CN104804215B - 一种再生橡胶脱硫方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可提高再生橡胶品质的脱硫方法，废橡胶粉匀速进料后依次经过预热区、加热区、第一保温区、第二保温区、第一冷却区和第二冷却区，预热区和加热区通过红外方式加热，预热区温度低于加热区温度，第一保温区、第二保温区、第一冷却区和第二冷却区温度逐渐降低；预热区、加热区、第一保温区和第二保温区的长度相同，第一保温区和第二保温区的物料流动速度低于预热区和加热区，加热区的物料流动速度低于预热区的物料流动速度。本发明的有益效果在于，控制了进料量和进料速度，先预热再加热避免了温度骤升导致橡胶颗粒结焦现象，第一保温区和第二保温区的更大空间，为橡胶粉提供了充足的膨胀空间，提高了再生橡胶品质。

Description

一种再生橡胶脱硫方法

技术领域

本发明涉及再生橡胶领域，具体地说是一种再生橡胶脱硫方法。

背景技术

废橡胶的处理是当今人们面临的严重问题之一。为了满足不断提高的材料性能要求，橡胶朝着高强度、耐磨、稳定和耐老化的方向发展，但是同时造成了废弃后的橡胶长时期不能自然降解的问题，大量的废旧橡胶造成了比塑料污染(白色污染)更难处理的黑色污染。另一方面浪费了宝贵的橡胶资源。全世界每年有数百万吨废橡胶产生，数量如此巨大，如何对其进行有效处理已成为全社会普遍关注的问题。为此，除将堆积如山的废弃橡胶制品当燃料焚烧外，自1910年开始，各国科学家纷纷研究更为有效的废橡胶再生处理技术。再生橡胶是指废旧硫化橡胶经过粉碎、加热、机械处理等物理化学过程，使其从弹性状态变成具有塑性和粘性的、能够再硫化的橡胶。再生过程的实质是在热、氧、机械作用和再生剂的化学与物理作用等的综合作用下，使硫化胶网络破坏降解，断裂位置既有交联键，也有交联键之间的大分子键。

目前主要的再生橡胶脱硫方法主要是通过动态脱硫罐来破坏硫链接，其原理是采用高温、高压、加水以及各种辅助断硫材料，使硫化橡胶粉断硫塑化成为再生橡胶。这种硫化橡胶粉断硫塑化装置存在着压力高不安全、产生废水废气排放、产量低、能耗高等缺陷。

专利号为CN101880406B的发明专利公开了橡胶常压连续脱硫的方法，是将橡胶进行粉碎，然后在粉碎的橡胶粉中加入软化剂和活化剂后混合均匀，将混合均匀的物料进行脱硫处理，将物料通过流动床连续送入脱硫管道进行脱硫，脱硫管道分为连续的五段，各段脱硫管道采用管道外部电磁感应加热，每小段管道的温度相同，但是相邻管道之间存在温度差异，按照物料的流动方向，各段管道的加热温度从高到低为280～240摄氏度，脱硫管道内部为常压，每段脱硫管道长度为14～17m，物料在整个脱硫管道之间流动时间为15～20min。这种脱硫方法的存在如下缺陷：

1、脱硫管道的加热温度设置不合理，每段脱硫管道都在加热，不仅浪费电能，也没有给橡胶粉充分反应的时间；

2、脱硫管道温度为由高到低设置，一开始就使用加热过程中的最高温度加热，由于橡胶导热慢，导致废橡胶粉在加热输送过程中出现结焦现象，进而影响到最终产物的质量；

3、废橡胶粉在脱硫管道内输送时，从头到尾都是均一的转速，输送废橡胶粉的时间和输送量与加工要求不相匹配；

4、混合后直接进料，无法有效控制进料速度，使得产品性质不稳定；

5、冷却方式不合理，向240摄氏度的橡胶粉中加水冷却会导致生产出来的再生橡胶不符合要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可提高再生橡胶品质的再生橡胶脱硫方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种再生橡胶脱硫方法，包括如下步骤：将废橡胶粉与活化剂、软化剂混合后得到的物料，匀速进料后依次进入预热区、加热区、第一保温区、第二保温区、第一冷却区和第二冷却区；

预热区和加热区通过红外加热方式使物料升温，第一冷却区和第二冷却区分别通过循环水使物料降温，预热区温度低于加热区温度，加热区温度、第一保温区温度、第二保温区温度、第一冷却区温度和第二冷却区温度依次降低；

物料第一保温区和第二保温区的空间均大于预热区空间和加热区空间；

预热区、加热区、第一保温区和第二保温区的长度相同，第一保温区和第二保温区的物料流动速度低于预热区和加热区，加热区的物料流动速度低于预热区的物料流动速度；

预热区、加热区、第一保温区、第二保温区、第一冷却区和第二冷却区均为常压；

从第二冷却区出来的物料即为脱硫后的再生橡胶。

本发明的有益效果在于：1、废橡胶粉依次经过匀速进料区、预热区、加热区、第一保温区、第二保温区、第一冷却区、第二冷却区，匀速进料控制了进料量和进料速度，先预热再加热避免了温度骤升导致橡胶颗粒结焦现象，第一保温区和第二保温区的更大空间，为橡胶粉提供了充足的膨胀空间，保证了产品品质；橡胶粉的速度在预热区、加热区、第一保温区中逐渐减小，以延长保温时间，使橡胶粉混合充分，使得到的再生橡胶品质稳定；

2、经过第一冷却区和第二冷却区的管外循环水二次冷却，不仅加快冷却速度，提高生产效率，更不会出现向橡胶粉中加水导致的影响橡胶粉品质的问题；

3、预热区、加热区、第一保温区、第二保温区、第一冷却区和第二冷却区的进料量和物料停留时间都可独立控制；

4、采用高温常压工艺，与传统工艺中采用高温高压工艺的动态脱硫罐脱硫方式相比，无废气和废水的排放，实现再生橡胶低碳制造、清洁化生产、绿色发展，在常压条件下生产，避免了在高压条件下产生的安全隐患，真正实现了安全生产；

5、采用红外加热方式，避免了传统方法水、汽相变热能转换消耗，且只有预热区和加热区进行加热，大大节约了电能。

附图说明

图1为本发明实施例脱硫装置的示意图。

标号说明：

1、预热区；2、加热区；3、第一保温区；4、第二保温区；5、第一冷却区；6、第二冷却区；7、匀速进料区。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于：脱硫过程分为预热、加热、保温、冷却，通过红外方式加热，第一冷却区和第二冷却区通过独立的循环冷却水降温，控制预热区温度低于加热区温度，第一保温区、第二保温区、第一冷却区和第二冷却区温度逐渐降低，第一保温区和第二保温区的空间均大于预热区和加热区，预热区、加热区、第一保温区和第二保温区的长度相同，第一保温区和第二保温区的物料流动速度低于预热区和加热区，加热区的物料流动速度低于预热区的物料流动速度，可提高再生橡胶品质。

请参照图1所示脱硫装置，一种再生橡胶脱硫方法，包括如下步骤：将废橡胶粉与活化剂、软化剂混合后得到的物料，匀速进料后依次进入预热区1、加热区2、第一保温区3、第二保温区4、第一冷却区5和第二冷却区6；

预热区1和加热区2通过红外加热方式使物料升温，第一冷却区5和第二冷却区6分别通过循环水使物料降温，预热区1温度低于加热区2温度，加热区2温度、第一保温区3温度、第二保温区4温度、第一冷却区5温度和第二冷却区6温度依次降低；

物料第一保温区3和第二保温区4的空间均大于预热区1空间和加热区2空间；

预热区1、加热区2、第一保温区3和第二保温区4的长度相同，第一保温区3和第二保温区4的物料流动速度低于预热区1和加热区2，加热区2的物料流动速度低于预热区1的物料流动速度；

预热区1、加热区2、第一保温区3、第二保温区4、第一冷却区5和第二冷却区6均为常压；

从第二冷却区6出来的物料即为脱硫后的再生橡胶。

废橡胶粉进行脱硫前，应先检查再生橡胶脱硫机内是否有杂物，清理干净后开启第一冷却区5的水冷装置和第二冷却区6的水冷装置，待第一加热区2温度达到100摄氏度时开始提升进料，废橡胶粉被运送到暂存进料装置，然后进入匀速进料区7，再进入到预热区1预热，预热后进入加热区2，依次经过第一保温区3、第二保温区4充分反应后，最后在第一冷却区5和第二冷却区6中通过独立的循环水冷却，从第二冷却区6的出料口得到的产品即为再生橡胶粉。

在脱硫装置中，橡胶粉末在传递的过程中发生化学反应并最终成型。然而在这个过程中的不同阶段，对反应时间和废橡胶粉的量的多少都有一定要求。现有技术中的输送过程，从头到尾都是相同的转速，仅温度逐渐降低，输送废橡胶粉的时间和输送量与加工要求不相匹配，由于橡胶导热慢，导致废橡胶粉在加热输送过程中出现结焦现象，进而影响到最终产物的质量；而本发明通过暂存进料和匀速进料过程控制了输送量，采取先预热，再加热，再保温，最后冷却，每一阶段的物料停留时间都是独立控制的，物料在输送过程中温度是先升高再逐步降低的，无需在整个输送过程中都加热，大大节约了能源，同时得到的是稳定性好的再生橡胶。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：1、废橡胶粉依次经过匀速进料区7、预热区1、加热区2、第一保温区3、第二保温区4、第一冷却区5、第二冷却区6，匀速进料控制了进料量和进料速度，先预热再加热避免了温度骤升导致橡胶颗粒结焦现象，第一保温区3和第二保温区4的更大空间，为橡胶粉提供了充足的膨胀空间，保证了产品品质；橡胶粉的速度在预热区1、加热区2、第一保温区3中逐渐减小，以延长保温时间，使橡胶粉混合充分，使得到的再生橡胶品质稳定；

2、经过第一冷却区5和第二冷却区6的管外循环水二次冷却，不仅加快冷却速度，提高生产效率，更不会出现向橡胶粉中加水导致的影响橡胶粉品质的问题；

3、预热区1、加热区2、第一保温区3、第二保温区4、第一冷却区5和第二冷却区6的进料量和物料停留时间都可独立控制；

4、采用高温常压工艺，与传统工艺中采用高温高压工艺的动态脱硫罐脱硫方式相比，无废气和废水的排放，实现再生橡胶低碳制造、清洁化生产、绿色发展，在常压条件下生产，避免了在高压条件下产生的安全隐患，真正实现了安全生产；

5、采用红外加热方式，避免了传统方法水、汽相变热能转换消耗，且只有预热区1和加热区2进行加热，大大节约了电能；

6、省去锅炉、蒸汽发生器、尾气净化装置以及油气管道的投入，可以节省投资50％，大大降低了生产成本；

7、加热过程中无需另外排气或排水，减少了生产工序；

8、实现了连续化生产，改变了传统再生橡胶间歇生产的历史；

9、提高了生产自动化程度，减少用人，减轻了劳动强度，改善了生产环境。

进一步的，所述预热区1温度控制在280～360摄氏度，加热区2温度控制在290～370摄氏度，第一保温区3温度控制在190～220摄氏度，第二保温区4温度控制在180～210摄氏度，通过第一冷却区5和第二冷却区6冷却至物料温度低于60摄氏度。

由上述描述可知，预热区1温度控制在280～360摄氏度，加热区2温度控制在290～370摄氏度，第一保温区3温度控制在190～220摄氏度，第二保温区4温度控制在180～210摄氏度，通过第一冷却区5和第二冷却区6冷却至物料温度低于60摄氏度，可从第二冷却区6出料口得到品质优良、质量稳定的再生橡胶。

进一步的，物料在整个脱硫管的流动时间为15～30分钟。

由上述描述可知，通过控制每根脱硫管的温度和转速，15～30分钟即可完成脱硫过程，比动态脱硫罐方式大大节省了时间。

进一步的，废橡胶粉在进料前先经过粉碎，使得所述废橡胶粉粒径为8～10目。

由上述描述可知，废橡胶粉碎成粉碎粒径为8～10目的废橡胶粉后再进行脱硫，可提高脱硫效率，且得到的再生橡胶质量更稳定。

进一步的，进料前向第一冷却区5外通冷却水，向第二冷却区6外通过冷水。

由上述描述可知，进行冷却时向第一冷却区5外通冷却水，向第二冷却区6外通过冷水，可加快物料冷却过程，同时又不影响再生橡胶品质。

本发明的实施例为：一种再生橡胶脱硫方法，包括如下步骤：将废橡胶粉与活化剂、软化剂混合后得到的物料，匀速进料后依次进入预热区1、加热区2、第一保温区3、第二保温区4、第一冷却区5和第二冷却区6；预热区1和加热区2通过红外加热方式使物料升温，第一冷却区5和第二冷却区6分别通过循环水使物料降温，预热区1温度低于加热区2温度，加热区2温度、第一保温区3温度、第二保温区4温度、第一冷却区5温度和第二冷却区6温度依次降低；物料第一保温区3和第二保温区4的空间均大于预热区1空间和加热区2空间；预热区1、加热区2、第一保温区3和第二保温区4的长度相同，第一保温区3和第二保温区4的物料流动速度低于预热区1和加热区2，加热区2的物料流动速度低于预热区1的物料流动速度；预热区1、加热区2、第一保温区3、第二保温区4、第一冷却区5和第二冷却区6均为常压；从第二冷却区6出来的物料即为脱硫后的再生橡胶。所述预热区1温度控制在280～360摄氏度，加热区2温度控制在290～370摄氏度，第一保温区3温度控制在190～220摄氏度，第二保温区4温度控制在180～210摄氏度，通过第一冷却区5和第二冷却区6冷却至物料温度低于60摄氏度。物料在整个脱硫管的流动时间为15～30分钟。

综上所述，本发明提供的再生橡胶脱硫方法有益效果在于：废橡胶粉依次经过匀速进料区、预热区、加热区、第一保温区、第二保温区、第一冷却区、第二冷却区，匀速进料控制了进料量和进料速度，先预热再加热避免了温度骤升导致橡胶颗粒结焦现象，第一保温区和第二保温区的更大空间，为橡胶粉提供了充足的膨胀空间，保证了产品品质；经过第一冷却区和第二冷却区的管外循环水二次冷却，不仅加快冷却速度，提高生产效率，更不会出现向橡胶粉中加水导致的影响橡胶粉品质的问题；预热区、加热区、第一保温区、第二保温区、第一冷却区和第二冷却区的进料量和物料停留时间都可独立控制；采用高温常压工艺，与传统工艺中采用高温高压工艺的动态脱硫罐脱硫方式相比，无废气和废水的排放，实现再生橡胶低碳制造、清洁化生产、绿色发展，在常压条件下生产，避免了在高压条件下产生的安全隐患，真正实现了安全生产；采用红外加热方式，避免了传统方法水、汽相变热能转换消耗，且只有预热区和加热区进行加热，大大节约了电能；省去锅炉、蒸汽发生器、尾气净化装置以及油气管道的投入，可以节省投资50％，大大降低了生产成本；加热过程中无需另外排气或排水，减少了生产工序；实现了连续化生产，改变了传统再生橡胶间歇生产的历史；提高了生产自动化程度，减少用人，减轻了劳动强度，改善了生产环境。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种再生橡胶脱硫方法，其特征在于，包括如下步骤：将废橡胶粉与活化剂、软化剂混合后得到的物料，匀速进料后依次进入预热区、加热区、第一保温区、第二保温区、第一冷却区和第二冷却区；

预热区和加热区通过红外加热方式使物料升温，第一冷却区和第二冷却区分别通过循环水使物料降温，预热区温度低于加热区温度，加热区温度、第一保温区温度、第二保温区温度、第一冷却区温度和第二冷却区温度依次降低；

物料第一保温区和第二保温区的空间均大于预热区空间和加热区空间；

预热区、加热区、第一保温区和第二保温区的长度相同，第一保温区和第二保温区的物料流动速度低于预热区和加热区，加热区的物料流动速度低于预热区的物料流动速度；

预热区、加热区、第一保温区、第二保温区、第一冷却区和第二冷却区均为常压；

从第二冷却区出来的物料即为脱硫后的再生橡胶。

2.根据权利要求1所述的再生橡胶脱硫方法，其特征在于：所述预热区温度控制在280～360摄氏度，加热区温度控制在290～370摄氏度，第一保温区温度控制在190～220摄氏度，第二保温区温度控制在180～210摄氏度，通过第一冷却区和第二冷却区冷却至物料温度低于60摄氏度。

3.根据权利要求1所述的再生橡胶脱硫方法，其特征在于：废橡胶粉在进料前先经过粉碎，使得所述废橡胶粉粒径为8～10目。

4.根据权利要求1所述的再生橡胶脱硫方法，其特征在于：进料前向第一冷却区外通冷却水，向第二冷却区外通过冷水。