环保安全炉炭黑的生产方法及其炭黑产品的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种环保安全炉炭黑的生产方法及其炭黑产品，属于炭黑的生产领 域。
【背景技术】
[0002] 炭黑作为一种黑色的颜料，广泛使用在粉笔、蜡笔、橡皮泥、涂料、清漆、钢笔墨水、 液体粘合剂、胶水、表面涂膜(涂料、清漆、油墨等)、塑料、橡胶、硅胶和其他高分子材料、纸 质、纸板材料、纺织类材料、玻璃、陶瓷、金属材料、木质、纤维板、骨质、皮质材料里，虽然用 量不大，但作为原料的炭黑加入其中，成为各种产品的组成部分之一。
[0003]随着社会的进步，人们对环境保护、对生命安全维护的意识越来越强。顺应该样 的潮流，国际电工委员会IEC IEC 62321、欧盟着色剂测试AP巧9)1测试、美国孩之宝公 司SRS-018、欧盟EN71-3:2013、欧盟ZEK01. 4-08等标准纷纷颁布，分别对各种社会产品 里的重金属含量、玩具化学元素迁移量、多环芳姪含量提出种种要求，即对着色炭黑原料 的环保安全品质提出严格要求。经分析、整理，该些要求最后可W汇总在英国BSI公布的 EN71-3:2013版及欧盟发布的ZEK01. 4-08两个标准要求中。
[0004] 因为儿童是人类中最缺少分析判断能力、最缺少自我保护意识的弱势群体， EN71-3:2013及ZEK01. 4-08理所当然地都W儿童为对象，根据炭黑加入社会产品后的物态 W及与儿童接触的方式、可能造成伤害的程度将限值分成=类，因此，社会责任要求炭黑产 品也应做相应的分类处理，W保证环保安全的要求。
[0005] 由于炉法炭黑的主要原料来自煤化工或石油化工的下脚料，原料油的组成非常复 杂，品质不稳定，生产炭黑时姪类物质（固态、液态或气态）经不完全燃烧或裂解，由于炉温、 急冷方式的差异，会造成少量液态芳姪物质未能完全裂解，而残留、吸附在炭黑的表面，采 用新工艺炭黑生产技术生产较大粒径的炭黑，炭黑表面往往会产生较多的残留、吸附物质， 该些客观问题给生产高品质的炭黑产品带来难题。另一方面，炉法炭黑生产过程是在近 2000° C的高温条件及密闭的生产线里完成的，有些有害物质不可能产生，有些有害物质 虽然可能产生，但只要有恰当的控制方法完全可W生产出符合要求的环保安全炉法炭黑产 品。
[0006]
【发明内容】
[0007] 本发明提供的一种环保安全炉炭黑的生产方法及炭黑产品，就是针对该一特定市 场需求而提出的，按照本发明方法，可W生产出满足环保安全需要的炭黑产品。
[0008] -种环保安全炉炭黑的生产方法，生产步骤如下： 步骤一、将原料油预热后从喉管段喷入具有超长停留段的炉法炭黑反应炉中，在 1900°C左右的高温下制得炭黑烟气； 步骤二、炭黑烟气经主袋滤器收集其中的炭黑； 步骤=、炭黑经微米粉碎机粉碎后被风送风机风送至收集旋风分离器及排气袋滤器， 排出废气，炭黑粉末被收集到炭黑储槽。同时，风送风机将一部分经过空气预热器预热的热 空气引入风送风机至收集旋风分离器的输送管道，控制输送管道内的温度及炭黑在输送管 道内的停留时间，让吸附在炭黑表面的多环芳姪油类物质与空气中的氧气发生氧化反应， 生成无害的水蒸汽和二氧化碳脱离炭黑产品； 步骤四：成品包装。
[0009] 进一步，所述的步骤=中得到的粉状炭黑产品再经螺旋压缩机预压缩，送入至少 一个氧化-造粒机组中氧化、造粒；所述的氧化-造粒机组由一级氧化-造粒机和二级氧 化-造粒机组成；其中一级氧化-造粒机采用双氧水氧化工艺，二级氧化-造粒机采用臭氧 氧化工艺；制得的氧化炭黑送入滚筒回转干燥机中进行干燥；干燥后成品包装。
[0010] 进一步，步骤一所述的炉法炭黑反应炉由五段构成，第一段是液态或气态燃料与 适量预热空气充分混合燃烧并产生高扩散端流火焰的燃烧段，第二段是喷入经过预热的芳 姪原料油的喉管段，第=段是雾状的芳姪原料油发生热裂解反应、炭黑晶核生成并成长的 反应段，第四段是向反应炉径向喷入雾状急冷水W终止炭黑热裂解反应的急冷段，第五段 为有别于普通色素炭黑反应炉、总节数为12节W上、每节长度为1200~1600毫米的停留 段； 进一步，步骤=所述的从风送风机到收集旋风分离器的输送管道由不诱钢制成，管外 有保温措施，输送炭黑时，管内的风速约为15~30m/s，每输送1kg炭黑，需要的风量约为2 ~3m3;炭黑在管道内输送时间为1-lOs;从空气预热器出口引入适量热空气，使从风送风 机到收集旋风分离器的输送管道的入口温度温度应控制在300~400° C，收集旋风分离器 进口处的温度控制在270° CW下。
[0011] 进一步，一级氧化-造粒机采用双氧水氧化工艺，是指在造粒时，双氧水由水累通 过多个水嘴垂直喷入一级氧化-造粒机里，压力为4~8kg/cm 2,流量由流量器控制，炭黑的 加入量由气密阀控制；双氧水与炭黑的质量比为0.8 : 1~3 : 1。
[0012] 进一步，为了方便造粒，需要在一级氧化-造粒机的夹层里通入蒸汽，蒸汽的压力 为0. 5~0. 9MPa，使得氧化造粒机中的壳体内温度达到60~90°C。
[0013] 进一步，二级氧化-造粒机采用气法的臭氧氧化工艺，是指从一级氧化-造粒机 中经初步氧化、造粒的炭黑湿粒子进入二级氧化-造粒机后，由臭氧发生器制得的臭氧通 过臭氧进气室进入二级氧化-造粒机；在W双螺旋线方式排列的揽齿的推动下，湿炭黑粒 子一边向二级氧化-造粒机另一端缓慢移动，一边被继续造粒、被臭氧氧化，最后从二级氧 化-造粒机的另一端下方的排料口排出，进入回转干燥机，废气则从对应排料口的上方通 过废气排气室排出。
[0014] 进一步，在炭黑进入时，回转干燥机内的筒体外温度为850~950°C，筒体内的 温度为350~400°C，送至出料口的干燥后炭黑温度为250~300°C，滚筒内的工作压力 为-0. 25 ~-0. 10 KPa。
[0015] 进一步，为了保证炭黑产品中对人体有害的重金属含量、有害元素迁移量得到分 类控制，生产环保安全炭黑所用的原料油必须经过严