CN105968406A - 水蒸汽两步加热法废旧橡胶再生工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种水蒸汽两步加热法废旧橡胶再生工艺。属废橡胶回收利用领域。采用以下方法实现废旧橡胶的环保节能再生：1.粉碎后的废橡胶和助剂加入承压的带夹套的搅拌反应容器内。2.先向夹套内通入水蒸汽进行加热，达到一定的温度后，再向反应器内充入水蒸汽，以快速升温达到反应温度并能减少胶料中的冷凝水。3.采用滚筒干燥器去除胶粉中残余水份。4.冷凝水回收利用节约能源。采用这种工艺后，再生后的胶料中含水量少，便于干燥；水蒸汽加热，加热温度低且稳定，橡胶无裂解，污染低，产品质量好；冷凝水回收利用节约能源。

Description

水蒸汽两步加热法废旧橡胶再生工艺

一.所属技术领域

本发明涉及一种废旧橡胶加热再生工艺，属废橡胶回收利用领域。

二.背景技术

随着现代工业的发展，产生大量的废旧轮胎等废旧硫化橡胶，即浪费资源，又对环境造成危害。废橡胶制取再生胶重复利用，是有效的处理方法。目前国内外制取再生胶的方法是：依靠热能、机械能、化学能、生物能等能量，打破废旧硫化橡胶的交联结构，使其重新具备可硫化性(俗称″脱硫″)。此过程称之为“再生″，所得产品谓″再生胶″。

提高温度，依靠热能再生是常用的方法，主要有：密封承压容器内加热、常压连续输送加热、机械摩擦生热(挤出法、加压搅拌、高速搅拌)等。

密封承压容器内加热相对其它升温方法具有产品质量好、稳定，是主要采用的方法。这种方法目前的工艺有：

a.油法。

将粉碎到一定程度的废旧橡胶，与助剂拌和后，盛装在托盘里，放置在承压容器中，通入水蒸汽升高到一定的压力，保温一段时间后，泄压降温，取出胶料。由于这种方法的胶料处于静止状态，胶料之间传热速度慢，受热不均匀，再生时间长。该工艺目前已淘汰。

b.水油法。

将粉碎到一定程度的废橡胶，与助剂、水加入带夹套的承压搅拌容器中，胶料浸没在水溶液中。在搅拌状态下，容器内和夹套内同时通入水蒸汽，进行加热，使容器内升高到一定的压力，保压一段时间后，泄压降温，取出胶料，完成再生过程。 这种方法是水和水蒸汽在搅拌状态下直接对胶料加热，传热系数大，需要的传热温差小，受热均匀，工艺可靠，质量稳定。但加热时产生的冷凝水全部进入胶料中，再生后的胶料中含水量大，不利于后续加工，需要复杂的挤水和干燥设备，能耗高。同时产生大量的废水，对环境产生严重污染，而净化处理费用过高。该工艺目前也已淘汰。

c.动态脱硫法。

将粉碎到一定程度的废橡胶，与其它助剂一起加入带搅拌器的承压容器中，容器中加入少量的水，容器外壁用电或导热油进行加热，加热的同时进行搅拌，胶料在运动状态下与器壁换热，达到一定的压力、温度和时间后，排汽泄压降温，利用水蒸发带出热量，使得胶料降温，取出胶料，完成再生。采用这种方法，承压容器内不需要大量的水来强化传热，加入的水只是为满足胶料排气降温，加入的水在排汽泄压时能全部排出，再生后的胶料中没有水份，可以直接进行下步的机械捏炼。排出的水蒸汽冷凝后的重复使用，无废水排放。是目前广范采用的方法。但该方法的传热方式是器壁与胶料换热、胶料之间再相互传热，由于固体胶粉(块)与器壁间、胶粉(块)与胶粉(块)之间的传热系数较低，在一定的加热时间内，为使废旧橡胶达到再生需要的温度(摄氏180度以上)，需要较高的壁温来提高传热能力，一般控制壁温在250度以上，甚至高达300度，在此温度下，与器壁接触的橡胶会裂解为低分子物质和碳化物。排汽泄压降温时低分子物质随水蒸汽带出，产生污染；裂解产生的碳化物粘附在器壁上进一步降低传热系数，在用电加热时会造成器壁过热鼓包，影响安全。同时，由于是高温差传热，胶料与器壁的温差大，热惯性大、反应终止温度不易掌控，导致质量不稳定。

所以，现有的密封承压容器内加热再生工艺中存在着：要么是废水量大，污染 约能源，无废水排放。

四.附图说明

附图为本发明的工艺流程图

1.空气加热器

2.反应器夹套充汽阀

3.反应器内充汽阀

4.反应器排汽泄压阀

5.反应器加料口

6.反应器互相充汽阀

7.循环热水泵

8.反应器排汽冷凝处理装置

9.蒸汽发生器

10.带夹套承压搅拌反应器

11.反应器出料口

12.反应器夹套冷凝水排出阀

13.带水夹套加热输送机

14.除尘器

15.引风机

16.带水夹套加热滚筒干燥机

五 . 具体实施方案

下面结合附图做具体说明：

废橡胶粉、助剂、通过反应器加料口(5)加入带夹套的承压搅拌反应器(10)内；关闭反应器(10)上所有管口，开启搅拌装置，然后先打开反应器夹套充汽阀(2)，向反应器(10)夹套内通入从蒸汽发生器(9)来的高压水蒸汽，通过器壁对容器内的物料进行加热。打开夹套冷凝水排出阀(12)，夹套内蒸汽冷凝水回到蒸汽发生器(9)重复利用。若是两个以上反应器同时生产时，反应器(10)加入物料料后先通过反应器串汽阀(6)将第一个结束反应的反应器内的蒸汽向未开始加热的另一个反应器内充汽，平衡后关闭反应器串汽阀(6)，再向夹套通入水蒸汽进行加热。随着加热的进行反应器(10)内的温度、压力逐渐上升，容器内部温度与夹套内的温差逐步降低，传热动力减小。当反应器(10)内达到一定的压力时，打开充汽阀(3)向反应器内充入蒸汽发生器(9)来的水蒸汽，迅速达到需要的反应压力，并根据需要保温一定的时间。然后关闭阀门(2)、(3)、(12)，打开反应器(10)排汽泄压阀(4)放出蒸汽。当反应器(10)内压力降为零时，打开反应器出料口(11)，将热胶料放出。热胶料通过带水夹套加热输送机(13)送入带水夹套加热的滚筒干燥器(16)内，利用胶料自身的温度和经空气加热器(1)加热的热空气将胶料中残余的水份烘干，完成再生过程。湿空气经引风机(15)、除尘器(14)排出。

夹套加热时产生的冷凝水通过夹套冷凝水排出阀(12)，回到蒸汽发生器(9)重复利用回收热能。

反应器(10)泄压放出的蒸汽，进入反应器排汽冷凝处理装置(8)，在此装置内先对 循环热水加热以回收热量，然后用冷却水彻底冷凝。循环热水做为带水夹套加热输送机

(13)、带水夹套加热滚筒干燥器(16)和空气加热器(1)的加热介质。冷凝水净化处理后做为蒸汽发生器(9)补充水重复使用，无废水排放。

六.主要设备

1.承压搅拌反应器

反应器是一内部有搅拌器、外部有夹套的圆筒型压力容器。

2.带水夹套加热滚筒干燥器

带水夹套加热滚筒干燥器外部有水夹套，通入热水进行加热，增加干燥效果。

3.反应器排汽冷凝处理装置

由胶粉分离、热量回收、深度冷凝、负压吸引四个过程组成，反应器中排出的高温水蒸汽，先经过胶粉分离，再对循环热水加热以回收热量，然后用冷却水彻底冷凝为液体，排汽时采用文丘里水力负压吸引，保证反应器内的水蒸汽能完全排出。

4.蒸汽发生器

由电能、导热油、燃料等能源对水加热产生蒸汽。

上述仅本发明较佳可行的实施例而已，非因此局限本发明保护范围，依照上述实施例所作各种变行或套用均在此技术方案保护范围。

Claims (3)

1.水蒸汽两步加热法废旧橡胶再生工艺，其特征是：

(1)粉碎后的废橡胶和助剂加入承压的带夹套的搅拌反应容器内后，分两步采用不同的水蒸汽加热方式进行加热。

(2)对反应后的高温物料进行干燥冷却。

2.根据权利要求1所叙述的加热方法，其特征是：第一步，加热初期，先只在夹套内通入水蒸汽，通过器壁对物料进行加热；第二步，当反应器内达到一定的温度时，向反应器内充入水蒸汽，水蒸汽与物料直接换热，利用水蒸气冷凝的高效传热能力，快速升温达到反应温度。

3.根据权利要求1所叙述的干燥方法，其特征是：从反应器中放出的含有水分的热胶料通过输送机送入到滚筒干燥机内，利用胶料自身的热量和经空气加热器加热的热空气将胶料中的水份烘干；输送机和滚筒干燥机外壁有水夹套，通入热水进行加热和保温，以增加干燥效果。