一種常壓中溫低耗再生廢橡膠的裝置及方法

2023-04-23 12:13:41 1

專利名稱：一種常壓中溫低耗再生廢橡膠的裝置及方法
技術領域：
:本發明涉及一種廢舊橡膠脫硫再生的新裝置及方法，尤其涉及一種常壓中溫低耗再生廢橡膠的裝置及方法，屬於廢舊橡膠循環再利用領域。
背景技術：
我國是世界最大的橡膠消耗國，同時又是世界最大的廢橡膠產生國，2011年，我國產生2.5億條廢舊輪胎，重量約為900萬噸，廢舊橡膠的綜合利用是橡膠工業循環經濟的核心，脫硫再生廢橡膠是目前我國廢橡膠循環再利用的最主要方式，我國2010年再生膠產量達到300萬噸左右，這對於降低我國橡膠資源對外依存度，節約石化資源，保護環境具有重
要意義。 再生膠行業經過多年的發展與技術創新，形成了以「高溫高壓動態脫硫」為主的脫硫再生工藝，與此同時，「螺旋常壓高溫連續脫硫」再生工藝也逐漸應用於市場。其中高溫高壓動態脫硫法是將廢膠粉，再生劑和水一起加入脫硫罐中，工作壓力2.2MPa左右，工作溫度220°C左右，脫硫時間3小時左右後，洩壓取料得脫硫膠粉，然後經精煉機壓片得到再生膠，得到的再生膠呈現出較優異的力學性能，應用廣泛。但是利用此方法再生劑向廢橡膠的滲透是在高溫高壓較長時間內完成，容易導致膠粉粘壁，需定期清理；而且能耗高，存在嚴重的安全隱患；水的使用不可避免的導致水的二次汙染；此外，整個生產過程的不連續以及洩壓取料和精煉過程時嚴重的煙氣汙染都限制了高溫高壓動態脫硫的發展。螺旋常壓高溫連續脫硫(CN 201670818U: 一種再生膠常壓高溫連續脫硫機)是通過噴淋裝置使再生劑和廢膠粉混合均勻後，進入脫硫機內的螺旋輸送裝置，實現廢橡膠的脫硫再生過程，脫硫溫度最高達320°C，反應時間在15 20min之間。從再生膠的物理性能來看，脫硫機要相對差。這一方面是由於螺杆機的螺旋結構無法壓實物料，過多氧氣的存在導致橡膠主鏈降解嚴重；另一方面是過高的反應溫度促使在脫硫過程中橡膠主鏈的歧化反應加劇，進一步降低了再生膠的質量。雖然此方法省去了水的使用，解決了環境汙染問題，但是該方法所用設備製造成本高，能耗高，產量低。此外，由於使用噴淋裝置及高溫導致的膠粉粘壁問題，致使產品質量不穩定。CN 201020142864.3公布了一種環保復原橡膠的生產裝置，對現有橡膠塑化工藝進行了一定的改進，使廢舊橡膠與活化劑和環保油預先混合後，再進入塑化裝置脫硫再生，冷卻後得到塑化膠粉。這在一定程度上解決了產品質量穩定性的問題，但是設備成本高、能耗高、生產效率低的問題仍未解決。

發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的不足，通過提供一種再生廢橡膠的裝置及方法，以實現廢橡膠的環保節能高效再生。一種常壓中溫低耗再生廢橡膠的裝置，其特徵在於:該裝置由兩部分組成，第一部分是加熱反應釜，包括罐體1、攪拌槳2、加熱器3、溫度傳感器4、槳葉驅動電機5、第一物料進口 6、第一物料出口 7 ;罐體I上設有溫度傳感器4、第一物料進口 6和第一物料出口 7 ;罐體I設有槳葉驅動電機5驅動的攪拌槳2 ;罐體I外設有加熱器3 ；第二部分是冷卻器，包括筒體8、螺旋9、冷卻流道10、螺旋驅動電機11、第二物料進口 12、第二物料出口 13，筒體8上設有第二物料進口 12和第二物料出口 13 ;筒體8內設有螺旋驅動電機11驅動的螺旋9 ;筒體8外設有冷卻流道10 ;通過連接閥門14將加熱反應釜的第一物料出口 7與冷卻器的第二物料進口 12連接起來。進行常壓中溫低耗再生廢橡膠的方法，其特徵在於:將廢橡膠、軟化劑和活化劑一起加入到加熱反應釜的罐體I中，其中廢橡膠與軟化劑、活化劑的質量比為100:5 25:
0.1 3 ;關閉第一物料進口 6，啟動槳葉驅動電機5，通過溫度傳感器4測得罐內溫度升溫至160 250°C，反應15 40min後，打開連接閥門14，使罐體內的物料由第一物料出口 7在2min內進入冷卻器筒體8，與此同時啟動螺旋驅動電機11，並使冷卻流道10內通入冷卻介質，螺旋輸送物料8 15min使其溫度冷卻至80°C以下後，即可從第二物料出口 13取料，從而完成一個廢橡膠再生過程；此外，在加熱反應釜內的物料進入冷卻器後，關閉連接閥門14，打開加熱反應釜罐體第一物料進口 6，重新繼續加料，重複進行下一個再生過程。更進一步，所用的加熱器是電加熱或導熱油加熱。 所用冷卻器是單層或多層的串聯組合。所用廢橡膠以輪胎胎面或胎體廢膠粉、邊角餘料、廢膠鞋、廢乙丙橡膠、廢矽橡膠、丁基橡膠、廢丁腈橡膠中的一種為宜。所用軟化劑最好是煤焦油、松焦油、妥爾油、環烷油、雙戊烯、石蠟油、油酸、松香的一種或幾者的混合物；所用活化劑最好是芳烴二硫化物、多烷基苯酚硫化物、苯基硫醇、胺基化合物的一種或幾者的混合 物。本發明提供的一種常壓中溫低耗再生反應裝置，實現對廢橡膠的環保節能高效再生，與現有技術相比有以下優點:I)設備製造成本及維修費用低:本發明所用裝置為常壓反應容器，無需傳統的特殊耐高壓材質，大大降低了材料成本；本發明的方法在中溫較短時間內完成，有效地避免了高溫高壓動態脫硫和螺旋高溫常壓脫硫出現的膠粉粘壁「結渣」現象，大大減少了清理次數，不僅提高了產品質量穩定性，而且保證了生產效率。2)整個再生過程在常壓環境下進行，保證了生產的安全性。3)脫硫再生過程環保無汙染:一方面無需水的使用，避免了傳統脫硫再生方法造成的二次水汙染；另一方面，整個再生過程，從加熱反應到後期降溫冷卻均在密閉連續的裝置內完成，無揮發氣體的排出，保護環境。4)能耗低:本發明所用的槳葉驅動電機和螺旋驅動電機所需功率均較小，生產過程能耗低。5)效率高:本發明再生廢橡膠的方法再生時間短，而且在物料由加熱反應釜進入冷卻器後，即可繼續加料，從而能夠實現一種間歇式的連續性操作，大大提高了生產效率。按加熱再生時間30min，每次加料500kg，產量可達I噸/小時。此外，利用本發明再生廢橡膠的裝置及方法，工藝流程簡單，投資少，見效快，所得再生產品質量穩定，性能優異，達到甚至超過了國家再生膠標準(GB/T 13460-2008),具有廣泛的工業化前景。


附圖1 一種常壓中溫低耗再生廢橡膠的裝置結構示意圖。圖中，I罐體，2攪拌槳，3加熱器，4溫度傳感器，5槳葉驅動電機，6第一物料進口，7第一物料出口，8筒體，9螺旋，10冷卻流道，11螺旋驅動電機，12第二物料進口，13第二物料出口，14連接閥門。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明做進一步的描述:實施例1:將18目輪胎胎面廢膠粉100份、松焦油10份和2，2』- 二硫化(6_叔丁基對苯酹)0.1份一起加入到加熱反應爸罐體I (罐體直徑=IOOcm,長徑比=6:1)中，關閉第一物料進口 6，啟動槳葉驅動電機5使其帶動攪拌槳2攪拌物料，通過電加熱3加熱罐體使物料升溫，由溫度傳感器4測得罐內溫度升至200°C，繼續反應20min後，打開連接閥門14，使罐體內的物料由第一物料出口 7在2min內進入兩層串聯的冷卻器筒體8，與此同時啟動螺旋驅動電機11，並使冷卻流道10內通入冷卻介質，螺旋輸送物料IOmin使其溫度冷卻至60°C，即可從第二物料出口 13取料，從而完成一個廢橡膠再生過程；此外，在加熱反應釜內的物料進入冷卻器後，關閉連接閥門14，打開加熱反應釜罐體第一物料進口 6，按上述配方重新繼續加料，進行下一個再生過程。以再生I噸廢膠粉計，利用本發明的裝置及方法所需時間及能耗與傳統再生方法的對比見表I。表1.不同再生方法脫硫I噸廢膠粉所需時間及能耗對比
權利要求
1.一種常壓中溫低耗再生廢橡膠的裝置，其特徵在於:該裝置由兩部分組成，第一部分是加熱反應釜，包括罐體(I)、攪拌槳(2)、加熱器(3)、溫度傳感器(4)、槳葉驅動電機(5)、第一物料進口(6)、第一物料出口(7);罐體(I)上設有溫度傳感器(4)、第一物料進口(6 )和第一物料出口( 7 );罐體(I)設有槳葉驅動電機(5 )驅動的攪拌槳(2 );罐體(I)外設有加熱器(3)； 第二部分是冷卻器，包括筒體(8)、螺旋(9)、冷卻流道(10)、螺旋驅動電機(11)、第二物料進口(12)、第二物料出口(13)，筒體(8)上設有第二物料進口(12)和第二物料出口(13);筒體(8)內設有螺旋驅動電機(11)驅動的螺旋(9);筒體(8)外設有冷卻流道(10)；通過連接閥門(14)將加熱反應釜的第一物料出口(7)與冷卻器的第二物料進口(12)連接起來。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於所用的加熱器(3)是電加熱或導熱油加熱。
3.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於所用冷卻器是單層或多層的串聯組合。
4.應用如權利要求1所述的裝置進行常壓中溫低耗再生廢橡膠的方法，其特徵在於:將廢橡膠、軟化劑和活化劑一起加入到加熱反應釜的罐體(I)中，其中廢橡膠與軟化劑、活化劑的質量比為100: (5 25 ): (0.1 3 );關閉第一物料進口( 6 )，啟動槳葉驅動電機(5 )，通過溫度傳感器(4)測得罐內溫度升溫至160 250°C，反應15 40min後，打開連接閥門(14),使罐體內的物料由第一物料出口(7)在2min內進入冷卻器筒體(8)，與此同時啟動螺旋驅動電機(11)，並使冷卻流道(10)內通入冷卻介質，螺旋輸送物料8 15min使其溫度冷卻至80°C以下後，即可從第二物料出口(13)取料，從而完成一個廢橡膠再生過程；此外，在加熱反應釜內的物料進入冷卻器後，關閉連接閥門(14)，打開加熱反應釜罐體第一物料進口( 6 )，重新繼續加料，重複進行下一個再生過程。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於所用廢橡膠為輪胎胎面或胎體廢膠粉、邊角餘料、廢膠鞋、廢乙丙橡膠、廢矽橡膠、丁基橡膠、廢丁腈橡膠中的一種。
6.如權利要 求4所述的方法，其特徵在於所用軟化劑是煤焦油、松焦油、妥爾油、環烷油、雙戊烯、石蠟油、油酸、松香的一種或幾者的混合物；所用活化劑是芳烴二硫化物、多烷基苯酚硫化物、苯基硫醇、胺基化合物的一種或幾者的混合物。
全文摘要
一種常壓中溫低耗再生廢橡膠的裝置及方法，屬於廢舊橡膠再利用領域。該裝置是由兩部分組成第一部分是加熱反應釜，包括罐體、攪拌槳、加熱器、溫度傳感器、槳葉驅動電機、第一物料進口、第一物料出口；第二部分是冷卻器，包括筒體、螺旋、冷卻流道、螺旋驅動電機、第二物料進口、第二物料出口，並通過一個連接閥門將加熱反應釜的物料出口與冷卻器的物料入口連接起來。利用此裝置的再生工藝流程是將計量好的廢橡膠、軟化劑、活化劑一起加入加熱反應釜，在160～250℃下反應15～40min後，打開連接閥門進入冷卻器，螺旋輸送8～15min使物料冷卻至80℃以下即可。本發明設備製造成本低，生產過程環保節能，有效解決了再生過程中的膠粉粘壁問題，產品質量穩定。
文檔編號C08J11/18GK103205016SQ201310128999
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月14日 優先權日2013年4月14日
發明者張立群, 史金煒, 任冬雲, 王士軍, 費德立, 李光曙 申請人:江蘇強維橡塑科技有限公司, 北京化工大學