炉法炭黑生产方法

炉法炭黑就是将气态烃、液态烃或其混合物作为原料，供以适量的空气，在反应炉内形成密闭的湍流系统，将一部分原料烃和空气燃烧产生高温，使另一部分裂解产生炭黑。生成的炭黑悬浮在烟气中，经冷却、过滤、收集、造粒为产品。这种生产方法称为炉法。其中，使用气态烃为主要原料的称为气炉法，使用液态烃为主要原料的称为油炉法。天然气半补强炉法炭黑生产工艺流程图如下：

天然气半补强炉法炭黑生产工艺流程

1-鼓风机 2-火嘴箱 3-反应炉 4-冷却塔  5-排风扇 6-袋滤器 

7-收集器 8-筛选机 9-精制风机 10-风送旋风分离器

11-造粒机 12-吸尘袋滤器 13-排风机

油炉法和其他的炭黑制造方法相比，具有工艺调节手段多、能制造性能各异的许多炭黑品种，热能利用率高、原料消耗和综合能耗低、成本低等特点，因此已经成为炭黑制造的主导方法。目前95%以上的炭黑都是采用油炉法制造的。

气炉法的产品曾经是橡胶用软质炭黑的主要品种，但是和油炉法相比，原料消耗和综合能耗都较高，在天然气价格提高以后，已经被油炉法的产品取代。然而在有廉价天然气的地区，制造气炉法炭黑还是有利的，在我国仍然保留着每年约(3～4)万吨的气炉法炭黑生产，并在许多橡胶制品中被应用。

炉法炭黑是烃类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，并含有少量氧、氢、硫等。炭黑粒子近似球形，粒径10-500μm。炭黑产品用在橡胶加工中，通过混炼加入橡胶中作补强剂和填料。

炉法炭黑生产工艺是 20 世纪 20年代在美国开发出来的，经过多年的发展，目前炉法工艺已经成为各原料在密闭的反应炉内、在精确控制条件下进行的连续快速反应。

炉法工艺的核心部件是反应器。在反应器中，高速喷入雾化的原料油在1200-1900℃高温下不完全燃烧裂解生成炭黑。反应所需的温度是由二次燃料(如天然气或燃料油)燃烧所提供。反应通过喷水冷却及时终止3反应产物炭黑及炭黑尾气经换热冷却后送入过滤系统将炭黑与尾气分离。由于分离出的粉状炭黑堆积密度很低(20-60g/L)，不利于运输供给下游客户，通常需对其造粒加以压实。

干法造粒工序较简单，主要通过转筒将粉状炭黑机械碾压成为球状的炭黑小颗粒，以便后续运输。

湿法造粒则需通过将水、炭黑和少量粘结剂混合在一起，加入造粒机进行造粒。湿法造粒后的炭黑颗粒仍含有约50%左右的水分，需进一步干燥处理后才能成为成品。