專利名稱：單質碳提純機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種可以制造單質碳的設備，尤其是一種通過提煉煤制造單質碳的設備。
背景技術：
碳黑(carbon black，又名炭黑)，是一種無定形碳。輕、松而極細的黑色粉末，比表面積非常大，范圍從10-3000m2/g，是有機物(天然氣、重油、燃料油等)在空氣不足的條件下經不完全燃燒或受熱分解而得的產物。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”，按炭黑性能區分有“補強炭黑”、“導電炭黑”、“耐磨炭黑”等。可作黑色染料，用于制造中國墨、油墨、油漆等，也用于做橡膠的補強劑。炭黑在工業上的主要用途是，橡膠中加入炭黑做成輪胎，可增強耐磨性，延長其使用壽命。它的另一大用途是生產油墨、油漆和黑色涂料等。碳粉的主要成分不是碳，而大多數是由樹脂和碳黑、電荷劑、磁粉等組成。墨粉經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，容易提高哮喘發生率或是鼻子過敏，甚至頭暈、嘔吐等現象。碳粉的各種原材料若是標準化制造在密封使用狀態下是可以無毒性的(如原裝廠商或三菱碳粉、巴川碳粉、華中碳粉等)。生產顏料炭黑的原料是石油產品和浙青煤焦油產品。通過烴類在高溫下不完全燃燒或熱解而成。目前炭黑的生產工藝主要有燈黑生產工藝、氣黑的生產工藝、槽黑的生產工藝和爐黑生產工藝。據AMES-測試，目前市場上各種瓶裝散粉由于生產技術等條件制約皆難以達到無毒性要求。
發明內容
為了克服現有的炭黑制造設備環節孤立、無法完全消除單質碳毒性的缺點和弊端，本發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。單質碳提純機，其特征在于由化合單元和裂解單元和循環單元組成，采用煤作為提純原材料，在化合單元內利用氫氣活潑的置換性質還原出結合碳基的烴基形成碳氫化合物，然后在裂解單元內通過高溫強熱裂解碳氫化合物，形成單質碳和單質氫，單質氫聚合成為氫氣通過循環單元回到化合單元再次循環，由此得到單質碳的設備。本發明的有益效果是，取料范圍廣，可以提取更多的碳基化合物當中的碳單質，整機采用全封密運行，杜絕易吸收的單質碳對人體的傷害，更兼本發明采用循環單元循環利用單質氫，在一定限度上又節約了原料，廣泛應用于單質碳應用的行業。
具體實施例方式下面結合實施案例對本發明進一步說明
煤裂解單質碳提純機采用煤作為提純原材料，利用氫氣活潑的置換性質置換出結合碳基的烴基形成碳氫化合物，再通過高溫強熱裂解碳氫化合物，形成單質碳和單質氫，單質氫聚合成為氫氣循環到置換單元，煤裂解單質碳無污染提純機由置換單元、裂解單元、循環單元組成，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結合碳元素，在裂解單元加強熱分解碳氫化合物，碳單質作為成品碳黑被收集，氫單質聚合成為氫氣循環到置換單元。在本機的置換單元利用氫氣活潑的置換性質置換出結合碳基的烴基形成碳氫化合物，置換單元與循環單元相連通，氫基能夠置換大多數常見的化學基組，在強熱的環境下還原結合碳基的其他基組。裂解單元在加強熱的環境下利用裂解反應使碳、氫分離，產生碳單質和氫單質，氫單質聚合產生氫氣循環到置換單元，碳單質聚合產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行初期所需的一部分氫氣， 在高壓水槽內通入直流電以使高電解質的水被電解成為H+和0-離子狀態，0+被易氧化的鈉鉀吸收，從而分離出單質氫，單質氫聚合成為氫氣被應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產生高溫，在強熱的環境下，碳氫化合物被分離成為碳離子和氫離子，再利用正負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炭黑作為成品被利用，氫離子聚合成為氫氣循環到置換單元。循環單元的目的在于使整機存在的氫氣在置換單元和裂解單元循環被利用，在裂解單元施以負電壓吸收本發明的裂解單元的H+到置換單元。
權利要求
1.單質碳提純機，其特征在于由化合單元和裂解單元和循環單元組成，采用煤作為提純原材料，在化合單元內利用氫氣活潑的置換性質還原出結合碳基的烴基形成碳氫化合物，然后在裂解單元內通過高溫強熱裂解碳氫化合物，形成單質碳和單質氫，單質氫聚合成為氫氣通過循環單元回到化合單元再次循環，由此得到單質碳的設備。
2.根據權利1要求所述的單質碳提純機，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行初期所需的一部分氫氣，在高壓水槽內通入直流電以使高電解質的水被電解成為H+和0-離子狀態，0+被易氧化的鈉鉀吸收，從而分離出單質氫，單質氫聚合成為氫氣被應用在還原高碳化合物。
3.根據權利1要求所述的單質碳提純機，其特征在于裂解單元采用高頻微波震蕩使局部空間內產生高溫，在強熱的環境下，碳氫化合物被分離成為碳離子和氫離子，再利用正負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炭黑作為成品被利用，氫離子聚合成為氫氣循環到置換單元。
4.根據權利1要求所述的單質碳提純機，其特征在于循環單元的目的在于使整機存在的氫氣在置換單元和裂解單元循環被利用，在裂解單元施以負電壓吸收本發明的裂解單元的H+到置換單元。
全文摘要
本發明提供一種單質碳提純機，其特征在于由化合單元和裂解單元和循環單元組成，采用煤作為提純原材料，在化合單元內利用氫氣活潑的置換性質還原出結合碳基的烴基形成碳氫化合物，然后在裂解單元內通過高溫強熱裂解碳氫化合物，形成單質碳和單質氫，單質氫聚合成為氫氣通過循環單元回到化合單元再次循環，由此得到單質碳的設備，本發明的有益效果是，取料范圍廣，可以提取更多的碳基化合物當中的碳單質，整機采用全封密運行，杜絕易吸收的單質碳對人體的傷害，更兼本發明采用循環單元循環利用單質氫，在一定限度上又節約了原料，廣泛應用于單質碳應用的行業。
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 優先權日2011年6月25日
發明者楊貽方 申請人:楊貽方