干燥烘干機(jī)是炭黑生產(chǎn)的重要工藝設(shè)備，其主要功能是將濕法造粒粒子中約50%的造粒水干燥除去。近年來，為滿足用戶對(duì)一些特殊物化指標(biāo)的要求，運(yùn)用干燥烘干機(jī)干燥工藝對(duì)炭黑進(jìn)行一些特殊處理，來改變炭黑的300%定伸、焦燒、pH值及甲苯透光率等物化指標(biāo)，取得了較為顯著的效果。國外有些炭黑生產(chǎn)廠家稱之為“后處理一，作為炭黑在反應(yīng)爐內(nèi)形成的重要性能的改進(jìn)和補(bǔ)充，富通新能源生產(chǎn)銷售木屑顆粒機(jī)、木屑?xì)饬魇胶娓蓹C(jī)等生物質(zhì)成型烘干機(jī)機(jī)械設(shè)備。
1、后處理的原理
    炭黑在有氧的環(huán)境下加熱，表面會(huì)發(fā)生一些復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，表面復(fù)合物增加，炭黑和橡膠結(jié)合時(shí)表現(xiàn)出不同的物理性能。
    干燥烘干機(jī)干燥過程中不僅溫度較高（通常180～300℃），而且可有氧存在，并且在設(shè)計(jì)和操作時(shí)可調(diào)節(jié)停留時(shí)間。因此我們把干燥烘干機(jī)上述三個(gè)因素稱“后處理三要素刀，即：①干燥溫度，這包括炭黑粒子的溫度和抽出氣體溫度；②停留時(shí)間，指炭黑從制粒機(jī)進(jìn)入干燥轉(zhuǎn)鼓至出口的時(shí)間；③干燥烘干機(jī)內(nèi)氣體的氧化氣體——氧，主要指干燥烘干機(jī)內(nèi)和炭黑接觸氣體含氧的多少，通常有直接干燥，即尾氣熱煙氣直接和炭黑接觸，這可通過調(diào)節(jié)空氣和尾氣的比值來調(diào)整燃燒過剩的氧氣對(duì)炭黑進(jìn)行后處理；另一種是間接加熱，通過抽氣使一些空氣進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，達(dá)到氧化的目的。
2、后處理指標(biāo)的分項(xiàng)調(diào)整方法
2.1  300%定伸
    300%定伸是炭黑客戶最重視的一個(gè)指標(biāo)，主要是在反應(yīng)爐內(nèi)調(diào)整完成。但國內(nèi)因原料的原因，有些品種300%定伸偏高，通過后處理來達(dá)到降低300%定伸的目的。
    C.J,Hart（美國菲利浦）等人在1980年做的試驗(yàn)清楚的表明了干燥對(duì)300%定神的影響。
    干燥時(shí)提高干燥溫度可降低定伸，但須注意，干燥溫度過高會(huì)破壞造粒添加劑的作用，使粒子有較多的破碎，不宜于高于280℃，正常應(yīng)控制在190～250℃。
    停留時(shí)間的調(diào)整。國內(nèi)引進(jìn)大陸碳的干燥烘干機(jī)，因?yàn)橥Ａ舭踩�的考慮時(shí)間很短。本人在某廠的干燥烘干機(jī)設(shè)計(jì)中，取相同的外部尺寸，但增加了可調(diào)整擋板的高度(100～300mm)，使干燥停留時(shí)間增加至最少70分鐘，炭黑在干燥轉(zhuǎn)鼓內(nèi)形成100mm以上的“床”。由于該廠在北方，水質(zhì)偏堿性，而且較硬，定伸時(shí)有偏高，改進(jìn)后效果明顯，
    氧化性的調(diào)整。對(duì)直接干燥式的干燥烘干機(jī)來說，最直接的方法是在尾氣流量一定時(shí)加大空氣流量，使燃燒系數(shù)高達(dá)1.1～1.35。過剩的氧在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)氧化炭黑達(dá)到后處理的目的。
    后處理核心是定伸指標(biāo)，其它只是關(guān)聯(lián)指標(biāo)，據(jù)本人在數(shù)條生產(chǎn)線上的經(jīng)驗(yàn)，300%定伸通過后處理其點(diǎn)值可在0.8MPa調(diào)整。在此強(qiáng)調(diào)的是300%定伸主要是在反應(yīng)爐工藝中調(diào)整，后處理只能作為輔助工藝方法。
2.2焦燒
    焦燒是指炭黑在橡膠中過早硫化，而氧化是延遲硫化最有效的方法。上述降低300%定伸的方法就是防止焦燒的方法。目前國內(nèi)干法造粒炭黑發(fā)生焦燒的比濕法造粒的炭黑多得多，其中一個(gè)很重要的原因就是濕法造粒炭黑被輕微氧化。
2.3 pH值
    眾所周知，氧化后的炭黑的pH值降低，值得注意的是，有些炭黑客戶對(duì)pH值有明確的要求。某廠因當(dāng)?shù)厮�的偏酸性pH<6.2，產(chǎn)品的pH值一般小于6.5。為滿足客戶對(duì)pH值的較高要求，他們不得不在造粒水中加入少量的NaOH來調(diào)整pH值。而此時(shí)較低的干燥溫度，較短的停留時(shí)間，惰性氣氛，有利于pH值保持較高的數(shù)值。
2.4伸長率
    以前有報(bào)道，后處理對(duì)伸長率有一定的影響，但本人在實(shí)踐中沒有發(fā)現(xiàn)足夠的證據(jù)。本人曾就伸長率存在問題較多的N660，對(duì)三個(gè)生產(chǎn)廠家超過100個(gè)原廠分析報(bào)告進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)唯一關(guān)聯(lián)的325#篩余物。天津海豚和江西黑貓都成批生產(chǎn)過小于60PPM篩余物的N550和N660，這是很高的工藝水平。在篩余物小于150PPM時(shí)，伸長率很少出問題。
2.5甲苯透光率
    濕法炭黑的干燥階段是甲苯透光率提高的一個(gè)非常重要的階段。一般來說，反應(yīng)爐出來的粉狀炭黑的甲苯透光率僅為40～60%．而經(jīng)過干燥后的成品炭黑，甲苯透光率便達(dá)到80%以上。干法炭黑比濕法炭黑的甲苯透光率低得多，便是因?yàn)楦煞ㄌ亢谌鄙偬亢诟稍镞@一階段。如果炭黑在干燥烘干機(jī)進(jìn)行后處理，在200℃以上的溫度、含氧的環(huán)境及為微負(fù)壓的環(huán)境條件下，大大強(qiáng)化了炭黑上的油膜汽化、氧化的過程，使甲苯透光率進(jìn)一步提高。
3、結(jié)語
    干燥烘干機(jī)中炭黑后處理法方在國內(nèi)剛開始被接受，各廠家的設(shè)備工藝及實(shí)際操作中取得的數(shù)據(jù)不盡相同。但作為補(bǔ)充的質(zhì)量控制手段，相信會(huì)對(duì)炭黑技術(shù)人員有所幫助。