專利名稱：一種天然橡膠的烘干工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及天然橡膠深加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種采用蒸汽進(jìn)行烘干，可以降低成本、 減少安全隱患、減輕污染的天然橡膠烘干工藝。
背景技術(shù)：
橡膠與鋼鐵、石油、煤炭被稱為四大工業(yè)原料。橡膠制品以其高彈性、高氣密性等特 性被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域。其中，輪胎是橡膠加工業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品，其耗膠量占橡膠 制品總耗膠量的70%以上。子午線輪胎是輪胎工業(yè)的更新?lián)Q代產(chǎn)品，具有行駛安全、滾動 阻力小、節(jié)油以及耐磨等優(yōu)點(diǎn)，因而在世界各國發(fā)展迅速。天然橡膠是子午線輪胎生產(chǎn)的 關(guān)鍵原料，在很大程度上決定了子午線輪胎的品質(zhì)。
天然橡膠的生產(chǎn)區(qū)域主要集中在東南亞，產(chǎn)量最高的是泰國，我國天然橡膠種植面積 和產(chǎn)量均居世界第五位。隨著輪胎及橡膠制品業(yè)的快速發(fā)展，我國對橡膠的需求越來越大， 需要大量進(jìn)口才能滿足生產(chǎn)消費(fèi)的需求。子午輪胎專用橡膠由于對質(zhì)量等級和質(zhì)量穩(wěn)定性 要求特別高，國內(nèi)目前的加工技術(shù)難以達(dá)到子午胎生產(chǎn)企業(yè)的用膠要求，因而子午輪胎的 制造用橡膠原料主要依賴進(jìn)口解決。以2006年為例，全國子午胎生產(chǎn)用膠消耗量為88萬 噸，而國內(nèi)子午胎專用膠產(chǎn)量僅有3萬噸，替代品種約14萬噸，其余約71萬噸均依靠進(jìn) 口解決。
烘干是天然橡膠深加工中的關(guān)鍵工藝。目前，國際、國內(nèi)天然橡膠加工的烘干工藝， 主要采用燃煤或燃油生熱實(shí)現(xiàn)。
燃煤烘干爐烘干原理為通過燃燒煤，產(chǎn)生的煙道氣通過耐火磚等熱交換器產(chǎn)生熱量， 鼓風(fēng)后產(chǎn)生熱風(fēng)對膠料進(jìn)行烘干，加熱特點(diǎn)為間接式加熱空氣，但大部分熱量隨煙閨尾氣 排走，只有部分熱量通過熱交換器傳遞給空氣，故熱效率較低，煤的消耗較大，且排放大 量二氧化硫及其他環(huán)境污染物，因此在發(fā)達(dá)地區(qū)被禁用。另外，由于爐體內(nèi)的溫度與燃燒 煤的數(shù)量和質(zhì)量有直接關(guān)系，因此往往造成烘干溫度忽高忽低，影響了烘干膠的質(zhì)量。
燃油烘干爐烘干原理為爐體有兩個(gè)燃燒器，油在燃燒室內(nèi)燃燒，產(chǎn)生大量熱空氣， 在引風(fēng)機(jī)的作用下，被送至爐體內(nèi)對膠料進(jìn)行烘干。其特點(diǎn)為直接加熱空氣，熱效率較高， 但存在一定的安全隱患，若柴油燃燒不完全時(shí)，將會產(chǎn)生黑色煙塵，污染到橡膠，造成外 觀質(zhì)量不合格或引起雜質(zhì)含量、灰分含量升高。
近年來，由于環(huán)保、清潔生產(chǎn)以及改善生產(chǎn)環(huán)境的需要，特別是生產(chǎn)高品質(zhì)天然橡膠 產(chǎn)品對生產(chǎn)環(huán)境的高標(biāo)準(zhǔn)要求，越來越多的人重視烘干工藝，因?yàn)楹娓森h(huán)節(jié)是天然橡膠加 工特別是深加工過程中對成本和質(zhì)量影響最大的核心工藝點(diǎn)，因此如果要提升天然橡膠加工企業(yè)的核心競爭力，滿足國內(nèi)日益增長的對高質(zhì)量橡膠的需求，如用作子午輪胎的橡膠， 就需要創(chuàng)新天然橡膠烘干工藝技術(shù)，以提高橡膠的質(zhì)量等級和質(zhì)量穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的就是現(xiàn)有的天然橡膠烘干工藝中采用燃煤、燃油烘干熱效率低，溫 度不穩(wěn)定，成本較高的問題，提供一種采用飽和蒸汽進(jìn)行烘干的新工藝。
本發(fā)明的一種天然橡膠的烘干工藝，將天然橡膠膠料經(jīng)過抽濕、兩級烘干系統(tǒng)烘干和 冷卻將其烘干，其特征在于兩級烘干系統(tǒng)采用飽和蒸汽換熱對天然橡膠膠料進(jìn)行烘干。
所述的兩級蒸汽烘干系統(tǒng)中，第一級烘干的飽和蒸汽溫度為10(TC 120'C，第二級烘 干的飽和蒸汽溫度為95'C 10(TC。
所述的飽和蒸汽烘干通過以下的工藝完成
(1 )將具有一定溫度和壓力的飽和蒸汽由蒸汽管輸送進(jìn)烘干系統(tǒng)的熱交換器中；
(2) 通過熱交換器將周圍的空氣加熱形成熱風(fēng)，并由風(fēng)機(jī)引熱風(fēng)向與烘干爐中膠料 的行進(jìn)相反方向流動；
(3) 通過熱風(fēng)流動將原料表面的水分帶走，并將原料烘熟，熱風(fēng)轉(zhuǎn)變成濕冷風(fēng)；
(4) 濕冷風(fēng)通過安裝于進(jìn)料口處的引風(fēng)機(jī)將其引走并從廢氣處理塔排出。 本發(fā)明的天然橡膠烘干工藝，利用一定壓力的飽和蒸汽可轉(zhuǎn)換成相應(yīng)壓力下的溫度，
且蒸汽壓力一定則相應(yīng)的溫度亦一定的原理，通過控制蒸汽壓力從而向烘干爐提供工藝需 要的一定溫度的蒸汽，為烘干爐提供非常穩(wěn)定的熱源。
天然橡膠膠料首先經(jīng)過抽濕工藝，通過抽濕風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)，形成強(qiáng)大風(fēng)壓，可以深層穿透 膠料，把絕大部分水分帶走。膠料在抽濕過后，含水率明顯降低，更容易烘干，水分的減 少可以使熱源的消耗降低，正真做到節(jié)能降耗。經(jīng)過抽濕的天然橡膠膠料進(jìn)入了第一級烘 干系統(tǒng)，熱風(fēng)將膠料表面殘留的水分帶走，膠料得到第一次干燥。由于膠料顆粒較小、與 熱風(fēng)接觸的有效面積較大，很容易將大部分生膠烤熟，但膠料此時(shí)仍存在夾生，因此需要 第二級烘干，熱風(fēng)再一次深層將膠料烘干，生膠在此過程中全部熟化。熟化的膠料從第二 級烘干系統(tǒng)出來后，直接進(jìn)入冷卻階段。冷卻風(fēng)機(jī)將外界冷風(fēng)鼓入干燥車，將膠料溫度由 原來的100 95'C降至55'C度以下，以避免出爐溫度過高引起返潮，尤其是在濕度大的地 方，膠料需在低溫下出爐。
采用燃煤鍋爐生成蒸汽，通過換熱器進(jìn)行熱交換后生成熱風(fēng)，熱風(fēng)穿透含水率高的天 然橡膠，從而實(shí)現(xiàn)對天然橡膠的烘干。進(jìn)爐前濕基含水率約為20% 40%的天然橡膠，烘 干后使天然橡膠的干含率大幅提高，其揮發(fā)分不大于0.8%。通過本發(fā)明的工藝烘干的天然橡膠，熱源利用率大大提高，與目前天然橡膠加工領(lǐng)域 的燃油烘干工藝和設(shè)備相比，形成了以下三個(gè)方面的優(yōu)勢
一、有利于控制溫度的穩(wěn)定性，充分體現(xiàn)天然橡膠的理化性能指標(biāo)優(yōu)勢； 由于橡膠是一種對熱相當(dāng)敏感的材料，受熱時(shí)容易引起分子的交聯(lián)或降解，烘干爐的 設(shè)計(jì)以及干燥條件的選擇和控制，不僅影響干燥效果和燃料的消耗，也直接影響橡膠的性 能。燃煤或燃油烘干法由于溫度控制不夠穩(wěn)定，容易造成橡膠產(chǎn)生夾生或烘烤過度即分 子鏈交聯(lián)不足或降解，達(dá)不到子午線輪胎等高端制品的要求。而使用蒸汽烘干爐，烘干爐 本身不存在直接加熱的裝置，如燃燒器，而是先通過鍋爐產(chǎn)生飽和蒸汽，通過管道將蒸汽 引入爐體內(nèi)的熱交換器產(chǎn)生熱風(fēng)。烘干過程中根據(jù)膠料的不同，可選擇相對應(yīng)的烘干溫度， 即可通過控制飽和蒸汽的壓力來達(dá)到烘干的溫度條件。通過控制飽和蒸汽壓力，烘干的溫 度亦可得到穩(wěn)定控制，避免了溫度控制不穩(wěn)定導(dǎo)致橡膠烘烤不熟，可導(dǎo)致成品揮發(fā)物含量 過高，制品發(fā)霉或在塑煉過程中打滑導(dǎo)致配合劑無法分散均勻或塑性初值(P0)、抗氧指 數(shù)(PRI)、門尼粘度(MOONEYVISCOSITY)等理化指標(biāo)存在波動甚至降解，保證了各 批次產(chǎn)品理化性能的穩(wěn)定性，避免了輪胎生產(chǎn)企業(yè)因各批膠料理化性能的不穩(wěn)定而經(jīng)常改 變生產(chǎn)工藝。
二、 降低了橡膠烘干成本；
據(jù)統(tǒng)計(jì)燃油烘干爐每生產(chǎn)一噸干膠，耗油為20-30KG;以25公斤計(jì)成本為人民幣 145元。而采用本蒸汽烘干爐，生產(chǎn)每噸干膠耗煤約為130KG;成本為人民幣78元?？?見，采用本蒸汽烘干爐生產(chǎn)每噸干膠的成本可比傳統(tǒng)烘干爐生產(chǎn)的成本低。
三、 減低了火災(zāi)隱患風(fēng)險(xiǎn)；
普通燃油烘干爐烘干原理為燃燒柴油釋放出煙道氣，通過抽風(fēng)把熱氣對膠進(jìn)行加熱， 加熱溫度較高，普遍采用低溫端100-110'C，高溫端120-130°C。若設(shè)備設(shè)計(jì)不合理、不經(jīng) 常檢查或洗爐，可能直接引燃橡膠，造成火災(zāi)。另外，若柴油燃燒不完全的情況下，貝IJ不 可避免地將燃燒后產(chǎn)生的煙塵帶入膠料中，有可能導(dǎo)致膠料外觀質(zhì)量不合格，甚至帶入雜 質(zhì)(DIRT)、灰分(ASH)，降低了產(chǎn)品品質(zhì)而本發(fā)明烘干爐采用飽和蒸汽，爐體內(nèi)無燃 燒器，通過換熱器換熱產(chǎn)生熱量，使用溫度一般控制在低火95-10(TC，高溫端100-12(TC， 且是間接加熱，因此火災(zāi)隱患較小。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l: 一種天然橡膠的烘干工藝，設(shè)計(jì)產(chǎn)能是5噸/小時(shí)，首先將經(jīng)過破碎的含水 率特別高的天然橡膠通過抽風(fēng)機(jī)進(jìn)行抽風(fēng)干燥，將膠料中的大部分水分帶走，然后進(jìn)入第 一級烘干系統(tǒng)中，將具有溫度為IO(TC的蒸汽由蒸汽管輸送進(jìn)烘干系統(tǒng)的熱交換器中；通
5過熱交換器將周圍的空氣加熱形成熱風(fēng)，并由風(fēng)機(jī)引熱風(fēng)向與烘干爐中膠料的行進(jìn)相反方 向流動；通過熱風(fēng)流動將原料表面的水分帶走，并將原料烘熟，熱風(fēng)轉(zhuǎn)變成濕冷風(fēng)；濕冷 風(fēng)通過安裝于進(jìn)料口處的引風(fēng)機(jī)將其引走并從廢氣處理塔排出。經(jīng)過第一級烘干系統(tǒng)，大 部分生膠烤熟，但膠料此時(shí)仍存在夾生，因此需要第二級烘干，烘干工藝同第一級烘干， 此時(shí)蒸汽的溫度為95'C，熱風(fēng)再一次深層將膠料烘干全部熟化。 一級、二級烘干系統(tǒng)中， 風(fēng)機(jī)功率90KW;廢氣處理塔功率15KW;引風(fēng)機(jī)型號4-72-8c，功率22KW，全壓1888Pa， 引風(fēng)量22640 M3/h;廢氣處理塔型號THF900C，全壓900Pa，引風(fēng)量33000 M3/h。熟化的 膠料進(jìn)入冷卻階段，冷卻風(fēng)機(jī)將外界冷風(fēng)鼓入干燥車，將膠料溫度由原來的95'C降至55 r度以下以防回潮，其中冷卻風(fēng)機(jī)型號4-72-8c，冷卻風(fēng)機(jī)功率15KW，全壓1888Pa，引 風(fēng)量22640 M3/h。
權(quán)利要求
1、一種天然橡膠的烘干工藝，將天然橡膠膠料經(jīng)過抽濕、兩級烘干系統(tǒng)烘干和冷卻將其烘干，其特征在于兩級烘干系統(tǒng)采用飽和蒸汽換熱對天然橡膠膠料進(jìn)行烘干。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種天然橡膠的烘干工藝，其特征在于所述的兩級蒸汽烘干 系統(tǒng)中，第一級烘干的飽和蒸汽溫度為10(TC 12(TC,第二級烘千的飽和蒸汽溫度為95 。C 100。C。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種天然橡膠的烘干工藝，其特征在于所述的飽和蒸汽烘干 通過以下的工藝完成(1) 將具有一定溫度和壓力的飽和蒸汽由蒸汽管輸送進(jìn)烘干系統(tǒng)的熱交換器中；(2) 通過熱交換器將周圍的空氣加熱形成熱風(fēng)，并由風(fēng)機(jī)引熱風(fēng)向與烘干爐中膠料 的行進(jìn)相反方向流動；(3) 通過熱風(fēng)流動將原料表面的水分帶走，并將原料烘熟，熱風(fēng)轉(zhuǎn)變成濕冷風(fēng)；(4) 濕冷風(fēng)通過安裝于進(jìn)料口處的引風(fēng)機(jī)將其引走并從廢氣處理塔排出。
全文摘要
一種天然橡膠的烘干工藝，涉及天然橡膠深加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種采用蒸汽進(jìn)行烘干，可以降低成本、減少安全隱患、減輕污染的天然橡膠烘干工藝。本發(fā)明的天然橡膠的烘干工藝，將天然橡膠膠料經(jīng)過抽濕、兩級烘干系統(tǒng)烘干和冷卻將其烘干，其特征在于兩級烘干系統(tǒng)采用飽和蒸汽換熱對天然橡膠膠料進(jìn)行烘干。通過本發(fā)明的工藝烘干的天然橡膠，熱源利用率大大提高，與目前天然橡膠加工領(lǐng)域的燃油烘干工藝和設(shè)備相比有利于控制溫度的穩(wěn)定性，充分保護(hù)和提升天然橡膠的理化性能指標(biāo)，降低了橡膠烘干成本，減低了火災(zāi)隱患風(fēng)險(xiǎn)。
文檔編號C08C3/00GK101508742SQ200910094209
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日
發(fā)明者曾鑫鐘, 李華春, 王珍全 申請人:昆明高深化工有限公司