專利名稱：單質(zhì)碳提純機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可以制造單質(zhì)碳的設(shè)備，尤其是一種通過提煉煤制造單質(zhì)碳的設(shè)備。
背景技術(shù)：
碳黑(carbon black，又名炭黑)，是一種無定形碳。輕、松而極細(xì)的黑色粉末，比表面積非常大，范圍從10-3000m2/g，是有機(jī)物(天然氣、重油、燃料油等)在空氣不足的條件下經(jīng)不完全燃燒或受熱分解而得的產(chǎn)物。比重1.8-2. 1由天然氣制成的稱“氣黑”，由油類制成的稱“燈黑”，由乙炔制成的稱“乙炔黑”，此外還有“槽黑”、“爐黑”，按炭黑性能區(qū)分有“補(bǔ)強(qiáng)炭黑”、“導(dǎo)電炭黑”、“耐磨炭黑”等?？勺骱谏玖希糜谥圃熘袊?、油墨、油漆等，也用于做橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑。炭黑在工業(yè)上的主要用途是，橡膠中加入炭黑做成輪胎，可增強(qiáng)耐磨性，延長其使用壽命。它的另一大用途是生產(chǎn)油墨、油漆和黑色涂料等。碳粉的主要成分不是碳，而大多數(shù)是由樹脂和碳黑、電荷劑、磁粉等組成。墨粉經(jīng)高溫融化到紙纖維中，樹脂被氧化成帶有刺激氣味的氣體，這就是大家所說的臭氧，這種氣體只有一種好處，就是保護(hù)地球，減少太陽輻射的危害。對人體本身沒什么好處，會對人體粘膜造成刺激，容易提高哮喘發(fā)生率或是鼻子過敏，甚至頭暈、嘔吐等現(xiàn)象。碳粉的各種原材料若是標(biāo)準(zhǔn)化制造在密封使用狀態(tài)下是可以無毒性的(如原裝廠商或三菱碳粉、巴川碳粉、華中碳粉等)。生產(chǎn)顏料炭黑的原料是石油產(chǎn)品和浙青煤焦油產(chǎn)品。通過烴類在高溫下不完全燃燒或熱解而成。目前炭黑的生產(chǎn)工藝主要有燈黑生產(chǎn)工藝、氣黑的生產(chǎn)工藝、槽黑的生產(chǎn)工藝和爐黑生產(chǎn)工藝。據(jù)AMES-測試，目前市場上各種瓶裝散粉由于生產(chǎn)技術(shù)等條件制約皆難以達(dá)到無毒性要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的炭黑制造設(shè)備環(huán)節(jié)孤立、無法完全消除單質(zhì)碳毒性的缺點和弊端，本發(fā)明的目的在于提供一種制造工藝有序、取料范圍廣、最大限度的消除碳毒性的炭黑制造機(jī)。單質(zhì)碳提純機(jī)，其特征在于由化合單元和裂解單元和循環(huán)單元組成，采用煤作為提純原材料，在化合單元內(nèi)利用氫氣活潑的置換性質(zhì)還原出結(jié)合碳基的烴基形成碳?xì)浠衔铮缓笤诹呀鈫卧獌?nèi)通過高溫強(qiáng)熱裂解碳?xì)浠衔?，形成單質(zhì)碳和單質(zhì)氫，單質(zhì)氫聚合成為氫氣通過循環(huán)單元回到化合單元再次循環(huán)，由此得到單質(zhì)碳的設(shè)備。本發(fā)明的有益效果是，取料范圍廣，可以提取更多的碳基化合物當(dāng)中的碳單質(zhì)，整機(jī)采用全封密運(yùn)行，杜絕易吸收的單質(zhì)碳對人體的傷害，更兼本發(fā)明采用循環(huán)單元循環(huán)利用單質(zhì)氫，在一定限度上又節(jié)約了原料，廣泛應(yīng)用于單質(zhì)碳應(yīng)用的行業(yè)。
具體實施例方式下面結(jié)合實施案例對本發(fā)明進(jìn)一步說明
煤裂解單質(zhì)碳提純機(jī)采用煤作為提純原材料，利用氫氣活潑的置換性質(zhì)置換出結(jié)合碳基的烴基形成碳?xì)浠衔铮偻ㄟ^高溫強(qiáng)熱裂解碳?xì)浠衔?，形成單質(zhì)碳和單質(zhì)氫，單質(zhì)氫聚合成為氫氣循環(huán)到置換單元，煤裂解單質(zhì)碳無污染提純機(jī)由置換單元、裂解單元、循環(huán)單元組成，取用煤或者高碳化合物作為原料，在置換單元利用氫氣的活潑的置換性質(zhì)結(jié)合碳元素，在裂解單元加強(qiáng)熱分解碳?xì)浠衔?，碳單質(zhì)作為成品碳黑被收集，氫單質(zhì)聚合成為氫氣循環(huán)到置換單元。在本機(jī)的置換單元利用氫氣活潑的置換性質(zhì)置換出結(jié)合碳基的烴基形成碳?xì)浠衔?，置換單元與循環(huán)單元相連通，氫基能夠置換大多數(shù)常見的化學(xué)基組，在強(qiáng)熱的環(huán)境下還原結(jié)合碳基的其他基組。裂解單元在加強(qiáng)熱的環(huán)境下利用裂解反應(yīng)使碳、氫分離，產(chǎn)生碳單質(zhì)和氫單質(zhì)，氫單質(zhì)聚合產(chǎn)生氫氣循環(huán)到置換單元，碳單質(zhì)聚合產(chǎn)生碳黑作為成品回收。其中，置換單元的氫氣采集采用電解水的方法制取運(yùn)行初期所需的一部分氫氣， 在高壓水槽內(nèi)通入直流電以使高電解質(zhì)的水被電解成為H+和0-離子狀態(tài)，0+被易氧化的鈉鉀吸收，從而分離出單質(zhì)氫，單質(zhì)氫聚合成為氫氣被應(yīng)用在還原高碳化合物。裂解單元采用高頻微波震蕩使局部空間內(nèi)產(chǎn)生高溫，在強(qiáng)熱的環(huán)境下，碳?xì)浠衔锉环蛛x成為碳離子和氫離子，再利用正負(fù)電壓分離碳離子和氫離子，高壓使其聚合，碳離子聚合成為單質(zhì)炭黑作為成品被利用，氫離子聚合成為氫氣循環(huán)到置換單元。循環(huán)單元的目的在于使整機(jī)存在的氫氣在置換單元和裂解單元循環(huán)被利用，在裂解單元施以負(fù)電壓吸收本發(fā)明的裂解單元的H+到置換單元。
權(quán)利要求
1.單質(zhì)碳提純機(jī)，其特征在于由化合單元和裂解單元和循環(huán)單元組成，采用煤作為提純原材料，在化合單元內(nèi)利用氫氣活潑的置換性質(zhì)還原出結(jié)合碳基的烴基形成碳?xì)浠衔?，然后在裂解單元?nèi)通過高溫強(qiáng)熱裂解碳?xì)浠衔铮纬蓡钨|(zhì)碳和單質(zhì)氫，單質(zhì)氫聚合成為氫氣通過循環(huán)單元回到化合單元再次循環(huán)，由此得到單質(zhì)碳的設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利1要求所述的單質(zhì)碳提純機(jī)，其特征在于置換單元的氫氣采集采用電解水的方法制取運(yùn)行初期所需的一部分氫氣，在高壓水槽內(nèi)通入直流電以使高電解質(zhì)的水被電解成為H+和0-離子狀態(tài)，0+被易氧化的鈉鉀吸收，從而分離出單質(zhì)氫，單質(zhì)氫聚合成為氫氣被應(yīng)用在還原高碳化合物。
3.根據(jù)權(quán)利1要求所述的單質(zhì)碳提純機(jī)，其特征在于裂解單元采用高頻微波震蕩使局部空間內(nèi)產(chǎn)生高溫，在強(qiáng)熱的環(huán)境下，碳?xì)浠衔锉环蛛x成為碳離子和氫離子，再利用正負(fù)電壓分離碳離子和氫離子，高壓使其聚合，碳離子聚合成為單質(zhì)炭黑作為成品被利用，氫離子聚合成為氫氣循環(huán)到置換單元。
4.根據(jù)權(quán)利1要求所述的單質(zhì)碳提純機(jī)，其特征在于循環(huán)單元的目的在于使整機(jī)存在的氫氣在置換單元和裂解單元循環(huán)被利用，在裂解單元施以負(fù)電壓吸收本發(fā)明的裂解單元的H+到置換單元。
全文摘要
本發(fā)明提供一種單質(zhì)碳提純機(jī)，其特征在于由化合單元和裂解單元和循環(huán)單元組成，采用煤作為提純原材料，在化合單元內(nèi)利用氫氣活潑的置換性質(zhì)還原出結(jié)合碳基的烴基形成碳?xì)浠衔?，然后在裂解單元?nèi)通過高溫強(qiáng)熱裂解碳?xì)浠衔?，形成單質(zhì)碳和單質(zhì)氫，單質(zhì)氫聚合成為氫氣通過循環(huán)單元回到化合單元再次循環(huán)，由此得到單質(zhì)碳的設(shè)備，本發(fā)明的有益效果是，取料范圍廣，可以提取更多的碳基化合物當(dāng)中的碳單質(zhì)，整機(jī)采用全封密運(yùn)行，杜絕易吸收的單質(zhì)碳對人體的傷害，更兼本發(fā)明采用循環(huán)單元循環(huán)利用單質(zhì)氫，在一定限度上又節(jié)約了原料，廣泛應(yīng)用于單質(zhì)碳應(yīng)用的行業(yè)。
文檔編號C09C1/54GK102329527SQ20111017328
公開日2012年1月25日 申請日期2011年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月25日
發(fā)明者楊貽方 申請人:楊貽方