Spôsoby výroby sadzí

Existujú tri hlavné typy: metóda pece, metóda nádrže a metóda tepelného krakovania.
Metóda pece
Sadze vznikajú zo zemného plynu alebo vysoko aromatického oleja nedokonalým spaľovaním alebo pyrolýzou v reaktore. Tento typ sadzí sa nazýva retortové sadze. Je to typ s najväčšou produkciou a najväčším počtom odrôd spomedzi sadzí. Významný rozdiel medzi retortovou čerňou, kanálovou čerňou a tepelnou čerňou je v tom, že stupeň spekania alebo aglomerácie ich častíc možno nastaviť podľa rôznych použití. Preto sa retortové sadze v rovnakom rozsahu veľkosti častíc delia na niekoľko derivátov s rôznou štruktúrou. Okrem toho je obsah kyslíka v retortových sadzi zvyčajne nižší ako v kanálovej sadzi (menej ako 1 %) a povrch je neutrálny alebo slabo alkalický. Charakteristickým znakom výroby retortových sadzí je, že palivo sa spaľuje v reaktore, aby poskytlo teplo potrebné na krakovanie surovín. Procesy spaľovania a krakovania prebiehajú súčasne. Podľa rôznych foriem používaných surovín možno výrobu sadzí rozdeliť do dvoch typov: metóda plynových pecí a metóda olejových pecí. Suroviny a palivo používané pri metóde plynovej pece sú zemný plyn. Palivom pri metóde olejovej pece môže byť zemný plyn, koksárenský plyn alebo kvapalné uhľovodíky a surovinami sú vysoko aromatické oleje, ako je etylénový decht a antracénový olej. V procese výroby retortových sadzí (pozri obrázok) je jadrom zariadenia reakčná pec. Výroba rôznych typov retortových sadzí vyžaduje použitie reaktorov s rôznymi konštrukčnými veľkosťami. V reaktore sa spaľuje vzduch a palivo a suroviny sa rozprašujú a rozprašujú do spaľovacieho plameňa, kde sa pyrolyzujú pri vysokej teplote za vzniku sadzí. Sadze sú suspendované v spaľovacom plyne za vzniku dymu. Po rýchlom ochladení sa spaliny posielajú do predhrievača vzduchu a predhrievača oleja na ďalšie ochladenie a nakoniec sa posielajú do vrecového filtra. Oddelené sadze sa posielajú do granulátora na granuláciu a potom sa sušia v sušičke.
Slotová metóda
Sadze sa vyrábajú s použitím zemného plynu ako hlavnej suroviny a kanálovej ocele ako povrchu kontaktu s plameňom. Tento typ sadzí sa nazýva kanálová čerň. V porovnaní s retortovou a tepelnou čerňou sú jej častice jemnejšie a ich špecifický povrch je väčší. Zároveň je vďaka špecifickému spôsobu výroby jeho povrch oxidovaný a obsahuje viac funkčných skupín obsahujúcich kyslík a je kyslý. Tento typ častíc sadzí má nízky stupeň aglomerácie. Pretože obsahuje viac funkčných skupín obsahujúcich kyslík, môže oddialiť rýchlosť vulkanizácie gumy, zlepšiť odolnosť polyolefínu voči poveternostným vplyvom a poskytnúť atramentu dobrú tekutosť a tlačový výkon.
Tepelné praskanie
Pri použití zemného plynu, koksárenského plynu alebo ťažkých kvapalných uhľovodíkov ako surovín sa sadze vyrábajú vysokoteplotnou pyrolýzou v neprítomnosti kyslíka a plameňa, čo sa nazýva tepelná čerň. Medzi odrodami sadzí má najnižší špecifický povrch. V podstate existuje ako jedna sférická častica a nespeká sa ani sa nespája do agregátov. Obsah povrchového kyslíka je tiež veľmi malý (0,1 % až 0,3 %). Existujú tri hlavné druhy tepelnej čiernej: stredne tepelne čierna, neznečisťujúca stredne tepelne čierna a jemná termálna čierna. Špecifický povrch adsorpcie dusíka strednej termálnej čiernej je 6~10 m2/g a jemnej tepelnej čiernej 10~15 m2g.
Konverzia oxidu uhličitého
Technológia vyvinutá Institute of Thermal Process Engineering v Karlsruhe Institute of Technology (KIT) extrahuje oxid uhličitý priamo z atmosféry a premieňa ho na sadze.