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炭黑在干燥烘干机中后处理的方法
发布时间：2013-07-06 07:56 来源：未知
干燥烘干机是炭黑生产的重要工艺设备，其主要功能是将湿法造粒粒子中约50%的造粒水干燥除去。近年来，为满足用户对一些特殊物化指标的要求，运用干燥烘干机干燥工艺对炭黑进行一些特殊处理，来改变炭黑的300%定伸、焦烧、pH值及甲苯透光率等物化指标，取得了较为显著的效果。国外有些炭黑生产厂家称之为“后处理一，作为炭黑在反应炉内形成的重要性能的改进和补充，富通新能源生产销售木屑颗粒机、木屑气流式烘干机等生物质成型烘干机机械设备。
1、后处理的原理
炭黑在有氧的环境下加热，表面会发生一些复杂的化学反应，表面复合物增加，炭黑和橡胶结合时表现出不同的物理性能。
干燥烘干机干燥过程中不仅温度较高（通常180～300℃），而且可有氧存在，并且在设计和操作时可调节停留时间。因此我们把干燥烘干机上述三个因素称“后处理三要素刀，即：①干燥温度，这包括炭黑粒子的温度和抽出气体温度；②停留时间，指炭黑从制�；敫稍镒闹脸隹诘氖奔洌虎鄹稍锖娓苫谄宓难趸�——氧，主要指干燥烘干机内和炭黑接触气体含氧的多少，通常有直接干燥，即尾气热烟气直接和炭黑接触，这可通过调节空气和尾气的比值来调整燃烧过剩的氧气对炭黑进行后处理；另一种是间接加热，通过抽气使一些空气进入转鼓内，达到氧化的目的。
2、后处理指标的分项调整方法
2.1 300%定伸
300%定伸是炭黑客户最重视的一个指标，主要是在反应炉内调整完成。但国内因原料的原因，有些品种300%定伸偏高，通过后处理来达到降低300%定伸的目的。
C.J,Hart（美国菲利浦）等人在1980年做的试验清楚的表明了干燥对300%定神的影响。
干燥时提高干燥温度可降低定伸，但须注意，干燥温度过高会破坏造粒添加剂的作用，使粒子有较多的破碎，不宜于高于280℃，正常应控制在190～250℃。
停留时间的调整。国内引进大陆碳的干燥烘干机，因为停留安全的考虑时间很短。本人在某厂的干燥烘干机设计中，取相同的外部尺寸，但增加了可调整挡板的高度(100～300mm)，使干燥停留时间增加至最少70分钟，炭黑在干燥转鼓内形成100mm以上的“床”。由于该厂在北方，水质偏碱性，而且较硬，定伸时有偏高，改进后效果明显，
氧化性的调整。对直接干燥式的干燥烘干机来说，最直接的方法是在尾气流量一定时加大空气流量，使燃烧系数高达1.1～1.35。过剩的氧在转鼓内氧化炭黑达到后处理的目的。
后处理核心是定伸指标，其它只是关联指标，据本人在数条生产线上的经验，300%定伸通过后处理其点值可在0.8MPa调整。在此强调的是300%定伸主要是在反应炉工艺中调整，后处理只能作为辅助工艺方法。
2.2焦烧
焦烧是指炭黑在橡胶中过早硫化，而氧化是延迟硫化最有效的方法。上述降低300%定伸的方法就是防止焦烧的方法。目前国内干法造粒炭黑发生焦烧的比湿法造粒的炭黑多得多，其中一个很重要的原因就是湿法造粒炭黑被轻微氧化。
2.3 pH值
众所周知，氧化后的炭黑的pH值降低，值得注意的是，有些炭黑客户对pH值有明确的要求。某厂因当地水的偏酸性pH<6.2，产品的pH值一般小于6.5。为满足客户对pH值的较高要求，他们不得不在造粒水中加入少量的NaOH来调整pH值。而此时较低的干燥温度，较短的停留时间，惰性气氛，有利于pH值保持较高的数值。
2.4伸长率
以前有报道，后处理对伸长率有一定的影响，但本人在实践中没有发现足够的证据。本人曾就伸长率存在问题较多的N660，对三个生产厂家超过100个原厂分析报告进行统计，发现唯一关联的325#筛余物。天津海豚和江西黑猫都成批生产过小于60PPM筛余物的N550和N660，这是很高的工艺水平。在筛余物小于150PPM时，伸长率很少出问题。
2.5甲苯透光率
湿法炭黑的干燥阶段是甲苯透光率提高的一个非常重要的阶段。一般来说，反应炉出来的粉状炭黑的甲苯透光率仅为40～60%．而经过干燥后的成品炭黑，甲苯透光率便达到80%以上。干法炭黑比湿法炭黑的甲苯透光率低得多，便是因为干法炭黑缺少炭黑干燥这一阶段。如果炭黑在干燥烘干机进行后处理，在200℃以上的温度、含氧的环境及为微负压的环境条件下，大大强化了炭黑上的油膜汽化、氧化的过程，使甲苯透光率进一步提高。
3、结语
干燥烘干机中炭黑后处理法方在国内刚开始被接受，各厂家的设备工艺及实际操作中取得的数据不尽相同。但作为补充的质量控制手段，相信会对炭黑技术人员有所帮助。
