CN102329527A - 单质碳提纯机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种单质碳提纯机，其特征在于由化合单元和裂解单元和循环单元组成，采用煤作为提纯原材料，在化合单元内利用氢气活泼的置换性质还原出结合碳基的烃基形成碳氢化合物，然后在裂解单元内通过高温强热裂解碳氢化合物，形成单质碳和单质氢，单质氢聚合成为氢气通过循环单元回到化合单元再次循环，由此得到单质碳的设备，本发明的有益效果是，取料范围广，可以提取更多的碳基化合物当中的碳单质，整机采用全封密运行，杜绝易吸收的单质碳对人体的伤害，更兼本发明采用循环单元循环利用单质氢，在一定限度上又节约了原料，广泛应用于单质碳应用的行业。
Description
技术领域
本发明涉及一种可以制造单质碳的设备，尤其是一种通过提炼煤制造单质碳的设备。
背景技术
碳黑（carbon black，又名炭黑），是一种无定形碳。轻、松而极细的黑色粉末，比表面积非常大，范围从10-3000m2/g，是有机物（天然气、重油、燃料油等）在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物。比重1.8-2.1 由天然气制成的称“气黑”，由油类制成的称“灯黑”，由乙炔制成的称“乙炔黑”，此外还有“槽黑”、“炉黑”，按炭黑性能区分有“补强炭黑”、“导电炭黑”、“耐磨炭黑”等。可作黑色染料，用于制造中国墨、油墨、油漆等，也用于做橡胶的补强剂。
炭黑在工业上的主要用途是，橡胶中加入炭黑做成轮胎，可增强耐磨性，延长其使用寿命。它的另一大用途是生产油墨、油漆和黑色涂料等。碳粉的主要成分不是碳，而大多数是由树脂和碳黑、电荷剂、磁粉等组成。墨粉经高温融化到纸纤维中，树脂被氧化成带有刺激气味的气体，这就是大家所说的臭氧，这种气体只有一种好处，就是保护地球，减少太阳辐射的危害。对人体本身没什么好处，会对人体粘膜造成刺激，容易提高哮喘发生率或是鼻子过敏，甚至头晕、呕吐等现象。碳粉的各种原材料若是标准化制造在密封使用状态下是可以无毒性的（如：原装厂商或三菱碳粉、巴川碳粉、华中碳粉等）。
生产颜料炭黑的原料是石油产品和沥青煤焦油产品。通过烃类在高温下不完全燃烧或热解而成。目前炭黑的生产工艺主要有灯黑生产工艺、气黑的生产工艺、槽黑的生产工艺和炉黑生产工艺。
据AMES-测试，目前市场上各种瓶装散粉由于生产技术等条件制约皆难以达到无毒性要求。
发明内容
为了克服现有的炭黑制造设备环节孤立、无法完全消除单质碳毒性的缺点和弊端，本发明的目的在于提供一种制造工艺有序、取料范围广、最大限度的消除碳毒性的炭黑制造机。
单质碳提纯机，其特征在于由化合单元和裂解单元和循环单元组成，采用煤作为提纯原材料，在化合单元内利用氢气活泼的置换性质还原出结合碳基的烃基形成碳氢化合物，然后在裂解单元内通过高温强热裂解碳氢化合物，形成单质碳和单质氢，单质氢聚合成为氢气通过循环单元回到化合单元再次循环，由此得到单质碳的设备。
本发明的有益效果是，取料范围广，可以提取更多的碳基化合物当中的碳单质，整机采用全封密运行，杜绝易吸收的单质碳对人体的伤害，更兼本发明采用循环单元循环利用单质氢，在一定限度上又节约了原料，广泛应用于单质碳应用的行业。
具体实施方式
下面结合实施案例对本发明进一步说明
煤裂解单质碳提纯机采用煤作为提纯原材料，利用氢气活泼的置换性质置换出结合碳基的烃基形成碳氢化合物，再通过高温强热裂解碳氢化合物，形成单质碳和单质氢，单质氢聚合成为氢气循环到置换单元，煤裂解单质碳无污染提纯机由置换单元、裂解单元、循环单元组成，取用煤或者高碳化合物作为原料，在置换单元利用氢气的活泼的置换性质结合碳元素，在裂解单元加强热分解碳氢化合物，碳单质作为成品碳黑被收集，氢单质聚合成为氢气循环到置换单元。
在本机的置换单元利用氢气活泼的置换性质置换出结合碳基的烃基形成碳氢化合物，置换单元与循环单元相连通，氢基能够置换大多数常见的化学基组，在强热的环境下还原结合碳基的其他基组。
裂解单元在加强热的环境下利用裂解反应使碳、氢分离，产生碳单质和氢单质，氢单质聚合产生氢气循环到置换单元，碳单质聚合产生碳黑作为成品回收。
其中，置换单元的氢气采集采用电解水的方法制取运行初期所需的一部分氢气，在高压水槽内通入直流电以使高电解质的水被电解成为H+和O-离子状态，O+被易氧化的钠钾吸收，从而分离出单质氢，单质氢聚合成为氢气被应用在还原高碳化合物。
裂解单元采用高频微波震荡使局部空间内产生高温，在强热的环境下，碳氢化合物被分离成为碳离子和氢离子，再利用正负电压分离碳离子和氢离子，高压使其聚合，碳离子聚合成为单质炭黑作为成品被利用，氢离子聚合成为氢气循环到置换单元。
循环单元的目的在于使整机存在的氢气在置换单元和裂解单元循环被利用，在裂解单元施以负电压吸收本发明的裂解单元的H+到置换单元。
Claims (4)
1.单质碳提纯机，其特征在于由化合单元和裂解单元和循环单元组成，采用煤作为提纯原材料，在化合单元内利用氢气活泼的置换性质还原出结合碳基的烃基形成碳氢化合物，然后在裂解单元内通过高温强热裂解碳氢化合物，形成单质碳和单质氢，单质氢聚合成为氢气通过循环单元回到化合单元再次循环，由此得到单质碳的设备。
2.根据权利1要求所述的单质碳提纯机，其特征在于：置换单元的氢气采集采用电解水的方法制取运行初期所需的一部分氢气，在高压水槽内通入直流电以使高电解质的水被电解成为H+和O-离子状态，O+被易氧化的钠钾吸收，从而分离出单质氢，单质氢聚合成为氢气被应用在还原高碳化合物。
3.根据权利1要求所述的单质碳提纯机，其特征在于：裂解单元采用高频微波震荡使局部空间内产生高温，在强热的环境下，碳氢化合物被分离成为碳离子和氢离子，再利用正负电压分离碳离子和氢离子，高压使其聚合，碳离子聚合成为单质炭黑作为成品被利用，氢离子聚合成为氢气循环到置换单元。
4.根据权利1要求所述的单质碳提纯机，其特征在于：循环单元的目的在于使整机存在的氢气在置换单元和裂解单元循环被利用，在裂解单元施以负电压吸收本发明的裂解单元的H+到置换单元。
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Country Status (1)
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