CN111745860A - 一种基于超临界二氧化碳射流的废旧轮胎粉碎与脱硫一体化装置及应用方法 - Google Patents

一种基于超临界二氧化碳射流的废旧轮胎粉碎与脱硫一体化装置及应用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于超临界二氧化碳射流的废旧轮胎粉碎与脱硫一体化装置及应用方法。首先将气态二氧化碳冷却至液态暂存于储存箱，高压柱塞泵抽取液态二氧化碳并加压储存在缓冲箱内，经油浴加热，液态二氧化碳转化为超临界态，通过侧喷嘴使轮胎粉碎釜充满超临界二氧化碳并维持超临界态围压环境，通过中心喷嘴形成超临界二氧化碳射流，在一定压力下即可完成废旧轮胎回收。在完成橡胶一次精碎的同时，超临界二氧化碳具有的高传热传质特性可以降低橡胶脱硫温度、缩短脱硫时间，同步实现胶粉高效脱硫，获得高活性精细胶粉；在粉碎后，轮胎钢丝可完整回收，气态二氧化碳循环使用，具有工艺简单，原理科学，安全高效，节能环保的技术优势。

Description

一种基于超临界二氧化碳射流的废旧轮胎粉碎与脱硫一体化 装置及应用方法
技术领域
本发明属于废旧轮胎回收与高质量胶粉制作技术领域，具体指一种基于超临界二氧化碳射流的废旧轮胎粉碎与脱硫一体化装置及方法。
背景技术
我国废旧轮胎产生量世界第一，堆积成山的废旧轮胎已变成臭名昭著的“黑色污染”，其何去何从已成为一个世界性难题。胶粉制作是废旧轮胎资源化回收的主导方向，被认为是废旧轮胎回收利用的第一步。常温机械粉碎法是目前废旧轮胎的主要回收方法，但其面临严峻的技术瓶颈。一方面，常温机械粉碎包含切圈、抽丝、粗碎、细碎、磁选、纤维分离等工序，回收工艺复杂，且回收过程中由于刀具与轮胎的接触，会不可避免地产生高温，造成安全隐患；其次，常温机械粉碎获得的胶粉粒径较为粗糙，活化程度不高，在质量要求高的领域内的再利用受到限制，因此常温粉碎的胶粉还需要经过化学法、微波法、超声法、微生物法等脱硫处理，才成为再利用价值较高的产品，但是这些方法在打断橡胶内部交联硫键的同时，也会打断橡胶主链碳键，降低胶粉的再利用性能。
因此可以说，目前废旧轮胎回收领域面临的技术问题是橡胶一次粉碎获得的胶粉质量有待提高、橡胶粉碎方式与脱硫方式的脱节以及橡胶脱硫方式对交联硫键的破坏趋向性不足。橡胶粉碎方式决定了粉碎机理，粉碎机理决定了胶粉质量，而胶粉质量直接决定了胶粉再利用性能，提高胶粉再利用性能需从改进粉碎方式上入手。
中国专利CN102284469B公开了一种基于超高压水射流技术可产业化回收废旧轮胎的方法及装置。以超高压水射流冲击胎面胶和胎边胶，调整水射流压力，使胎面胶和胎边胶中的金属丝被切割，并将胎面胶和胎边胶切割成胶粉颗粒。该方法主要依靠水射流的超高压冲击，压力往往高达200MPa，单位能耗较高，且该方法并不涉及橡胶脱硫，胶粉质量仍有待提高。
中国专利CN103963189B公开了一种基于高压水射流粉碎废旧轮胎的回收装置。该方法无需对废旧轮胎进行初步拆解，在不破坏钢丝的同时，能够充分粉碎轮胎胎面胶。但该方法仅涉及橡胶粉碎，并不涉及橡胶脱硫，在获得胶粉后仍然需要进行脱硫活化处理，胶粉质量仍有待提高。
中国专利CN104387611A公开了一种废旧橡胶绿色再生方法。将胶粉、脱硫剂混合后导入充满超临界二氧化碳流体的腔室内，然后利用微波加热进行胶粉脱硫。该方法主要利用超临界二氧化碳流体对橡胶的溶胀、渗透作用，然后利用微波有选择性地打断橡胶交联硫键，但该方法仅涉及对于胶粉的处理，并没有直接以废旧轮胎作为处理对象，橡胶的粉碎方式仍然是机械粉碎，回收处理工艺仍然比较复杂。
中国专利CN106397829B公开了一种基于超临界二氧化碳的废橡胶再生方法。将粗碎筛选出的5-8mm的橡胶粒在超临界二氧化碳中进行充分溶胀，然后置入机械剪切装置中破坏橡胶交联网络结构，实现橡胶粒的脱硫再生。该方法无须事先加热，依靠超临界二氧化碳以及机械剪切实现胶粉脱硫再生，但该方法不涉及整胎回收处理技术，不能有效节省回收工序；橡胶粉碎方法仍然是依靠机械粉碎，不能避免胶粉黏结聚团效应，很难获得粒径精细的胶粉，且胶粉脱硫过程对于交联硫键的趋向性非常有限，可能会导致橡胶主链碳键被严重破坏，影响胶粉再利用性能。
发明内容
为克服现有技术存在的缺点，解决废旧轮胎回收领域面临的橡胶一次粉碎获得的胶粉质量有待提高、橡胶粉碎方式与脱硫方式的脱节以及橡胶脱硫方式对交联硫键的破坏趋向性不足等问题，本发明提出了一种基于超临界二氧化碳射流的废旧轮胎粉碎与脱硫一体化装置及方法，主要利用超临界二氧化碳流体作为射流媒介，充分粉碎轮胎橡胶，完整保留轮胎钢丝，并在此过程中充分发挥超临界二氧化碳流体辅助高效脱硫的优势，同步定向打断交联硫键，实现橡胶的高效脱硫。
为实现上述技术目标，本发明提供的技术方案如下：
一种基于超临界二氧化碳射流的废旧轮胎粉碎与脱硫一体化装置，包括超临界二氧化碳输入系统、轮胎粉碎装置、油浴加热系统、胶粉回收装置和控制系统；
所述超临界二氧化碳输入系统包括依次管道连接的二氧化碳气瓶(1)、制冷装置(3)、液态二氧化碳储存箱(4)、高压柱塞泵(5)和二氧化碳缓冲箱(6)；
所述轮胎粉碎装置包括轮胎粉碎釜(11)、设置于釜底的轮胎固定架(12)、设置于釜顶的中心喷嘴(10)、侧喷嘴(9)以及伺服电机(13)；优选的，中心喷嘴(10)直径为1-4mm；
所述油浴加热系统包括油浴加热箱(16)；
所述胶粉回收装置包括第一胶粉敛集器(21)、第二胶粉敛集器(24)和空气压缩机(27)；
所述控制系统包括压力控制元件、温控元件、控制终端(14)和计算机(15)；
所述超临界二氧化碳输入系统通过主管再分成两支管连接到轮胎粉碎釜(11)顶端，两支管尾端对应连接到中心喷嘴(10)和侧喷嘴(9)，轮胎粉碎釜(11)底部连通到胶粉回收装置，胶粉回收装置再连接到超临界二氧化碳输入系统构成循环体系；
所述控制系统连接到伺服电机(13)、压力控制元件和温控元件，并通过压力控制元件、温控元件监测并控制临界二氧化碳输入系统、轮胎粉碎装置、油浴加热系统和胶粉回收装置，通过计算机实现各系统和装置独立地自动控制。
进一步，所述超临界二氧化碳输入系统中制冷装置(3)、液态二氧化碳储存箱(6)均设置有压力控制元件和温控原件。
进一步，所述侧喷嘴(9)的支管设置有双向阀(7)，以满足轮胎粉碎釜围压调节需求；中心喷嘴(10)的支管设置有单向阀(8)，以形成超临界二氧化碳冲击射流。
进一步，所述中心喷嘴(10)设置于轮胎固定支架(12)正上方。
进一步，所述轮胎粉碎装置内部设置有轮胎固定支架(12)，轮胎固定支架(12)连接到伺服电机(13)，以控制转动轴的转动，实现废旧轮胎的匀速转动与平动，完成整胎粉碎。
进一步，所述油浴加热系统的油浴加热箱(16)通过两条加热管道分别对二氧化碳缓冲箱(6)和轮胎粉碎釜(11)加热，以保证二氧化碳缓冲箱与轮胎粉碎釜内的二氧化碳处于超临界态，并可以通过参数调节来优化轮胎橡胶粉碎效果。
进一步，所述二氧化碳缓冲箱(6)的温度为31.1～40℃，所述轮胎粉碎釜(11)的温度为60～150℃。
进一步，所述胶粉敛集器包括第一敛集器(21)和第二敛集器(24)，两者串联；第一敛集器(21)中部设置有第一筛网(22)，第二敛集器(24)中部设置有第二筛网(25)；第一敛集器(21)顶部管道连通到轮胎粉碎釜(11)底部，下端侧面设置有第一胶粉敛集阀(19)；第二敛集器(24)顶部管道连通到第二敛集器(11)底部，上端设置有胶粉敛集阀(26)，下方侧面管道连通到空气压缩机(27)；空气压缩机(27)再连通到二氧化碳气瓶(1)。
进一步，所述第一筛网(22)为20～30目，以保证所有胶粉颗粒通过，并隔离纤维；所述第二筛网(25)为300目，以保证所有胶粉被敛集。
本发明的另一目的在于提供利用上述基于超临界二氧化碳射流的废旧轮胎粉碎与脱硫一体化装置回收废旧轮胎、制备高活性胶粉的方法，包括以下步骤：
步骤1：将二氧化碳气瓶加热，获得的气态二氧化碳经过制冷装置降温至-20～5℃，储存于液态二氧化碳储存箱内；优选的，二氧化碳的储存压力为4～5MPa；
步骤2：将废旧轮胎涤净干燥后，置于轮胎粉碎釜的轮胎固定支架中，始终保持胎面垂直于中心喷嘴，并在釜内提前置入占轮胎橡胶质量10～20％的脱硫剂，油浴加热装置维持二氧化碳缓冲箱温度处于31.1～150℃，优选温度为31.1～40℃；并维持轮胎粉碎釜内温度处于31.3～150℃，优选温度为60-150℃；
步骤3：高压柱塞泵将液态二氧化碳从液态二氧化碳储存箱抽入二氧化碳缓冲箱内，并加压至10～20MPa，液态二氧化碳将转变为超临界态，然后经轮胎粉碎釜内的侧喷嘴喷出，釜内超临界二氧化碳围压将增加至7.38～20MPa，将废旧轮胎浸没在超临界二氧化碳环境5～10分钟，使轮胎橡胶得到充分溶胀；优选的，为降低超临界二氧化碳射流冲击粉碎轮胎的门限压力，轮胎粉碎釜内围压维持在超临界二氧化碳临界压力即可，即7.38MPa；
步骤4：超临界二氧化碳由轮胎粉碎釜内的中心喷嘴喷出，形成轴心动压为25～50MPa的超临界二氧化碳射流，直接冲击粉碎轮胎，通过控制轮胎固定支架的移动实现整条轮胎的粉碎；
步骤5：待粉碎完成后，打开第一胶粉敛集阀，此时超临界二氧化碳将自然转化为气态二氧化碳，从轮胎粉碎釜喷出，气流将携带胶粉、纤维，同时输配至第一胶粉敛集器与第二胶粉敛集器，利用第一胶粉敛集器内置的第一筛网完成胶粉与纤维的分离，并允许所有胶粉颗粒通过；利用第二胶粉敛集器内置的第二筛网完成胶粉敛集，并保证滤出的二氧化碳气体中无胶粉掺杂；最后，气态二氧化碳通过气体压缩装置送入二氧化碳气瓶，实现循环利用。
与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：
(1)可以在完成轮胎橡胶精细粉碎的同时，完整保留轮胎钢丝。利用橡胶与钢丝之间的强度差异，通过调节超临界二氧化碳射流的工作压力，使射流具备粉碎轮胎橡胶、但并不足以破坏钢丝镀锌层的能力，使钢丝在粉碎中完整地保留下来，整套工艺仅需一次细碎，钢丝自动分离，简单可靠；
(2)可以充分发挥超临界二氧化碳流体对橡胶的溶胀作用，弱化橡胶机械强度，大幅降低粉碎轮胎的门限压力，减小单位能耗；在射流工作压力为25MPa时，就具备充分粉碎普通乘用车子午线轮胎的能力；当射流工作压力提高到50MPa，就具备充分粉碎卡车轮胎的能力；
(3)充分发挥射流冲击对橡胶的体积粉碎效应，获得粒径相当精细、表面非常粗糙的胶粉，超临界二氧化碳射流粉碎具备水射流粉碎的全部技术优势，获得的胶粉粒径范围在20～300目之间，平均粒径为70～80目，属于精细胶粉范畴。利用胶粉粒径的特点，通过在胶粉敛集器内置一定筛孔直径的筛网，同步实现纤维分离，进一步节省工序；
(4)可以在橡胶粉碎的时候，同步实现胶粉的高效脱硫，获得高活性精细胶粉。超临界二氧化碳流体可以充分伸展橡胶分子链，使脱硫剂DD充分接触、并选择性地打断交联硫键，且超临界二氧化碳具有的高传热、强传质性可以实现胶粉高效脱硫；
(5)可以降低胶粉脱硫的温度，缩短胶粉脱硫时间，杜绝二次污染；一方面，射流冲击粉碎本身就具备力化学效应，且射流粉碎获得胶粉的精细粒径对于脱硫有很好的促进作用；另一方面，射流冲击在轮胎粉碎釜内可以起到强力搅拌的作用，对胶粉脱硫大有裨益。因此，本发明对于废旧轮胎回收领域具有工艺简单，原理科学，安全高效，节能环保的技术优势，有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明的装置结构和工艺流程图；
图2为轮胎粉碎釜内置轮胎固定支架结构图；
附图标记：1-二氧化碳气瓶；2-气阀；3-制冷装置；4-液态二氧化碳储存箱；5-高压柱塞泵；6-二氧化碳缓冲箱；7-双向阀；8-单向阀；9-侧喷嘴；10-中心喷嘴；11-轮胎粉碎釜；12-轮胎固定支架；13-伺服电机；14-控制终端；15-计算机；16-油浴加热箱；17-第一油浴加热阀；18-第二油浴加热阀；19-第一胶粉出口阀；20-第二胶粉敛集阀；21-第一胶粉敛集器；22-第一筛网；23-第二胶粉敛集阀；24-第二胶粉敛集器；25-第二筛网；26-第二胶粉出口阀；27-空气压缩机；A-压力控制元件；B-温度控制元件；a-二氧化碳管线；b-油浴加热管线；c-控制管线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，本发明的内容完全不限于此。
图1示出了本发明的装置结构和工艺流程图。
一种基于超临界二氧化碳射流的废旧轮胎粉碎与脱硫一体化装置，包括超临界二氧化碳输入系统、轮胎粉碎装置、油浴加热系统、胶粉回收装置和控制系统。
一、超临界二氧化碳输入系统
超临界二氧化碳输入系统包括依次管道连接的二氧化碳气瓶1、制冷装置3、液态二氧化碳储存箱4、高压柱塞泵5和二氧化碳缓冲箱6。
二氧化碳气瓶1和制冷装置3之间设置有气阀2。
制冷装置3、液态二氧化碳储存箱4和二氧化碳缓冲箱6均设置有压力控制元件和温控元件。
二氧化碳缓冲箱6的温度为31.1～40℃，所述轮胎粉碎釜11的温度为60～150℃。
二、轮胎粉碎装置
轮胎粉碎装置包括轮胎粉碎釜11、设置于釜底的轮胎固定架12、设置于釜顶的中心喷嘴10、侧喷嘴9以及伺服电机13。优选的，中心喷嘴10直径为1-4mm。二氧化碳缓冲箱6通过主管再分成两支管连接到轮胎粉碎釜11顶端，两支管尾端对应连接到中心喷嘴10和侧喷嘴9。中心喷嘴10设置于轮胎固定支架12正上方。
轮胎粉碎装置内部设置有轮胎固定支架12(图2示)，轮胎固定支架12连接到伺服电机13，以控制转动轴的转动，实现废旧轮胎的匀速转动与平动，完成整胎粉碎。
侧喷嘴9的支管设置有双向阀7，以满足轮胎粉碎釜围压调节需求。中心喷嘴10的支管设置有单向阀8，以形成超临界二氧化碳冲击射流。
三、油浴加热系统
所述油浴加热系统包括油浴加热箱16。油浴加热箱16通过两个加热管道分别给二氧化碳缓冲箱6和轮胎粉碎釜11加热，通到轮胎粉碎釜11的管道上设置有第一油浴加热阀17，通到二氧化碳缓冲箱6的管道上设置有第二油浴加热阀18。利用油浴加热保证二氧化碳缓冲箱与轮胎粉碎釜内的二氧化碳处于超临界态，并可以通过参数调节来优化轮胎橡胶粉碎效果。
三、胶粉回收装置
胶粉回收装置包括第一敛集器21和第二敛集器24，两者串联。第一敛集器21中部设置有第一筛网22，第二敛集器24中部设置有第二筛网25；第一敛集器21顶部管道连通到轮胎粉碎釜11底部，下端侧面设置有第一胶粉敛集阀19；第二敛集器24顶部管道连通到第二敛集器11底部，上端设置有胶粉敛集阀26，下方侧面管道连通到空气压缩机27；空气压缩机27再连通到二氧化碳气瓶1。
第一筛网22为20～30目，以保证所有胶粉颗粒通过，并隔离纤维。第二筛网25为300目，以保证所有胶粉被敛集。
轮胎粉碎釜11底部连通到第一敛集器21，第二敛集器24再经空气压缩机27连接到二氧化碳气瓶以构成循环体系。
四、控制系统
控制系统包括压力控制元件、温控元件、控制终端14和计算机15；
控制系统连接到伺服电机13、压力控制元件和温控元件，并通过压力控制元件、温控元件监测并控制临界二氧化碳输入系统、轮胎粉碎装置、油浴加热系统和胶粉回收装置，通过计算机实现各系统和装置独立地自动控制。
本实施例利用上述装置回收废旧轮胎，制备高活性胶粉的方法，包括以下步骤：
(1)将二氧化碳气体充入二氧化碳气瓶1中，储存压力为4-5MPa，制冷装置3将二氧化碳冷却至-20～5℃，气态二氧化碳将相变为液态，储存于液态二氧化碳储存箱4中。
(2)将废旧轮胎涤净干燥后置入轮胎粉碎釜11内的轮胎固定支架12上，打开油浴加热阀17和油浴加热阀18，油浴加热箱16开始给二氧化碳缓冲箱6和轮胎粉碎釜11供热，维持其温度分别为31.1-40℃、60-150℃。
(3)高压柱塞泵5从液态二氧化碳储存箱4中抽出二氧化碳，并加压10～20MPa，进入二氧化碳缓冲箱6，液态二氧化碳相变为超临界态；打开双向阀7，超临界二氧化碳通过侧喷嘴9进入并充满轮胎粉碎釜11，维持围压7.38MPa，保持废旧轮胎浸没于超临界二氧化碳环境下5-10分钟。
(4)打开单向阀8，超临界二氧化碳通过直径为1-4mm的中心喷嘴10以25-50MPa的轴心动压喷出，冲击废旧轮胎表面实现粉碎；此时，通过控制终端14和计算机15控制伺服电机13保持轮胎固定支架12匀速转动与平动，实现整条轮胎的粉碎。
(5)待整条轮胎粉碎完成后，打开第一胶粉敛集阀20、第二胶粉敛集阀23，超临界二氧化碳将相变为气态二氧化碳，携带轮胎粉碎釜11内的胶粉、纤维，一同输配至第一胶粉敛集器21，其中第一胶粉敛集器21内置筛孔为20-30目的第一筛网22，将纤维从胶粉中分离出来，纤维被保留在第一胶粉敛集器21上部，所有胶粉通过第一筛网22，进入第二胶粉敛集器24，第二胶粉敛集器24内置筛孔为300目的第二筛网25，将所有胶粉保留在第二胶粉敛集器24上部，完成胶粉敛集与纤维分离。打开轮胎粉碎釜11，获得完整的轮胎钢丝产品；打开第一胶粉出口阀19和第二胶粉出口阀26，获得洁净的胶粉产品。
(6)经过第二筛网25滤出的洁净二氧化碳通过空气压缩机加压27至4-5MPa，进入二氧化碳气瓶1，实现循环利用，基于超临界二氧化碳射流的废旧轮胎粉碎与脱硫一体化工序完成。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明保护的范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所做的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于超临界二氧化碳射流的废旧轮胎粉碎与脱硫一体化装置，其特征在于：
包括超临界二氧化碳输入系统、轮胎粉碎装置、油浴加热系统、胶粉回收装置和控制系统；
所述超临界二氧化碳输入系统包括依次管道连接的二氧化碳气瓶(1)、制冷装置(3)、液态二氧化碳储存箱(4)、高压柱塞泵(5)和二氧化碳缓冲箱(6)；
所述轮胎粉碎装置包括轮胎粉碎釜(11)、设置于釜底的轮胎固定架(12)、设置于釜顶的中心喷嘴(10)、侧喷嘴(9)以及伺服电机(13)；
所述油浴加热系统包括油浴加热箱(16)；
所述胶粉回收装置包括第一胶粉敛集器(21)、第二胶粉敛集器(24)和空气压缩机(27)；
所述控制系统包括压力控制元件、温控元件、控制终端(14)和计算机(15)；
所述超临界二氧化碳输入系统通过主管再分成两支管连接到轮胎粉碎釜(11)顶端，两支管尾端对应连接到中心喷嘴(10)和侧喷嘴(9)，轮胎粉碎釜(11)底部连通到胶粉回收装置，胶粉回收装置再连接到超临界二氧化碳输入系统构成循环体系；
所述控制系统连接到伺服电机(13)、压力控制元件和温控元件，并通过压力控制元件、温控元件监测并控制临界二氧化碳输入系统、轮胎粉碎装置和胶粉回收装置。
2.根据权利要求1所述的基于超临界二氧化碳射流的废旧轮胎粉碎与脱硫一体化装置，其特征在于：所述超临界二氧化碳输入系统中制冷装置(3)、液态二氧化碳储存箱(6)均设置有压力控制元件和温控原件。
3.根据权利要求1所述的基于超临界二氧化碳射流的废旧轮胎粉碎与脱硫一体化装置，其特征在于：所述侧喷嘴(9)的支管设置有双向阀(7)，中心喷嘴(10)设置有单向阀(8)。
4.根据权利要求1所述的基于超临界二氧化碳射流的废旧轮胎粉碎与脱硫一体化装置，其特征在于：所述中心喷嘴(10)设置于轮胎固定支架(12)正上方。
5.根据权利要求1所述的基于超临界二氧化碳射流的废旧轮胎粉碎与脱硫一体化装置，其特征在于：所述轮胎粉碎装置内部设置有轮胎固定支架(12)，轮胎固定支架(12)连接到伺服电机(13)。
6.根据权利要求1所述的基于超临界二氧化碳射流的废旧轮胎粉碎与脱硫一体化装置，其特征在于：所述油浴加热系统的油浴加热箱(16)通过两条加热管道分别对二氧化碳缓冲箱(6)和轮胎粉碎釜(11)加热。
7.根据权利要求1所述基于超临界二氧化碳射流的废旧轮胎粉碎与脱硫一体化装置，其特征在于：所述二氧化碳缓冲箱(6)的温度为31.1～40℃，所述轮胎粉碎釜(11)的温度为60～150℃。
8.根据权利要求1所述的基于超临界二氧化碳射流的废旧轮胎粉碎与脱硫一体化装置，其特征在于：所述胶粉敛集器包括第一敛集器(21)和第二敛集器(24)，两者串联；第一敛集器(21)中部设置有第一筛网(22)，第二敛集器(24)中部设置有第二筛网(25)；第一敛集器(21)顶部管道连通到轮胎粉碎釜(11)底部，下端侧面设置有第一胶粉敛集阀(19)；第二敛集器(24)顶部管道连通到第二敛集器(11)底部，上端设置有胶粉敛集阀(26)，下方侧面管道连通到空气压缩机(27)；空气压缩机(27)再连通到二氧化碳气瓶(1)。
9.根据权利要求1所述的基于超临界二氧化碳射流的废旧轮胎粉碎与脱硫一体化装置，其特征在于：所述第一筛网(22)为20～30目，所述第二筛网(25)为300目。
10.一种利用权利要求1所述的基于超临界二氧化碳射流的废旧轮胎粉碎与脱硫一体化装置回收废旧轮胎、制备高活性胶粉的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将二氧化碳气瓶加热，获得的气态二氧化碳经过制冷装置降温至-20～5℃，储存于液态二氧化碳储存箱内；
步骤2：将废旧轮胎涤净干燥后，置于轮胎粉碎釜的轮胎固定支架中，始终保持胎面垂直于中心喷嘴，并在釜内提前置入占轮胎橡胶质量10～20％的脱硫剂，油浴加热装置维持二氧化碳缓冲箱温度处于31.1～150℃，并维持轮胎粉碎釜内温度处于31.3～150℃；
步骤3：高压柱塞泵将液态二氧化碳从液态二氧化碳储存箱抽入二氧化碳缓冲箱内，并加压至10～20MPa，液态二氧化碳将转变为超临界态，然后经轮胎粉碎釜内的侧喷嘴喷出，釜内超临界二氧化碳围压将增加至7.38～20MPa，将废旧轮胎浸没在超临界二氧化碳环境5～10分钟，使轮胎橡胶得到充分溶胀；
步骤4：超临界二氧化碳由轮胎粉碎釜内的中心喷嘴喷出，形成轴心动压为25～50MPa的超临界二氧化碳射流，直接冲击粉碎轮胎，通过控制轮胎固定支架的移动实现整条轮胎的粉碎；
步骤5：待粉碎完成后，打开第一胶粉敛集阀，此时超临界二氧化碳将自然转化为气态二氧化碳，从轮胎粉碎釜喷出，气流将携带胶粉、纤维，同时输配至第一胶粉敛集器与第二胶粉敛集器，利用第一胶粉敛集器内置的第一筛网完成胶粉与纤维的分离，并允许所有胶粉颗粒通过；利用第二胶粉敛集器内置的第二筛网完成胶粉敛集，并保证滤出的二氧化碳气体中无胶粉掺杂；最后，气态二氧化碳通过气体压缩装置送入二氧化碳气瓶，实现循环利用。
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