（1）反应炉和反应工艺不断改进
炭黑反应炉是
油炉法炭黑生产装置的核心部位，改进炭黑反应炉型结构和反应工艺是改变产品性能和
提高产量和原料油收率的主要措施：①提高单炉生产能力，减少单位生产能力的装置建设投资和运转
时的动力消耗和其他费用，从而降低炭黑生产成本，目前单炉产能已经达到4万-5万吨/年。②提高火
焰温度，可以加快炭黑核心的生成，提高产品质量和收率，由于受到耐火材料的限制，目前温度一般
为1900℃，最高为2100℃。③在油
炉法炭黑生产装置中，采用富氧空气或纯氧取代过程空气，可以显
着减少烟气和尾气的生成量，提高装置的生产能力，减少急冷水用量，提高尾气热值。现在油炉法炭
黑生产装置中使用含氧量为27%的富氧空气，已有报道。④改进原料油雾化工艺，采用多点喷油、不
规则喷油、添加各种添加剂或活化剂等手段，改进产品性能和提高收率。⑤采用金属水夹套喉管，以
解决在高温、高速焰气冲刷下喉管容易变形的问题。
（2）节能技术
除了改进反应炉型结构和反应工艺可节能外，
炭黑生产过程中的节能主要表现在要充分利用烟气的物
理和化学热。生产实践表明，采用空气预热可以降低反应炉燃料消耗、减少二次急冷水用量及尾气量
、提高尾气热值。空气预热温度每提高100℃，可以降低总能耗的1.95%，因此提高空气预热温度是炭
黑生产节能的一项重要措施。但是空气预热温度越高，对空气预热器的结构、材料以及生产操作和控
制的要求也越高，造价也越高。目前国外正在推广应用800℃级空气预热器，900℃级空气预热器已开
始投入工业化运转，1000℃级空气预热器正在酝酿设计和制造阶段。采用900℃空气预热器与采用800
℃空气预热器对比，可节约燃料8.48%，增加产量5.60%。另外，在空气预热器之前采用急冷锅炉取代
全部或部分急冷水，使高温烟气降低到950~C，可以显着减少急冷水用量和尾气量，从而进一步降低
能耗，提高生产能力。目前印度正在进行新型急冷锅炉工业化试验。为了进一步节能，正在开发或酝
酿的新技术有：将燃料气预热到500-600℃；将尾气通过水洗塔，使温度降低到40℃，脱除尾气中的大
部分水蒸气，提高尾气热值，从而可以利用热效率高的燃气轮机发电，还可以脱除尾气中的硫和发黑
粉尘，收到节能和环保双重效果。
（3）环保、安全和卫生领域进展
环保、安全和卫生领域的进展主要表现在：①采用聚四氟乙烯覆膜滤袋。该滤袋在过滤时可防止炭黑
微粒进入滤材孔隙内部，从而降低过滤阻力，增加气流流量。由于覆膜表面微孔较多，且较光滑，因
此不仅过滤效率高．而且在清灰时更容易除去炭黑尘粒。②"选择性粘结"覆膜滤袋的开发。这种覆膜
结构由于薄膜没有完全同背衬材料相粘结，具有良好的初始渗透性和滤饼释放性，可以显着提高过滤
效率。③使用含有催化剂的覆膜滤袋在背衬材料针刺毡中添加能够在160-260℃下破坏废气中二恶英/
呋喃的催化剂，从而使废气排放进一步满足环保要求。④炭黑加压成型。日本三菱化学公司用液压机
将粉状炭黑压成大块或每块重量在5g以上的集合体，然后再用真空法进行塑料包装，使用时可将整包
炭黑投入研磨机。这种包装方法既可以消除在运输和使用时可能产生的污染，又可以防止炭黑吸附空
气中的水蒸气，影响炭黑在油漆和油墨中的性能。
（4）等离子体法生产炭黑技术
以等离子体发生器产生的高温取代炉法炭黑以燃料油(或燃料气)和空气混合燃烧产生的高温来裂解原
料油(或天然气)以生产炭黑，具有如下优点：原料油(或气)的收率高，而且不限于芳烃含量高的原料
油，可以缓解原料油短缺问题；副产的氢气可以用做化工原料或作为清洁汽车燃料；不产生和排放C0
、C02、S02、NOx等有害废气，有利于环境保护；裂解反应产生的含
炭黑尾气量少，可以减少炭黑收
集系统的投资和运转费用；等离子体的温度较高，范围较宽，有利于炭黑品种的多样化。但是从等离
子体法生产炭黑的试验情况来看，也存在一些问题，如等离子体发生器耗用电能较多，等离子气体往
往要使用价格较高的气体如氮气；发生等离子体的电极可能损耗，反应器内部会产生积炭，使反应过
程难以连续稳定运行；反应器内温度分布较难控制，导致产品质量不稳定，而且往往会因温度过高使
产品中混有石墨化的炭，或因温度过低使炭黑表面附有未裂解完全的烃类。多数实验所得产品比表面
积偏低、表面孔隙度低，与常规
橡胶用炭黑品种差距较大，其导电性能又不如乙炔炭黑和重油造气副
产炭黑。在法国政府的资助下，1993年以来，法国矿业学院和几个企业联合进行等离子体法生产炭黑
的中间试验，最近的报道表明，在反应器结构和反应工艺两个方面都取得了新的进展。科研人员采用
甲烷、乙烯、萘、乙烯焦油和菜籽油等不同原料，制出了比表面积为52-90m2/g、DBP为90-205ml/100g
的炭黑，其橡胶物理机械性能已经接近常规
橡胶用炭黑，并与这些炭黑各自的比表面积和结构相一致。
（5）采用γ-射线处理炭黑
法国的卡泰尔多用γ射线照射石墨、炭黑和白炭黑等填料后发现，在填充这些经过γ-射线处理过的填
料的胶料中，结合胶的含量明显增加，其中石墨增加了67%，白炭黑增加了20%，N660炭黑增加了45%
，N375炭黑增加了40%，N234炭黑增加了20%。喇曼光谱的测试表明，在石墨表面出现了类似富勒烯
的峰值，其原因是γ射线的照射导致了石墨表面产生一些缺陷或者"引入了缺陷"，从而使表面活性点
增加。N234炭黑原有的表面积活性点较多，因此结合胶的含量增加较少，但是填充照射过的
N234炭黑
的丁苯橡胶的胶料性能有明显改善（如模量提高20%），因此，使用γ射线处理炭黑，很有可能成为
一种提高炭黑性能的实用技术。
