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    臭氧應用
     
    炭黑行業的應用

    一 概述

    臭氧(o3)是氧(o2)的同素異形體,常溫常壓下為氣態。臭氧具有強氧化性,能夠氧化多數有機物和無機物。利用臭氧對炭黑進行氧化處理在發達國家已得到了廣泛的應用,我國以前由于受到臭氧發生設備的限制,臭氧在炭黑加工工藝中進行氧化處理未能得到具體的應用與推廣。

    我公司技術力量雄厚,采用加拿大、美國和中國專利技術—管式風冷間隙電暈放電技術生產的臭氧發生器采用組合式模塊結構,實現機電一體化設計、可編程控制、電腦板操作;氣源可為空氣和氧氣,采用進口分子篩及PSA技術對氣源進行干燥凈化處理,空氣純度可達到100K(即:每立方米空氣中所含微粒小于0.3微米,且數量小于10萬個。);具有濃度高(6000-18000PPM)、使用壽命長(可達20000小時)、電耗低(放電電耗為12.5KW.h/Kg.o3)、維護方便等優點,在國內同類產品中,處于領先水平。 該產品安裝操作簡便,非常適應于制藥、食品行業空間和工業用水滅菌使用,在國內率先引入外置外(設備放置在空調外)空氣滅菌的概念。

    公司于2000年研制出大型中頻水冷臭氧發生器,實現了由風冷到水冷的過度,并配有全自動定時控制、液位保護、溫度保護、壓力保護、臭氧產量調節等系統。該產品最高產量可達10kg/h,使用壽命30000小時以上,且能長時間連續運行,不受環境影響,

    該設備大大提高了單位體積產量,縮小了占地面積,適應環境性強,為客戶所需大型臭氧發生器提供了良好的選擇條件。

    二 臭氧在炭黑處理中的優點

    炭黑是現代國民經濟不可缺少的化工原料,主要用于橡膠工業。近年來,色素炭黑發展很快,目前已涉及到油漆、油墨、涂料、塑料、纖維、紙張、復印炭粉、建筑材料等領域。色素炭黑在炭黑生產中的占有量已從七十年代的6.4%增長到現有的8%,2000年色素炭黑的全球耗量已達到了48萬噸。

    色素炭黑的生產在二十世紀七十代以前,主要以接觸法(槽法和滾筒法)生產,七十年代以后才開發出油爐法色素炭黑。目前,國外除保留極少量生產特殊品種的接觸法炭黑生產線以外,全部采用油爐法生產色素炭黑,油爐法色素炭黑正是國內色素炭黑生產的必然趨勢

    炭黑經過先進的臭氧化處理后,可以增加炭黑表面含氧官能團的數量,增加活性。如爐法炭黑在經過氧化處理后,可以改善其在使用性能上更接近于槽法炭黑。炭黑在臭氧化處理后,可以觀察到有如下性能變化:1)PH值降低;2)表面揮發分含量增高;3)流動度增加。氧化處理過程對炭黑的改性起決定性作用

    炭黑的氧化有多種方法,一般可分為四類:液相氧化法、氣相氧化法、催化氧化法和等離子體氧化法。以硝酸、次氯酸和雙氧水等為介質的液相氧化法,由于效率低、設備腐蝕嚴重,以及環境污染等因素,在發達國家被淘汰;催化氧化法和等離子體氧化技術目前尚屬研究階段。在氣相氧化法中如空氣、氮氧化物為氧化介質進行氧化,存在著成本費高、生產過程復雜的缺點。使用臭氧作為氧化劑,具有效率高,反應條件適宜等優點,而且能夠實現生產高質量的色素炭黑氧化處理的技術要求,因此受到了世界炭黑行業的普遍關注。

    天津海豚炭黑公司是我國炭黑行業中的龍頭企業,它于2000年定制了我公司風冷系列的1.5kg/h的臭氧發生系統,處理量為500噸/年,經臭氧處理后的炭黑成為了制造高質量油漆、油墨用的色素炭黑,使用效果良好。2005年8月份又從本公司定購了一套水冷系列OZO-ZS1.0KG/h型臭氧發生系統,且已正常運轉,未出現任何影響生產的質量事故,并且實現了連續工作、性能穩定、產率大等各項技術指標。

    三 臭氧在炭黑處理中的方法

    1、定床氧化法:

    該方法是將炭黑裝入一容器內,然后通入臭氧,同時攪拌炭黑,經過一定時間后,測定樣品PH值或揮發分后,可確定是否合格。

    2、化床氧化法:

    將粒狀或粉狀炭黑以一定流量通過流化床,與臭氧進行逆流接觸,完成氧化過程。臭氧與炭黑反應速度很快,尾氣中幾乎不含臭氧,只要控制好炭黑與臭氧的配比,就能較好地完成氧化過程。   

    3、采用風送氧化法:

    該方法具有快速、迅捷的特點,將含臭氧的空氣作為風送系統風源,在炭黑輸送過程中完成氧化處理。在風送氧化中要注意設備材質必須耐臭氧腐蝕,炭黑在輸送過程中停留時間必須足夠長。另外,炭黑經過氧化處理后,必須經粉碎20μm左右,其配用性能才能完全體現

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