化学链热解煤焦油制备炭黑过程竞争性反应分析

摘要

针对油炉法炭黑生产过程中高能耗及污染重等问题,本文基于化学链原理,提出了热解煤焦油制取炭黑的新方法,并对制备炭黑过程中反应的竞争性进行模拟实验,研究了载氧体种类、粒径大小、反应温度等因素对炭黑产率及品质的影响,利用气相色谱和烟气分析等对烟气进行了测试;同时通过焓、熵和热容(HSC)热化学计算软件,对炭黑制取过程中的竞争反应进行数值分析。分析结果表明,在反应温度和粒径相同的条件下,Fe2O3较CaSO4载氧体更能有效的催化焦油C—H键断裂,促进炭黑和H2的生成,且其晶格氧与炭黑发生气化反应的概率低,因此炭黑产率较高。随着载氧体粒径减小或反应温度升高,两类炭黑的产率均有所提高,且两类载氧体对SO2、NOx均有抑制作用,但以Fe2O3作为载氧体时具有更好的减排特性。该研究为炭黑生产过程节能减排提供了新思路,具有重要的参考价值。