CN106009034A - 一种再生橡胶脱硫方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种再生橡胶脱硫方法，将废橡胶粉与活化剂、软化剂混合均匀，将混合均匀的物料进行脱硫处理，脱硫包括如下步骤：将物料送入脱硫装置，对物料进行搅拌，控制搅拌的速度为200‑300r/min，同时，对搅拌中的物料进行加热，所述加热为常压加热，待物料的温度升至245‑255℃后，保持物料的温度恒定，3‑7min后物料进行自然冷却，待物料的温度冷却至110‑130℃后，采用循环水冷却方式对物料进行冷却，经循环水冷却后的物料即为脱硫后的再生橡胶。该发明的再生橡胶脱硫方法具有可降低能耗、确保产品品质稳定优良且安全环保的优点。

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，尤其涉及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。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，还浪费了宝贵的橡胶资源，为此，各国科学家纷纷研究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。
目前的再生橡胶脱硫方法主要是高温高压动态脱硫法，其不足之处显而易见：在脱硫过程中添加25-30％的水来防止结焦，高温使添加的水蒸发，能耗很大；但同时，由于脱硫装置中的搅拌叶片与筒壁的间隙很大达20-30mm，还是会出现结焦现象；该方法对废橡胶粉的目数要求较高，否则脱硫不完全，废橡胶需粉碎至30-40目，人工成本高且增加了粉碎能耗；且在脱硫装置的两端是搅拌死角，导致物料不均匀，使再生橡胶品质整体偏低，不稳定；这种生产方法还存在着压力高不安全、产量低、能耗高、时间长(2.5-3.5h)等不足。
作为改进，专利号为CN 101880406 A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℃，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。这种脱硫方法存在如下缺陷：对物料的湿度及均匀度要求很高，所以前期处理要求非常高，需要将常规物料在烘干房进行长时间的烘干，同时，还需要额外增加一个搅拌装置在脱硫前将废橡胶粉与活化剂、软化剂充分搅拌，否则生产出来的再生橡胶的质量达不到要求，不仅增加了能耗，还增加了烘干设备及搅拌设备的成本，生产成本很高；该方法与高温高压动态脱硫法一样对废橡胶粉的目数要求较高，否则脱硫不完全，废橡胶需粉碎至30-40目，人工成本高且增加了粉碎能耗；脱硫管道的加热温度设置不合理，不仅浪费电能也没有给橡胶粉充分反应的时间；叶片与筒壁也存在较大间隙，易导致废橡胶粉在加热输送过程中出现结焦现象，进而影响最终产物的质量；管道多又长，设备占用空间大。
因此，有必要发明一种能耗低、确保产品品质稳定优良的再生橡胶脱硫方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能耗低、确保产品品质稳定优良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，将废橡胶粉与活化剂、软化剂混合均匀，将混合均匀的物料进行脱硫处理，脱硫包括如下步骤：
将物料送入脱硫装置，对物料进行搅拌，控制搅拌的速度为200-300r/min，同时，对搅拌中的物料进行加热，所述加热为常压加热，待物料的温度升至245-255℃后，保持物料的温度恒定，3-7min后物料进行自然冷却，待物料的温度冷却至110-130℃后，采用循环水冷却方式对物料进行冷却，经循环水冷却后的物料即为脱硫后的再生橡胶。
本发明的有益效果在于：(1)根据物料的重量及含水量的不同，控制物料从进料起升温至正脱硫温度(245-255℃)的时间，使得物料达到稳定(均匀度好)，当温度达到245-255℃后开始进行正脱硫，正脱硫时间控制在3-7min，可以避免原料复杂多变导致再生橡胶品质不佳的问题；(2)对加热的物料高速搅拌，避免温度骤升导致的橡胶颗粒结焦现象，同时，不存在搅拌死角，使得橡胶能充分溶胀，使得再生橡胶品质稳定优良；(3)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、废水的排放，并且只需20-30min即可完成脱硫，大大节约了时间，同时，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；(4)整个脱硫过程只有一次加热，且无需像动态脱硫法消耗大量的能源蒸发添加的水，对物料目数要求也较低，同时，由于搅拌速度高，物料传热快，大大降低了生产能耗；(5)与连续脱硫方法相比，本发明的脱硫方法为非连续脱硫对物料前期处理要求低，无需经过严格的烘干来控制废橡胶粉的含水量，减少了能耗，也减少了烘干设备的成本，大大降低了生产成本，避免出现输送废橡胶粉的时间和输送量与加工要求不相匹配，减少了预热、加热及保温多个脱硫管道物料传输的损耗，又可以减少预热、加热及保温多个脱硫管道物料传输的能耗，进一步降低了生产能耗。
附图说明
图1为本发明实施例脱硫装置的立体图；
图2为本发明实施例脱硫装置中搅拌装置的立体图。
标号说明：
1-暂存进料装置；2-加热区；3-搅拌装置；4-电机；5-自然冷却区。
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：通过对加热的物料进行高速的正反转搅拌，避免温度骤升导致的橡胶颗粒结焦现象；根据物料的重量及含水量的不同，控制物料从进料起升温至正脱硫温度(245-255℃)的时间，使得物料达到稳定(均匀度好)，然后进行正脱硫，使得橡胶充分溶胀，进而确保再生橡胶品质稳定优良。
一种再生橡胶脱硫方法，将废橡胶粉与活化剂、软化剂混合均匀，将混合均匀的物料进行脱硫处理，脱硫包括如下步骤：
将物料送入脱硫装置，对物料进行搅拌，控制搅拌的速度为200-300r/min，同时，对搅拌中的物料进行加热，所述加热为常压加热，待物料的温度升至245-255℃后，保持物料的温度恒定，3-7min后物料进行自然冷却，待物料的温度冷却至110-130℃后，采用循环水冷却方式对物料进行冷却，经循环水冷却后的物料即为脱硫后的再生橡胶。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：根据物料的重量及含水量的不同，控制物料从进料起升温至正脱硫温度(245-255℃)的时间，使得物料达到稳定(均匀度好)，当温度达到245-255℃后开始进行正脱硫，正脱硫时间控制在3-7min，可以避免原料复杂多变导致再生橡胶品质不佳的问题；对加热的物料高速搅拌，避免温度骤升导致的橡胶颗粒结焦现象，同时，不存在搅拌死角，使得橡胶能充分溶胀，使得再生橡胶品质稳定优良；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、废水的排放，并且只需20-30min即可完成脱硫，大大节约了时间，同时，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；整个脱硫过程只有一次加热，且无需像动态脱硫法消耗大量的能源蒸发添加的水，对物料目数要求也较低，同时，由于搅拌速度高，物料传热快，大大降低了生产能耗；与连续脱硫方法相比，本发明的脱硫方法为非连续脱硫对物料前期处理要求低，无需经过严格的烘干来控制废橡胶粉的含水量，减少了能耗，也减少了烘干设备的成本，大大降低了生产成本，避免出现输送废橡胶粉的时间和输送量与加工要求不相匹配，减少了预热、加热及保温多个脱硫管道物料传输的损耗，又可以减少预热、加热及保温多个脱硫管道物料传输的能耗，进一步降低了生产能耗。
进一步的，所述自然冷却为向搅拌中的物料喷洒一定重量的水，控制水的流速恒定，水的流速为80g/S，所喷洒的水的总重量为物料重量的1.0％-1.5％。
由上述描述可知，本发明的有益效果在于：向在搅拌中的物料喷洒少量的水，一方面可以降温，另一方面可以延缓橡胶的高温氧化，同时，控制水的流速恒定，使得水与物料均匀混合，可以避免一次性向高温橡胶粉加太多水导致的再生橡胶不符合要求的问题。
进一步的，所述循环水的初始温度为10-30℃。
由上述描述可知，本发明的有益效果在于：循环水的初始温度为10-30℃，既可以兼顾冷却的速度又可以避免出现因物料冷却过快而引起的再生橡胶质量不佳。
进一步的，所述废橡胶粉在与活化剂、软化剂混合前先经过粉碎，使得所述废橡胶粉的粒径为0.85-2.35mm。
由上述描述可知，本发明的有益效果在于：目数越大所制得的再生橡胶质量越好，所以将废橡胶粉碎成粒径为0.85-2.35mm，即目数为8-20目，既可以保证再生橡胶的质量，又可以减少前期粉碎的能耗。
进一步的，采用电磁感应加热。
由上述描述可知，本发明的有益效果在于：加热方式优选采用电磁感应加热，采用电磁感应加热具有高效、节能的优点。
进一步的，所述搅拌为正反转搅拌。
由上述描述可知，本发明的有益效果在于：每隔3min搅拌方向变换一次，采用正反转搅拌，使得物料混合更均匀。
实施例一
请参照图1-2，一种再生橡胶脱硫方法，将废橡胶粉碎成粒径为0.85mm、含水量为3％、重量为100kg的废橡胶粉，将废橡胶粉与活化剂、软化剂混合均匀，将混合均匀的物料进行脱硫处理，脱硫包括如下步骤：
将物料通过暂存进料装置1送入脱硫装置进料口，物料经进料口到达加热区2，开启电机4，所述电机4直接带动加热区2的搅拌装置3运行，控制电机4的转速使得搅拌装置3的转速为200r/min，搅拌装置3对加热区2的物料进行搅拌，同时，采用电磁感应外部加热的方式对搅拌中的物料进行加热，加热18min后物料温度升至245℃，保持加热区2的物料的温度恒定为245℃(正脱硫)，3min后，将物料送入自然冷却区5，同时，向自然冷却区5的搅拌中的物料喷洒一定重量的水，保持水的流速恒定为80g/S，所喷洒的水的总重量为物料重量的1.0％，5min后待物料的温度冷却至130℃，采用循环水冷却方式对物料进行冷却，所述循环水的温度为10℃，经循环水冷却后的物料即为脱硫后的再生橡胶。
加热区为一直径为80cm及高为90cm的圆柱体大桶，大桶内层为铁桶或其他金属材质制成的桶，大桶外层为保温隔热层，所述电机通过电机轴承与搅拌装置连接，所述加热为常压加热。
实施例二
请参照图1-2，一种再生橡胶脱硫方法，将废橡胶粉碎成粒径为2.35mm、含水量为5％、重量为50kg的废橡胶粉，将废橡胶粉与活化剂、软化剂混合均匀，将混合均匀的物料进行脱硫处理，脱硫包括如下步骤：
将物料通过暂存进料装置1送入脱硫装置进料口，物料经进料口到达加热区2，开启电机4，所述电机4直接带动加热区2的搅拌装置3运行，控制电机4的转速使得搅拌装置3的转速为300r/min，搅拌装置3对加热区2的物料进行搅拌，同时，采用电磁感应外部加热的方式对搅拌中的物料进行加热，加热20min后物料温度升至255℃，保持加热区2的物料的温度恒定为260℃(正脱硫)，7min后，将物料送入自然冷却区5，同时，向自然冷却区5的搅拌中的物料喷洒一定重量的水，保持水的流速恒定为80g/S，所喷洒的水的总重量为物料重量的1.5％，10min后待物料的温度冷却至110℃，采用循环水冷却方式对物料进行冷却，所述循环水的温度为30℃，经循环水冷却后的物料即为脱硫后的再生橡胶。
加热区为一直径为80cm及高为90cm的圆柱体大桶，大桶内层为铁桶或其他金属材质制成的桶，大桶外层为保温隔热层，所述电机通过电机轴承与搅拌装置连接，所述加热为常压加热。
实施例三
请参照图1-2，一种再生橡胶脱硫方法，将废橡胶粉碎成粒径为1.6mm、含水量为4％、重量为75kg的废橡胶粉，将废橡胶粉与活化剂、软化剂混合均匀，将混合均匀的物料进行脱硫处理，脱硫包括如下步骤：
将物料通过暂存进料装置1送入脱硫装置进料口，物料经进料口到达加热区2，开启电机4，所述电机4直接带动加热区2的搅拌装置3运行，控制电机4的转速使得搅拌装置3的转速为250r/min，搅拌装置3对加热区2的物料进行搅拌，同时，采用电磁感应外部加热的方式对搅拌中的物料进行加热，加热19min后物料温度升至250℃，保持加热区2的物料的温度恒定为250℃(正脱硫)，5min后，将物料送入自然冷却区5，同时，向自然冷却区5的搅拌中的物料喷洒一定重量的水，保持水的流速恒定为80g/S，所喷洒的水的总重量为物料重量的1.2％，8min后待物料的温度冷却至120℃，采用循环水冷却方式对物料进行冷却，所述循环水的温度为20℃，经循环水冷却后的物料即为脱硫后的再生橡胶。
加热区为一直径为80cm及高为90cm的圆柱体大桶，大桶内层为铁桶或其他金属材质制成的桶，大桶外层为保温隔热层，所述电机通过电机轴承与搅拌装置连接，所述加热为常压加热。
综上所述，本发明提供的一种再生橡胶脱硫方法，根据物料的重量及含水量的不同，控制物料从进料起升温至正脱硫温度(245-255℃)的时间，使得物料达到稳定(均匀度好)，当温度达到245-255℃后开始进行正脱硫，正脱硫时间控制在3-7min，可以避免原料复杂多变导致再生橡胶品质不佳的问题；对加热的物料高速搅拌，避免温度骤升导致的橡胶颗粒结焦现象，同时，不存在搅拌死角，使得橡胶能充分溶胀，使得再生橡胶品质稳定优良；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、废水的排放，并且只需20-30min即可完成脱硫，大大节约了时间，同时，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；整个脱硫过程只有一次加热，且无需像动态脱硫法消耗大量的能源蒸发添加的水，对物料目数要求也较低，同时，由于搅拌速度高，物料传热快，大大降低了生产能耗；与连续脱硫方法相比，本发明的脱硫方法为非连续脱硫对物料前期处理要求低，无需经过严格的烘干来控制废橡胶粉的含水量，减少了能耗，也减少了烘干设备的成本，大大降低了生产成本，避免出现输送废橡胶粉的时间和输送量与加工要求不相匹配，减少了预热、加热及保温多个脱硫管道物料传输的损耗，又可以减少预热、加热及保温多个脱硫管道物料传输的能耗，进一步降低了生产能耗。
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，将废橡胶粉与活化剂、软化剂混合均匀，将混合均匀的物料进行脱硫处理，脱硫包括如下步骤：
将物料送入脱硫装置，对物料进行搅拌，控制搅拌的速度为200-300r/min，同时，对搅拌中的物料进行加热，所述加热为常压加热，待物料的温度升至245-255℃后，保持物料的温度恒定，3-7min后物料进行自然冷却，待物料的温度冷却至110-130℃后，采用循环水冷却方式对物料进行冷却，经循环水冷却后的物料即为脱硫后的再生橡胶。
2.根据权利要求1所述的一种再生橡胶脱硫方法，其特征在于，所述自然冷却为向搅拌中的物料喷洒一定重量的水，控制水的流速恒定，水的流速为80g/S，所喷洒的水的总重量为物料重量的1.0％-1.5％。
3.根据权利要求1所述的一种再生橡胶脱硫方法，其特征在于，所述循环水的初始温度为10-30℃。
4.根据权利要求1所述的一种再生橡胶脱硫方法，其特征在于，所述废橡胶粉在与活化剂、软化剂混合前先经过粉碎，使得所述废橡胶粉的粒径为0.85-2.35mm。
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