Kilka typowych procesów produkcji sadzy

Produkcja sadzy Sadza pigmentowa jest produktem naftowym i produktem ze smoły z węgla kamiennego. Nie może powstać w warunkach podciśnienia atmosferycznego i niedostatecznego powietrza, ale powstaje w wyniku niepełnego spalania lub pirolizy węglowodorów w wysokich temperaturach.

1) Proces produkcji sadzy: Najwcześniejszą w historii metodą produkcji sadzy jest proces produkcji sadzy. W tym procesie surowce wypalane są na płaskiej, wypalanej żelaznej płycie o średnicy do 1,5m. Spaliny zawierające sadzę są zbierane przez okap pokryty cegłami, a następnie przechodzi przez kolanko (zgięte 1/4) i rurę ogniową, aby dotrzeć do urządzenia do osadzania. W celu kontrolowania właściwości wytworzonej sadzy należy zapewnić, aby surowce były głównie niecałkowicie spalane w pobliżu szczeliny między płytą spalania a okapem wydechowym. Ale w rurze nieco w głąb rurociągu spalanie będzie rozkładane termicznie pod wpływem braku tlenu, tworząc w ten sposób większe cząstki sadzy. Z tych powodów kompozycja ma szeroki zakres rozkładu wielkości cząstek, a główną cechą są cząstki gruboziarniste. Ponieważ tylko niewielka część cząstek utworzonych między tarczą spalania a okapem może kontaktować się z tlenem z powietrza, sadze te mają tylko niewielką ilość tlenków powierzchniowych, odpowiadająca im wartość pH jest neutralna, a zawartość lotna jest bardzo mały.

2) Proces produkcji sadzy gazowej: Nazwa sadzy gazowej pochodzi od jej procesu produkcyjnego: surowiec węglowy jest najpierw zgazowywany po podgrzaniu, a następnie gaz samozapalny (dla energii) jest używany jako nośnik do palnik. Sadza jest w tych nietoperzach. Duża liczba płomieni w kształcie wachlarza emitowanych przez palnik kształtowy. Ponieważ każdy płomień jest mały i pali się w powietrzu, powstawanie sadzy bardzo różni się od procesu produkcji sadzy lampowej (spalanie niepełne). Tutaj cząsteczki sadzy są bardzo drobne. Według różnych typów średni rozmiar cząstek wynosi od 10 do 30 nm, a średni rozmiar cząstek sadzy gazowej wynosi 13 nm. Na płonącym płomieniu znajduje się wolno obracający się bęben wypełniony wodą. Na bębnie osadza się sadza. Kiedy jest zeskrobany, sadza jest zeskrobana. Gdy temperatura jest nadal wysoka, nowo utworzona sadza wchodzi w kontakt z tlenem z powietrza. W wyniku tego zachodzi częściowe utlenianie i powstaje duża liczba grup kwasowych, a odpowiednia wartość pH sadzy gazowej mieści się w zakresie kwasowym. Można uzyskać około 6% substancji lotnych, co odpowiada zawartości tlenków na powierzchni.

3) Proces produkcji sadzy kanałowej: Ten proces produkcyjny wykorzystuje gaz ziemny jako surowiec. Proces sadzy kanałowej jest podobny do procesu spalania gazu w procesie produkcji sadzy gazowej. Gaz ziemny pali się i emituje wiele płomieni w kształcie wachlarza. Otrzymany produkt jest podobny do sadzy gazowej, ale inny. Tutaj jako rowek do osadzania sadzy stosuje się płaski, chłodzony wodą rowek w kształcie litery U. Ze względów ekologicznych i ekonomicznych stosowanie tej metody zostało zaniechane wiele lat temu. Produkcja sadzy gazowej nie wpłynie na środowisko ekologiczne, a proces produkcji sadzy gazowej jest nadal w użyciu.

4) Proces produkcji sadzy piecowej: sadzę gazową wytwarza się w otwartej atmosferze, ale proces produkcji sadzy piecowej prowadzi się w zamkniętym piecu w warunkach niedoboru tlenu. Zamiast wielu małych pożarów stosuje się duży płomień. Olej jest używany jako surowiec, a gaz palny jest dodawany, aby osiągnąć wymaganą temperaturę w piecu. Zmieniając warunki procesu wytwarzania sadzy piecowej, można uzyskać wymaganą czerń pigmentową. Na przykład, w różnych warunkach, sadza może osiągnąć szeroki zakres średniej wielkości cząstek, od 80 nm do tak małej jak 15 nmj, a nawet tak małej jak sadza gazowa. Jednak przy tej samej wielkości cząstek nadal istnieje różnica między sadzą gazową a czernią piecową, głównie ze względu na różnice w chemii powierzchni. Czarne produkty piecowe są stosunkowo szorstkie, o średniej wielkości cząstek 40 nm. Ponadto, gdy stosuje się proces produkcji sadzy piecowej, można dodać niewielką ilość związków zasadowych lub innych dodatków, aby zmienić stopień i rodzaj agregatów, uzyskując w ten sposób sadzę o wysokiej lub niskiej strukturze.