專利名稱：自廢輪胎及由其衍生的產(chǎn)品回收碳質(zhì)材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢物回收領(lǐng)域，更特別地涉及自廢橡膠材料，例如廢橡膠輪胎回收可用的碳質(zhì)材料的方法。
背景技術(shù)：
廢輪胎的持續(xù)累積是主要的全球環(huán)境危害。工業(yè)化世界以對于每個男性、女性和孩子而言令人擔(dān)憂的年速率持續(xù)積累廢輪胎。根據(jù)加拿大橡膠協(xié)會，在加拿大每年產(chǎn)生四80萬廢輪胎(等于3710萬乘用輪胎等同物)。所述廢輪胎的產(chǎn)生既來自替換輪胎市場，也來自已報廢的車輛。在美國，橡膠制造商協(xié)會估計在2005年產(chǎn)生29900萬廢輪胎。其中，估計4200萬輪胎貯備在垃圾填埋場中，貢獻(xiàn)了美國全部貯備的總計18800萬輪胎(美國EPA估計貯備量為26500萬)。通常，垃圾填埋使用在下降，同時輪胎回收在增長。最近，在加拿大，大約70%的廢輪胎被加工，余量被貯備或出口。然而，這些比例取決于省而顯著不同。例如，經(jīng)估計，每年在安大略省產(chǎn)生的全部廢輪胎的大概一半被送往美國/加拿大邊界以作為美國的燃料而被燃燒。在魁北克省，每年30%至40%之間的廢輪胎被送至位于全省的私有貯備場。此外，安全耐用輪胎的高要求產(chǎn)品規(guī)格使得廢輪胎分解困難且昂貴。通常由大約65重量％的橡膠、10重量％的纖維和12. 5重量％的鋼組成的輪胎可以以兩種形式被回收經(jīng)加工的和完整的。完整輪胎回收涉及為了其他目的(例如，景觀邊界、操場結(jié)構(gòu)、碼頭緩沖墊和高速公路防撞欄)按原狀使用舊輪胎。在另一方面，經(jīng)加工的輪胎的回收需要首先將輪胎減小至更小的片。這可通過在環(huán)境溫度或低溫溫度下砍碎、切碎或研磨而實現(xiàn)。可使用從輪胎胎面或胎側(cè)穿孔或模切小橡膠段來產(chǎn)生諸如水槽的物件。該技術(shù)通常用非道路輪胎，如在運(yùn)土或采礦設(shè)備或者農(nóng)用拖拉機(jī)上使用的那些輪胎完成。切碎和研磨廢輪胎橡膠的方法以及碎片尺寸取決于其預(yù)期的最終用途?？赡艿膽?yīng)用包括使用碎片作為用于高速公路路提、擋土墻和橋臺的輕量裝填物，以及作為隔離材料以限制結(jié)霜滲透至公路下方的深度。廢膠末或者通過環(huán)境溫度研磨法，或者通過低溫研磨法而制得。環(huán)境溫度加工在室溫下進(jìn)行。低溫加工使用液氮，或者其他材料或方法以在進(jìn)一步尺寸減小之前冷凍橡膠片或橡膠顆粒。顆粒尺寸在四分之一英寸至通常用于制備模塑產(chǎn)品的細(xì)粉的范圍內(nèi)。更大尺寸的廢膠末的用途包括用于操場、馬競技場和人行道及慢跑道的安全緩沖表面。通過使用熱和壓力以及粘合劑，廢膠末可被模塑成各種產(chǎn)品。實例包括用于滑冰場的橡膠墊、屋頂板和用于牲畜欄的橡膠墊。盡管技術(shù)上不是回收的形式，但自輪胎產(chǎn)生能量占廢輪胎處理的顯著比例。在該應(yīng)用中，使用廢輪胎作為煤炭替代物用于水泥窯、紙漿廠和造紙廠以及工業(yè)鍋爐和電站鍋爐中的燃料。在美國尤其如此，在2005年，輪胎衍生燃料(TDF)占大約15500萬廢輪胎，或占產(chǎn)生的全部廢輪胎的約52%。輪胎回收市場面臨的挑戰(zhàn)在于回收的橡膠產(chǎn)品常常不能滿足由原膠制得的產(chǎn)品的品質(zhì)，然而它們的制造常常更昂貴。例如，橡膠化浙青比普通浙青更昂貴，但并未證實其優(yōu)于普通浙青；實際上，許多運(yùn)輸工程師懷疑其優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)?shù)搅嗽撝匦落伷鱿鹉z化浙青道路時，頂層不能被剝落、加熱和再利用，因為熱量燃燒橡膠并釋放有毒排放物。而且，橡膠化浙青消耗25%的更多石油。同樣地，相當(dāng)多的研究致力于橡膠脫硫化，由此回收的輪胎用于制備模塑橡膠材料或模切橡膠材料，例如墊、桶(tub)和提桶(pail)。然而，最終再生材料具有與原膠略微不同的化學(xué)性質(zhì)，剛性更大且撓性更小。作為結(jié)果，回收的材料不滿足現(xiàn)代輪胎制造商的嚴(yán)格要求，也不能用于撓性產(chǎn)品(如軟管)的制造中。由于這些應(yīng)用占加拿大橡膠市場的 85%，脫硫橡膠的潛在供應(yīng)往往超過需求。而且，將舊輪胎，特別是具有鋼帶束層的現(xiàn)代子午線輪胎加工至脫硫橡膠的成本超過了原膠生產(chǎn)的成本。由于該品質(zhì)/成本問題，許多橡膠回收企業(yè)不能在商業(yè)上有吸引力的基礎(chǔ)上維持自身，或者更糟糕地，在無政府援助下不能興旺。同時，TDF活動已增加，但每年都面臨更多的異議。首先由于來自公眾和民間團(tuán)體組織的空氣質(zhì)量關(guān)注。水泥窯或焚化爐中的燃燒導(dǎo)致大量微粒形式的NOx、二噁英、PAH、呋喃、PCB和重金屬(煙道灰)。此外，這種操作所需的高科技焚化爐非常昂貴。為了確保它們的長期經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定性，需要可產(chǎn)生廢輪胎的大量穩(wěn)定供應(yīng)的高度城市化區(qū)域。對TDF的公開厭惡的一個最近的實例是安大略省分區(qū)法院最近的裁定，該裁定贊成對Lafarge Canada 計劃(在安大略省Bath的水泥窯中燃燒輪胎和其他材料)的公民主導(dǎo)的(citizen-led) 上訴。所述上訴引用了有關(guān)潛在的空氣污染、水污染和人類健康影響的考慮。熱解系統(tǒng)是指在不存在(或幾乎不存在)氧氣下廢料的熱加工。由車輛輪胎的熱解產(chǎn)生的主要組成部分為a)主要含有氫氣、甲烷、一氧化碳、二氧化碳和各種其他氣體的氣流。在清潔之后的所述氣體極類似于具有大約相同的能含量，但具有更高的熱含量的天然氣；b)類似于6號燃油的含有簡單烴類和復(fù)雜烴類的油流的液體部分；以及，c)由幾乎純的碳和最初存在于廢輪胎中的一些惰性材料(例如鋼、氧化鋅)組成的炭(char)。傳統(tǒng)熱解法涉及在基本上厭氧的條件下加熱輪胎，使得輪胎材料不完全轉(zhuǎn)化為氣體和灰分。典型的汽車輪胎含有大約4升油、約230克纖維、1千克或更多的炭黑以及約1 千克鋼和1千克甲烷。然而，盡管現(xiàn)有技術(shù)努力使熱解技術(shù)商業(yè)化，但仍未以商業(yè)可行的方式實現(xiàn)。盡管在過去十年內(nèi)已提出、專利授權(quán)或建立許多熱解項目，但沒有一個是商業(yè)上成功的。這些方法的許多不是真正連續(xù)的，而是在至少一些方面或步驟中受限于批量加工技術(shù)。這樣，它們遭受不能充分放大以在商業(yè)上可行的問題。其他方法需要過多的能量輸入以制備具有足夠高品質(zhì)而允許回收的最終產(chǎn)品，因此它們并不經(jīng)濟(jì)。特別地，由于批量型輪胎熱解的最終產(chǎn)品相比于純凈原材料具有低品質(zhì)，批量型輪胎熱解的產(chǎn)品具有有限的市場性。例如，對于在新輪胎中使用，現(xiàn)有技術(shù)熱解炭黑(CBp)通常含有過多的污染物。此外，使用批量熱解技術(shù)，最終產(chǎn)品的一致性會隨每次運(yùn)行而變化。這樣，所得OTp無法在要求一致的炭黑產(chǎn)品的汽車、橡膠和其他工業(yè)領(lǐng)域中競爭。作為結(jié)果，來自現(xiàn)有熱解法的CBp的大部分被用作用于燃料工業(yè)，以及用于工業(yè)軟管、墊、屋頂材料和模制品的高級煤。因此，這些現(xiàn)有技術(shù)回收方法沒有一個獲得有效處理由日益增長的廢輪胎量所造成的環(huán)境問題所需的普遍接受標(biāo)準(zhǔn)(acceptance level)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種用于回收廢橡膠輪胎的環(huán)境友好、商業(yè)可行且基本上連續(xù)的方法，以制備具有一貫的高品質(zhì)的餾出油和氣體、鋼和CBp。已證實由所述方法回收的油在6 號燃油的規(guī)格內(nèi)。通過本發(fā)明的熱解法所產(chǎn)生的鋼的類型被分類為1號或2號熔煉重鋼 (Heavy Melting Steel) (HMS)。已證實 CBp 的品質(zhì)具有與原始 Prime N-600 或 N-700 系列炭黑可相比的特性。本發(fā)明的另一方面描述了通過連續(xù)法制得的回收橡膠，所述連續(xù)法包括如下步驟a)將經(jīng)清潔的橡膠輪胎切碎至長度小于2”，優(yōu)選長度小于1. 5”的碎片；b)在第一厭氧環(huán)境中在熱處理器的反應(yīng)室中熱解所述碎片以制得炭；c)從所述反應(yīng)室排出揮發(fā)性有機(jī)物；d)從所述反應(yīng)室移出所述炭；e)在第二厭氧環(huán)境中冷卻所述炭；f)從所述炭中去除金屬和紡織組分以獲得CBp ；g)將所得CBp碾磨和定尺寸為325篩目尺寸或更小的顆粒；以及，h)在制備所述回收橡膠的聚合法中使用來自上一步驟的CBp。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在所述反應(yīng)室內(nèi)的溫度在約450-550°C之間，優(yōu)選為約 500°C。更具體地講，存在溫度分布，其中溫度保持在四個區(qū)域中，在每個區(qū)域保持至少30 分鐘。優(yōu)選地，溫度分布在4個不同區(qū)域中500、550、550、550°C至少30分鐘。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述回收橡膠方法在步驟g)之后并在步驟h)之前還包括將CBp造粒成60至100篩目尺寸的粒料的步驟。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，上述方法的回收橡膠產(chǎn)品具有在2500-3100psi之間的
最小拉伸強(qiáng)度。本發(fā)明的另一方面由用于橡膠輪胎的連續(xù)回收方法制得高品質(zhì)CBp，所述連續(xù)回收方法包括如下步驟a)將經(jīng)清潔的橡膠輪胎切碎至長度小于2”的碎片；b)在第一厭氧環(huán)境中在熱處理器的反應(yīng)室中熱解所述碎片以制得炭；c)從所述反應(yīng)室排出揮發(fā)性有機(jī)物；d)從所述反應(yīng)室移出所述炭；e)在第二厭氧環(huán)境中冷卻所述炭；f)從所述炭中去除金屬和紡織組分以獲得CBp ；以及，g)將所得CBp碾磨和定尺寸為325篩目尺寸或更小的顆粒。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述方法在步驟b)之前包括去除任何外來和殘余材料的清潔子過程(sub-process)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，上一段落所述的方法在步驟g)之后還包括將CBp造粒成 60至100篩目尺寸的粒料的步驟。本發(fā)明的又一方面由熱解橡膠制得CBp，所述CBp具有a)9_15%之間的灰分含量；b) 80-90%透射率的甲苯脫色025mu)；c) 30至45mg/gm之間的碘吸附；以及，d)至多65cc/100gm的鄰苯二甲酸二正丁酯吸收值。本發(fā)明的另一方面提供了一種自廢輪胎回收碳質(zhì)材料的方法，所述方法包括如下步驟a)將橡膠輪胎切碎至長度小于2”的碎片；b)在第一厭氧環(huán)境中在熱處理器的反應(yīng)室中熱解所述碎片以制得炭；c)從所述反應(yīng)室排出揮發(fā)性有機(jī)物；d)從所述反應(yīng)室移出所述炭；e)在第二厭氧環(huán)境中冷卻所述炭；f)從所述炭中去除金屬和紡織組分以獲得熱解炭黑；g)將所得熱解炭黑碾磨和定尺寸為325篩目尺寸或更小的顆粒；以及，h)在制備回收橡膠的聚合法中使用來自上一步驟的熱解炭黑。根據(jù)本發(fā)明的方法為一種連續(xù)進(jìn)料、閉合環(huán)路、受控大氣熱解法。所述方法使用專用閥門以保持恒定的制備環(huán)境，并能夠一致地制得指定的最終用途產(chǎn)品，包括市場需要的一致結(jié)構(gòu)化的高品質(zhì)CBp。所述方法能夠每年340天M/7不間斷運(yùn)行，在整個運(yùn)營期內(nèi)產(chǎn)生特性和尺寸基本上相同的最終產(chǎn)品。因此本發(fā)明的一個目的是避免或緩解現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)的至少一個，并提供優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的上述優(yōu)點(diǎn)的至少一個或多個。通過參照附圖(所述附圖在下文簡略描述)考慮如下詳細(xì)描述和所附權(quán)利要求書，本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、特征和特性，以及操作方法和相關(guān)元件和結(jié)構(gòu)的功能，還有步驟的組合與過程經(jīng)濟(jì)性將變得更加顯而易見。


根據(jù)如下附圖，據(jù)信為本發(fā)明的方法和最終產(chǎn)品的特性的新穎特征、它們的結(jié)構(gòu)、 組織、用途和操作方法，及其另外的目的和優(yōu)點(diǎn)將更好地得以理解，其中目前優(yōu)選的根據(jù)本發(fā)明的方法現(xiàn)在以舉例的方式進(jìn)行說明。然而，應(yīng)清楚地理解附圖僅為了說明和描述的目的，并不旨在作為本發(fā)明范圍的限定。在附圖中圖1-4為流程圖的不同部分，所述部分一起說明了根據(jù)本發(fā)明的方法的一個實例；以及圖5為圖1中引用的兩個垂直堆疊的瓣閥的詳圖。圖6A-6D為流程圖的不同部分，顯示在圖1的方法之前的清潔步驟。圖7A說明了用于圖1的方法中的代表性的煅燒爐。圖7B為圖7A所示的細(xì)節(jié)A的詳細(xì)視圖。
具體實施例方式本文描述了一種連續(xù)回收方法，所述方法涉及廢橡膠輪胎的熱解分解以一致地制備高品質(zhì)餾出氣、油、鋼和OTp作為在現(xiàn)今市場中具有價值和用途的最終產(chǎn)品。在本說明書和所附權(quán)利要求書中，熱解旨在并理解為意指在不存在(或幾乎不存在)氧氣下物質(zhì)的熱分解。特別地，所公開的方法可重復(fù)地生產(chǎn)熱解炭黑(CBp)，所述熱解炭黑微細(xì)，不含外來材料，并具有一致的高品質(zhì)。該高品質(zhì)OTp可用于各種應(yīng)用中，如模塑橡膠和擠出橡膠、泡沫、 海綿、線纜皮、纜線、屋頂材料等。還可能的是，某些輪胎應(yīng)用(如內(nèi)襯、胎體和胎側(cè))可使用與原炭黑共混的通過本發(fā)明方法制得的CBp。輪胎的預(yù)處理作為圖1的序幕并在切碎之前，徹底清潔待回收的輪胎以去除粘附至輪胎的所有的外來材料，如沙礫、泥土、粘土和污垢。已發(fā)現(xiàn)重要的是去除所有的外來材料以確保制得的CBp的可重復(fù)性和品質(zhì)。殘余沙礫不僅增加炭黑產(chǎn)品中的灰分含量，還由于將沙礫研磨至所需顆粒尺寸所必需的更多費(fèi)力的碾磨而導(dǎo)致提高方法的能量和成本。用于清洗輪胎的水優(yōu)選被回收。出乎意料地，已發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在含有從輪胎去除的沙礫和污垢的所述水隨每次清洗循環(huán)而變得酸性增加。這是有問題的，因為這導(dǎo)致設(shè)備(如粉碎機(jī)的刀片)的金屬表面的腐蝕和點(diǎn)蝕。因此，為了連續(xù)再利用所述水，但消除由廢水的酸性而引起的高成本腐蝕問題，不僅必須過濾所述水以去除固體污染物，還必須在將其再引入清洗循環(huán)之前中和所述水。在水的存在下切碎經(jīng)清潔的輪胎，從而不僅提供另外的清潔步驟，還減少刀片上的磨損和撕裂。將所述輪胎切割至2”(對角線)或更小，優(yōu)選1. 5”或更小，更優(yōu)選大約1. 5” 的橡膠片。在粉碎機(jī)(未顯示)中的選擇篩分使得1.5”或更小的碎片通過，而更大的那些碎片被返回至粉碎機(jī)以進(jìn)一步切碎。將通過篩子的碎片分布于常規(guī)傳送帶上，在其上所述碎片通過強(qiáng)制干燥并加熱的空氣進(jìn)行干燥以去除所有的濕氣。一旦被干燥，則將碎片存儲于貯料筒倉?，F(xiàn)在參照圖6A-6D，所述附圖顯示了清潔步驟的一個優(yōu)選實施例，所述清潔步驟用于提供上述優(yōu)點(diǎn)的一些。首先，在用自卸車214放置在傳送機(jī)216之前，接收完整輪胎并在天平210上稱重。然后通過轉(zhuǎn)向器218分配完整輪胎，在所述轉(zhuǎn)向器處一些輪胎被置于戶外儲存以供將來使用，待使用的那些輪胎被轉(zhuǎn)移至主進(jìn)料傳送機(jī)220和主粉碎機(jī)222上。主粉碎機(jī)222將完整輪胎切碎至相對較大的片。通常，將噴淋水加入主粉碎機(jī)222中以用于潤滑所述碎片。接著，切碎的輪胎片進(jìn)入振動卸料器224，在此處灑水器2 噴淋所述碎片以洗去污垢和沙礫。收集洗滌水，并經(jīng)由泵2 將其泵送至主沉淀罐230，同時溢流排放至第二沉淀罐232，所述第二沉淀罐也用作pH平衡的中和罐。已發(fā)現(xiàn)前述潤滑和洗滌水變?yōu)樗嵝?，因此在再使用回收水之前使其PH平衡。將一些水循環(huán)至存儲位置，如下文所述?，F(xiàn)在回到輪胎碎片的軌跡，并參照圖6C，將輪胎碎片進(jìn)料至第二粉碎機(jī)234，在此處所述輪胎碎片優(yōu)選被切碎至對角線長1. 5”的片。然后這些較小碎片通過雙層碟式分級機(jī)236，所述雙層碟式分級機(jī)分類所述碎片，并將尺寸為1.5”或更小的那些碎片導(dǎo)入碎屑存儲器238。較大尺寸的碎片進(jìn)入振動篩M0，在此處，將未被碟式分級機(jī)236正確分類的任何尺寸為1. 5”或更小的碎片導(dǎo)入存儲器238，較大尺寸的碎片繼續(xù)進(jìn)入第三粉碎機(jī)M2。然后將碎片循環(huán)回振動篩如所示)，自該點(diǎn)起重復(fù)所述方法以確保碎屑尺寸一致并提供最大運(yùn)營天數(shù)。任選地，如果需要，也可安裝灰塵收集控制系統(tǒng)以控制周圍區(qū)域中的灰塵和污染水平。也優(yōu)選干燥所述碎片以具有小于的濕度水平。圖6D顯示了碎屑存儲器238，其中碎屑被存儲在多個隔間中。優(yōu)選地，每個隔間包括灑水器系統(tǒng)對4，該灑水器系統(tǒng)使用如上所述的在pH平衡之后回收的水。然后例如通過前裝式車輛246將碎片移動至料斗M8，從料斗處將所述碎片導(dǎo)入如下所示的根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)完全方法。方法現(xiàn)在參照附圖的圖1至4，公開了用于回收舊橡膠輪胎碎片的根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)
完全方法。將橡膠碎片從貯料筒倉進(jìn)料至傳送和分配組件，所述傳送和分配組件例如可由振動進(jìn)料機(jī)2、具有帶秤5的帶式傳送器4、料斗6和螺旋進(jìn)料機(jī)3組成。所述傳送和分配組件的目的是將測定體積的碎片連續(xù)傳輸至兩個串聯(lián)排列的快速反應(yīng)氣動瓣閥7、7’(更多細(xì)節(jié)參見圖幻之一上，所述氣動瓣閥依次設(shè)置在旋轉(zhuǎn)熱處理器或煅燒爐8的反應(yīng)室8c的開口之上。旋轉(zhuǎn)煅燒爐8的合適類型是可得自Warrenville，Illinois，USA的AlstomPower， Inc.的燃?xì)釨artlett-Snow 72”直徑旋轉(zhuǎn)煅燒爐(示于圖7A)。合適的瓣閥7、7，可得自 ffarrenville, Illinois, USA的Alstom Power, Inc.。所述碎片自螺旋進(jìn)料機(jī)3重力進(jìn)料至頂部瓣閥7的閥瓣7a上，所述閥瓣取決于電子控制的預(yù)設(shè)頻率(優(yōu)選地，約6傾卸/分鐘)打開和關(guān)閉。當(dāng)閥瓣7a打開時，輪胎碎片聚集體隨重力下落至底部瓣閥7’的關(guān)閉的閥瓣7b上，且頂部閥7立即返回至其關(guān)閉狀態(tài)。之后，當(dāng)?shù)诙y7’的閥瓣7b打開時，碎片通過進(jìn)料槽1向下進(jìn)料至旋轉(zhuǎn)煅燒爐8的開口中?？焖僮饔脷鈩影觊y7、7’充當(dāng)螺旋進(jìn)料機(jī)3的開放空氣(氧化)環(huán)境與煅燒爐8的惰性氣氛(無氧)反應(yīng)室8c之間的氣氛聯(lián)鎖裝置。為了限制不需要的氧氣引入煅燒爐8， 將惰性氣體(如氮?dú)?引入兩個瓣閥7、7’之間以在兩個閥腔中產(chǎn)生氮?dú)庹龎?。氮?dú)鈱τ趦蓚€目的是有利的(i)產(chǎn)生惰性氣氛以避免燃燒和可能的爆炸；(ii)基于測試結(jié)果，適當(dāng)?shù)牡獨(dú)饬坷硐氲夭恍∮陟褵隣t內(nèi)體積的0. 007體積/分鐘。不足的氮?dú)饬繉⒂绊懱科焚|(zhì)。 氮?dú)獾哪康氖谴_保煅燒爐在惰性氣氛中，并降低可分解形成碳并再沉積于炭上的熱解氣體的可能性。此外，優(yōu)選的是將煅燒爐8保持在由下游側(cè)的風(fēng)扇所控制的負(fù)壓水柱的3/4”至 11/4”，以減少可分解并再沉積于炭上的熱解氣體的保留。當(dāng)閥瓣7a、7b以前述連續(xù)順序打開時，氮?dú)庹龎禾荻确乐勾髿庋鯕膺M(jìn)入煅燒爐8，因為氮?dú)鈴?qiáng)行從瓣閥7、7’離開進(jìn)入更低壓力的環(huán)境氣氛。為了進(jìn)一步減少氧氣進(jìn)入煅燒爐8的可能性，閥瓣7a、7b的打開和關(guān)閉受電子控制(而不是重力控制)以確保閥瓣7a、7b的至少一個隨時有效及時地關(guān)閉。其中發(fā)生熱解的熱處理器(即旋轉(zhuǎn)煅燒爐)8尤其由具有進(jìn)料端8a和排放端8b 的內(nèi)旋轉(zhuǎn)圓筒組成，反應(yīng)室8c設(shè)置于所述進(jìn)料端和排放端之間。螺旋提升刮片(spiral flight)優(yōu)選位于煅燒爐8的進(jìn)料端8a的的內(nèi)徑上，以及存在于整個反應(yīng)室8c中。因此， 當(dāng)煅燒爐8圍繞其縱軸旋轉(zhuǎn)時，螺旋提升刮片使由閥7、7’傾卸的橡膠碎片平滑，并將碎片向前推進(jìn)進(jìn)入反應(yīng)室8c的加熱區(qū)。反應(yīng)室8c中的第二提升刮片沿煅燒爐8的長度將固體材料移動至排放端8b。為了進(jìn)一步協(xié)助向前輸送固體材料，優(yōu)選略微偏離水平設(shè)置煅燒爐8，使得進(jìn)料端8a略微高于排放端Sb。該成角度的設(shè)置利用重力以進(jìn)一步協(xié)助推動固體材料通過煅燒爐 8。間接加熱旋轉(zhuǎn)煅燒爐8以優(yōu)選在反應(yīng)室8c內(nèi)產(chǎn)生4個加熱區(qū)，每個加熱區(qū)可達(dá)到的溫度為約450-650°C之間。溫度分布取決于所需的最終產(chǎn)品類型而產(chǎn)生。優(yōu)選地，分別將加熱區(qū)1、2、3和4加熱至500°C、55(TC、55(rC和550°C。優(yōu)選地，所述分布在不小于30分鐘內(nèi)具有在約450-550°C范圍內(nèi)，優(yōu)選約500°C的最大熱解溫度。在煅燒爐8中發(fā)生的熱解反應(yīng)對氧氣敏感。如果允許氧氣以任何顯著量滲透進(jìn)入反應(yīng)室8c，則會出現(xiàn)安全(即爆炸風(fēng)險)和品質(zhì)問題。因此，在開始連續(xù)回收操作之前，煅燒爐8必須充滿氮?dú)?或其他惰性氣體)。除了在瓣閥7、7’中也具有氮?dú)庹龎褐?，必須在旋轉(zhuǎn)反應(yīng)室8c與圍繞旋轉(zhuǎn)圓筒的固定框架8d之間的界面處安裝氣密件9，以防止大氣氧氣通過這些界面滲入煅燒爐8。氣密波紋管型密封件優(yōu)選用于該目的。設(shè)計這些密封件以保持煅燒爐8的反應(yīng)室8c內(nèi)的氮?dú)庹龎骸２y管密封件的合適形式在1969年8月19日提交的0. J. Adams的美國專利No. 3，462，160中公開。在熱解過程中，將橡膠碎片加熱至450°C以上的溫度，優(yōu)選約500至550°C的溫度。 由此導(dǎo)致的橡膠的厭氧分解產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)物，所述揮發(fā)性有機(jī)物作為揮發(fā)性有機(jī)氣體填充反應(yīng)室8c。因此優(yōu)選將煅燒爐8內(nèi)的壓力保持為略微低于大氣壓以防止反應(yīng)室8c的超壓。熱解氣體通過排放管11在煅燒爐8的排放端8b處抽出，在所述排放管的另一側(cè)的壓力低于煅燒爐8中的壓力。由于該壓差，在反應(yīng)室8c中的氣體由此通過排放管11而被抽出ο已發(fā)現(xiàn)為了在熱解過程中制得具有足夠品質(zhì)的炭，優(yōu)選的是確保制得的炭不具有揮發(fā)物含量或具有不顯著的揮發(fā)物含量。煅燒爐8的附圖煙道部分(即末端部分)保持在不小于500°C的溫度下以避免在排放至冷卻器之前氣體冷凝回炭上。圖7b顯示了圖7a的代表性煅燒爐的排放端。所述末端部分優(yōu)選具有連續(xù)套筒700，且該區(qū)域用保溫層720保溫并加熱以保持溫度為至少500°C。也顯示了代表性的波紋管密封組件740和圓筒盤狀端 760。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解圖7a和7b的煅燒爐僅為了表示的目的而顯示，并不理解為限制本發(fā)明。通常，任何氣體再冷凝(即500°C以下)至炭上將生成具有高于可接受的揮發(fā)物含量的炭。將由此獲得的熱解氣體通過排放管11導(dǎo)入油急冷塔10以冷凝出較重氣體作為油，并提取較輕氣體，所述較輕氣體從油急冷塔10的頂端IOa通過吸引管線13被抽出，從那里由鼓風(fēng)機(jī)12通過管線17被推入分離器14(參見圖2、。所述分離器14充當(dāng)另一提取階段，以從可冷凝為油并隨后儲存的任何殘余較重氣體中分離較輕氣體級分(fraction)。 將較輕氣體級分從分離器14的頂部1 通過管線25抽出至貯存罐16。所述較輕氣體級分可由鼓風(fēng)機(jī)18通過補(bǔ)給管線27而被抽出貯存罐16進(jìn)入油罐車、火車或船只，或進(jìn)入另一收集容器(holding vessel)以用于進(jìn)一步使用。該氣體也可作為用于例如燃燒器(未顯示)的燃料而被洗滌和回收，所述燃燒器用于加熱旋轉(zhuǎn)煅燒爐8。作為題外話，測試結(jié)果已表明獲自所述方法的所有油的特征在于作為6號油，因此未被分離為輕油和重油。優(yōu)選合并并儲存所述油，使用串聯(lián)的兩個冷凝器冷凝并收集儲存于收集罐中，然后在貯存罐裝運(yùn)之前泵抽通過過濾器的油。優(yōu)選地，在氣體冷凝階段之前引入熱旋風(fēng)，從而敲破微粒以防止管道和冷凝體系中的其他元件的堵塞。然后，不可冷凝氣體經(jīng)受洗滌過程，其中使用苛性堿溶液脫去所有酸性組分。儲存經(jīng)洗滌的氣體以運(yùn)行煅燒爐和用于干燥CBp粒料的干燥器。回到方法本身，在分離器14的較低端14b中冷凝的油級分通過管線四離開，所述管線四轉(zhuǎn)而輸出至管線35中。管線35轉(zhuǎn)而將所述油傳遞至貯存罐^a，或者被排入管線 37，所述管線37任選地將所述油導(dǎo)入貯存罐^b。管線四、35和37都安裝常規(guī)控制閥31， 以通過互聯(lián)的管線四、35和37選擇性地控制油的流動。在油急冷塔10中冷凝的油在塔10的較低端IOb聚集，自所述較低端通過控制閥 19離開進(jìn)入補(bǔ)給管線39，所述補(bǔ)給管線39轉(zhuǎn)而在具有相反定向分支43a和4 的雙向連接管線43處的T交叉點(diǎn)終止。每個分支43a和4 優(yōu)選安裝各自的控制閥19a和19b，所述控制閥在具有補(bǔ)給管線39的T交叉點(diǎn)的任一側(cè)。向下游移動，每個分支43a、4!3b進(jìn)料至各自的油過濾器20a、20b。油從每個油過濾器20a、20b向下游行進(jìn)進(jìn)入各自的補(bǔ)給管線 20c和20d，所述補(bǔ)給管線20c和20d進(jìn)一步通過分別安裝在補(bǔ)給管線20c和20d上的控制閥21a和21b進(jìn)行控制。補(bǔ)給管線20c和20d在具有管線35的T交叉點(diǎn)處連接控制閥21a 和21b的下游。之后，將進(jìn)入管線35的油引導(dǎo)通過水冷卻的油冷卻器板和框架22，所述水冷卻的油冷卻器板和框架在將油儲存在貯存罐26a或26b之前冷卻油。在冷卻器板和框架 22中的水循環(huán)通過安裝有循環(huán)泵23的管回路45。所述管回路45通過中央冷卻水系統(tǒng)24， 所述中央冷卻水系統(tǒng)冷卻離開冷卻器板和框架22的溫水，并將冷水泵送回管回路45。在貯存罐26a和^b中收集的油可從罐中釋放至管線47。通過使用常規(guī)控制閥觀，所述油或者可被引導(dǎo)從貯存罐^a、26b流入管線49，并從那里由泵30a泵送至油罐車、 火車或船只，或者可流入管線15，并從那里由泵30b泵送回油急冷塔10以進(jìn)一步分餾。再次參照圖1，在熱解過程中制得的熱的固體產(chǎn)品(即炭)通過重力從煅燒爐8中排出，下落經(jīng)過排出煙道(未顯示)的開放空間，并落在煙道底部的另兩個快速作用氣動瓣閥53、53’的第一個上。瓣閥53、53’基本上與位于旋轉(zhuǎn)煅燒爐8的進(jìn)料端8a處的雙瓣閥 7、7’相同，它們之間也安裝有氣體入口以在瓣閥53、53’內(nèi)產(chǎn)生氮?dú)庹龎骸Ｔ谠撾A段氮?dú)獾氖褂貌粌H對于防止氧氣進(jìn)入旋轉(zhuǎn)煅燒爐8是重要的，而且對于防止熱炭的氧化也是重要的。炭的氧化尤其將降低OTp最終產(chǎn)品的品質(zhì)。因此熱炭通過雙瓣閥53、53’并沉積于充氮旋轉(zhuǎn)冷卻器32的進(jìn)料端32a，所述進(jìn)料端優(yōu)選在內(nèi)徑上具有提升刮片以將炭通過旋轉(zhuǎn)冷卻器32輸送至排放端32b。合適的旋轉(zhuǎn)冷卻器32為可得自ffarrenville, Illinois, USA 的Alstom Power, Inc.的Bartlett-Snow 36”直徑旋轉(zhuǎn)冷卻器。旋轉(zhuǎn)冷卻器32中的溫度優(yōu)選通過用水間接冷卻旋轉(zhuǎn)圓筒的外表面來保持較低，所述水由循環(huán)泵33經(jīng)過管回路51 連續(xù)循環(huán)，并由中央冷卻水系統(tǒng)M冷卻。炭在足夠低的溫度下(優(yōu)選大約200°C )離開旋轉(zhuǎn)冷卻器32的排放端32b，使得炭可在那里暴露于空氣而無顯著的反應(yīng)(即氧化)。出乎意料地，已發(fā)現(xiàn)炭在該階段不特別地凝聚，不需要之前現(xiàn)有技術(shù)中描述的解聚步驟(參見，例如1991年8月6日授予John Fader的美國專利No. 5，037，628)。這可通過如下進(jìn)行解釋在本文發(fā)明人所述的嚴(yán)格厭氧操作條件下制得的炭中的降低的油含量，以及約450-550°C之間，優(yōu)選約500°C的熱解溫度。所述炭優(yōu)選從旋轉(zhuǎn)冷卻器32排放至封閉式螺旋傳送機(jī)55，然后通過兩個磁力分離器 34和36 第一個磁力分離器從炭中去除鋼38，第二個磁力分離器(通常比第一個更強(qiáng)大) 去除稀土金屬和由第一磁力分離器34留下的其他磁性物質(zhì)。所述炭通過封閉式傳送帶57在第一磁力分離器34和第二磁力分離器36之間輸送。優(yōu)選通過各自的傳送機(jī)61a和61b 將從炭中提取的鋼38輸送至中央收集位置，在那里可使用由熱解過程產(chǎn)生的天然氣將鋼 38 (壓縮)加熱、壓縮和熔融成準(zhǔn)備用于制備新金屬產(chǎn)品或用于進(jìn)一步加工的IOOlb坯塊。現(xiàn)在不含鋼38和其他磁性組分的炭優(yōu)選通過封閉式傳送帶63從第二磁力分離器 36輸送至優(yōu)選具有篩目尺寸100的振動篩40 (參見圖3)，以分離出作為原始廢輪胎片的組分而殘留的任何剩余紡織纖維或簾線41。這些紡織殘留物經(jīng)由傳送帶65從振動篩40去除，以用于隨后的處理或可能的回收。足夠細(xì)微以通過振動篩40并轉(zhuǎn)移至傳送機(jī)67上的固體材料因此稱為“粗”CBp。傳送機(jī)67將粗CBp輸送至常規(guī)旋轉(zhuǎn)閥42，所述旋轉(zhuǎn)閥將CBp粉末釋放至封閉式傳送機(jī)44。合適的封閉式傳送機(jī)可為，例如，由 299Ward Street,Port Hope，Ontario，Canada 的Unitrack Corp.銷售的翻斗卡車升降機(jī)(tip track elevator) 0 (Bp粉末通過封閉式傳送機(jī)44輸送至振動卸料器46，該振動卸料器安裝了用于污染控制的桶槽通風(fēng)過濾器和頂裝風(fēng)扇48。 控速電子進(jìn)料機(jī)50將粗CBp從振動卸料器46經(jīng)由封閉滑道69釋放至磨機(jī)給料倉52。粗 CBp借助重力經(jīng)過封閉滑道81離開磨機(jī)給料倉52進(jìn)入封閉料斗M，然后到封閉式傳送帶 56上，在那里所述粗CBp從滑道72向下釋放至粉碎機(jī)58中以減小顆粒尺寸。粉碎機(jī)58優(yōu)選為I^lla 振動磨碎機(jī)。將在封閉料斗M中制得的升空微粒物質(zhì)通過管道73抽出至機(jī)械空氣分類器60，所述機(jī)械空氣分類器安裝有325篩網(wǎng)，并經(jīng)由管道75連接至袋式過濾器 62。尺寸為44 μ m或更小的升空顆粒離開機(jī)械空氣分類器60進(jìn)入管道77，然后通過所述管道77被輸送至貯倉64，所述貯倉64安裝有料位指示器66，以及通風(fēng)過濾器和頂裝風(fēng)扇 68。通過鼓風(fēng)機(jī)59推出在粉碎機(jī)58中的CBp，所述鼓風(fēng)機(jī)59通過管道79連接至粉碎機(jī)58。因此微細(xì)CBp被吹出粉碎機(jī)58進(jìn)入封閉式傳送機(jī)83，所述封閉式傳送機(jī)83將所述微細(xì)CBp傳輸至機(jī)械空氣分類器60。再次，將325篩目尺寸或更小的顆粒通過管道77導(dǎo)入貯倉64。使用封閉式傳送系統(tǒng)70，將所述微細(xì)CBp從貯倉64輸送至貯倉72 (參見圖4)，所述貯倉72也安裝有料位指示器74和具有頂裝風(fēng)扇76的桶槽通風(fēng)過濾器。CBp通過電子控速進(jìn)料機(jī)78離開貯倉72，所述電子控速進(jìn)料機(jī)78將預(yù)定量的粉末傳輸至封閉式傳送機(jī) 80上，所述封閉式傳送機(jī)80安裝有沖量流量計82以將流量限定為30001bs/h。葉式混合器凝聚機(jī)(pin-mixer agglomerator) 84接收微細(xì)CBp，在此處微細(xì)CBp通過與粘合劑溶液 (由罐86供應(yīng))和/或水混合而進(jìn)行造粒。優(yōu)選地，造粒使用水和粘合劑溶液實現(xiàn)?？諝夤芫€88連接至凝聚機(jī)84，空氣通過關(guān)閉閥90和調(diào)節(jié)器92進(jìn)行控制。保留至多8000加侖的粘合劑溶液罐86安裝有攪拌器94、由閥98控制且安裝有5 微米過濾器100的水管96。料位指示器102也存在于罐86的頂部以防止溢流。粘合劑溶液從罐86通過管道103的流動由循環(huán)泵104控制。取決于是否打開或關(guān)閉，控制閥106a 和106b可引導(dǎo)溶液或者流回至罐86中，或者流動至凝聚機(jī)84中?？赏ㄟ^水管線108將水直接引入葉式混合器凝聚機(jī)84中，所述水管線108也安裝有5微米過濾器110，并由關(guān)閉閥 112和控制閥114控制。CBp作為優(yōu)選具有60至100篩目尺寸的粒料離開凝聚機(jī)84，所述粒料由封閉式傳送帶116輸送至干燥器118，所述干燥器118理想地由熱解過程產(chǎn)生并收集的氣體提供燃料。優(yōu)選用間接旋轉(zhuǎn)干燥器干燥至小于濕度的粒料離開干燥器118并借助重力落下封閉滑道119至封閉式傳送機(jī)120，所述封閉式傳送機(jī)將所述粒料帶至100篩目篩式分離器 122。任何尺寸過小的粒料(即< 149 μ m的那些)可通過常規(guī)旋轉(zhuǎn)閥124，且鼓風(fēng)機(jī)126推動所述粒料通過管道127，所述管道將所述粒料導(dǎo)入貯倉72以進(jìn)行再凝聚。尺寸過大的粒料(即彡149 μ m的那些)由封閉式傳送機(jī)1 輸送至安裝有蝶形閥130的振動槽128，并準(zhǔn)備裝袋。任何溢流都被收集在安裝有桶槽通風(fēng)過濾器134和料位指示器136的貯倉132 中。旋轉(zhuǎn)閥138允許粒料離開貯倉132至封閉式傳送機(jī)140上以準(zhǔn)備裝袋。炭黑(CBp)-特性和定義CBp不同于常規(guī)固化爐N系列原炭黑。輪胎組成分析表明存在相當(dāng)量的無機(jī)化合物，這些化合物的大多數(shù)在熱解之后與炭剩余在一起，因此可能的是CBp的灰分含量可高達(dá)15重量％，而原炭黑通常具有以下的灰分含量。少量的熱解碳表面沉積物也可形成并吸附至OTp上。然而，煅燒爐上的保溫層量、氮?dú)饬恳约氨３朱褵隣t系統(tǒng)壓力可用于限制該碳沉積。在輪胎中通常具有附00、擬00、吧00、恥00和町00系列原炭黑。因此回收的CBp 將具有炭黑混合物。然而，CBp的改進(jìn)特性對于在塑料和橡膠工業(yè)中的一些特定應(yīng)用也可為一種好處。炭黑為在橡膠化合物中使用的主要增強(qiáng)填料，橡膠性質(zhì)的提高隨炭黑的物理和化學(xué)特性而變。最重要的基本物理和化學(xué)性質(zhì)為聚集體尺寸和形狀(結(jié)構(gòu))、顆粒尺寸、表面活性和孔隙率。這些性質(zhì)本質(zhì)上是分布式的，且所述性質(zhì)分布對橡膠性能具有影響。其他非基本的性質(zhì)包括物理形式和殘余物。炭黑的物理形式(珠狀/粒料或粉末)可影響炭黑的處理和混合特性，并因此影響橡膠性質(zhì)。最終分散度也隨所用的混合程序和設(shè)備而變。結(jié)構(gòu)/聚集體尺寸炭黑不作為初級顆粒存在。初級顆粒融合形成聚集體，所述聚集體可含有大量顆粒。聚集體的形狀和分支度稱為結(jié)構(gòu)。炭黑的結(jié)構(gòu)水平最終決定其對數(shù)個重要橡膠性質(zhì)的影響。增加炭黑結(jié)構(gòu)會增加模量、硬度、電導(dǎo)率，并提高炭黑的分散性，但增加化合物粘度。顆粒尺寸為對橡膠性質(zhì)具有顯著影響的基本性質(zhì)。較細(xì)顆粒引起增加的增強(qiáng)、增加的耐磨性和提高的拉伸強(qiáng)度。然而，分散較細(xì)顆粒需要增加的混合時間和能量。對于爐黑，典型的顆粒尺寸為大約8納米至100納米。表面積在工業(yè)中用作炭黑的細(xì)度水平的指標(biāo)。表面活性或表面化學(xué)隨炭黑的制造方法和熱歷史而變。其難以直接測量，表面活性通過其對橡膠性質(zhì)(如耐磨性、拉伸強(qiáng)度、滯后和模量)的影響而表明其本身。表面活性對固化特性的影響大大取決于所用的固化體系?？紫堵蕿樘亢诘幕拘再|(zhì)，其可在制備過程中進(jìn)行控制。其可影響表面積的測量， 提供比外部值更大的總表面積。增加孔隙率會降低聚集體的密度。這允許橡膠化合物增加炭加載而同時保持化合物比重。對于固定加載，這引起化合物模量和電導(dǎo)率的增加。炭黑的物理形式對炭黑的處理和混合特性具有影響。橡膠炭黑的最常見的形式為珠狀(粒料)。熱解炭黑(CBp)產(chǎn)品使用發(fā)明人公開的回收方法，本發(fā)明人已證明舊橡膠輪胎的熱解可產(chǎn)生符合市場所要求的一貫高品質(zhì)水平的CBp。這暗示由本發(fā)明制得的CBp具有落入遵循ASTM(美國試驗與材料協(xié)會)標(biāo)準(zhǔn)測試的明確范圍的一致組成。為此，本發(fā)明人已進(jìn)行廣泛研究以確定操作條件，該操作條件可得到在用作橡膠中的填料時顯示可接受的增強(qiáng)水平的CBp。本發(fā)明的發(fā)現(xiàn)已顯示CBp的形態(tài)和特性可部分通過改變工藝溫度和停留時間進(jìn)行控制。使用本文公開的允許嚴(yán)格控制溫度和其他參數(shù)(如壓力、反應(yīng)室和冷卻器內(nèi)的氣體的惰性)的方法，CBp制備可通過一致地達(dá)到(striking)油氣制備與CBp中的相關(guān)硫含量之間的平衡而進(jìn)行優(yōu)化。通過參照如下實例，本發(fā)明的這些方面可更完全地得以理解，所述實例應(yīng)被認(rèn)為是僅為說明性的。實例1在四個不同溫度450 V、500 V、600 V和700 V下，在厭氧環(huán)境中熱解2 ”(對角線)的經(jīng)清潔的橡膠輪胎碎片。表1顯示了在各種熱解溫度下的過程物質(zhì)平衡。可發(fā)現(xiàn)在較高溫度下進(jìn)行的熱解有利于油生成，而較低操作溫度有利于炭生成。表1
組成重量％溫度(。C)溫度(。F)氣體油炭總計4508425.840.246.292.25009323.142.343.789.160011126.244.340.59170012925.745.538.689.8表2顯示了在四個實驗熱解溫度下產(chǎn)生的油和炭的總熱值和硫含量。結(jié)果表明在較高熱解溫度下油的硫含量更大，相反，炭的硫含量隨熱解溫度降低而增加。表2
校正的校正的GCVCV硫含量YoMJ/KGMJ/KG溫度(0C)溫度(0F)油炭油炭45084242.3+/-0.331.1+/-0.61.11+/-0.092.17+/-0.1350093242.4+/-0.330.2+/-0.21.11+/-0.192.21+/-0.35600111241.9+/-0.430.7+/-0.31.27+/-0.192.04+/-0.01700129241.2+/-0.430.6+/-0.31.27+/-0.112.10+/-0.03 也關(guān)注分析炭的表面積隨時間的變化。表3顯示了在所研究的4個溫度下炭的 Brunaer,Emmett和Teller(BET)表面積?？梢钥闯觯瑪?shù)據(jù)表明炭的表面積隨熱解溫度的增加而增加。表權(quán)利要求
1.通過包括如下步驟的方法制得的回收橡膠a)將經(jīng)清潔的橡膠輪胎切碎至長度小于2”的碎片；b)在第一厭氧環(huán)境中在熱處理器的反應(yīng)室中熱解所述碎片以制得炭；c)從所述反應(yīng)室排出揮發(fā)性有機(jī)物；d)從所述反應(yīng)室移出所述炭；e)在第二厭氧環(huán)境中冷卻所述炭；f)從所述炭中去除金屬和紡織組分以獲得熱解炭黑；g)將所得熱解炭黑碾磨和定尺寸為325篩目尺寸或更小的顆粒；以及，h)在制備所述回收橡膠的聚合法中使用來自上一步驟的熱解炭黑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收橡膠，其中所述方法為連續(xù)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的回收橡膠，其中在所述反應(yīng)室內(nèi)的溫度為450-550°C之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的回收橡膠，其中在所述反應(yīng)室內(nèi)的溫度為至少 500 "C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的回收橡膠，其中所述方法在步驟g)之后并在步驟h)之前還包括將所述熱解炭黑造粒成60至100篩目尺寸的粒料的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的回收橡膠，其中所述碎片長度小于1.5”。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的回收橡膠，其中所述方法在步驟b)之前還包括潤滑并進(jìn)一步清潔所述碎片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的回收橡膠，所述回收橡膠的最小拉伸強(qiáng)度為 2500-3100psi 之間。
9.由用于橡膠輪胎的回收方法制得的熱解炭黑，所述方法包括如下步驟a)將經(jīng)清潔的橡膠輪胎切碎至長度小于2”的碎片；b)在第一厭氧環(huán)境中在熱處理器的反應(yīng)室中熱解所述碎片以制得炭；c)從所述反應(yīng)室排出揮發(fā)性有機(jī)物；d)從所述反應(yīng)室移出所述炭；e)在第二厭氧環(huán)境中冷卻所述炭；f)從所述炭中去除金屬和紡織組分以獲得熱解炭黑；以及，g)將所得熱解炭黑碾磨和定尺寸為325篩目尺寸或更小的顆粒。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱解炭黑，其中所述方法為連續(xù)的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱解炭黑，其中在所述反應(yīng)室內(nèi)的溫度為450-550°C之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項所述的熱解炭黑，其中在所述反應(yīng)室內(nèi)的溫度為至少 500"C。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項所述的熱解炭黑，其中所述方法在步驟g)之后還包括將所述熱解炭黑造粒成60至100篩目尺寸的粒料的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱解炭黑，其中所述碎片長度小于1.5”。
15.根據(jù)權(quán)利要求9至14中任一項所述的熱解炭黑，其中所述方法在步驟b)之前還包括潤滑并清潔所述碎片。
16.根據(jù)權(quán)利要求9至15中任一項所述的熱解炭黑，所述熱解炭黑具有 a) 9-15%之間的灰分含量；b)在425mu處80-90%透射率的甲苯脫色；c)30至45mg/gm之間的碘吸附；以及，d)至多65cc/100gm的鄰苯二甲酸二正丁酯吸收值。
17.一種由熱解橡膠制得的熱解炭黑，所述熱解炭黑具有a)9-15%之間的灰分含量；b)在425mu處80-90%透射率的甲苯脫色；c)30至45mg/gm之間的碘吸附；以及，d)至多65cc/100gm的鄰苯二甲酸二正丁酯吸收值。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的熱解炭黑，所述熱解炭黑當(dāng)用于制備橡膠時制得最小拉伸強(qiáng)度為2500-3100psi之間的橡膠。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的熱解炭黑，其中所述橡膠為苯乙烯-丁二烯共聚物橡膠，且最小拉伸強(qiáng)度為2500psi。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的熱解炭黑，其中所述橡膠為天然橡膠，且最小拉伸強(qiáng)度為 3100psi。
21.一種自廢輪胎回收碳質(zhì)材料的方法，所述方法包括a)將橡膠輪胎切碎至長度小于2”的碎片；b)在第一厭氧環(huán)境中在熱處理器的反應(yīng)室中熱解所述碎片以制得炭；c)從所述反應(yīng)室排出揮發(fā)性有機(jī)物；d)從所述反應(yīng)室移出所述炭；e)在第二厭氧環(huán)境中冷卻所述炭；f)從所述炭中去除金屬和紡織組分以獲得熱解炭黑；g)將所得熱解炭黑碾磨和定尺寸為325篩目尺寸或更小的顆粒；以及，h)在制備回收橡膠的聚合法中使用來自上一步驟的熱解炭黑。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述方法為連續(xù)的。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中在所述反應(yīng)室內(nèi)的溫度為450-550°C之間。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中在所述反應(yīng)室內(nèi)的溫度為500°C。
25.根據(jù)權(quán)利要求21至M中任一項所述的方法，所述方法在步驟g)之后并在步驟h) 之前還包括將所述熱解炭黑造粒成60至100篩目尺寸的粒料的步驟。
26.根據(jù)權(quán)利要求21至25中任一項所述的方法，其中所述碎片長度小于1.5”。
27.根據(jù)權(quán)利要求21至沈中任一項所述的方法，所述方法在步驟b)之前還包括潤滑和清潔所述碎片。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過包括如下步驟的方法制得的回收橡膠a)將經(jīng)清潔的橡膠輪胎切碎至長度小于2”的碎片；b)在第一厭氧環(huán)境中在熱處理器的反應(yīng)室中熱解所述碎片以制得炭；c)從所述反應(yīng)室排出揮發(fā)性有機(jī)物；c)從所述反應(yīng)室移出所述炭；d)在第二厭氧環(huán)境中冷卻所述炭；e)從所述炭中去除金屬和紡織組分以獲得熱解炭黑；f)將所得熱解炭黑碾磨和定尺寸為325篩目尺寸或更小的顆粒；以及，g)在制備所述回收橡膠的聚合法中使用來自上一步驟的熱解炭黑。本發(fā)明也涉及由該方法回收的高品質(zhì)熱解炭黑。
文檔編號C08J3/20GK102361818SQ201080011255
公開日2012年2月22日 申請日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月24日
發(fā)明者A·D·E·麥金托什, V·W·Y·王 申請人:Ripp資源回收公司