JP2000290531A - Carbon black processing apparatus, carbon black processing method, and method for producing oxidized carbon black - Google Patents

Carbon black processing apparatus, carbon black processing method, and method for producing oxidized carbon black

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JP2000290531A
JP2000290531A JP11100057A JP10005799A JP2000290531A JP 2000290531 A JP2000290531 A JP 2000290531A JP 11100057 A JP11100057 A JP 11100057A JP 10005799 A JP10005799 A JP 10005799A JP 2000290531 A JP2000290531 A JP 2000290531A
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Japan
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carbon black
processing apparatus
hollow
heating
hollow body
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JP11100057A
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Japanese (ja)
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Takaharu Yamamoto
隆晴 山本
Nobutake Mise
信猛 見勢
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an efficient process and a device suitable for removing deleterious by-products from a carbon black which was oxidized using a nitrogen-containing oxidizing agent, and a compact, inexpensive device which allows no attachment of carbon blacks, etc. SOLUTION: In a device for treating carbon blacks which possesses a jacket wherein heat media are allowed to flow through and a mobile hollow body equipped with an agitating blade at the outside surface, carbon blacks are heated while being stirred. Preferably, the device possesses multiple mobile hollow bodies equipped with agitating blades at the outside surface, wherein the multiple hollow bodies are communicated via a hollow axis and stirs the carbon blacks by rotating around the axis.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、酸化カーボンブラ
ックの製造方法及びカーボンブラックの処理装置等に関
する。特に詳しくは、特に窒素含有酸化剤で酸化処理し
たカーボンブラックから、有害な副生成物を除去する処
理方法及びこのような処理に好適に用いられる処理装置
等に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing oxidized carbon black and an apparatus for treating carbon black. More particularly, the present invention relates to a processing method for removing harmful by-products from carbon black oxidized with a nitrogen-containing oxidizing agent, and a processing apparatus suitably used for such processing.

【0002】[0002]

【従来技術】カーボンブラックを酸化処理して表面に酸
性官能基を付与し、各種のベヒクルへの分散を向上する
ことが知られており、酸化剤として、オゾン、硝酸、酸
化窒素等が知られている。カーボンブラックの酸化によ
り導入される表面の官能基とその性質については未だ充
分に解明されてはおらず、各々の酸化剤や酸化条件によ
り得られる酸化カーボンブラックの物性発現に差異が見
られる。硝酸、酸化窒素等の窒素含有酸化剤は、良好な
物性を有する酸化カーボンブラックを得るのに有用であ
る。しかしながら、これら窒素含有酸化剤を用いた場
合、カーボンブラック中に、有害な酸化副生成物が残存
するため、これを除去する必要がある。
2. Description of the Related Art It is known that carbon black is oxidized to impart an acidic functional group to the surface to improve dispersion in various vehicles, and ozone, nitric acid, nitric oxide and the like are known as oxidizing agents. ing. The functional groups and the properties of the surface introduced by the oxidation of carbon black have not yet been sufficiently elucidated, and there are differences in the expression of the physical properties of the oxidized carbon black obtained depending on each oxidizing agent and oxidizing conditions. Nitrogen-containing oxidizing agents such as nitric acid and nitric oxide are useful for obtaining oxidized carbon black having good physical properties. However, when these nitrogen-containing oxidizing agents are used, harmful oxidation by-products remain in the carbon black and need to be removed.

【0003】従来、カーボンブラックの酸化処理は、回
転ドラム式装置、流動床式反応器等の加熱装置内にカー
ボンブラックを入れて、ここにガス流と酸化剤とを導入
して、カーボンブラックの酸化を行い、引き続き、空気
等のガスを導入しながら加熱することで、カーボンブラ
ック表面から酸化副生成物を除去する方法が知られてい
た(特公昭44−5691号公報)。
Conventionally, carbon black is oxidized by placing carbon black in a heating device such as a rotary drum type device or a fluidized bed type reactor, and introducing a gas flow and an oxidizing agent into the heating device. There has been known a method of removing oxidation by-products from the surface of carbon black by oxidizing and subsequently heating while introducing a gas such as air (Japanese Patent Publication No. 44-5691).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術では、以下のような問題があった。この
ような、回転ドラム式装置等の装置内に空気を供給し所
定の温度でカーボンブラックと接触させることで有害な
酸化副生成物を除去する方法では、効率を上げるために
装置内に導入するガスの流速を上げると、カーボンブラ
ック粉体がガス流に同伴されて回転ドラム式装置から吹
き出てしまい、回転ドラム装置内での滞留時間の調整が
難しい。カーボンブラック単位重量当たりの単位時間当
たりに導入される空気を増加して生産量を上げ、かつ所
定の滞留時間を確保するためには、装置径を大きく、し
かも装置長さも長くする必要があり、装置コスト、保全
費等が高価となる問題がある。
However, such a conventional technique has the following problems. In such a method of removing harmful oxidation by-products by supplying air into a device such as a rotary drum device and contacting it with carbon black at a predetermined temperature, the air is introduced into the device in order to increase efficiency. If the flow velocity of the gas is increased, the carbon black powder is blown out of the rotary drum type device accompanying the gas flow, and it is difficult to adjust the residence time in the rotary drum device. In order to increase the amount of air introduced per unit time per unit weight of carbon black to increase the production amount, and to secure a predetermined residence time, it is necessary to increase the apparatus diameter and the apparatus length, There is a problem that equipment costs, maintenance costs, and the like are high.

【0005】また、酸化副生成物の除去にはある程度以
上の温度が必要があるが、回転ドラム装置内のカーボン
ブラックの温度を効率よく上げるためには回転ドラム装
置内部の熱伝導面積を上げることが必要となる。また装
置内部の温度コントロールが難しい。回転ドラム装置を
用いた方法では、回転ドラム内に伝熱管を有した装置と
し、この伝熱管からの伝熱によりカーボンブラックを加
熱しているが、この場合、効率を上げて速やかに加熱し
ようとすると、回転ドラム内部の伝熱管の本数を上げる
等の必要があり、このため回転ドラム内部の構造が複雑
となり細かな凹凸部が避けられず、このような場所への
カーボンブラックの付着、閉塞等の問題が生じてくる。
In order to efficiently increase the temperature of the carbon black in the rotary drum device, it is necessary to increase the heat conduction area inside the rotary drum device. Is required. Also, it is difficult to control the temperature inside the device. In the method using a rotary drum device, a device having a heat transfer tube in the rotary drum is used, and carbon black is heated by heat transfer from the heat transfer tube. Then, it is necessary to increase the number of heat transfer tubes inside the rotating drum, so that the structure inside the rotating drum becomes complicated and fine irregularities are unavoidable. The problem arises.

【0006】また、窒素含有酸化剤で酸化されたカーボ
ンブラックから副生成物を除去する際、発熱反応が起こ
り、カーボンブラックの温度が上昇してくる。回転ドラ
ムでは軸方向にカーボンブラックが流れるため、発熱し
たカーボンブラックの温度を調整をするためには、回転
ドラム内に導入される熱風空気量を下げる、熱風空気温
度を下げる、または本体ジャケットの温度を下げる等の
方法しかない。これらの方法だと、カーボンブラックを
連続で回転ドラム内に導入している場合、入口側の、回
転ドラム内に入ったばかりのカーボンブラックの温度ま
で下がってしまい、効率が非常に悪い状態になる。また
運転も難しい。バッチ操業の場合には、付帯のサービス
タンクが必要になり、コスト高となる。また製品の排出
の難しい。
When removing by-products from carbon black oxidized with a nitrogen-containing oxidizing agent, an exothermic reaction occurs, and the temperature of the carbon black increases. Since carbon black flows in the rotating drum in the axial direction, in order to adjust the temperature of the heated carbon black, it is necessary to reduce the amount of hot air introduced into the rotating drum, lower the temperature of hot air, or reduce the temperature of the body jacket. There is no other way but to lower it. According to these methods, when the carbon black is continuously introduced into the rotating drum, the temperature of the carbon black on the inlet side is lowered to the level of the carbon black that has just entered the rotating drum, and the efficiency becomes very poor. Driving is also difficult. In the case of batch operation, an additional service tank is required, which increases costs. It is also difficult to discharge products.

【0007】本発明は窒素含有酸化剤を用いて酸化され
たカーボンブラックから有害な副生成物を取り除くため
の効率の良い方法及び好適な装置を提供することを課題
とし、コンパクトで安価且つカーボンブラック付着等の
ない装置を提供するものである。
An object of the present invention is to provide an efficient method and a suitable apparatus for removing harmful by-products from carbon black oxidized by using a nitrogen-containing oxidizing agent. An object of the present invention is to provide a device free from adhesion or the like.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題に
鑑みて鋭意検討を重ねた。その結果、構造が簡便で安価
であり、しかも、酸化カーボンブラックからの有害な副
生成物の除去を効率的に行うことのできる装置及び方法
を見出した。すなわち本発明は、(1) 熱媒体を流通
可能なジャケットと、外面に攪拌翼を具備した可動な中
空体とを有し、カーボンブラックを攪拌しつつ加熱する
ことの可能なカーボンブラック処理装置、(2) 外面
に攪拌翼を具備した可動な中空体を複数個有し、複数の
中空体が中空の軸により連通され、該軸の周りに回転す
ることによりカーボンブラックを攪拌することの可能な
上記(1)記載のカーボンブラック処理装置、
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies in view of the above problems. As a result, they have found an apparatus and a method that are simple and inexpensive in structure and that can efficiently remove harmful by-products from oxidized carbon black. That is, the present invention provides (1) a carbon black processing apparatus having a jacket through which a heat medium can flow, and a movable hollow body having a stirring blade on the outer surface, and capable of heating while stirring carbon black. (2) It has a plurality of movable hollow bodies having stirring blades on the outer surface, and the plurality of hollow bodies are communicated by a hollow shaft, and the carbon black can be stirred by rotating around the shaft. The carbon black processing apparatus according to the above (1),

【0009】(3) 外面に攪拌翼を有し可動な中空体
及び中空の軸の中空部が互いに連通しており熱媒体を流
通させる構造になっていることを特徴とする上記(1)
又は(2)記載のカーボンブラック処理装置、(4)
中空体が円盤状である上記(1)〜(3)のいずれかに
記載のカーボンブラック処理装置、(5) 上記(1)
〜(4)のいずれかに記載のカーボンブラック処理装置
内でカーボンブラックを加熱することを特徴とするカー
ボンブラックの処理方法、(6) カーボンブラックを
硝酸又は窒素酸化物で酸化し、さらに上記(1)〜
(4)のいずれかに記載のカーボンブラック処理装置内
で加熱してカーボンブラックに付着した窒素化合物を除
去することを特徴とする酸化カーボンブラックの製造方
法、及び、(7) 上記(1)〜(4)のいずれかに記
載のカーボンブラック処理装置内での加熱を100〜1
80℃で行うことを特徴とする上記(6)記載の酸化カ
ーボンブラックの製造方法、に存する。
(3) The above-mentioned (1), wherein the movable hollow body having a stirring blade on the outer surface and the hollow portion of the hollow shaft communicate with each other and have a structure in which a heat medium flows.
Or the carbon black processing apparatus according to (2), (4)
The carbon black processing apparatus according to any one of the above (1) to (3), wherein the hollow body has a disk shape, (5) the above (1).
A method for treating carbon black, characterized in that the carbon black is heated in the carbon black treatment apparatus according to any one of (4) to (4), (6) carbon black is oxidized with nitric acid or nitrogen oxide, and 1) ~
(4) A method for producing oxidized carbon black characterized by removing the nitrogen compound attached to the carbon black by heating in the carbon black processing apparatus according to any one of (4) and (7). The heating in the carbon black processing apparatus according to any one of (4) to 100 to 1
(6) The method for producing oxidized carbon black according to the above (6), which is carried out at 80 ° C.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明を以下に詳細に説明する。
本発明で処理の対象となるカーボンブラックの種類は特
に限定されない。カーボンブラックには代表的に、ファ
ーネス法で得られるファーネスブラックと、チャンネル
法で得られるチャンネルブラックがあるがいずれにも限
定されない。特に、ファーネスブラックは、比較的安価
であり一般的に多く流通しているが、生成炉内で生成し
た状態のカーボンブラックは、表面の酸性官能基の量が
充分でないことが多く、酸化処理に供される場合が多
い。カーボンブラックには、カーボンブラック生成炉よ
り回収された状態の粉末状のもの、粉末状のものを乾式
造粒あるいは湿式造粒により造粒した顆粒状のもの、圧
縮操作により得られたフレーク状のもの等が挙げられ、
本発明では特に限定されず用いることができるが、反応
効率の点から、一般には、粉末状のカーボンブラックが
好適に用いられる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described in detail below.
The type of carbon black to be treated in the present invention is not particularly limited. The carbon black typically includes, but is not limited to, a furnace black obtained by a furnace method and a channel black obtained by a channel method. In particular, furnace black is relatively inexpensive and is generally distributed in large quantities, but carbon black produced in a production furnace often has an insufficient amount of acidic functional groups on the surface, and is not suitable for oxidation treatment. Often provided. The carbon black may be in the form of powder in the state of being recovered from a carbon black production furnace, in the form of granules obtained by dry granulation or wet granulation of the powder, or in the form of flakes obtained by a compression operation. Things and the like,
In the present invention, the carbon black can be used without any particular limitation. However, from the viewpoint of reaction efficiency, powdery carbon black is generally preferably used.

【0011】酸化処理に用いる酸化剤としては、オゾ
ン、硝酸、酸化窒素が代表的であるが、特に、硝酸又は
酸化窒素等の窒素酸化物を用いて酸化した場合、副生成
物として、各種の窒素含有化合物が、カーボンブラック
中に残存することが知られている。このため、これらを
除去する必要がある。
As the oxidizing agent used in the oxidation treatment, ozone, nitric acid and nitrogen oxide are typical. In particular, when oxidizing using a nitrogen oxide such as nitric acid or nitric oxide, various oxidizing agents are used as by-products. It is known that nitrogen-containing compounds remain in carbon black. Therefore, it is necessary to remove them.

【0012】本発明では、この際の除去を、特定の装置
内でカーボンブラックを処理することにより行う。処理
とは、攪拌により付着成分を除去すること、さらには、
攪拌しつつ加熱することにより付着成分の除去を効率的
に行う等、当装置内でカーボンブラックを攪拌すること
により得られる効果を達成することを言う。
In the present invention, the removal at this time is performed by treating the carbon black in a specific device. The treatment is to remove the adhered components by stirring, and furthermore,
Achieving effects obtained by stirring carbon black in the apparatus, such as efficient removal of adhering components by heating while stirring.

【0013】この装置は、熱媒体を流通可能なジャケ
ットと、外面に攪拌翼を具備した可動な中空体、とを
有する装置である。中空体は、複数個設けられているこ
とが望ましい。これら複数個の中空体が、中空の軸によ
り連通され、軸の周りに回転するものが望ましい。さら
に、中空体の中空部と軸の中空部が互いに連通してお
り、熱媒体がこれらの中空部を流通する構造が望まし
い。より具体的には、後述する、本発明の装置の一例に
示すように、同軸の複数の中空体が適当な間隔を有して
隔てられてジャケット付きケーシング内に設けられてい
るものが好適である。このような構成をとることによ
り、カーボンブラックが中空体及びジャケットを流通す
る熱媒体からの熱伝導により加熱される構造であって、
カーボンブラックが軸方向に移動しながら攪拌され、加
熱され得る構造をとることができる。
This apparatus has a jacket through which a heat medium can flow, and a movable hollow body having a stirring blade on the outer surface. It is desirable that a plurality of hollow bodies be provided. It is desirable that the plurality of hollow bodies be connected by a hollow shaft and rotate around the shaft. Further, it is preferable that the hollow portion of the hollow body and the hollow portion of the shaft communicate with each other, and a heat medium flows through these hollow portions. More specifically, it is preferable that a plurality of coaxial hollow bodies are provided in a jacketed casing at appropriate intervals as shown in an example of the apparatus of the present invention described below. is there. By taking such a configuration, the carbon black is a structure that is heated by heat conduction from a heat medium flowing through the hollow body and the jacket,
It is possible to adopt a structure in which the carbon black is stirred while being moved in the axial direction and can be heated.

【0014】本発明に好適に用いることのできる装置の
一例を、以下に図1及び2を用いて説明する。1はケー
シングであり、中空体11の下部の形状に沿うような形
状である。中空体は円盤状であり、ケーシングの下部は
円弧状の形状である。中空体の内部の中空部を熱媒体が
流通する。熱媒体としては蒸気等、所望の温度に加熱で
きるものであればよい。可動な中空体中及び軸内の中空
部に、カーボンブラックに熱を伝えるための熱媒体が流
れる構造とするのが望ましい。熱の流れは攪拌翼部の表
面からの熱伝導によりカーボンブラックに熱を伝えるた
め、高温ガス等の熱伝達による熱移動に比べて効率よく
加温することが可能となる。よってできるだけコンパク
トな装置にするためには攪拌翼部の表面積を広く設計す
ることが望ましい。
An example of an apparatus that can be suitably used in the present invention will be described below with reference to FIGS. Reference numeral 1 denotes a casing, which has a shape along the shape of the lower part of the hollow body 11. The hollow body has a disk shape, and the lower part of the casing has an arc shape. A heat medium flows through the hollow portion inside the hollow body. The heat medium may be any medium that can be heated to a desired temperature, such as steam. It is desirable to adopt a structure in which a heat medium for transmitting heat to carbon black flows in the movable hollow body and the hollow portion in the shaft. Since the heat flow transfers heat to the carbon black by heat conduction from the surface of the stirring blade section, it is possible to heat the carbon black more efficiently than heat transfer by heat transfer of a high-temperature gas or the like. Therefore, in order to make the apparatus as compact as possible, it is desirable to design the surface area of the stirring blade section as wide as possible.

【0015】なお中空体が可動であるとは、軸の周りを
回転可能である等を指し、具備した攪拌翼でカーボンブ
ラックを攪拌できる構造となっていることを指す。中空
体11が軸の周りを回転すると中空体の具備する攪拌翼
28によりカーボンブラックが攪拌されながら軸方向に
流れるようになっている。攪拌翼28の中空体に対する
角度が可変構造になっており、この角度を変化させるこ
とによりカーボンブラックの装置内での滞留時間の調整
をすることができる。角度はボルトを緩めることで調節
ができる構造である。翼の形状は効率よく攪拌できるも
ので有れば形状は如何なるものでも良く、一般的な羽状
で構わない。
The term "movable hollow body" means that the hollow body is rotatable around an axis and the like, and indicates that the hollow body has a structure capable of stirring carbon black with a stirring blade provided. When the hollow body 11 rotates around the axis, the carbon black flows in the axial direction while being stirred by the stirring blade 28 provided in the hollow body. The angle of the stirring blade 28 with respect to the hollow body has a variable structure, and by changing this angle, the residence time of carbon black in the apparatus can be adjusted. The angle can be adjusted by loosening the bolt. The shape of the wing may be any shape as long as it can be efficiently stirred, and may be a general wing shape.

【0016】ケーシングの材質は、ステンレス鋼等、耐
食性のある金属が望ましい。2は1のケーシング上部と
大気を縁切る上蓋で、本体とフランジ構造で間にガスケ
ット、Oリング等のシール剤を介して有接される。3は
1のケーシング外周部を加熱、冷却しカーボンブラック
粉を所定の温度に維持するための加熱、冷却ジャケット
である。材質は、炭素鋼、ステンレス鋼等の構造体を維
持できるもので有れば如何なるものでも良い。4は熱媒
体が流れる空間で4a,4b,4cの3分割構造になっ
ている。これはカーボンブラックの温度を所望の温度に
するように熱媒体温度を変えることができる構造になっ
ている。5はカーボンブラック供給ノズルであり、ここ
からカーボンブラックをケーシング内に導入する。6は
カーボンブラックの排出ノズルであり、7は熱媒体供給
ノズルでである。熱媒体の温度は減圧弁等で調整をする
ことができる。
The material of the casing is preferably a metal having corrosion resistance such as stainless steel. Reference numeral 2 denotes an upper lid for separating the upper part of the casing 1 from the atmosphere. The upper lid has a main body and a flange structure, which are connected to each other via a sealant such as a gasket or an O-ring. Reference numeral 3 denotes a heating and cooling jacket for heating and cooling the outer peripheral portion of the casing 1 to maintain the carbon black powder at a predetermined temperature. Any material can be used as long as it can maintain a structure such as carbon steel or stainless steel. Reference numeral 4 denotes a space through which the heat medium flows, which has a three-part structure of 4a, 4b, and 4c. This has a structure in which the temperature of the heat medium can be changed so that the temperature of the carbon black is set to a desired temperature. Reference numeral 5 denotes a carbon black supply nozzle from which carbon black is introduced into the casing. 6 is a carbon black discharge nozzle, and 7 is a heating medium supply nozzle. The temperature of the heat medium can be adjusted with a pressure reducing valve or the like.

【0017】12は回転軸内に熱媒体を供給するための
供給ノズルであり、13は回転軸内の熱媒体を排出する
ための排出ノズルである。14は回転軸9と入口側固定
部の縁切りのためのロータリージョイントであり、15
は回転軸9と出口側固定部の縁切りのためのロータリー
ジョイントであり、16は入口側の回転軸9の軸受けで
あり、17は出口側回転軸の軸受けであり、18は入口
側のグランドパッキング19を締め付けるためのグラン
ド押さえであり、19は入口側のグランドパッキングで
あり、20は出口側のグランドパッキングを締め付ける
ためのグランド押さえであり、21は出口側のグランド
パッキングであり、19のグランド部と同様に大気と内
部雰囲気がシールできる構造の軸封で有れば如何なる構
造でも良い。
Reference numeral 12 denotes a supply nozzle for supplying a heat medium into the rotation shaft, and reference numeral 13 denotes a discharge nozzle for discharging the heat medium from the rotation shaft. Reference numeral 14 denotes a rotary joint for cutting off the rotary shaft 9 and the inlet-side fixed portion.
Is a rotary joint for cutting off the rotating shaft 9 and the outlet side fixed portion, 16 is a bearing of the inlet side rotating shaft 9, 17 is a bearing of the outlet side rotating shaft, and 18 is a ground packing of the inlet side. 19 is a gland press for tightening 19, 19 is a gland packing on the entrance side, 20 is a gland press for tightening the gland packing on the exit side, 21 is a gland packing on the exit side, and 19 is a gland portion. Similarly to the above, any structure may be used as long as the shaft seal has a structure that can seal the atmosphere and the internal atmosphere.

【0018】22は加熱空気供給ノズルであり、ここか
ら供給される空気はカーボンブラックより出た水分や、
有害な副生成物を同伴して外部に排出するためのキャリ
アガスとなる。23は、加熱空気供給ノズル22より供
給した空気を排出するための排気ノズルである。24
は、回転軸9の外周部に固定された歯車であり、25は
電動機からの動力を伝達するためのチェーンであり、2
6は電動機側の歯車であり、27は可変減速機付電動機
であり、所定の回転数を決定することができる。29は
カーボンブラックの装置内仕込量を調節する調節板であ
る。
Reference numeral 22 denotes a heated air supply nozzle, and the air supplied from the nozzle is provided with water coming out of carbon black,
It becomes a carrier gas for discharging harmful by-products to the outside. Reference numeral 23 denotes an exhaust nozzle for discharging air supplied from the heated air supply nozzle 22. 24
Is a gear fixed to the outer peripheral portion of the rotating shaft 9, 25 is a chain for transmitting power from the electric motor, and 2 is a chain.
Reference numeral 6 denotes a motor-side gear, and 27 denotes a motor with a variable speed reducer, which can determine a predetermined rotation speed. Reference numeral 29 denotes an adjusting plate for adjusting the charged amount of carbon black in the apparatus.

【0019】同時に、ケーシング部もジャケット構造を
有しており、熱伝導によりカーボンブラックを所望の温
度まで加温できるようになっている。ここで用いる熱媒
体は蒸気、加熱オイル等カーボンブラックに熱を伝える
ことができるもので有れば如何なる熱媒体でもかまわな
い。酸化処理されたカーボンブラックから窒素含有化合
物等の副生成物を除去する際に発熱が生じるため、所望
の温度にカーボンブラックを維持するためには、除熱す
る必要がある。このためにはケーシング部のジャケット
を分割し、熱媒体の温度を分割ジャケット毎に制御する
ことができる。 分割ジャケットに部分的に冷媒を流し
て冷却をしても良い。冷媒は水、温水等カーボンブラッ
クの温度を下げることができるもので有れば如何なる媒
体でも良い。
At the same time, the casing also has a jacket structure so that carbon black can be heated to a desired temperature by heat conduction. The heat medium used here may be any heat medium as long as it can transfer heat to the carbon black, such as steam or heating oil. Since heat is generated when removing by-products such as nitrogen-containing compounds from the oxidized carbon black, it is necessary to remove heat in order to maintain the carbon black at a desired temperature. For this purpose, the jacket of the casing portion is divided, and the temperature of the heat medium can be controlled for each divided jacket. The cooling may be performed by partially flowing the refrigerant through the divided jacket. The refrigerant may be any medium, such as water or hot water, as long as it can lower the temperature of carbon black.

【0020】8はジャケット4c部の冷却媒体排出ノズ
ルである。9は中空軸構造の回転軸であり、10は9の
回転軸内を熱媒体が流れるための流路である。装置内の
カーボンブラックの温度制御は、ケーシングに熱電対挿
入ノズルを設け、流れ方向のカーボンブラック温度を検
知して分割ジャケットの加熱及び冷却媒体温度を調整す
ることにより、所望の温度に維持することが可能であ
る。
Reference numeral 8 denotes a cooling medium discharge nozzle in the jacket 4c. Reference numeral 9 denotes a rotating shaft having a hollow shaft structure, and reference numeral 10 denotes a flow path through which the heat medium flows in the rotating shaft. The temperature control of the carbon black in the apparatus is to maintain the desired temperature by providing a thermocouple insertion nozzle in the casing, detecting the carbon black temperature in the flow direction, and adjusting the heating and cooling medium temperature of the split jacket. Is possible.

【0021】カーボンブラックの装置内滞留時間の調整
は5のカーボンブラック供給ノズルからの供給量と29
の調節板の高さを変えることでも調整が可能である。投
入されたカーボンブラックは安息角見合いで流れ方向に
攪拌されながら排出される。
Adjustment of the residence time of carbon black in the apparatus is performed by adjusting the supply amount from the carbon black supply nozzle 5
Adjustment is also possible by changing the height of the adjustment plate. The charged carbon black is discharged while being stirred in the flow direction at a repose angle.

【0022】カーボンブラックに付着している副生成物
を除去するためには所望の温度条件下にカーボンブラッ
ク粉を保持する必要がある。この温度は、硝酸等での酸
化で副生した窒素含有化合物の除去の場合には100〜
180℃である。好ましくは120〜160℃、更に好
ましくは130〜150℃であれば、効率よく副生成物
を除去できる。以上説明した本発明の処理装置は、樹脂
ペレット、砂糖、澱粉等の粉体の乾燥に用いられる溝型
攪拌式乾燥機として市販されているものを用いることも
できる。
In order to remove by-products adhering to carbon black, it is necessary to keep the carbon black powder under desired temperature conditions. This temperature is 100 to 100 in the case of removing nitrogen-containing compounds by-produced by oxidation with nitric acid or the like.
180 ° C. When the temperature is preferably 120 to 160 ° C, more preferably 130 to 150 ° C, by-products can be efficiently removed. As the processing apparatus of the present invention described above, a commercially available groove-type stirring dryer used for drying powder such as resin pellets, sugar, and starch can also be used.

【0023】[0023]

【実施例】以下、実施例を用いて本発明を更に具体的に
説明する。 (実施例1)三菱化学(株)製「#47」を、以下の方
法で酸化処理した。70%の硝酸を空気中に気化させた
硝酸ガス濃度5.0体積%の混合ガスを100℃に予熱
し、10m/secの流速の気流としてガス温度を10
0℃に制御した配管内に流通させ、この気流中にカーボ
ンブラック100重量部に対して硝酸15.0重量部と
なる様、カーボンブラックを240g/ 分の割合で定量
供給しながらエジェクターで分散させ、カーボンブラッ
クの配管内での滞留時間を20秒間として酸化させた
後、カーボンブラックを同伴する気流を50℃まで冷却
し、捕集バッグで反応後のガスと酸化カーボンブラック
を分離した。得られた酸化カーボンブラック(NO2 量
20,000 ppm)を、図1及び2に概略を示す、ホソカワミ
クロン(株)製溝型攪拌式乾燥機「サーモプロセッサー
(25w-1.1 型)」内に導入し、酸化副生成物の除去を行
った。処理条件は、以下の通りである。 軸10の回転数 :30rpm カーボンブラックの温度 :120〜160℃ カーボンブラックの装置内での滞留時間:18分〜60分 カーボンブラック供給量 :16kg/hr
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. (Example 1) "# 47" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation was oxidized by the following method. A mixed gas having a nitric acid gas concentration of 5.0% by volume obtained by evaporating 70% nitric acid in air is preheated to 100 ° C., and a gas flow of 10 m / sec is set at a gas temperature of 10%.
It is circulated in a pipe controlled at 0 ° C., and is dispersed by an ejector while quantitatively supplying carbon black at a rate of 240 g / min such that nitric acid is 15.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of carbon black. After the carbon black was oxidized with the residence time in the pipe being 20 seconds, the gas flow accompanying the carbon black was cooled to 50 ° C., and the gas after the reaction and the oxidized carbon black were separated in the collection bag. Obtained oxidized carbon black (NO 2 amount
20,000 ppm) was introduced into a groove-type stirring dryer “thermoprocessor (25w-1.1 type)” manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd., as schematically shown in FIGS. 1 and 2, to remove oxidation by-products. The processing conditions are as follows. Number of rotations of the shaft 10: 30 rpm Temperature of carbon black: 120 to 160 ° C. Residence time of carbon black in the apparatus: 18 to 60 minutes Supply amount of carbon black: 16 kg / hr

【0024】上記の酸化カーボンブラックについて、排
出ノズル6から捕集した処理後の酸化カーボンブラック
のNO2 量を測定した。表−1に示すように、30分で
30PPM までNO2 を除去することができることを確認
できた。NO2 の測定方法はJISk- 0104”排ガ
ス中の窒素化合物の分析法”である亜鉛還元ナフチルエ
チレンジアミン法(NEDA法)を用いて測定した。
For the above oxidized carbon black, the NO 2 amount of the treated oxidized carbon black collected from the discharge nozzle 6 was measured. As shown in Table 1, it was confirmed that NO 2 could be removed up to 30 PPM in 30 minutes. The NO 2 was measured using a zinc-reduced naphthylethylenediamine method (NEDA method), which is JISk-0104 “A method for analyzing nitrogen compounds in exhaust gas”.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】[0026]

【発明の効果】従来用いられていたロータリーキルン等
では管内に加熱管が周方向に配置され、この管を固定す
る補強リブ等が必要となり伝熱面積はとれても装置内が
複雑となり、閉塞付着の問題が生じ易い構造であるが、
これに対して本発明の装置は内部の構造が簡単なため装
置内部で付着等が生じにくい。また、熱をカーボンブラ
ックに伝えるための伝熱面積が大きく取れるため、効率
よく加熱処理が行われる。また、従来用いられていたロ
ータリーキルンでは有効仕込み量が少ないため、装置自
体が大型化し製作コストも高価となる。これに対して本
発明の装置は有効仕込量が大きく取れるため、装置がコ
ンパクトで安価である。ロータリーキルンとは異なり、
本発明の装置における外部ジャケットは回転せず固定状
態にあるので、軸方向に分割して熱媒体の温度を各分割
部で調整することにより内部のカーボンブラックの温度
制御が容易になる。
According to the rotary kiln and the like conventionally used, a heating tube is arranged in a circumferential direction in the tube, and a reinforcing rib or the like for fixing the tube is required. Although the structure tends to cause the problem of
On the other hand, the device of the present invention has a simple internal structure, so that adhesion or the like hardly occurs inside the device. In addition, a large heat transfer area for transferring heat to the carbon black allows efficient heat treatment. In addition, in the conventional rotary kiln, since the effective charging amount is small, the apparatus itself becomes large and the manufacturing cost becomes high. On the other hand, the apparatus of the present invention has a large effective charging amount, so that the apparatus is compact and inexpensive. Unlike rotary kilns,
Since the outer jacket in the apparatus of the present invention is in a fixed state without rotating, the temperature of the internal carbon black can be easily controlled by adjusting the temperature of the heat medium in each of the divided portions in the axial direction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に好適に用いることのできる装置の一例
を示す図
FIG. 1 is a diagram showing an example of an apparatus that can be suitably used in the present invention.

【図2】本発明に好適に用いることのできる装置の一例
を示す図
FIG. 2 is a diagram showing an example of an apparatus that can be suitably used in the present invention.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 熱媒体を流通可能なジャケットと、外面
に攪拌翼を具備した可動な中空体とを有し、カーボンブ
ラックを攪拌しつつ加熱することの可能なカーボンブラ
ック処理装置。
1. A carbon black processing apparatus having a jacket through which a heat medium can flow, and a movable hollow body having stirring blades on its outer surface, and capable of heating carbon black while stirring it.
【請求項2】 外面に攪拌翼を具備した可動な中空体を
複数個有し、複数の中空体が中空の軸により連通され、
該軸の周りに回転することによりカーボンブラックを攪
拌することの可能な請求項1記載のカーボンブラック処
理装置。
2. A plurality of movable hollow bodies having a stirring blade on an outer surface, wherein the plurality of hollow bodies are communicated by a hollow shaft,
The carbon black processing apparatus according to claim 1, wherein the carbon black can be stirred by rotating about the axis.
【請求項3】 外面に攪拌翼を有し可動な中空体及び中
空の軸の中空部が互いに連通しており熱媒体を流通させ
る構造になっていることを特徴とする請求項1又は2記
載のカーボンブラック処理装置。
3. The structure according to claim 1, wherein a movable hollow body having a stirring blade on an outer surface thereof and a hollow portion of a hollow shaft communicate with each other so as to allow a heat medium to flow therethrough. Carbon black processing equipment.
【請求項4】 中空体が円盤状である請求項1〜3のい
ずれかに記載のカーボンブラック処理装置。
4. The carbon black processing apparatus according to claim 1, wherein the hollow body has a disk shape.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載のカーボ
ンブラック処理装置内でカーボンブラックを加熱するこ
とを特徴とするカーボンブラックの処理方法。
5. A method for treating carbon black, comprising heating the carbon black in the apparatus for treating carbon black according to claim 1. Description:
【請求項6】 カーボンブラックを硝酸又は窒素酸化物
で酸化し、さらに請求項1〜4のいずれかに記載のカー
ボンブラック処理装置内で加熱してカーボンブラックに
付着した窒素化合物を除去することを特徴とする酸化カ
ーボンブラックの製造方法。
6. A method of oxidizing carbon black with nitric acid or nitrogen oxides and heating the carbon black in the carbon black processing apparatus according to claim 1 to remove nitrogen compounds attached to carbon black. A method for producing oxidized carbon black.
【請求項7】 請求項1〜4のいずれかに記載のカーボ
ンブラック処理装置内での加熱を100〜180℃で行
うことを特徴とする請求項6記載の酸化カーボンブラッ
クの製造方法。
7. The method for producing oxidized carbon black according to claim 6, wherein the heating in the apparatus for treating carbon black according to claim 1 is performed at 100 to 180 ° C.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101465302B1 (en) * 2012-10-23 2014-12-01 금오공과대학교 산학협력단 Hollow carbon black and preparation method thereof

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