[实用新型]用于制备精制炭黑的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高纯度的炭黑的制备装置。

背景技术

炭黑是烃类物质在严格控制的工艺条件下经气相不完全燃烧或热解而成的黑色粉末状物质。其主要成分是元素碳。炭黑的用途广泛，按照用途不同通常分为两大类，即：色素炭黑和橡胶用炭黑。色素炭黑又可分为高色素炭黑、中色素炭黑和低色素炭黑三类。色素炭黑根据应用体系不同而各有不同的应用。但是作为颜料，色素炭黑广泛用于色浆、塑料色母粒、油墨、涂料和油漆，也大量用于睫毛膏等黑色化妆品。

由于炭黑在生产过程中，烃类物质的不完全裂解，使得产品中仍然含有少量烃类，尤其是多环芳烃类物质。这些物质包裹在炭黑颗粒的表面，使得炭黑颗粒容易聚集，既增加了炭黑作为颜料的分散性难度，也由于多环芳烃类物质对人体健康的影响，而限制了炭黑在某些行业的使用。

而目前在对市场上流通的炭黑中，多环芳烃的总含量为100ppm以上，因此，目前市场上流通的炭黑，不能满足一些特殊领域的需要，比如“彩色化妆品”领域,如：眉粉、眉笔等等。

中国专利申请号200980139332.5公开了一种精制炭黑的制造方法，该方法通过从炭黑水性分散液中除去金属从而制造精制炭黑，该方法包括使上述炭黑水性分散液与选自甘醇酸、抗坏血酸以及丙二酸中的至少1种有机酸接触、除去铁的工序。该发明可以降低炭黑中含有的杂质--铁等金属成分，但是难以去除所述的有机物质。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于制备精制炭黑的装置，以克服现有技术存在的上述缺陷，以满足相关领域应用的需要。

所述的用于制备精制炭黑的装置，包括反应器和循环泵，所述反应器包括筒体、由搅拌轴和搅拌桨叶构成的搅拌器以及射流管；

所述搅拌轴自上而下的设置在所述的筒体内，所述搅拌桨叶设置在搅拌轴的端部，所述循环泵的入口与筒体下部的物料出口相连接，循环泵的出口与筒体上部的物料入口相连接；

所述射流管包括依次串联连接的渐缩管、喉管和渐扩管；渐缩管的另一端与物料入口相连通，射流管垂直向下安装在筒体内；

采用上述的装置制备精制炭黑的方法，包括如下步骤：

将原料炭黑与双氧水投入所述反应器，然后启动搅拌器和循环泵，所述循环泵从反应器底部将原料炭黑与双氧水的混合物抽出后，从筒体上部的物料入口，通过射流管再次进入反应器；

所述双氧水的重量浓度为10～30%；

重量浓度为10～30%双氧水的重量用量为原料炭黑的3～5倍；

渐扩管处的物料流速为10～50米/秒，优选20～30米/秒；

反应时间为1～5小时；

然后从出口排出反应产物，过滤收集固体物料，洗涤，60～90℃干燥3～5小时，粉碎，即可获得所述的精制炭黑；

所述反应时间，指的是，原料炭黑与双氧水在反应器中的停留时间；

采用美国FDA通用的测试多环芳烃的方法检测，所述原料炭黑中，以质量计，多环芳烃的总含量为100～7000ppm，其中：苯并(a)芘为0.9～60ppm，二苯并(a,h)蒽为0.1～70ppm；

优选的，原料炭黑中，总多环芳烃为101～105ppm；

其中：

苯并(a)芘为0.91～0.95ppm，二苯并(a,h)蒽为0.13～0.15ppm；

产品中，所述的精制炭黑，以质量计，多环芳烃的总含量为0.005～0.3ppm；

其中：

苯并(a)芘为≤0.005ppm，二苯并(a,h)蒽为≤0.005ppm；

优选的，多环芳烃的总含量为0.2～0.3ppm；

其中：

苯并(a)芘为0.002～0.03ppm，二苯并(a,h)蒽为0.003～0.04ppm；

申请人发现，原料炭黑与双氧水是否能够充分混合，是实现本发明的目的的一个重要因素，本发明采用了射流管与循环泵相结合的方法，原料炭黑与双氧水在射流管中，以及在反应器中，得到了充分的混合，大大提高了反应效率。本实用新型设备结构简单，操作方便，具有较大的工业化价值。

附图说明

图1为反应器结构示意图。

图2为射流管结构示意图。

具体实施方式

参见图1，所述的用于制备精制炭黑的装置，包括反应器和循环泵4，所述反应器包括筒体1、由搅拌轴和搅拌桨叶构成的搅拌器2以及射流管3；