基于超重力硫酸沉淀法白炭黑的连续化生产研究

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1、北京化工大学硕士学位论文超重力硫酸沉淀法白炭黑的连续化生产研究姓名：赵光磊申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：郭锴20090530摘要超重力硫酸沉淀法白炭黑的连续化生产研究二氧化硅粉体俗称白炭黑，是一种性能优良的无机粉体材料，被广泛应用于橡胶、涂料、油墨、塑料、食品和牙膏等行业。目前世界上生产白炭黑的最主要方法是硫酸沉淀法，国内企业大都采用以搅拌槽为反应器的传统硫酸沉淀法。这种生产工艺存在着反应器不宜放大、原料耗能高、单套生产能力低、操作条件苛刻、反应时间长和产品粒度粗等一系列的弊端。超重力硫酸沉淀法是一种新型的白炭黑制备技术，其工艺过程简单，操作方便，

2、反应时间短，易于工业化。超重力硫酸沉淀法制备自炭黑的间歇小试工艺已比较成熟，本文在其实验数据和经验积累的基础上，改造了旋转床主要部件结构和工艺尺寸，设计了一套制备白炭黑的连续化工艺流程，并投入实验研究。实验研究了硫酸质量分数、旋转床转速、硅酸钠流量和硅酸钠溶液浓度等因素对产品性能及单位时间生产能力的影响。结果表明：随硫酸质量分数增加，所得产品平均粒径均在10am左右，产品比表面积和单位时间生产能力呈先增大后减小、再增大的变化趋势，DBP吸油值则呈先减小后增大、再减小的变化趋势；硅酸钠溶液浓度为10％时，无凝胶现象出现，其它实验点均有不同程度凝胶产生。硫酸质量分

3、数为25％，硅酸钠溶液浓度为10％时，单位时间生产能力最大。随旋转床转速的增加，比表面积先减小后增大，吸油值大致呈减小趋势。硅酸钠的流量对产品比表面积的影响不大。所得产品的吸油值均较小，主要是由于干燥方式不当造成的。用超重力旋转床进行连续化生产硫酸沉淀法白炭黑粉体的实验，得到了粒径细小，比表面积大的超细白炭黑粉体，为工业化生产奠定了基础。关键词：超重力旋转床，硫酸沉淀法，连续化，白炭黑粉体ⅡABSTRACTCoNTINUoUSSTUDYINTHEPRoDUCTIoNoFPRECIPITATEDSILICAWITHHIGHGRAyITYMETHoDSilicap

4、owder,whichisusuallycalledwhitecarbonblack,isakindofveryexcellentfunctionalinorganicpowdermaterials．Itiswidelyusedinrubber’dopeindustry,printingink,plastic，foodstuff,toothpasteandotherindustries．Nowthesulfuricacidprecipitationistheprimarymethodtoproducesilicapowderaroundtheworld，and

5、thedomesticcorporationsmostlyadopttraditionalproducingtechnologywithaseriesofdisadvantageslikehighconsumingcost，lowsingleproducingcapacity,rigorousoperatingcondition,longreactingtime，bigparticlesizeandsmallreactorswhicharenotsuitabletobemagnified．Thehighgravitysulfuricacidprecipitat

6、ionmethodtopreparesilicaisanewtechnologywithsimpleprocess，shortreactingtime，easyoperationandindustrialization．Inordertomakethehighgravitysulfuricacidprecipitationmethodbecontinuous，inthepapertherotatingpackedbed’Smainpartsarereconstructed，thetechnologicalprocessisdesigned，andthenthe

7、continuousexperimentisstudied．Themassfractionofsulfuricacid，therotorspeedofRPB，flowrateof北京化T人学颂l：学位论文silicatesodiumandtheconcentrationofsodiumsilicachangeinthisexperimenttoinvestigatetheeffectonthequalityofsilicapowderandtheproducingcapacity．Theresultsindicateasfollow：Alongwiththem

8、assfractionofsulfur