)를 통하여 주입되는 산소와의 반응으로 산소함유가스를 생성하게 된다. 이후, 산소함유가스는 제1 예열기(114)의 내부로 공급되어, 연료탄화수소와 함께 예열된 후 제1 반응기(110)의 내부의 공급된다.At this time, the raw oil is stored in the second
분쇄기(120)는 제1 반응기(110)에 의해 형성한 카본블랙을 분쇄하는 역할을 한다. 이러한 분쇄기(120)에 의해 카본블랙은 100nm 이하의 미세한 크기로 분쇄될 수 있다.The
제2 반응기(130)는 분쇄기(120)에 의해 분쇄된 카본블랙을 물과 반응시켜 카본블랙 혼합물을 형성하기 위한 목적으로 장착된다. 이를 위해, 제2 반응기(130)는 외부로부터 물을 공급받기 위한 물 공급 배관(미도시)이 설치되어 있을 수 있다. 이 때, 물은 카본블랙 혼합물 100 중량부에 대하여, 50 ~ 300 중량부로 첨가될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The
펠리타이저(140)는 제2 반응기(130)에 의해 형성된 카본블랙 혼합물을 펠릿화하여 펠렛화된 카본블랙을 형성한다.The
건조기(150)는 펠리타이저(140)에 의해 형성된 펠렛화된 카본블랙을 건조한다. 이때, 건조는 펠렛화된 카본블랙의 수분을 제거하기 위해 적어도 100℃ 이상에서 실시하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 150 ~ 300℃에서 실시하는 것이 좋다.The
복수의 이송 배관(160)은 제1 반응기(110)와 분쇄기(120), 분쇄기(120)와 제2 반응기(130), 제2 반응기(130)와 펠리타이저(140) 및 펠리타이저(140)와 건조기(150)를 각각 연결한다.The plurality of transfer piping 160 includes a
보다 구체적으로, 이송 배관(160)은 제1 예열기(114)의 출측과 제1 반응기(110)의 입측을 연결하는 제1 이송 배관(161), 제1 반응기(110)의 출측과 분쇄기(120)의 입측을 연결하는 제2 이송 배관(162), 분쇄기(120)의 출측과 제1 반응기(130)의 입측을 연결하는 제3 이송 배관(163), 제2 반응기(130)의 출측과 펠리타이저(140)의 입측을 연결하는 제4 이송 배관(164), 펠리타이저(140)의 출측과 건조기(150)의 입측을 연결하는 제5 이송 배관(165)을 포함할 수 있다.More specifically, the
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 펠리타이저(140)가 생략된 파우더 형태의 카본블랙 제조 장치(100)는 펠리타이저(140) 대신 분쇄기, 별도의 저장 탱크 및/또는 파우더 투입기가 위치할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a powder type carbon
이에 따라, 제4 이송 배관(164)은 제2 반응기(130)의 출측과 분쇄기, 별도의 저장 탱크 및/또는 파우더 투입기의 입측을 연결할 수 있으며, 제5 이송 배관(165)은 분쇄기, 별도의 저장 탱크 및/또는 파우더 투입기의 출측과 건조기(150)의 입측을 연결할 수 있다.Accordingly, the
여기서, 펠릿 형태의 카본블랙을 제조하는 장치(100)의 경우, 제2 반응기(130)의 출측과 펠리타이저(140)의 입측을 연결하는 이송 배관인 제4 이송 배관(164)이 카본블랙에 대한 표면 처리가 수행되는 배관일 수 있다. 또한, 파우더 형태의 카본블랙을 제조하는 장치(100)의 경우, 제2 반응기(130)의 출측과 분쇄기, 별도의 저장 탱크 및/또는 파우더 투입기의 입측을 연결하는 이송 배관인 제4 이송 배관(164)이 카본블랙에 대한 표면 처리가 수행되는 배관일 수 있다.Here, in the case of the
이를 위해, 제4 이송 배관(164)은 펠렛화된 카본블랙의 표면에 대한 오존 산화가 수행되는 이송식 반응기로 마련될 수 있다. 이 때, 카본블랙의 표면에 대한 오존 산화 처리를 통해 카본블랙의 표면에는 극성용매에 대한 분산성 및 안정성을 높여주는 표면 관능기가 증가하며, 이에 따라 고색상용 카본블랙을 제조하는 것이 가능하다.To this end, the fourth transfer piping 164 may be provided with a transfer reactor in which ozone oxidation is performed on the surface of the pelletized carbon black. At this time, ozone oxidation treatment on the surface of the carbon black increases the surface functional groups on the surface of the carbon black that increase the dispersibility and stability with respect to the polar solvent, and accordingly, it is possible to manufacture the carbon black for high color commercial use.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 제4 이송 배관(164) 대신 또는 제4 이송 배관(164)과 함께, 제3 이송 배관(163) 및 제5 이송 배관(165) 역시 카본블랙의 표면에 대한 오존 산화가 수행되는 이송식 반응기로 마련될 수 있다. 또한, 카본블랙의 표면에 대한 오존 산화가 수행되는 이송식 반응기는 공정 순서 또는 최종 산물의 사양 등에 따라 설치 수 및 위치 등이 다양하게 변경될 수 있다.In addition, according to various embodiments of the present invention, the
예를 들어, 파우더 형태의 카본블랙을 제조할 경우, 제4 이송 배관(164) 및 제5 이송 배관(165) 중 적어도 하나는 카본블랙의 표면에 대한 오존 산화가 수행되는 이송식 반응기로 마련될 수 있다. 또한, 펠렛 형태의 카본블랙을 제조할 경우, 제3 이송 배관(163), 제4 이송 배관(164) 및 제5 이송 배관(165) 중 적어도 하나는 카본블랙의 표면에 대한 오존 산화가 수행되는 이송식 반응기로 마련될 수 있다.For example, in the case of producing powdery carbon black, at least one of the
도 2는 도 1의 A 영역에 적용된 제4 이송 배관이 이송식 반응기로 마련된 경우을 개략적으로 나타낸 것이다. 이하에서는 제4 이송 배관과 이송식 반응기를 동일시하여 설명하기로 한다.FIG. 2 is a schematic view showing a case where a fourth transfer pipe applied to the region A of FIG. 1 is provided as a transfer type reactor. Hereinafter, the fourth transfer piping and the transfer type reactor will be described in the same manner.
도 2를 참조하면, 제2 반응기(도 1의 130)의 출측 및 펠리타이저(도 1의 140)의 입측을 연결하는 제4 이송 배관(164)은 입측(164a)으로 공급된 카본블랙 혼합물을 출측(164b)을 향해 이송함과 동시에 혼합물 중 카본블랙에 대한 표면 처리를 수행하는 배관일 수 있다. 이를 위해, 제4 이송 배관(164)은 카본블랙의 이송 수단과 함께 표면 처리 수단을 동시에 포함하는 것을 특징으로 한다.Referring to Fig. 2, a
제4 이송 배관(164)은 원통형상(원형의 단면을 가지는 형상)을 가질 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 필요에 따라 반원의 단면을 가지는 형상을 가질 수 있다.The fourth transfer piping 164 may have a cylindrical shape (a shape having a circular cross section), but is not necessarily limited thereto, and may have a shape having a semicircular cross section if necessary.
우선, 제4 이송 배관(164)의 입측(164a)으로 공급된 카본블랙 혼합물을 출측(164b)으로 이송함과 동시에 카본블랙 혼합물의 균일한 혼합 및 산화 처리를 위해 회전 가능하도록 구비될 수 있다.The carbon black mixture supplied to the
이를 위해, 제4 이송 배관(164)의 입측(164a)과 출측(164b)이 고정된 상태에서 제4 이송 배관(164)이 독립적으로 회전하거나, 제4 이송 배관(164)의 일부 영역만이 회전하도록 구비될 수 있다. 제4 이송 배관(164)의 회전 구동 방식은 본원에 첨부된 도면에 도시된 형태에 제한되지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.To this end, the
제4 이송 배관(164)의 입측(164a)으로 공급된 카본블랙 혼합물을 출측(164b)으로 이송함과 동시에 카본블랙 혼합물의 균일한 혼합을 위해 제4 이송 배관(164)의 내주면에는 배플 또는 댐(164c)이 소정의 높이만큼 돌출 형성될 수 있다.The carbon black mixture supplied to the
제4 이송 배관(164)의 내주면에 돌출 형성된 배플 또는 댐(164c)은 제4 이송 배관(164)의 회전에 따라 제4 이송 배관(164) 내 카본블랙 혼합물을 혼합할 수 있다.The baffle or
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 제4 이송 배관이 이송식 반응기로 마련된 경우를 개략적으로 나타낸 것이다.3 is a schematic view of a fourth transfer pipe provided with a transfer type reactor according to another embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 배플 또는 댐(164c)은 제4 이송 배관(164)으로 카본블랙 혼합물이 공급되는 방향 또는 이의 반대 방향을 향해 소정의 각도로 기울어지게 돌출 형성될 수 있으며, 이에 따라 카본블랙 혼합물은 제4 이송 배관(164)의 회전에 의해 출측(164b) 방향으로 원활히 이송될 수 있다.Referring to FIG. 3, the baffle or
제4 이송 배관(164)의 입측(164a)으로 공급된 카본블랙 혼합물에 대한 산화 처리를 위해 제4 이송 배관(164) 내로 오존 가스를 공급하는 오존 가스 주입구(164d)가 구비될 수 있다.An
오존 가스 주입구(164d)는 제4 이송 배관(164)의 외주면과 내주면을 관통하도록 형성될 수 있으며, 오존을 생성하는 오존 생성기(미도시)와 연결될 수 있다. 오존 생성기는 산소 공급기로부터 산소를 공급받아 오존을 생성하며, 생성된 오존은 산소와 혼합된 혼합 기체 상태로 제4 이송 배관(164)으로 공급된다.The
오존 생성기에서는, 예를 들어, 공기 또는 산소를 주원료로 하여 고전압의 아크 방전과 같은 플라즈마 방전을 통해 오존을 발생시킬 수 있다. 산소는 공기를 압축기로 압축한 뒤 산소만 따로 분리하여 이용하게 된다. In the ozone generator, for example, ozone can be generated through plasma discharge such as high voltage arc discharge using air or oxygen as a main raw material. Oxygen is used to separate oxygen only after compressing air with a compressor.
오존을 발생시키는 다른 예로, 코로나 방전과 같은 무성 방전에 의할 수도 있다. 플라즈마 방전에 의하는 경우, 예를 들어, 전극 사이에 유리나 세라믹 같은 유전체를 끼우고 공기나 산소를 불어넣고, 전극에 고전압(6kv 내지 15kv)을 가하면 방전 공간에서 다음 반응에 의하여 오존이 발생된다.Another example of generating ozone may be a silent discharge such as a corona discharge. When a high voltage (6 kV to 15 kV) is applied to the electrode by sandwiching a dielectric such as glass or ceramics between electrodes and blowing air or oxygen, ozone is generated in the discharge space by the following reaction.
O2 + e- --> O + O + e- O 2 + e- -> O + O + e -
O2 + e- --> O2 * + e- O 2 + e- - O 2 * + e -
O + O2 + M --> O3 + M (M은 카본블랙이다.)O + O 2 + M -> O 3 + M (M is carbon black)
O2 * + O2 --> O3 + OO 2 * + O 2 -> O 3 + O
오존 생성기에서 오존을 생성하게 되면 오존과 산소가 혼합된 상태의 혼합 기체로 얻게 되며, 혼합 기체 중 산소는 캐리어 가스로서 오존과 함께 제4 이송 배관(164)으로 투입된다. When ozone is generated in the ozone generator, it is obtained as a mixed gas in a state of mixing ozone and oxygen, and oxygen in the mixed gas is introduced into the
이 때, 제4 이송 배관(164)에서는 카본블랙 혼합물과 혼합 기체 중 오존의 균일한 반응을 위해 제4 이송 배관(164)의 내부 부피의 1/2 이하가 되도록 카본블랙 혼합물을 공급하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable to supply the carbon black mixture so as to be equal to or less than 1/2 of the internal volume of the
제4 이송 배관(164) 내 카본블랙 혼합물 중 카본블랙은 제4 이송 배관(164)으로 투입된 혼합 기체 중 오존과 반응하여 표면이 산화된다.The carbon black in the carbon black mixture in the
제4 이송 배관(164) 내로 혼합 기체의 투입시 기체의 흐름 속도로 인해 카본블랙이 날리는 것을 방지하기 위해 혼합 기체의 투입 속도를 조절할 수 있다. 또한, 혼합 기체의 농도 및 시간당 투입 부피는 제4 이송 배관(164) 내의 카본블랙의 벌크 밀도에 따라 조절할 수 있다.The feeding rate of the mixed gas can be adjusted in order to prevent the carbon black from being blown due to the flow velocity of the gas when the mixed gas is introduced into the
구체적으로, 혼합 기체는 15 g/m3 내지 200 g/m3 의 농도로 투입될 수 있고, 제4 이송 배관(164)의 내부 부피에 따라 투입 속도를 조절할 있다. 예를 들어, 혼합 기체는 제4 이송 배관(164)의 내부 부피가 70 L인 경우, 5 L/분 내지 50 L/분 속도로 투입될 수 있다. 상술한 수치 범위 내의 유입 속도로 혼합 기체를 투입함으로써 카본블랙에 대한 산화 효율을 높일 수 있다. Specifically, the mixed gas may be introduced at a concentration of 15 g / m 3 to 200 g / m 3 , and the feeding rate may be adjusted according to the internal volume of the
본원에서 카본블랙의 산화를 위해 사용되는 제4 이송 배관(164)은 오존 가스 주입구(164d)와 오존 가스 배출구(미도시)를 구비할 수 있다. 오존 가스 주입구(164d)로는 카본블랙의 산화 처리를 위한 혼합 기체가 투입되며, 카본블랙의 산화 처리 종료 후 혼합 기체는 오존 가스 배출구로 배출될 수 있다. 오존 가스 주입구(164d)와 오존 가스 배출구는 제4 이송 배관(164)의 양 측에 각각 마련되거나, 제4 이송 배관(164)의 연장 방향을 따라 전체적으로 마련될 수 있다.The
혼합 기체가 제4 이송 배관(164) 내로 투입되면, 제4 이송 배관(164) 내로 공급된 카본블랙과 접촉하며, 이 때 혼합 기체 중 오존은 카본블랙과 반응하여 카본블랙이 친수성이 되도록 표면을 개질한 후 산소로 환원되어 오존 가스 배출구를 통해 배출된다.When the mixed gas is injected into the
이 때, 카본블랙의 표면 개질은 카본블랙의 표면에 전자의 이동을 방해할 수 있는 극성 작용기를 도입하는 것으로서, 극성 작용기의 종류로는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 아미노기, 할로겐기, 설폰기, 포스포닉기, 포스포릭기, 싸이올기, 알콕시기, 아마이드기, 알데하이드기, 케톤기, 카복실기, 에스터기, 하이드록시기, 산 무수물기, 아실 할라이드기, 시아노기 및 아졸기 등이 해당될 수 있다.At this time, the surface modification of the carbon black is to introduce a polar functional group capable of hindering the transfer of electrons to the surface of the carbon black. The type of the polar functional group is not particularly limited, and examples thereof include an amino group, a halogen group, An amide group, an aldehyde group, a ketone group, a carboxyl group, an ester group, a hydroxyl group, an acid anhydride group, an acyl halide group, a cyano group and an azole group in the presence of an acid catalyst, a phosphonium group, a phosphoric group, a thiol group, .
다만, 본원에서 산화 처리는 오존을 이용한 산화 처리로서, 카본블랙의 표면에 도입 가능한 극성 작용기는 산소를 포함하는 작용기일 수 있다.However, in the present invention, the oxidation treatment is an oxidation treatment using ozone, and the polar functional group that can be introduced to the surface of the carbon black may be a functional group containing oxygen.
도 4 및 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 제4 이송 배관이 이송식 반응기로 마련된 경우를 개략적으로 나타낸 것이다.FIGS. 4 and 5 schematically illustrate a fourth transfer pipe according to another embodiment of the present invention.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제4 이송 배관(164)의 입측(164a)으로 공급된 카본블랙 혼합물을 출측(164b)으로 이송함과 동시에 카본블랙 혼합물의 균일한 혼합 및 산화 처리를 위해 회전 가능하도록 구비될 수 있다.4 and 5, the carbon black mixture supplied to the
이를 위해, 제4 이송 배관(164)의 입측(164a)과 출측(164b)이 고정된 상태에서 제4 이송 배관(164)이 독립적으로 회전하거나, 제4 이송 배관(164)의 일부 영역만이 회전하도록 구비될 수 있다. 제4 이송 배관(164)의 회전 구동 방식은 본원에 첨부된 도면에 도시된 형태에 제한되지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.To this end, the
또한, 도 4 및 도 5에는 별도로 도시하지는 않았으나, 제4 이송 배관(164)의 입측(164a)으로 공급된 카본블랙 혼합물을 출측(164b)으로 이송함과 동시에 카본블랙 혼합물의 균일한 혼합을 위해 제4 이송 배관(164)의 내주면에는 배플 또는 댐이 소정의 높이만큼 돌출 형성될 수 있다.4 and 5, the carbon black mixture fed to the
제4 이송 배관(164)의 내주면에 돌출 형성된 배플 또는 댐은 제4 이송 배관(164)의 회전에 따라 제4 이송 배관(164) 내 카본블랙 혼합물을 혼합할 수 있다.The baffle or dam protruding from the inner circumferential surface of the
여기서, 배플 또는 댐은 제4 이송 배관(164)으로 카본블랙 혼합물이 공급되는 방향 또는 이의 반대 방향을 향해 소정의 각도로 기울어지게 돌출 형성될 수 있으며, 이에 따라 카본블랙 혼합물은 제4 이송 배관(164)의 회전에 의해 출측(164b) 방향으로 원활히 이송될 수 있다.Here, the baffles or dams may be formed to protrude obliquely at a predetermined angle in the direction in which the carbon black mixture is supplied to the
또한, 제4 이송 배관(164)의 입측(164a)으로 공급된 카본블랙 혼합물에 대한 산화 처리를 위해 제4 이송 배관(164) 내로 오존 가스를 공급하는 오존 가스 주입구가 구비될 수 있다.An ozone gas inlet may be provided for supplying the ozone gas into the
오존 가스 주입구는 제4 이송 배관(164)의 중심을 가로질러 배치되는 회전 축(164e)와 회전 축(164e)으로부터 분지된 오존 가스 분사 노즐(164f)을 포함할 수 있다. 여기서, 회전 축(164e)은 오존 생성기(미도시)와 연결되어 오존 생성기에서 생성된 오존을 포함하는 혼합 기체를 제4 이송 배관(164)으로 공급할 수 있으며, 이를 위해 회전 축(164e)은 내부에 혼합 기체가 통과할 수 있는 중공 형상인 것이 바람직하다.The ozone gas inlet may include a
또한, 제4 이송 배관(164) 내로 혼합 기체를 균일하게 투입함으로써 카본블랙과 오존의 산화 효율을 향상시키고, 미반응 카본블랙의 양을 줄이기 위해 오존 가스 분사 노즐(164f)은 회전 축(164e)으로부터 분지된 형상을 가질 수 있다.The ozone
오존 가스 분사 노즐(164f)의 분지된 형상에 의해 제4 이송 배관(164) 내 카본블랙 혼합물의 혼합 효과도 기대할 수 있으며, 필요에 따라 제4 이송 배관(164)의 내주면에 돌출 형성된 배플 또는 댐을 생략할 수 있다.It is possible to expect a mixing effect of the carbon black mixture in the
도 5를 참조하면, 오존 가스 분사 노즐(164f)은 제4 이송 배관(164)으로 카본블랙 혼합물이 공급되는 방향 또는 이의 반대 방향을 지향하도록 소정의 각도로 기울어질 수 있다.Referring to FIG. 5, the ozone
이 때, 오존 가스 분사 노즐(164f)이 카본블랙 혼합물이 공급되는 방향을 지향하도록 소정의 각도로 기울어지게 배치될 경우, 제4 이송 배관(164) 내 카운터 가스 유동을 형성함으로써 카본블랙에 대한 보다 균일한 산화 반응을 유도하는 것이 가능하다. 또한, 경사진 오존 가스 분사 노즐(164f)에 의해 카본블랙 혼합물의 혼합 효과뿐만 아니라 제4 이송 배관(164)의 출측(164b)으로 카본블랙 혼합물을 이송할 수 있으므로, 필요에 따라 제4 이송 배관(164)의 내주면에 돌출 형성된 배플 또는 댐을 생략할 수 있다.At this time, when the ozone
도 6은 도 5의 B 영역에 적용된 오존 가스 분사 노즐의 다른 예를 나타낸 것으로서, 도 6을 참조하면, 오존 가스 분사 노즐(164f)은 제4 이송 배관(164)으로 카본블랙 혼합물이 공급되는 방향을 향해 오존 가스를 분사하는 방사형 노즐일 수 있다.6 shows another example of the ozone gas injection nozzle applied to the region B in Fig. 5, wherein the ozone
이 때, 방사형 노즐은 제4 이송 배관(164)의 입측(164a)과 인접한 회전 축(164e)에 단일로 배치되거나, 회전 축(164e)의 연장 방향을 따라 복수로 배치될 수 있다.At this time, the radial nozzles may be arranged singularly on the
도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 제4 이송 배관이 이송식 반응기로 마련된 경우를 개략적으로 나타낸 것이다.FIGS. 7 and 8 schematically illustrate a fourth transfer pipe provided with a transfer type reactor according to another embodiment of the present invention.
도 7 및 도 8을 참조하면, 제4 이송 배관(164)의 입측(164a)으로 공급된 카본블랙 혼합물을 출측(164b)으로 이송함과 동시에 카본블랙 혼합물의 균일한 혼합 및 산화 처리를 위해 회전 가능하도록 구비될 수 있다.7 and 8, the carbon black mixture supplied to the
이를 위해, 제4 이송 배관(164)의 입측(164a)과 출측(164b)이 고정된 상태에서 제4 이송 배관(164)이 독립적으로 회전하거나, 제4 이송 배관(164)의 일부 영역만이 회전하도록 구비될 수 있다. 제4 이송 배관(164)의 회전 구동 방식은 본원에 첨부된 도면에 도시된 형태에 제한되지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.To this end, the
또한, 도 7 및 도 8에는 별도로 도시하지는 않았으나, 제4 이송 배관(164)의 입측(164a)으로 공급된 카본블랙 혼합물을 출측(164b)으로 이송함과 동시에 카본블랙 혼합물의 균일한 혼합을 위해 제4 이송 배관(164)의 내주면에는 배플 또는 댐이 소정의 높이만큼 돌출 형성될 수 있다.7 and 8, the carbon black mixture supplied to the
제4 이송 배관(164)의 내주면에 돌출 형성된 배플 또는 댐은 제4 이송 배관(164)의 회전에 따라 제4 이송 배관(164) 내 카본블랙 혼합물을 혼합할 수 있다.The baffle or dam protruding from the inner circumferential surface of the
여기서, 배플 또는 댐은 제4 이송 배관(164)으로 카본블랙 혼합물이 공급되는 방향 또는 이의 반대 방향을 향해 소정의 각도로 기울어지게 돌출 형성될 수 있으며, 이에 따라 카본블랙 혼합물은 제4 이송 배관(164)의 회전에 의해 출측(164b) 방향으로 원활히 이송될 수 있다.Here, the baffles or dams may be formed to protrude obliquely at a predetermined angle in the direction in which the carbon black mixture is supplied to the
또한, 제4 이송 배관(164)은 스크류 피더로서 구현될 수 있다. 이를 위해, 제4 이송 배관(164)의 내부에는 공급된 카본블랙 혼합물을 제4 이송배관(164)의 출측(164b) 방향으로 이송하는 스크류(164g)가 마련될 수 있다.Further, the fourth transfer piping 164 can be implemented as a screw feeder. For this purpose, a
도 7을 참조하면, 제4 이송 배관(164)의 입측(164a)으로 공급된 카본블랙 혼합물에 대한 산화 처리를 위해 제4 이송 배관(164) 내로 오존 가스를 공급하는 오존 가스 주입구(164d)가 구비될 수 있다.7, an
오존 가스 주입구(164d)는 제4 이송 배관(164)의 외주면과 내주면을 관통하도록 형성될 수 있으며, 오존을 생성하는 오존 생성기(미도시)와 연결될 수 있다. 오존 생성기는 산소 공급기로부터 산소를 공급받아 오존을 생성하며, 생성된 오존은 산소와 혼합된 혼합 기체 상태로 제4 이송 배관(164)으로 공급된다.The
또한, 도 8을 참조하면, 오존 가스 주입구는 스크류(164g)의 회전 축(164e)에 삽입될 수 있으며, 오존 가스 주입구를 통해 공급된 오존 가스는 스크류(164g)에 마련된 오존 가스 분사 노즐(미도시)에 의해 제4 이송 배관(164) 내로 공급될 수 있다.8, the ozone gas injection port may be inserted into the
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 카본블랙 제조 장치(100)는 버킷 엘리베이터(170), 분급기(175), 자기 분리기(180) 및 저장 탱크(190)를 더 포함할 수 있다.The carbon
버킷 엘리베이터(170)는 건조된 펠렛화된 카본블랙을 수직 상승시켜 이송하며, 분급기(175)는 버켓 엘리베이터(170)를 통해 수직 상승시킨 펠렛화된 카본블랙을 분급하는 역할을 한다. 또한, 자기 분리기(180)는 분급된 펠렛화된 카본블랙을 분리하는 역할을 한다.The
저장 탱크(190)는 자기 분리기(180)에 의해 분리된 펠렛화된 카본블랙을 열처리하여 백 필러(190)를 형성하기 위한 목적으로 장착된다. 이 때, 저장 탱크(190) 내에서 열처리되어 형성되는 백 필러(190)는 품질 검사를 마친 후, 운송 수단에 적재되어 출하될 수 있다.The
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. These changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.
Claims (10)
상기 제1 반응기에서 형성된 미분쇄 카본블랙을 분쇄하는 분쇄기;
상기 분쇄기에 의해 분쇄된 카본블랙을 물과 혼합하여 카본블랙 혼합물을 형성하는 제2 반응기;
상기 카본블랙 혼합물을 펠렛화하여 펠렛화된 카본블랙을 형성하는 펠리타이저;
상기 펠렛화된 카본블랙을 건조하는 건조기; 및
상기 제1 반응기와 상기 분쇄기, 상기 분쇄기와 상기 제2 반응기, 상기 제2 반응기와 상기 펠리타이저 및 상기 펠리타이저와 상기 건조기를 각각 연결하는 복수의 이송 배관;
을 포함하며,
상기 이송 배관 중 적어도 하나는 회전 가능하도록 구비된 이송식 반응기이며,
상기 이송식 반응기 내로 오존 가스를 공급하는 오존 가스 주입구; 및
상기 이송식 반응기의 내주면에 소정의 높이만큼 돌출 형성된 배플 또는 댐;
을 포함하는,
카본블랙 제조 장치.
A first reactor forming fine pulverized carbon black;
A pulverizer for pulverizing the pulverized carbon black formed in the first reactor;
A second reactor for mixing the carbon black pulverized by the pulverizer with water to form a carbon black mixture;
A pelletizer for pelletizing the carbon black mixture to form pelletized carbon black;
A dryer for drying the pelletized carbon black; And
A plurality of transfer pipes connecting the first reactor and the crusher, the crusher and the second reactor, the second reactor and the pelletizer, and the pelletizer and the drier, respectively;
/ RTI >
Wherein at least one of the transfer pipes is a transfer type reactor provided so as to be rotatable,
An ozone gas inlet for supplying ozone gas into the transfer reactor; And
A baffle or dam protruding from the inner circumferential surface of the transport type reactor by a predetermined height;
/ RTI >
A device for manufacturing carbon black.
상기 제1 반응기에서 형성된 미분쇄 카본블랙을 분쇄하는 분쇄기;
상기 분쇄기에 의해 분쇄된 카본블랙을 물과 혼합하여 카본블랙 혼합물을 형성하는 제2 반응기;
상기 카본블랙 혼합물을 저장하는 저장 탱크; 및
상기 제1 반응기와 상기 분쇄기, 상기 분쇄기와 상기 제2 반응기 및 상기 제2 반응기와 상기 저장 탱크를 각각 연결하는 복수의 이송 배관;
을 포함하며,
상기 이송 배관 중 적어도 하나는 회전 가능하도록 구비된 이송식 반응기이며,
상기 이송식 반응기는,
상기 이송 반응기 내로 오존 가스를 공급하는 오존 가스 주입구; 및
상기 이송 반응기의 내주면에 소정의 높이만큼 돌출 형성된 배플 또는 댐;
을 포함하는,
카본블랙 제조 장치.
A first reactor forming fine pulverized carbon black;
A pulverizer for pulverizing the pulverized carbon black formed in the first reactor;
A second reactor for mixing the carbon black pulverized by the pulverizer with water to form a carbon black mixture;
A storage tank for storing the carbon black mixture; And
A plurality of transfer pipes connecting the first reactor and the crusher, the crusher, the second reactor and the second reactor and the storage tank, respectively;
/ RTI >
Wherein at least one of the transfer pipes is a transfer type reactor provided so as to be rotatable,
The transported type reactor is characterized in that,
An ozone gas inlet for supplying ozone gas into the transfer reactor; And
A baffle or a dam protruding from the inner circumferential surface of the transfer reactor by a predetermined height;
/ RTI >
A device for manufacturing carbon black.
상기 배플 또는 상기 댐은 상기 이송식 반응기로 카본블랙이 공급되는 방향 또는 이의 반대 방향을 향해 소정의 각도로 기울어진,
카본블랙 제조 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the baffle or the dam is inclined at a predetermined angle in a direction in which the carbon black is supplied to the transport type reactor or in a direction opposite thereto,
A device for manufacturing carbon black.
상기 오존 가스 주입구는,
상기 이송식 반응기의 중심을 가로질러 배치되는 회전 축; 및
상기 회전 축으로부터 분지된 오존 가스 분사 노즐;
을 포함하는,
카본블랙 제조 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The ozone gas inlet
A rotating shaft disposed across the center of the transported reactor; And
An ozone gas injection nozzle branched from the rotation axis;
/ RTI >
A device for manufacturing carbon black.
상기 오존 가스 분사 노즐은 상기 이송식 반응기로 카본블랙이 공급되는 방향을 향해 소정의 각도로 기울어진,
카본블랙 제조 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the ozone gas injection nozzle is inclined at a predetermined angle toward a direction in which the carbon black is supplied to the transport type reactor,
A device for manufacturing carbon black.
상기 오존 가스 분사 노즐은 상기 이송식 반응기로 카본블랙이 공급되는 방향을 향해 오존 가스를 분사하는 방사형 노즐인,
카본블랙 제조 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the ozone gas injection nozzle is a radial nozzle for injecting ozone gas toward a direction in which carbon black is supplied to the transport type reactor,
A device for manufacturing carbon black.
상기 제1 반응기에서 형성된 미분쇄 카본블랙을 분쇄하는 분쇄기;
상기 분쇄기에 의해 분쇄된 카본블랙을 물과 혼합하여 카본블랙 혼합물을 형성하는 제2 반응기;
상기 카본블랙 혼합물을 펠렛화하여 펠렛화된 카본블랙을 형성하는 펠리타이저;
상기 펠렛화된 카본블랙을 건조하는 건조기; 및
상기 제1 반응기와 상기 분쇄기, 상기 분쇄기와 상기 제2 반응기, 상기 제2 반응기와 상기 펠리타이저 및 상기 펠리타이저와 상기 건조기를 각각 연결하는 복수의 이송 배관;
을 포함하며,
상기 이송 배관 중 적어도 하나는 이송식 반응기이며,
상기 이송식 반응기는,
상기 이송식 반응기로 공급된 카본블랙을 일 방향으로 이송하는 스크류; 및
상기 이송식 반응기 내로 오존 가스를 공급하는 오존 가스 주입구;
을 포함하는,
카본블랙 제조 장치.
A first reactor forming fine pulverized carbon black;
A pulverizer for pulverizing the pulverized carbon black formed in the first reactor;
A second reactor for mixing the carbon black pulverized by the pulverizer with water to form a carbon black mixture;
A pelletizer for pelletizing the carbon black mixture to form pelletized carbon black;
A dryer for drying the pelletized carbon black; And
A plurality of transfer pipes connecting the first reactor and the crusher, the crusher and the second reactor, the second reactor and the pelletizer, and the pelletizer and the drier, respectively;
/ RTI >
At least one of the transfer pipes is a transfer type reactor,
The transported type reactor is characterized in that,
A screw for feeding the carbon black supplied to the transport type reactor in one direction; And
An ozone gas inlet for supplying ozone gas into the transfer reactor;
/ RTI >
A device for manufacturing carbon black.
상기 제1 반응기에서 형성된 미분쇄 카본블랙을 분쇄하는 분쇄기;
상기 분쇄기에 의해 분쇄된 카본블랙을 물과 혼합하여 카본블랙 혼합물을 형성하는 제2 반응기;
상기 카본블랙 혼합물을 저장하는 저장 탱크; 및
상기 제1 반응기와 상기 분쇄기, 상기 분쇄기와 상기 제2 반응기 및 상기 제2 반응기와 상기 저장 탱크를 각각 연결하는 복수의 이송 배관;
을 포함하며,
상기 이송 배관 중 적어도 하나는 이송식 반응기이며,
상기 이송식 반응기는,
상기 이송식 반응기로 공급된 카본블랙을 일 방향으로 이송하는 스크류; 및
상기 이송식 반응기 내로 오존 가스를 공급하는 오존 가스 주입구;
을 포함하는,
카본블랙 제조 장치.
A first reactor forming fine pulverized carbon black;
A pulverizer for pulverizing the pulverized carbon black formed in the first reactor;
A second reactor for mixing the carbon black pulverized by the pulverizer with water to form a carbon black mixture;
A storage tank for storing the carbon black mixture; And
A plurality of transfer pipes connecting the first reactor and the crusher, the crusher, the second reactor and the second reactor and the storage tank, respectively;
/ RTI >
At least one of the transfer pipes is a transfer type reactor,
The transported type reactor is characterized in that,
A screw for feeding the carbon black supplied to the transport type reactor in one direction; And
An ozone gas inlet for supplying ozone gas into the transfer reactor;
/ RTI >
A device for manufacturing carbon black.
상기 오존 가스 주입구는 상기 이송식 반응기의 내주면에 구비된,
카본블랙 제조 장치.
9. The method according to claim 7 or 8,
Wherein the ozone gas inlet is provided on the inner peripheral surface of the transport type reactor,
A device for manufacturing carbon black.
상기 오존 가스 주입구는 상기 스크류의 회전 축에 삽입된,
카본블랙 제조 장치.9. The method according to claim 7 or 8,
The ozone gas injection port is inserted into the rotation axis of the screw,
A device for manufacturing carbon black.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170180820A KR102477019B1 (en) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Apparatus for manufacturing carbon black |
CN201811540483.9A CN109971218B (en) | 2017-12-27 | 2018-12-17 | Carbon black preparation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170180820A KR102477019B1 (en) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Apparatus for manufacturing carbon black |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20190078969A true KR20190078969A (en) | 2019-07-05 |
KR102477019B1 KR102477019B1 (en) | 2022-12-12 |
Family
ID=67076226
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170180820A KR102477019B1 (en) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Apparatus for manufacturing carbon black |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102477019B1 (en) |
CN (1) | CN109971218B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022180646A1 (en) * | 2021-02-26 | 2022-09-01 | Phillips Carbon Black Limited | Process for treatment of carbon black and oxidized carbon black obtained thereof |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI796678B (en) * | 2021-04-28 | 2023-03-21 | 林園先進材料科技股份有限公司 | Reactor, system and method for carbon-based material post-modification |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110025021A (en) * | 2009-09-02 | 2011-03-09 | 한국기초과학지원연구원 | Apparatus and method for remediation of contaminated soil using ozone |
CN104725899A (en) * | 2015-02-10 | 2015-06-24 | 安徽黑钰颜料新材料有限公司 | Production method of environment-friendly and safe furnace carbon black and carbon black product |
KR20170051723A (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-12 | 오씨아이 주식회사 | Method for modifying surface of carbon black |
KR20180067753A (en) * | 2016-12-12 | 2018-06-21 | 오씨아이 주식회사 | Manufactuing apparatus of carbon black and method of manufacturing the same |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3891366A (en) * | 1974-03-13 | 1975-06-24 | Phillips Petroleum Co | Pelleting of carbon black |
BR0114286A (en) * | 2000-09-29 | 2004-12-21 | Fed Recycling Techologies Inc | Apparatus and method for recovering salty rubber products |
JP5071895B2 (en) * | 2004-05-18 | 2012-11-14 | 株式会社還元溶融技術研究所 | Method and apparatus for producing carbon fine particles |
CN203782080U (en) * | 2014-03-28 | 2014-08-20 | 抚顺振兴化工工程设计有限公司 | Carbon black production system |
CN104672955B (en) * | 2015-02-10 | 2017-12-05 | 安徽黑钰颜料新材料有限公司 | A kind of colour carbon black oxidation prilling granulator and its colour carbon black |
CN204816463U (en) * | 2015-08-21 | 2015-12-02 | 苏州宝化炭黑有限公司 | Fluidized bed technology preparation colour carbon black device |
-
2017
- 2017-12-27 KR KR1020170180820A patent/KR102477019B1/en active IP Right Grant
-
2018
- 2018-12-17 CN CN201811540483.9A patent/CN109971218B/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110025021A (en) * | 2009-09-02 | 2011-03-09 | 한국기초과학지원연구원 | Apparatus and method for remediation of contaminated soil using ozone |
CN104725899A (en) * | 2015-02-10 | 2015-06-24 | 安徽黑钰颜料新材料有限公司 | Production method of environment-friendly and safe furnace carbon black and carbon black product |
KR20170051723A (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-12 | 오씨아이 주식회사 | Method for modifying surface of carbon black |
KR20180067753A (en) * | 2016-12-12 | 2018-06-21 | 오씨아이 주식회사 | Manufactuing apparatus of carbon black and method of manufacturing the same |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022180646A1 (en) * | 2021-02-26 | 2022-09-01 | Phillips Carbon Black Limited | Process for treatment of carbon black and oxidized carbon black obtained thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109971218A (en) | 2019-07-05 |
KR102477019B1 (en) | 2022-12-12 |
CN109971218B (en) | 2021-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Donnet | Carbon black: science and technology | |
CN109836851B (en) | Method for oxidizing carbon black and method for preparing carbon black comprising the same | |
US11453784B2 (en) | Carbon particles having specific contents of polycylic aromatic hydrocarbon and benzo[a]pyrene | |
Kühner et al. | Manufacture of carbon black | |
US11760884B2 (en) | Carbon particles having high purities and methods for making same | |
CN107709474A (en) | Carbon black generates system | |
KR101653855B1 (en) | Process for producing dispersion of surface-treated carbon black powder and process for producing surface-treated carbon black powder | |
CN103224659B (en) | Filler, synthetic rubber and wet rubber compound integrated production method | |
CN109971218B (en) | Carbon black preparation device | |
JP4810716B2 (en) | Carbon black | |
CN108219539B (en) | Carbon black preparation device and preparation method thereof | |
US3364048A (en) | Treatment of powdered oil furnace black | |
KR102529675B1 (en) | Apparatus for manufacturing carbon black | |
KR102546608B1 (en) | Apparatus for manufacturing carbon black | |
RU2696707C2 (en) | Granular acetylene black | |
CN103289449B (en) | Method for integrated production of carbon black and white carbon black | |
US5686183A (en) | Method of treating carbonaceous conductive material for resin dispersion | |
JP3037021B2 (en) | Manufacturing method of conductive resin material | |
JP2001240766A (en) | Method for producing acidic carbon black | |
WO2022180646A1 (en) | Process for treatment of carbon black and oxidized carbon black obtained thereof | |
CN116134099A (en) | Composite carbon black particles | |
EP1078952A1 (en) | Elastomeric compositions incorporating rare earth-treated carbon black | |
EP1078951A1 (en) | Elastomeric compositions incorporating actinoids, radium and/or radioactive elements or isotops-treated carbon black |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |