專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種利用液化天然氣冷能液相粉碎橡膠的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于冷卻或冷凍
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種利用液化天然氣冷能液相粉碎橡膠的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
：隨著我國(guó)液化天然氣(LNG)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，LNG冷能的應(yīng)用成為了LNG產(chǎn)業(yè)節(jié)能降耗的戰(zhàn)略任務(wù)之一。LNG常壓下是-162'C的低溫液體。LNG生產(chǎn)的動(dòng)力消耗約為850kWh/t，在接收終端1.0tLNG汽化大約可釋放出230240kWh的冷量。因此，以L(fǎng)NG的冷能為冷源的橡膠粉碎工藝成為了LNG冷能的利用方式之一。橡膠粉碎制取膠粉的方法主要有常溫粉碎、低溫粉碎和濕法粉碎等。精細(xì)膠粉多采用低溫粉碎方法制得。低溫粉碎(又名冷凍粉碎)的工作原理是切碎的廢舊輪胎料塊從料斗進(jìn)入預(yù)冷箱，利用液氮或其它冷凍劑，將溫度制冷到-70-100'C，碎膠塊在此溫度下脆化后，進(jìn)入盤(pán)式粉碎機(jī)粉碎，進(jìn)行二次冷凍，然后再研磨，便可形成精細(xì)膠粉。但是采用液氮噴淋的方法生產(chǎn)精細(xì)膠粉其能耗較高，生產(chǎn)過(guò)程存在粉塵污染，自動(dòng)化程度不高，限制了其在工業(yè)上的應(yīng)用。美國(guó)專(zhuān)利US3818976公開(kāi)了一種氣體雙循環(huán)制冷的膠粉制造工藝，該工藝第一循環(huán)制冷，第二循環(huán)經(jīng)熱交換從第一循環(huán)中獲得冷量，同時(shí)將膠粒預(yù)冷、冷凍、粉碎。該工藝相對(duì)與液氮噴淋工藝具有一定的進(jìn)步，但其能耗依然較高。CN1141418A報(bào)導(dǎo)了一種制取精細(xì)膠粉的空氣循環(huán)冷凍工藝和裝置，由空氣壓縮機(jī)輸出的壓縮空氣，與尾氣及已粉碎好的膠粉換熱后，膨脹制冷。冷空氣在封閉系統(tǒng)內(nèi)對(duì)原料膠粒冷凍后進(jìn)行粉碎，獲得精細(xì)膠粉。換熱后的尾氣對(duì)原料膠粒進(jìn)行干燥。干燥膠粒和回溫后的膠粉不會(huì)結(jié)成團(tuán)。該工藝對(duì)空氣壓縮制冷過(guò)程中的熱量進(jìn)行了綜合利用，但由于其采用空氣壓縮制冷，其能耗較高；同時(shí)，該工藝在膠粉的生產(chǎn)過(guò)程中存在一定的粉塵污染，其工藝的自動(dòng)化程度不高。CN1332190A公開(kāi)了一種制備超細(xì)膠粉的方法及制備超細(xì)膠粉的溶脹劑與二次浸泡液，通過(guò)調(diào)整研磨工藝參數(shù)，可以得到精細(xì)膠粉((60-200目)和超細(xì)膠粉(200目以上)。其生產(chǎn)過(guò)程如下溶劑調(diào)配斗—一次浸泡—去除游離溶劑—二次浸泡—濕法研磨—二次去除游離溶劑—溶劑回收—膠粉篩分、干燥—膠粉檢驗(yàn)。該工藝采用濕法粉碎橡膠，在粉碎過(guò)程中粉塵污染較低，但其生產(chǎn)效率不高，同時(shí)在膠粉生產(chǎn)過(guò)程中加入了不同溶脹劑和二次浸泡液，對(duì)膠粉的性質(zhì)造成了一定的影響。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種利用液化天然氣冷能液相粉碎橡膠的方法及其裝置，本發(fā)明方法比現(xiàn)有技術(shù)節(jié)省能量，盡可能的對(duì)過(guò)程中的部分冷量進(jìn)行綜合利用。本發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法包括2個(gè)循環(huán)LNG供冷冷媒循環(huán)和助粉媒循環(huán)。LNG供冷冷媒循環(huán)工藝過(guò)程如下常壓，-162°。1^0與冷媒(冷媒為丙烷、丁烷或NH3中的一種或幾種)換冷，冷媒冷卻至一120一100，冷媒供給粉碎設(shè)備在粉碎過(guò)程中所需的冷量，之后與經(jīng)第一次換冷的超細(xì)膠粉和助粉媒的混合物二次換冷后，完成冷媒循環(huán)；助粉媒工藝循環(huán)過(guò)程如下粗膠粉與常溫助粉媒(丙垸，丁垸，氟氯昂，C02或NH3中的一種或幾種組成的混合物)混合成進(jìn)料，進(jìn)料中粗膠粉的固含量為1%5%重量，進(jìn)料混合物與經(jīng)膠體磨粉碎的超細(xì)膠粉和助粉媒的混合物第一次換冷，預(yù)冷至-60'C-4(TC，再與冷媒第二次換冷，冷卻至-100°C-80°C,進(jìn)入膠體磨，經(jīng)粉碎后，超細(xì)膠粉和助粉媒的混合物與進(jìn)料混合物換熱后經(jīng)過(guò)分離工段，制得超細(xì)細(xì)膠粉，同時(shí)分離所得的助粉媒泵入常溫冷媒儲(chǔ)罐，循環(huán)使用。一種利用液化天然氣冷能液相粉碎橡膠的方法，(1)以L(fǎng)NG的冷能為冷源，與常溫冷媒換熱，將常溫冷媒的溫度降至一120一100°C，低溫冷媒進(jìn)入常壓低溫冷媒儲(chǔ)罐11存儲(chǔ)；粉碎設(shè)備工作時(shí)，冷媒進(jìn)入粉碎設(shè)備的夾套中，提供粉碎過(guò)程中所需的冷量；(2)粗膠粉與常溫液相助粉媒在混合器1中混合成進(jìn)料，進(jìn)入第一低溫兩相套管換熱器2,先與粉碎后的超細(xì)膠粉和助粉媒的混合物第一次換冷，溫度降到-6(TC-4(TC，再與步驟(1)從粉碎設(shè)備出來(lái)的一股低溫冷媒二次換冷，溫度降到-100。C-8(TC,冷媒的溫度升至常溫后進(jìn)入常壓高溫冷媒儲(chǔ)罐9，循環(huán)使用；粗膠粉和助粉媒進(jìn)入粉碎裝置粉碎成超細(xì)膠粉和助粉媒的混合物；(3)超細(xì)膠粉和助粉媒的混合物進(jìn)入第一低溫兩相套管換熱器2與步驟(2)中的進(jìn)料換熱，超細(xì)膠粉和助粉媒的混合物升至常溫，進(jìn)入常壓物料儲(chǔ)罐5，在過(guò)濾器6被分離，助粉媒進(jìn)入常壓助粉媒儲(chǔ)罐8循環(huán)使用，經(jīng)干燥機(jī)7干燥的超細(xì)膠粉被送去包裝。所述的LNG的溫度為-160°C，所述冷媒為丙垸、丁垸或NH3中的一種或幾種。所述的常溫液相助粉媒是由丙垸、丁垸、氟氯昂、C02或NH3中的一種或幾種組成的混合物，所述的進(jìn)料中粗膠粉的含量為1%5%重量，粒度為4060目。所述的粉碎設(shè)備為膠體磨4。實(shí)現(xiàn)所述的一種利用液化天然氣冷能液相粉碎橡膠的方法的裝置，包括2套循環(huán)系統(tǒng)LNG供冷冷媒循環(huán)系統(tǒng)和助粉媒循環(huán)系統(tǒng)；LNG供冷冷媒循環(huán)系統(tǒng)包括第二低溫兩相套管換熱器3、換熱器10、常壓高溫冷媒儲(chǔ)罐9、膠體磨4、常壓低溫冷媒儲(chǔ)罐11，離心泵(16、17);通過(guò)冷媒保溫輸送管線(xiàn)將換熱器10、常壓低溫冷媒儲(chǔ)罐ll、離心泵17、膠體磨4、第二低溫兩相套管換熱器3、常壓高溫冷媒儲(chǔ)罐9、離心泵16依次連接，構(gòu)成循環(huán)回路；助粉媒循環(huán)系統(tǒng)包括混合器1;第一低溫兩相套管換熱器2和第二低溫兩相套管換熱器3、膠體磨4、常壓物料儲(chǔ)罐5、過(guò)濾器6、常壓助粉煤儲(chǔ)罐8以及三個(gè)離心泵(13、14、15);通過(guò)常溫輸送管線(xiàn)將混合器l、離心泵13、第一低溫兩相套管換熱器2、常壓物料儲(chǔ)罐5、泵15、過(guò)濾器6、常壓助粉煤儲(chǔ)罐8和離心泵14連接，再通過(guò)保溫輸送管線(xiàn)將第一低溫兩相套管換熱器2與第二低溫兩相套管換熱器3、膠體磨4連接成構(gòu)成循環(huán)回路。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)及有益效果(1)本發(fā)明方法采用液相操作，沒(méi)有粉塵污染，自動(dòng)化程度較高；(2)本發(fā)明由于應(yīng)用LNG冷能為冷源，且對(duì)過(guò)程中的部分冷量盡可能地進(jìn)行綜合利用，節(jié)約了壓縮膨脹制冷所需的能量。圖1為廢舊輪胎粗膠粉生產(chǎn)工藝流程圖2為L(zhǎng)NG冷能液相冷媒粉碎橡膠工藝流程l為混合器；2為第一低溫兩相套管換熱器；3為第二低溫兩相套管換熱器；4為膠體磨；5為常壓物料儲(chǔ)罐；6為過(guò)濾器；7為干燥機(jī)；8為常壓助粉煤儲(chǔ)罐；9為常壓高溫冷媒儲(chǔ)罐；10、12為換熱器；ll為常壓低溫冷媒儲(chǔ)罐；13、14、15、16、17為離心泵。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和圖l、圖2做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例l實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的一種利用液化天然氣冷能液相粉碎橡膠的方法的裝置，包括2套循環(huán)系統(tǒng)LNG供冷冷媒循環(huán)系統(tǒng)和助粉媒循環(huán)系統(tǒng)；LNG供冷冷媒循環(huán)系統(tǒng)包括第二低溫兩相套管換熱器3、換熱器10、常壓高溫冷媒儲(chǔ)罐9、膠體磨4、常壓低溫冷媒儲(chǔ)罐11，離心泵(16、17);通過(guò)冷媒保溫輸送管線(xiàn)將換熱器10、常壓低溫冷媒儲(chǔ)罐11、離心泵17、膠體磨4、第二低溫兩相套管換熱器3、常壓高溫冷媒儲(chǔ)罐9、離心泵16依次連接，構(gòu)成循環(huán)回路；助粉媒循環(huán)系統(tǒng)包括混合器1;第一低溫兩相套管換熱器2和第二低溫兩相套管換熱器3、膠體磨4、常壓物料儲(chǔ)罐5、過(guò)濾器6、常壓助粉煤儲(chǔ)罐8以及三個(gè)離心泵(13、14、15);通過(guò)常溫輸送管線(xiàn)將混合器l、離心泵13、第一低溫兩相套管換熱器2、常壓物料儲(chǔ)罐5、泵15、過(guò)濾器6、常壓助粉煤儲(chǔ)罐8和離心泵14連接，再通過(guò)保溫輸送管線(xiàn)將第一低溫兩相套管換熱器2與第二低溫兩相套管換熱器3、膠體磨4連接成構(gòu)成循環(huán)回路。按照?qǐng)D1所示的工藝流程，以廢舊輪胎粗碎成的4060目的粗膠粉為原料，按照?qǐng)D2的LNG冷能液相冷媒粉碎橡膠工藝流程圖，以-162。C，6.2Mpa下1000kg的LNG為例。LNG的組成見(jiàn)表1;以L(fǎng)NG的冷能為冷源，與2500Kg，25°C，0.5Mpa的冷媒正丁垸換熱，冷媒的溫度降至-115'C，進(jìn)入常壓低溫冷媒儲(chǔ)罐ll存儲(chǔ)；當(dāng)膠體磨4工作時(shí)，用離心泵17將常壓低溫冷媒儲(chǔ)罐11中冷媒加壓至0.4-0.6MPa，進(jìn)入膠體磨的夾套中，提供粉碎過(guò)程中所需的冷量；出膠體磨的冷媒分為兩股，一股直接進(jìn)入常壓高溫冷媒儲(chǔ)罐9，另一股進(jìn)入第二低溫兩相套管換熱器3中將粗膠粉和助粉媒混合物冷卻至-86'C，然后進(jìn)入常壓高溫冷媒儲(chǔ)罐9，經(jīng)泵16加壓至0.40.6MPa后進(jìn)入換熱器10與LNG換熱，溫度降至一110一10(TC左右，降溫后的冷媒進(jìn)入常壓低溫冷媒儲(chǔ)罐11，循環(huán)使用。LNG汽化為2'C左右的天然氣并入城市天然氣管網(wǎng)。1940kg，25°C，常壓下助粉媒正丁垸與60kg的4060目的粗膠粉在混合器l中混合成進(jìn)料，經(jīng)離心泵13加壓至0.5Mpa，與在膠體磨4粉碎后的-82'C，0.5Mpa的超細(xì)膠粉和助粉媒正丁烷的混合物，在第一低溫兩相套管換熱器2中換熱，溫度降至-6(TC，再與為粉碎過(guò)程提供冷量后的的冷媒，在第二低溫兩相套管換熱器3中換熱，冷媒溫度升高至-94'C，經(jīng)加熱器加熱至常溫，進(jìn)入常壓冷媒儲(chǔ)罐9中備用，進(jìn)料被冷卻至-86。C,進(jìn)入粉碎工段，粗膠粉被粉碎至2003000目的超細(xì)膠粉，此時(shí)超細(xì)膠粉與助粉媒正丁烷的混合物的溫度升至-82'C,此混合物進(jìn)入第一低溫兩相套管換熱器2與與進(jìn)料換熱后，超細(xì)膠粉和助粉媒的混合物升至常溫，進(jìn)入常壓物料儲(chǔ)罐5，進(jìn)入過(guò)濾器6，分離得超細(xì)膠粉，超細(xì)膠粉經(jīng)經(jīng)干燥機(jī)7干燥、篩分包裝制成產(chǎn)品，助粉媒進(jìn)入常溫助粉媒儲(chǔ)罐8，循環(huán)使用。利用本發(fā)明方法經(jīng)過(guò)圖2工藝流程后，得到如表2結(jié)果。表中列出了27個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)結(jié)果。結(jié)果顯示本發(fā)明有效回收了LNG冷能，將其用于橡膠粉碎，節(jié)約了壓縮膨脹制冷所需的能量；在此廢舊橡膠粉碎工藝中，單位質(zhì)量的橡膠約利用冷能為521KJ/kg，其中用于冷卻橡膠的冷能約為242KJ/kg。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1.一種利用液化天然氣冷能液相粉碎橡膠的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)以L(fǎng)NG的冷能為冷源，與常溫冷媒換熱，將常溫冷媒的溫度降至-120～-100℃，低溫冷媒進(jìn)入常壓低溫冷媒儲(chǔ)罐(11)存儲(chǔ)；粉碎設(shè)備工作時(shí)，冷媒進(jìn)入粉碎設(shè)備的夾套中，提供粉碎過(guò)程中所需的冷量；(2)粗膠粉與常溫液相助粉媒在混合器(1)中混合成進(jìn)料，進(jìn)入第一低溫兩相套管換熱器(2)，先與粉碎后的超細(xì)膠粉和助粉媒的混合物第一次換冷，溫度降到-60℃～-40℃，再與步驟(1)從粉碎設(shè)備出來(lái)的一股低溫冷媒二次換冷，溫度降到-100℃～-80℃，冷媒的溫度升至常溫后進(jìn)入常壓高溫冷媒儲(chǔ)罐(9)，循環(huán)使用；粗膠粉和助粉媒進(jìn)入粉碎裝置粉碎成超細(xì)膠粉和助粉媒的混合物；(3)超細(xì)膠粉和助粉媒的混合物進(jìn)入第一低溫兩相套管換熱器(2)與步驟(2)中的進(jìn)料換熱，超細(xì)膠粉和助粉媒的混合物升至常溫，進(jìn)入常壓物料儲(chǔ)罐(5)，在過(guò)濾器(6)被分離，助粉媒進(jìn)入常壓助粉媒儲(chǔ)罐(8)循環(huán)使用，經(jīng)干燥機(jī)(7)干燥的超細(xì)膠粉被送去包裝。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的LNG的溫度為-162°C，所述冷媒為丙烷、丁垸、NH3中的一種或幾種。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的常溫液相助粉媒是由丙烷、丁烷、氟氯昂、C02、NH3中的一種或幾種組成的混合物，所述的進(jìn)料中粗膠粉的含量為1%5%重量，粒度為4060目。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的粉碎設(shè)備為膠體磨(4)。5、實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的一種利用液化天然氣冷能液相粉碎橡膠的方法的裝置，其特征在于，包括2套循環(huán)系統(tǒng)LNG供冷冷媒循環(huán)系統(tǒng)和助粉媒循環(huán)系統(tǒng)；LNG供冷冷媒循環(huán)系統(tǒng)包括第二低溫兩相套管換熱器(3)、換熱器(10)、常壓高溫冷媒儲(chǔ)罐(9)、膠體磨(4)、常壓低溫冷媒儲(chǔ)罐(11)，離心泵(16、17);通過(guò)冷媒保溫輸送管線(xiàn)將換熱器(10)、常壓低溫冷媒儲(chǔ)罐(11)、離心泵(17)、膠體磨(4)、第二低溫兩相套管換熱器(3)、常壓高溫冷媒儲(chǔ)罐(9)、離心泵(16)依次連接，構(gòu)成循環(huán)回路；助粉媒循環(huán)系統(tǒng)包括混合器(1);第一低溫兩相套管換熱器(2)和第二低溫兩相套管換熱器(3)、膠體磨(4)、常壓物料儲(chǔ)罐(5)、過(guò)濾器(6)、常壓助粉煤儲(chǔ)罐(8)以及三個(gè)離心泵(13、14、15);通過(guò)常溫輸送管線(xiàn)將混合器(1)、離心泵(13)、第一低溫兩相套管換熱器(2)、常壓物料儲(chǔ)罐(5)、泵(15)、過(guò)濾器(6)、常壓助粉煤儲(chǔ)罐(8)和離心泵(14)連接，再通過(guò)保溫輸送管線(xiàn)將第一低溫兩相套管換熱器(2)與第二低溫兩相套管換熱器(3)、膠體磨(4)連接成構(gòu)成循環(huán)回路。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種利用液化天然氣冷能液相粉碎橡膠的方法及其裝置，即以L(fǎng)NG的冷能為冷源，經(jīng)冷媒換熱器傳遞給粗膠粉和助粉媒的固液混合物，完成橡膠的預(yù)冷及深冷冷凍過(guò)程；冷凍后的混合物經(jīng)液相深冷粉碎裝置粉碎至一定粒度后，再進(jìn)入橡膠預(yù)冷換熱器，溫度升至常溫后分離精細(xì)膠粉制成產(chǎn)品；分離后的常溫助粉媒再與粗膠粉混合進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。此方法利用LNG的冷能，不需要采用傳統(tǒng)的壓縮膨脹制冷工藝，是一種新型節(jié)能的橡膠粉碎工藝。在此工藝的生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有粉塵污染，容易實(shí)現(xiàn)橡膠與助粉媒的輸送和換冷，便于操作和控制，自動(dòng)化程度較高。經(jīng)此工藝所得的膠粉粒度一般介于200-3000目之間，是一種性能優(yōu)良的超精細(xì)膠粉。文檔編號(hào)B02C19/00GK101579651SQ20091004020公開(kāi)日2009年11月18日申請(qǐng)日期2009年6月12日優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日發(fā)明者徐文東,樊栓獅,羅東曉,邊海軍,鄭惠平,宇錢(qián)申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)