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(shù)領(lǐng)域：
:本發(fā)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，屬于廢舊橡膠循環(huán)再利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
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(chǎn)生國，2011年，我國產(chǎn)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(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的核心，脫硫再生廢橡膠是目前我國廢橡膠循環(huán)再利用的最主要方式，我國2010年再生膠產(chǎn)量達(dá)到300萬噸左右，這對于降低我國橡膠資源對外依存度，節(jié)約石化資源，保護(hù)環(huán)境具有重
要意義。 再生膠行業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新，形成了以“高溫高壓動態(tài)脫硫”為主的脫硫再生工藝，與此同時，“螺旋常壓高溫連續(xù)脫硫”再生工藝也逐漸應(yīng)用于市場。其中高溫高壓動態(tài)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小時左右后，泄壓取料得脫硫膠粉，然后經(jīng)精煉機(jī)壓片得到再生膠，得到的再生膠呈現(xiàn)出較優(yōu)異的力學(xué)性能，應(yīng)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(nèi)完成，容易導(dǎo)致膠粉粘壁，需定期清理；而且能耗高，存在嚴(yán)重的安全隱患；水的使用不可避免的導(dǎo)致水的二次污染；此外，整個生產(chǎn)過程的不連續(xù)以及泄壓取料和精煉過程時嚴(yán)重的煙氣污染都限制了高溫高壓動態(tài)脫硫的發(fā)展。螺旋常壓高溫連續(xù)脫硫(CN 201670818U: 一種再生膠常壓高溫連續(xù)脫硫機(jī))是通過噴淋裝置使再生劑和廢膠粉混合均勻后，進(jìn)入脫硫機(jī)內(nèi)的螺旋輸送裝置，實(shí)現(xiàn)廢橡膠的脫硫再生過程，脫硫溫度最高達(dá)320°C，反應(yīng)時間在15 20min之間。從再生膠的物理性能來看，脫硫機(jī)要相對差。這一方面是由于螺桿機(jī)的螺旋結(jié)構(gòu)無法壓實(shí)物料，過多氧氣的存在導(dǎo)致橡膠主鏈降解嚴(yán)重；另一方面是過高的反應(yīng)溫度促使在脫硫過程中橡膠主鏈的歧化反應(yīng)加劇，進(jìn)一步降低了再生膠的質(zhì)量。雖然此方法省去了水的使用，解決了環(huán)境污染問題，但是該方法所用設(shè)備制造成本高，能耗高，產(chǎn)量低。此外，由于使用噴淋裝置及高溫導(dǎo)致的膠粉粘壁問題，致使產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。CN 201020142864.3公布了一種環(huán)保復(fù)原橡膠的生產(chǎn)裝置，對現(xiàn)有橡膠塑化工藝進(jìn)行了一定的改進(jìn)，使廢舊橡膠與活化劑和環(huán)保油預(yù)先混合后，再進(jìn)入塑化裝置脫硫再生，冷卻后得到塑化膠粉。這在一定程度上解決了產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性的問題，但是設(shè)備成本高、能耗高、生產(chǎn)效率低的問題仍未解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過提供一種再生廢橡膠的裝置及方法，以實(shí)現(xiàn)廢橡膠的環(huán)保節(jié)能高效再生。一種常壓中溫低耗再生廢橡膠的裝置，其特征在于:該裝置由兩部分組成，第一部分是加熱反應(yīng)釜，包括罐體1、攪拌槳2、加熱器3、溫度傳感器4、槳葉驅(qū)動電機(jī)5、第一物料進(jìn)口 6、第一物料出口 7 ;罐體I上設(shè)有溫度傳感器4、第一物料進(jìn)口 6和第一物料出口 7 ;罐體I設(shè)有槳葉驅(qū)動電機(jī)5驅(qū)動的攪拌槳2 ;罐體I外設(shè)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(qū)動電機(jī)11、第二物料進(jìn)口 12、第二物料出口 13，筒體8上設(shè)有第二物料進(jìn)口 12和第二物料出口 13 ;筒體8內(nèi)設(shè)有螺旋驅(qū)動電機(jī)11驅(qū)動的螺旋9 ;筒體8外設(shè)有冷卻流道10 ;通過連接閥門14將加熱反應(yīng)釜的第一物料出口 7與冷卻器的第二物料進(jìn)口 12連接起來。進(jìn)行常壓中溫低耗再生廢橡膠的方法，其特征在于:將廢橡膠、軟化劑和活化劑一起加入到加熱反應(yīng)釜的罐體I中，其中廢橡膠與軟化劑、活化劑的質(zhì)量比為100:5 25:
0.1 3 ;關(guān)閉第一物料進(jìn)口 6，啟動槳葉驅(qū)動電機(jī)5，通過溫度傳感器4測得罐內(nèi)溫度升溫至160 250°C，反應(yīng)15 40min后，打開連接閥門14，使罐體內(nèi)的物料由第一物料出口 7在2min內(nèi)進(jìn)入冷卻器筒體8，與此同時啟動螺旋驅(qū)動電機(jī)11，并使冷卻流道10內(nèi)通入冷卻介質(zhì)，螺旋輸送物料8 15min使其溫度冷卻至80°C以下后，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(yīng)釜內(nèi)的物料進(jìn)入冷卻器后，關(guān)閉連接閥門14，打開加熱反應(yīng)釜罐體第一物料進(jìn)口 6，重新繼續(xù)加料，重復(fù)進(jìn)行下一個再生過程。更進(jìn)一步，所用的加熱器是電加熱或?qū)嵊图訜帷?所用冷卻器是單層或多層的串聯(lián)組合。所用廢橡膠以輪胎胎面或胎體廢膠粉、邊角余料、廢膠鞋、廢乙丙橡膠、廢硅橡膠、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(huán)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(fā)明提供的一種常壓中溫低耗再生反應(yīng)裝置，實(shí)現(xiàn)對廢橡膠的環(huán)保節(jié)能高效再生，與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn):I)設(shè)備制造成本及維修費(fèi)用低:本發(fā)明所用裝置為常壓反應(yīng)容器，無需傳統(tǒng)的特殊耐高壓材質(zhì)，大大降低了材料成本；本發(fā)明的方法在中溫較短時間內(nèi)完成，有效地避免了高溫高壓動態(tài)脫硫和螺旋高溫常壓脫硫出現(xiàn)的膠粉粘壁“結(jié)渣”現(xiàn)象，大大減少了清理次數(shù)，不僅提高了產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，而且保證了生產(chǎn)效率。2)整個再生過程在常壓環(huán)境下進(jìn)行，保證了生產(chǎn)的安全性。3)脫硫再生過程環(huán)保無污染:一方面無需水的使用，避免了傳統(tǒng)脫硫再生方法造成的二次水污染；另一方面，整個再生過程，從加熱反應(yīng)到后期降溫冷卻均在密閉連續(xù)的裝置內(nèi)完成，無揮發(fā)氣體的排出，保護(hù)環(huán)境。4)能耗低:本發(fā)明所用的槳葉驅(qū)動電機(jī)和螺旋驅(qū)動電機(jī)所需功率均較小，生產(chǎn)過程能耗低。5)效率高:本發(fā)明再生廢橡膠的方法再生時間短，而且在物料由加熱反應(yīng)釜進(jìn)入冷卻器后，即可繼續(xù)加料，從而能夠?qū)崿F(xiàn)一種間歇式的連續(xù)性操作，大大提高了生產(chǎn)效率。按加熱再生時間30min，每次加料500kg，產(chǎn)量可達(dá)I噸/小時。此外，利用本發(fā)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(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，性能優(yōu)異，達(dá)到甚至超過了國家再生膠標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 13460-2008),具有廣泛的工業(yè)化前景。


附圖1 一種常壓中溫低耗再生廢橡膠的裝置結(jié)構(gòu)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(qū)動電機(jī)，6第一物料進(jìn)口，7第一物料出口，8筒體，9螺旋，10冷卻流道，11螺旋驅(qū)動電機(jī)，12第二物料進(jìn)口，13第二物料出口，14連接閥門。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述:實(shí)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(yīng)爸罐體I (罐體直徑=IOOcm,長徑比=6:1)中，關(guān)閉第一物料進(jìn)口 6，啟動槳葉驅(qū)動電機(jī)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(nèi)溫度升至200°C，繼續(xù)反應(yīng)20min后，打開連接閥門14，使罐體內(nèi)的物料由第一物料出口 7在2min內(nèi)進(jìn)入兩層串聯(lián)的冷卻器筒體8，與此同時啟動螺旋驅(qū)動電機(jī)11，并使冷卻流道10內(nèi)通入冷卻介質(zhì)，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(yīng)釜內(nèi)的物料進(jìn)入冷卻器后，關(guān)閉連接閥門14，打開加熱反應(yīng)釜罐體第一物料進(jìn)口 6，按上述配方重新繼續(xù)加料，進(jìn)行下一個再生過程。以再生I噸廢膠粉計，利用本發(fā)明的裝置及方法所需時間及能耗與傳統(tǒng)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(quán)利要求
1.一種常壓中溫低耗再生廢橡膠的裝置，其特征在于:該裝置由兩部分組成，第一部分是加熱反應(yīng)釜，包括罐體(I)、攪拌槳(2)、加熱器(3)、溫度傳感器(4)、槳葉驅(qū)動電機(jī)(5)、第一物料進(jìn)口(6)、第一物料出口(7);罐體(I)上設(shè)有溫度傳感器(4)、第一物料進(jìn)口(6 )和第一物料出口( 7 );罐體(I)設(shè)有槳葉驅(qū)動電機(jī)(5 )驅(qū)動的攪拌槳(2 );罐體(I)外設(shè)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(qū)動電機(jī)(11)、第二物料進(jìn)口(12)、第二物料出口(13)，筒體(8)上設(shè)有第二物料進(jìn)口(12)和第二物料出口(13);筒體(8)內(nèi)設(shè)有螺旋驅(qū)動電機(jī)(11)驅(qū)動的螺旋(9);筒體(8)外設(shè)有冷卻流道(10)；通過連接閥門(14)將加熱反應(yīng)釜的第一物料出口(7)與冷卻器的第二物料進(jìn)口(12)連接起來。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所用的加熱器(3)是電加熱或?qū)嵊图訜帷?br> 3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所用冷卻器是單層或多層的串聯(lián)組合。
4.應(yīng)用如權(quán)利要求1所述的裝置進(jìn)行常壓中溫低耗再生廢橡膠的方法，其特征在于:將廢橡膠、軟化劑和活化劑一起加入到加熱反應(yīng)釜的罐體(I)中，其中廢橡膠與軟化劑、活化劑的質(zhì)量比為100: (5 25 ): (0.1 3 );關(guān)閉第一物料進(jìn)口( 6 )，啟動槳葉驅(qū)動電機(jī)(5 )，通過溫度傳感器(4)測得罐內(nèi)溫度升溫至160 250°C，反應(yīng)15 40min后，打開連接閥門(14),使罐體內(nèi)的物料由第一物料出口(7)在2min內(nèi)進(jìn)入冷卻器筒體(8)，與此同時啟動螺旋驅(qū)動電機(jī)(11)，并使冷卻流道(10)內(nèi)通入冷卻介質(zhì)，螺旋輸送物料8 15min使其溫度冷卻至80°C以下后，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(yīng)釜內(nèi)的物料進(jìn)入冷卻器后，關(guān)閉連接閥門(14)，打開加熱反應(yīng)釜罐體第一物料進(jìn)口( 6 )，重新繼續(xù)加料，重復(fù)進(jìn)行下一個再生過程。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所用廢橡膠為輪胎胎面或胎體廢膠粉、邊角余料、廢膠鞋、廢乙丙橡膠、廢硅橡膠、丁基橡膠、廢丁腈橡膠中的一種。
6.如權(quán)利要 求4所述的方法，其特征在于所用軟化劑是煤焦油、松焦油、妥爾油、環(huán)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，屬于廢舊橡膠再利用領(lǐng)域。該裝置是由兩部分組成第一部分是加熱反應(yīng)釜，包括罐體、攪拌槳、加熱器、溫度傳感器、槳葉驅(qū)動電機(jī)、第一物料進(jìn)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(qū)動電機(jī)、第二物料進(jìn)口、第二物料出口，并通過一個連接閥門將加熱反應(yīng)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(yīng)釜，在160～250℃下反應(yīng)15～40min后，打開連接閥門進(jìn)入冷卻器，螺旋輸送8～15min使物料冷卻至80℃以下即可。本發(fā)明設(shè)備制造成本低，生產(chǎn)過程環(huán)保節(jié)能，有效解決了再生過程中的膠粉粘壁問題，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)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(yōu)先權(quán)日2013年4月14日
發(fā)明者張立群, 史金煒, 任冬云, 王士軍, 費(fèi)德立, 李光曙 申請人:江蘇強(qiáng)維橡塑科技有限公司, 北京化工大學(xué)