CN111808450A - 一种由裂解炭渣制备高品质造粒炭黑的方法 - Google Patents

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余子杰
王磊
缪镇
洪扬波
谭超
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    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44—Carbon
    • C09C1/48—Carbon black
    • C09C1/56—Treatment of carbon black ; Purification
    • C09C1/58—Agglomerating, pelleting, or the like by wet methods

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Abstract

本发明涉及一种由裂解炭渣制备高品质造粒炭黑的方法，其包括如下步骤：(1)对裂解炭渣进行研磨处理，得到炭粉；(2)将得到的炭粉输送至造粒工序；(3)进行造粒，造粒炭黑的粒径控制在0.5‑2mm之间；(4)将炭黑中造粒水分烘干至＜2wt％，由此获得成品造粒炭黑。本发明针对裂解炭粉的独特性质，通过原材料预检验控制、改进进料工艺、调整造粒工艺参数，能够实现可靠且稳定地造粒，获得了与商业炭黑同样粒状性能的裂解炭黑。

Description

一种由裂解炭渣制备高品质造粒炭黑的方法
技术领域
本发明涉及一种由裂解炭渣制备高品质造粒炭黑的方法，能够实现将裂解炭渣稳定造粒成高品质裂解炭黑。
背景技术
现阶段，随着废轮胎裂解技术的高速发展，废轮胎裂解企业也呈现多点开花状态，这直接导致废轮胎原材料价格的飞速上涨，各生产企业面临利润严重下滑的困境。鉴于此，开发高值化裂解产品就成为了行业的重中之重。
裂解炭黑作为废轮胎裂解的主要产物之一，产率约为35％，但由于其灰分高、结构度低，难以作为下游产业链的原料直接使用，其价值是最低的。现在很多人仍然将裂解炭黑作为煤直接燃烧，或简单磨粉处理后作为低端填充料使用，价值仅有商业炭黑的5～20％，属于低附加值产品。
因此，为实现废轮胎裂解行业的快速蓬勃发展，就必须将裂解炭黑进行高值化利用。
目前裂解企业通常采取将裂解炭渣直接研磨成粉料以增加部分利润。但是，裂解炭粉在使用过程中，由于其易飞扬，只能通过20kg编织袋包装的形式进行包装，再由人工进行投料，期间会造成严重的二次污染。因此，如何解决二次污染就成为了行业急需解决的难题。
发明内容
本发明针对现有技术存在的裂解炭粉使用过程中易飞扬、会造成严重二次污染的问题，提供一种全新的由裂解炭渣制备高品质造粒炭黑的方法。
一种由裂解炭渣制备高品质造粒炭黑的方法，其包括如下步骤：
(1)对裂解炭渣进行研磨处理，得到炭粉；
(2)将得到的炭粉输送至造粒工序；
(3)进行造粒，造粒炭黑的粒径控制在0.5-2mm之间；
(4)将炭黑中造粒水分烘干至＜2wt％，由此获得成品造粒炭黑。
本发明的高品质造粒炭黑的制备方法优选在步骤(1)中对研磨得到的炭粉进行预检验：取100-300g炭粉进行甲苯透光率及45微米筛余物的检验，要求甲苯透光率＞60％、45微米筛余物＜1000ppm，合格后的炭粉送入下道工序。
本发明的高品质造粒炭黑的制备方法优选在步骤(2)中采用变径螺旋的进料方式，变径比为0.4～0.8。
本发明的高品质造粒炭黑的制备方法优选在步骤(3)中通过炭粉与造粒水的均匀喷雾混合，在高速搅拌下获得一定粒径大小的粒子。
本发明的高品质造粒炭黑的制备方法优选在步骤(3)中进料前先加热保持造粒机的壁温在120±5℃；温度稳定后，通过控制炭粉及造粒水的阀门开度，二者按照造粒水占比45±10wt％的比例进行混合进料。
本发明的高品质造粒炭黑的制备方法优选造粒后的炭黑进入高温滚筒干燥装置，控制滚筒出口温度在140-155℃之间。
本发明的另一方面提供一种由前述制备方法制备的造粒炭黑。
本发明针对裂解炭粉的独特性质，通过原材料预检验控制、改进进料工艺、调整造粒工艺参数，能够实现可靠且稳定地造粒，获得了与商业炭黑同样粒状性能的裂解炭黑。这样，裂解炭黑可实行如吨包、半吨包、20kg低熔点袋、20kg编织袋等多种包装形式，可实现自动投料，完美解决了裂解炭黑下游应用方面的二次污染问题。
附图说明
图1表示用于本发明的高品质造粒炭黑制备方法的生产装置图。
附图标记：1-料仓 2-星型卸料阀 3-变径螺旋 4-造粒机 5-取样口 6-造粒水阀7-滚筒干燥 8-包装机
具体实施方式
本发明针对废轮胎裂解炭渣，采用湿法造粒工艺，通过进料前的稳定控制，获得了与商业炭黑同样粒状性能的裂解炭黑。
下面详细介绍本发明的由裂解炭渣制备高品质造粒炭黑的方法，其包括下述工序：
1、原材料检验
裂解炭渣若要进行造粒，必须满足造粒要求。首先要对裂解炭渣进行研磨处理，取100-300g炭粉进行甲苯透光率及45微米筛余物的检验，要求甲苯透光率＞60％、45微米筛余物＜1000ppm，合格后的炭粉送入下道工序。
2、进料
炭黑造粒的好坏取决于原料控制的稳定性。研磨处理的裂解炭粉由于粒径分布不均匀，本身品质具备较大的不稳定性，因此更要严格控制进料工艺，一方面保证炭粉下料的稳定性，另一方面保证炭粉与造粒水配比的稳定性。本发明采用本行业独创的变径螺旋(变径比为0.4～0.8)的进料方式，将松散的炭粉压实后稳定输送至造粒机中，这样可充分保证炭粉进料的稳定性。
该变径螺旋的设计以上游卸料阀及下游造粒机的生产能力为依据，通过合理控制变径比，实现将炭粉压实稳定进料的目的。通过此变径螺旋稳定进料装置，可将造粒工艺的稳定时间提升100％以上。
3、造粒
造粒是整个工艺的核心，其原理是通过炭粉与造粒水的均匀喷雾混合，在高速搅拌下获得一定粒径大小的粒子。
进料前先加热保持造粒机的壁温在120±5℃，以减少造粒过程中的挂壁现象。温度稳定后，通过控制炭粉及造粒水的阀门开度，二者按照一定的比例(造粒水占比45±10％)进行混合进料。在尾端取样口随机取样，目测造粒炭黑的粒径控制在0.5-2mm之间，若过大或过小则调整造粒水进料阀门进行控制。
4、干燥
造粒后的炭黑进入高温滚筒干燥装置，控制滚筒出口温度在140-155℃之间，保证将炭黑中造粒水分烘干至＜2％，由此获得成品造粒炭黑。
5、包装
成品造粒炭黑进入包装机(吨包、半吨包、20kg包装三种规格)进行包装。
下面通过具体实施例对本发明的高品质造粒炭黑的制备方法进行说明。
实施例1
对裂解炭渣进行研磨处理，取100g研磨后的炭粉进行甲苯透光率及45微米筛余物的检验，检测结果分别为甲苯透光率82％、45微米筛余物326ppm，均满足造粒要求。
待造粒机4壁温升至120℃时，开始投料。炭粉从料仓1经星型卸料阀2进料后，控制阀门2开度为4Hz，进入变径进料螺旋3(变径比为0.5)，经压实后的炭粉进入造粒机4。待取样口5有粉末炭黑时，打开造粒水球阀6。通过不断观察取样口5炭黑的造粒情况，合理调整造粒水球阀6的开度。当粒子稳定在小米粒大小(约0.5-2mm)时，固定此时造粒水阀门6的开度。
造粒后的炭黑进入高温滚筒干燥装置7，控制滚筒出口温度在147±3℃，将炭黑中造粒水分干燥至2％以下(0.8％)，由此获得成品造粒炭黑。造粒炭黑进入20kg包装机8进行包装后，进入产品仓库进行储存待售。
制备的造粒炭黑进行性能测试，相关
Figure BDA0002633281740000041
通过上述结果可以看出，利用本发明的高品质造粒炭黑制备方法获得的造粒炭黑在各项指标上均达到轮胎、输送带等橡胶用使用标准。通过本发明的制备方法，裂解炭黑可实行如吨包、半吨包、20kg低熔点袋、20kg编织袋等多种包装形式，可实现自动投料，完美解决了裂解炭黑下游应用方面的二次污染问题，对废旧轮胎裂解回收具有革命性的意义。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。本领域技术人员应当理解的是，本发明的保护范围以所附的权利要求书为准。

Claims (7)

1.一种由裂解炭渣制备高品质造粒炭黑的方法，其包括如下步骤：
(1)对裂解炭渣进行研磨处理，得到炭粉；
(2)将得到的炭粉输送至造粒工序；
(3)进行造粒，造粒炭黑的粒径控制在0.5-2mm之间；
(4)将炭黑中造粒水分烘干至＜2wt％，由此获得成品造粒炭黑。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(1)中对研磨得到的炭粉进行预检验：取100-300g炭粉进行甲苯透光率及45微米筛余物的检验，要求甲苯透光率＞60％、45微米筛余物＜1000ppm，合格后的炭粉送入下道工序。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(2)中采用变径螺旋的进料方式，变径比为0.4～0.8。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(3)中通过炭粉与造粒水的均匀喷雾混合，在高速搅拌下获得一定粒径大小的粒子。
5.根据权利要求4所述的方法，其中在步骤(3)中进料前先加热保持造粒机的壁温在120±5℃；温度稳定后，通过控制炭粉及造粒水的阀门开度，二者按照造粒水占比45±10wt％的比例进行混合进料。
6.根据权利要求1所述的方法，其中造粒后的炭黑进入高温滚筒干燥装置，控制滚筒出口温度在140-155℃之间。
7.一种由前述权利要求1-6任一所述的方法制备的造粒炭黑。
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