CN113232212A - 基于微波加热的橡胶沥青生产设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于微波加热的橡胶沥青生产设备，属于沥青生产设备技术领域，包括微波加热装置和溶胀罐，微波加热装置包括用于容纳胶粉的微波谐振腔，微波谐振腔与波导管及惰性气体管连通，用于向微波谐振腔内辐射微波的同时输入惰性气体；设有胶粉搅拌机构的微波谐振腔出料口与溶胀罐相连，溶胀罐内的橡胶沥青经泵送系统输送至硫化管，硫化管贯穿微波谐振腔。微波谐振腔内经微波辐射实现脱硫活化；惰性气体为胶粉活化提供无氧环境，避免胶粉氧化及自燃；流经硫化管的橡胶沥青经微波辐射实现硫化。本发明通过微波同时实现胶粉的加热脱硫及橡胶沥青的加热硫化，简化了生产工艺，降低了设备成本投入，提高橡胶沥青的生产效率及质量。

Description

基于微波加热的橡胶沥青生产设备

技术领域

本发明属于沥青生产设备技术领域，尤其涉及一种基于微波加热的橡胶沥青生产设备。

背景技术

橡胶沥青是先将废旧轮胎原质加工成为橡胶粉粒，再按一定的粗细级配比例进行组合，同时添加多种高聚合物改性剂作为助剂，并在充分拌合的高温条件下，与基质沥青充分熔胀反应后形成的改性沥青胶结材料。

众所周知，橡胶沥青的生产原材料之一是胶粉，就是把废旧轮胎切条、切块、磨细为胶粉，由于橡胶一种高分子网状结构材料，常态下是内聚力巨大的弹性体，单靠简单的热能、机械能很难把大量的胶粉均匀地分散于沥青中。常规的方法是先将胶粉在专用的脱硫设备中脱硫，然后再将脱硫后的胶粉加入掺加助剂的沥青中进行溶胀反应，这样生产橡胶改性沥青工艺复杂，需要专门的脱硫设备，不仅生产成本高，而且生产效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于微波加热的橡胶沥青生产设备，旨在解决上述现有技术中橡胶沥青生产工艺复杂、成本高、效率低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种基于微波加热的橡胶沥青生产设备，包括微波加热装置和溶胀罐，所述微波加热装置包括用于容纳胶粉的微波谐振腔，所述微波谐振腔与波导管相连，用于向微波谐振腔内的胶粉进行微波辐射，对胶粉进行脱硫活化及加热；

所述微波谐振腔与惰性气体管连通，用于向微波谐振腔内输入惰性气体；

所述微波谐振腔还设有胶粉搅拌机构；

所述微波谐振腔的出料口与溶胀罐的进料口相连，经微波谐振腔脱硫活化后的胶粉进入溶胀罐与基质沥青、助剂混合形成橡胶沥青；

所述溶胀罐内的橡胶沥青经泵送系统输送至硫化管，所述硫化管贯穿微波谐振腔。

优选的，所述胶粉搅拌机构设置于微波谐振腔的内腔底部，所述波导管设置于微波谐振腔的顶部，通过波导管向微波谐振腔内辐射微波的同时输入惰性气体；所述微波谐振腔的顶部设有与抽气装置相连的排气口，用于使微波谐振腔内呈负压状态。

优选的，所述硫化管水平贯穿微波谐振腔的内腔顶部，所述硫化管内设有螺旋叶片；所述泵送系统包括沥青输送管和沥青泵，所述沥青输送管的两端分别与硫化管的进口端及溶胀罐相连，所述沥青泵设于沥青输送管上；所述硫化管的出口端与沥青出料管相连。

优选的，所述硫化管的进口端通过三通阀分别与沥青输送管及助剂输送管相连，所述助剂输送管与助剂泵出口相连；所述硫化管的出口端通过三通阀分别与助剂进料管及沥青出料管相连，所述助剂进料管与溶胀罐相连；所述助剂进料管上设有粘度计。

优选的，所述波导管与微波发生器相连，所述微波发生器、沥青泵及助剂泵均与控制器相连；通过控制器使沥青泵及助剂泵的转速与微波发生器的功率相匹配；所述惰性气体管通过充气装置与波导管连通，所述惰性气体管与惰性气体储罐相连，所述惰性气体管上设有制冷机，用于冷却惰性气体；

在微波谐振腔内注入胶粉后，开启微波发生器，控制器同时启动助剂泵，通过助剂泵向硫化管内输入助剂，预热助剂的同时冷却硫化管；助剂添加完毕停止助剂泵，当溶胀罐内橡胶沥青溶胀完毕启动沥青泵，橡胶沥青流经硫化管的同时，受微波辐射；胶粉经微波辐射先后经过三阶段：预热-保温、脱硫-保温、加热-保温；

当胶粉处于预热、脱硫、加热的升温过程中，微波发生器高功率运行，对应沥青泵高转速运转，硫化管内沥青大流量流过；在胶粉的各阶段保温过程中，微波发生器低功率运行，对应沥青泵低转速运转，硫化管内沥青小流量流过。

优选的，所述助剂进料管及沥青输送管上均设有流量计；所述微波谐振腔的内腔顶部设有雷达料位计，用于测量胶粉料位并控制胶粉没过胶粉搅拌机构的搅拌叶片。

优选的，所述微波谐振腔还设有喷淋组件，所述喷淋组件包括喷淋管及多个喷嘴，多个喷嘴间隔设置于喷淋管上，所述喷淋管水平设置于微波谐振腔的顶部，通过多个喷嘴向微波谐振腔喷淋降温。

优选的，所述微波谐振腔的内壁喷涂聚四氟乙烯涂层，所述硫化管处于微波谐振腔内部分的材质为聚四氟乙烯；处于微波谐振腔内的喷淋管及喷嘴均为聚四氟乙烯材质。

优选的，所述胶粉搅拌机构包括搅拌叶片及驱动部件，所述搅拌叶片水平设置于微波谐振腔的内腔底部，所述驱动部件设置于微波谐振腔的外部，用于驱动搅拌叶片旋转；所述搅拌叶片上间隔设有多个温度传感器。

优选的，还包括用于储存沥青烟气的储气罐及贯通微波谐振腔的烟气降解管，所述烟气降解管通过带有风机的烟气管路与储气罐及废气吸附箱相连，所述烟气管路上设有用于调节烟气流量的阀门和流量计，同时协调微波功率与微波谐振腔内烟气降解管的温度相匹配，沥青烟气经微波谐振腔内烟气降解管降解后，再经废气吸附箱处理后达标排放。

优选的，所述微波谐振腔的侧壁上设有氧气检测仪，用于检测微波谐振腔内的氧气浓度；所述废气吸附箱的底部通过风机及尾气管与微波谐振腔的底部连通，所述微波谐振腔与尾气管的连接处设有单向阀，用于当微波谐振腔内氧气浓度低时，输入尾气维持微波谐振腔内的无氧环境。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过微波辐射微波谐振腔内的胶粉，实现脱硫活化的目的；同时利用惰性气体为胶粉活化过程提供无氧环境，保证胶粉在微波活化过程中的安全性，避免因受热不均导致自燃现象；活化后的胶粉进入溶胀罐与基质沥青及助剂混合进行溶胀反应，得到的橡胶沥青流经硫化管经微波谐振腔内微波辐射，实现硫化的目的。本发明通过微波谐振腔同时实现对胶粉的加热脱硫及橡胶沥青的加热硫化，简化了生产工艺，降低了设备成本投入，既可以提高橡胶沥青的生产效率，也可以提高橡胶沥青的质量，同时也极大降低了能耗。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例提供的一种基于微波加热的橡胶沥青生产设备的结构示意图；

图2是本发明一个实施例中微波加热装置的结构示意图；

图3是图2中微波谐振腔的侧视断面图；

图4是本发明实施例中硫化管的内部结构示意图；

图中：1-溶胀罐；2-微波谐振腔；3-波导管；4-硫化管；5-排气口；6-螺旋叶片；7-沥青输送管；8-沥青泵；9-沥青出料管；10-三通阀；11-助剂输送管；12-助剂泵；13-助剂进料管；14-人孔；15-周转罐；16-流量计；17-雷达料位计；101-搅拌电机，102-联轴器一，103-变速器，104-联轴器二，105-搅拌轴，106-轴端密封；18-搅拌叶片；19-温度传感器；20-喷淋管；21-喷嘴；22-进料口；23-出料口；24-惰性气体管；25-惰性气体储罐；26-制冷机；27-粘度计；28-称重模块；29-储气罐；30-烟气降解管；31-风机；32-烟气管路；33-废气吸附箱，34-氧气检测仪，35-尾气管，36-单向阀。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，现对本发明实施例提供的一种基于微波加热的橡胶沥青生产设备进行说明。所述基于微波加热的橡胶沥青生产设备包括微波加热装置和溶胀罐1，所述微波加热装置包括用于容纳胶粉的微波谐振腔2，所述微波谐振腔2与波导管3相连，用于向微波谐振腔2内的胶粉进行微波辐射，对胶粉进行脱硫活化及加热，脱硫是微波的非热效应，加热是微波的热效应；所述波导管3与惰性气体管24连通，用于向微波谐振腔2内输入惰性气体，为胶粉脱硫提供无氧环境，更有利于胶粉的活化，同时可避免胶粉在微波活化过程中受热不均而自燃；所述微波谐振腔2还设有胶粉搅拌机构，用于搅拌胶粉使其受热均匀、充分脱硫；所述微波谐振腔2的出料口与溶胀罐1的进料口相连，经微波谐振腔2脱硫活化后的胶粉进入溶胀罐1与基质沥青、助剂混合形成橡胶沥青；所述溶胀罐1内的橡胶沥青经泵送系统输送至硫化管4，所述硫化管4贯穿微波谐振腔2，通过微波辐射硫化管内的橡胶沥青，使其受热硫化。

本发明实施例提供的一种基于微波加热的橡胶沥青生产设备，与现有技术相比，能够简化生产设备及工艺，利用微波谐振腔即可实现胶粉加热脱硫，又能够实现橡胶沥青的受热硫化，减少了设备投入，进而降低生产成本；同时也能够提高生产效率及橡胶沥青的质量；微波谐振腔在加热胶粉的过程中通入惰性气体，利用惰性气体提高胶粉脱硫效果和安全系数。

在本发明的一个具体实施例中，如图1、2所示，所述胶粉搅拌机构设置于微波谐振腔2的内腔底部，所述波导管3设置于微波谐振腔2的顶部，通过波导管3向微波谐振腔2内辐射微波的同时输入惰性气体；所述微波谐振腔2的顶部设有与抽气装置相连的排气口5，用于使微波谐振腔2内呈负压状态。其中，波导管3的数量根据实际需要设计为多个，多个波导管同时充入惰性气体。通过充气装置与抽气装置的相互作用，使微波谐振腔内产生负压可抑制胶粉在活化过程中出现扬尘，污染微波波导管，防止打火损坏设备。

进一步优化该方案，在生产过程中，惰性气体以320L/min的流量输入微波谐振腔，同时抽气装置以2000L/min的速度排气。通过控制器协调抽气装置与惰性气体充气装置，二者相互作用，使微波谐振腔产生负压可抑制胶粉在活化过程中出现扬尘，避免扬尘进入波导管，在防止污染波导管的同时，也能够避免打火损坏波导管。

在本发明的一个具体实施例中，如图2、4所示，将所述硫化管4水平贯穿微波谐振腔2的内腔顶部，所述硫化管4内设有螺旋叶片6，可使橡胶沥青在输送过程中始终处于搅拌状态，确保橡胶沥青充分受热硫化，从而提高硫化效果；所述泵送系统包括沥青输送管7和沥青泵8，所述沥青输送管7的两端分别与硫化管4的进口端及溶胀罐1相连，所述沥青泵8设于沥青输送管7上；所述硫化管4的出口端与沥青出料管9相连。其中，硫化管的数量可根据实际需要设定。

进一步优化上述技术方案，如图1、2所示，所述硫化管4的进口端通过三通阀10分别与沥青输送管7及助剂输送管11相连，所述助剂输送管11与助剂泵12出口相连；所述硫化管4的出口端通过三通阀10分别与助剂进料管13及沥青出料管14相连，所述助剂进料管13与溶胀罐1相连；所述助剂进料管13上还设有粘度计27，借助粘度计能够更直观地观察硫化管内的橡胶沥青是否清洗完。其中，沥青出料管14与周转罐15相连，可利用周转罐将生产的橡胶沥青成品暂时储存，方便后期转运。另外，为了计量准确，可在溶胀罐及周转罐的底部安装称重模块，可以实现在线计量橡胶沥青的重量。另外，该粘度计27存在反馈功能，当硫化管内残余胶粉沥青未除净时，助剂流量大，不考虑与微波功率的匹配，当粘度计显示残余胶粉沥青清洗干净后，控制器开始启动助剂流量计，使助剂流量开始与微波进行匹配。

由于该生产设备能够循环生产，预设为非第一次使用，因此硫化管4内会有上批次生产残留的橡胶沥青，而此时还未开始连续生产，即无溶胀完全的橡胶沥青连续通过硫化管4。为防止硫化管4内残留橡胶沥青在微波的作用下老化自燃，在微波对胶粉进行预热干燥、脱硫及加热的同时，将硫化管4两端的三通阀10分别与助剂输送管11及助剂进料管13接通。当微波发生器开启后，助剂泵12开启，向硫化管4内连续注入助剂，将硫化管4内残留橡胶沥青带走的同时也对硫化管4进行降温，同时得到预热的助剂流入溶胀罐1，即可防止残留沥青老化，又可加热助剂，一举两得。

为了确保胶粉充分脱硫活化及橡胶沥青均匀硫化，将所述波导管3与微波发生器（图中未画出）相连，所述微波发生器、沥青泵8及助剂泵12均与控制器相连；通过控制器使沥青泵8及助剂泵12的转速与微波发生器的功率相匹配，进而降低生产能耗。另外，所述惰性气体管24与波导管3连通，所述惰性气体管24通过充气装置与惰性气体储罐25相连，所述惰性气体管24上设有制冷机26，制冷机可选用空气冷却机来冷却惰性气体。使得在胶粉达到保温温度时，通过通冷却惰性气体来平衡微波带来的热量，保证微波实现只降功率不停机，实现更好的脱硫，以及橡胶沥青的持续硫化。

在微波谐振腔2内注入胶粉后，开启微波发生器，控制器同时启动助剂泵12，通过助剂泵12向硫化管4内输入助剂，预热助剂的同时冷却硫化管；助剂添加完毕停止助剂泵12，当溶胀罐1内橡胶沥青溶胀完毕启动沥青泵8，橡胶沥青流经硫化管4的同时，受微波辐射；胶粉经微波辐射先后经过三阶段：预热-保温、脱硫-保温、加热-保温。在预热阶段，加热至100℃±10℃，然后保温一段时间，使胶粉充分预热；在脱硫阶段，继续加热胶粉至150℃±10℃，然后保温一段时间，使胶粉充分脱硫活化；最后在加热阶段，继续将胶粉加热至溶胀温度，再保温一段时间，确保胶粉全部达到溶胀所需温度。其中，各阶段的加热温度及保温时间可根据实际情况进行调整。

当胶粉处于预热、脱硫、加热的升温过程中，微波发生器高功率运行，对应沥青泵高转速运转，硫化管内沥青大流量流过，利用高功率微波实现硫化管内橡胶沥青的硫化；在胶粉的各阶段保温过程中，微波发生器低功率运行，对应沥青泵低转速运转，硫化管内沥青小流量流过，确保硫化管内橡胶沥青得以硫化。采用该方式在满足胶粉加热脱硫及橡胶沥青硫化的同时，也能够降低微波发生器的能耗。

进一步优化上述方案，在所述助剂进料管13及沥青输送管7上均设有流量计16。通过流量计观察橡胶沥青及助剂的流量更直观，同时通过流量计来控制助剂泵或沥青泵的转速。当微波发生器功率高时，此时通过硫化管的物料流量需调高，流量计得到微波发生器的反馈信号后，控制器发出指令，通过调节助剂泵或沥青泵的电机转速将流量调高；当微波发生器功率低时，此时通过硫化管的物料流量需调低，流量计得到微波发生器的反馈信号后，控制器发出指令，通过调节助剂泵或沥青泵的电机转速将流量调低，以此来匹配微波发生器对胶粉预热干燥、脱硫和加热时的不同功率。

在本发明的一个具体实施例中，在微波谐振腔2的内壁喷涂4mm厚的聚四氟乙烯涂层，利用聚四氟乙烯的耐磨性和润滑性可以实现搅拌叶片和微波谐振腔内壁的零间隙，搅拌叶片在旋转过程中能够刮壁，确保搅拌无死角。同理，硫化管4处于微波谐振腔内部分的材质选用聚四氟乙烯，借助聚四氟乙烯的可透微波性能，能够保证微波对其内部橡胶沥青进行辐射，同时借助内部的螺旋叶片实现橡胶沥青在输送过程中不停搅拌，确保橡胶沥青充分硫化。硫化管处于微波谐振腔外部的材质可选用不锈钢，内外部分硫化管通过螺纹连接即可，防止微波泄露。另外，搅拌叶片采用螺旋叶片，螺旋叶片上间隔布有扬料板，能够保证胶粉处于紊流搅拌状态。

在本发明的一个具体实施例中，如图3所示，所述微波谐振腔2的内腔顶部设有雷达料位计17，用于测量胶粉料位并控制胶粉没过胶粉搅拌机构的搅拌叶片18。将雷达料位计17设置到距离搅拌叶片上方一定高度处（可设计为5cm，也可根据实际情况调整高度），当胶粉量高于搅拌叶5cm时，雷达料位计反应，通过控制器互锁关闭胶粉进料口22与胶粉上料装置的电机。胶粉量可以通过改变雷达料位计的高度来控制，但一定要保证胶粉料位高于搅拌叶，来避免打火现象出现，从而精确控制胶粉质量。

具体设计时，微波谐振腔的顶部安装两个雷达料位计17及两个排气口5，两个雷达料位计17、两个排气口5及4个波导管3均交错布置在微波谐振腔2的顶盖上。当然，也可以根据实际情况调整数量。

在本发明的一个具体实施例中，如图3所示，所述胶粉搅拌机构包括搅拌叶片18及驱动部件，所述搅拌叶片18水平设置于微波谐振腔2的内腔底部，所述驱动部件设置于微波谐振腔2的外部，用于驱动搅拌叶片18旋转；所述搅拌叶片18上间隔设有多个温度传感器19。其中，温度传感器选用PT100温度传感器，多个温度传感器能够对胶粉进行实时测温。

如图2所示，驱动部件包括搅拌电机101、联轴器一102、变速器103、联轴器二104、搅拌轴105及轴端密封106，搅拌电机的输出轴通过联轴器一与变速器的输入端相连，变速器的输出端再通过联轴器二与搅拌轴相连，搅拌轴与微波谐振腔的侧壁通过轴端密封密封连接。其中，联轴器一选用十字滑块联轴器，联轴器二选用夹箍式联轴器；轴端密封包括迷宫密封和填料密封，防止微波泄露，其中迷宫密封主要是防止胶粉直接进入填料密封，填料密封的填充物为石墨盘根，可将泄露微波吸收。图3所示的具体实施例中，驱动部件的搅拌轴及搅拌叶片可设计为两套以上，具体数量也可根据实际情况调整。此处，驱动部件属于常规设计，在此不再赘述。

在本发明的一个具体实施例中，如图2、3所示，所述微波谐振腔2还设有喷淋组件，所述喷淋组件包括喷淋管20及多个喷嘴21，多个喷嘴21间隔设置于喷淋管20上，所述喷淋管20水平设置于微波谐振腔2的顶部，通过多个喷嘴向微波谐振腔喷淋降温。其中，喷淋管为两根、且均与冷却水管连通，两根喷淋管并列设置于微波谐振腔的顶部两侧；喷淋管及喷嘴均选用聚四氟乙烯材质。当设备停止生产工作时，启动喷淋组件对设备进行降温，可以防止火灾意外发生，进一步提高生产安全系数。

进一步优化上述方案，如图1所示，还包括用于储存沥青烟气的储气罐29及贯通微波谐振腔2的烟气降解管30，所述烟气降解管30通过带有风机31的烟气管路32与储气罐29及废气吸附箱33相连，所述烟气管路32上设有用于调节烟气流量的阀门和流量计，同时协调微波功率与微波谐振腔内烟气降解管的温度相匹配，沥青烟气经微波谐振腔2内烟气降解管30降解后，再经废气吸附箱33处理后达标排放。其中，烟气降解管为内有碳化硅材质螺旋的碳化硅管，碳化硅在微波作用下快速升温至850度左右，沥青烟气通过烟气管路进入碳化硅管，在高温下可进行焚烧降解。烟气降解管的数量根据需要选择。通过阀门及流量计将微波功率和碳化硅管温度匹配进行匹配，协调烟气流量和碳化硅温度。具体设计时，将溶胀罐1及周转罐15的排气管与储气罐29相连，烟气降解过程如下：

沥青烟气进入储气罐29，然后在风机31的抽吸下流入微波谐振腔2内的碳化硅管进行降解，最后通过废气吸附箱33净化处理，实现达标排放。

进一步优化上述技术方案，在微波谐振腔2的侧壁上安装氧气检测仪34，所述废气吸附箱33的底部通过风机及尾气管35与微波谐振腔2的底部连通，所述微波谐振腔2与尾气管35的连接处设有单向阀36，当微波谐振腔2内氧气含量高于5%时，只充入惰性气体，当氧气含量低于5%时，降低惰性气体输入量，将微波及废气吸附箱33处理过的尾气通过风机从微波谐振腔2底部充入，既可起到搅拌胶粉的作用，还可利用尾气来维持微波谐振腔2内的无氧环境，降低惰性气体的消耗量；同时还可利用尾气的余温加热胶粉。

由于本发明提供的基于微波加热的橡胶沥青生产设备能够实现循环生产，并非第一次使用。该设备具体工作流程如下：

1、通排气准备：在每次生产开始前，将与排气口5相连的抽气装置打开，将惰性气体生产设备打开，向微波谐振腔2内送气的同时向外排气，使微波谐振腔内气体流动起来，使微波谐振腔2内保持负压状态，避免胶粉进料过程中产生的扬尘进入波导管3内部，造成打火损坏波导管。

2、胶粉上料：启动胶粉上料装置，同时启动搅拌电机101，保证胶粉均匀的平铺到微波谐振腔2内。将雷达料位计17的高度设置到距离搅拌叶片5cm处，当胶粉量高于搅拌叶5cm时，雷达料位计反应，通过控制器互锁关闭胶粉进料口与上料装置电机。

3、胶粉加热：胶粉上料完毕后，微波发生器启动，对微波谐振腔2内胶粉进行加热，加热过程分为预热干燥、脱硫及加热三阶段。

首先微波发生器高功率运行，将胶粉加热至100℃左右后，微波发生器自动调节为低功率，对胶粉进行保温，以保证胶粉预热干燥彻底。然后微波发生器自动升高功率，继续对胶粉进行加热升温至150℃后，微波发生器再次自动调节为低功率，对胶粉进行保温，此温度有利于胶粉脱硫，可保证胶粉脱硫彻底。最后微波发生器以高功率运行将胶粉加热至180℃，达到橡胶沥青的溶胀温度，即可准备出料。在上述各阶段的保温过程中，空气冷却机可对惰性气体进行冷却，使得在胶粉达到保温温度时，通过通冷却气体来平衡微波带来的热量，保证微波实现只降功率不停机，实现胶粉更好的脱硫、以及橡胶沥青的持续硫化。上述各阶段保温温度及保温时间可因不同工艺要求进行更改设置。

4、溶胀罐内助剂及基质沥青上料：在微波对胶粉进行预热干燥、脱硫和加热的同时，先后开启助剂泵12及沥青泵8分别向溶胀罐1中注入助剂及基质沥青，通过助剂泵12向硫化管4内输入助剂，利用助剂将上批次残留的橡胶沥青排出，同时微波也对硫化管4内助剂进行预热；在添加助剂的同时，也通过沥青输送泵向溶胀罐1内输入基质沥青；对溶胀罐1内基质沥青进行加热保温至溶胀温度180℃。

5、胶粉出料：当微波谐振腔2内胶粉加热至180℃后，关闭微波发生器，打开微波谐振腔底部出料口23的阀门，将胶粉漏到溶胀罐2内；开启溶胀罐2搅拌，使胶粉与基质沥青及助剂充分混合进行溶胀反应。

6、橡胶沥青出料、硫化：微波谐振腔2内胶粉出料结束后，微波谐振腔2重新上料，并开启微波发生器；此时胶粉与沥青的溶胀反应达到一定程度，开启溶胀罐1底部阀门与沥青泵8，开始出料。沥青泵8将溶胀后的橡胶沥青打入微波谐振腔2上部的硫化管4内进行微波硫化，通过沥青输送管7上的流量计16来调节橡胶沥青的流量，使其与微波发生器的功率相匹配。经过硫化的橡胶沥青被打入周转罐15内，进行后续处理。

7、循环生产：溶胀罐1内的橡胶沥青出料完成后，关闭溶胀罐1底部出料阀及沥青泵8，同时开始向溶胀罐内注入基质沥青，重复上述生产流程，实现一种高效的连续生产方式。

8、烟气净化：沥青烟气进入储气罐存储，经风机抽送进入碳化硅管，碳化硅管贯穿微波谐振腔，在微波辐射下沥青烟气得到高温降解，再经废气吸附箱净化后排放。

9、当生产结束后，关闭微波谐振腔2顶部的抽气装置，持续注入惰性气体，同时开启喷淋组件，对微波谐振腔进行冷却，保证安全生产。

利用本发明提供的生产设备对胶粉在惰性气体环境下进行脱硫，相对现有技术中没有应用惰性气体的脱硫胶粉性能指标有很大区别，各相关指标对比数据如下表所示：

另外，利用本发明提供的生产设备制备的橡胶沥青明显优于传统生产设备制备的橡胶沥青，各相关指标对比数据如下表所示：

综上所述，本发明具有结构紧凑、生产效率高的优点，利用微波谐振腔能够提高胶粉的脱硫效果及橡胶沥青的硫化效果，提高了橡胶沥青的生产质量；本发明能够实现连续生产，降低了设备投入及生产成本；通过向微波谐振腔内注入惰性气体能够确保生产过程中的安全系数；同时通过微波发生器的功率与助剂泵及沥青泵的流量配合，能够实现胶粉的充分脱硫与助剂的预热、橡胶沥青的受热硫化同步进行，在保证生产质量的前提下，也节约了设备能耗。

在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受上面公开的具体实施例的限制。

Claims (10)

1.一种基于微波加热的橡胶沥青生产设备，包括微波加热装置和溶胀罐，其特征在于：所述微波加热装置包括用于容纳胶粉的微波谐振腔，所述微波谐振腔与波导管相连，用于向微波谐振腔内的胶粉进行微波辐射，对胶粉进行脱硫活化及加热；

所述微波谐振腔与惰性气体管连通，用于向微波谐振腔内输入惰性气体；

所述微波谐振腔还设有胶粉搅拌机构；

所述微波谐振腔的出料口与溶胀罐的进料口相连，经微波谐振腔脱硫活化后的胶粉进入溶胀罐与基质沥青、助剂混合形成橡胶沥青；

所述溶胀罐内的橡胶沥青经泵送系统输送至硫化管，所述硫化管贯穿微波谐振腔，利用微波对橡胶沥青进行硫化。

2.根据权利要求1所述的基于微波加热的橡胶沥青生产设备，其特征在于：所述胶粉搅拌机构设置于微波谐振腔的内腔底部，所述波导管设置于微波谐振腔的顶部；所述微波谐振腔的顶部设有与抽气装置相连的排气口，用于使微波谐振腔内呈负压状态。

3.根据权利要求1所述的基于微波加热的橡胶沥青生产设备，其特征在于：所述硫化管水平贯穿微波谐振腔的内腔顶部，所述硫化管内设有螺旋叶片；所述泵送系统包括沥青输送管和沥青泵，所述沥青输送管的两端分别与硫化管的进口端及溶胀罐相连，所述沥青泵设于沥青输送管上；所述硫化管的出口端与沥青出料管相连。

4.根据权利要求3所述的基于微波加热的橡胶沥青生产设备，其特征在于：所述硫化管的进口端通过三通阀分别与沥青输送管及助剂输送管相连，所述助剂输送管与助剂泵出口相连；所述硫化管的出口端通过三通阀分别与助剂进料管及沥青出料管相连，所述助剂进料管与溶胀罐相连；所述助剂进料管上设有粘度计。

5.根据权利要求4所述的基于微波加热的橡胶沥青生产设备，其特征在于：所述波导管与微波发生器相连，所述微波发生器、沥青泵及助剂泵均与控制器相连；所述惰性气体管与波导管连通，所述惰性气体管与惰性气体储罐相连，所述惰性气体管上设有制冷机，用于冷却惰性气体。

6.根据权利要求4所述的基于微波加热的橡胶沥青生产设备，其特征在于：所述助剂进料管及沥青输送管上均设有流量计；所述微波谐振腔的内腔顶部设有雷达料位计，用于测量胶粉料位并控制胶粉料位没过胶粉搅拌机构的搅拌叶片。

7.根据权利要求1所述的基于微波加热的橡胶沥青生产设备，其特征在于：所述微波谐振腔还设有喷淋组件，所述喷淋组件包括喷淋管及多个喷嘴，多个喷嘴间隔设置于喷淋管上，所述喷淋管水平设置于微波谐振腔的顶部，通过多个喷嘴向微波谐振腔喷淋降温。

8.根据权利要求1所述的基于微波加热的橡胶沥青生产设备，其特征在于：所述胶粉搅拌机构包括搅拌叶片及驱动部件，所述搅拌叶片水平设置于微波谐振腔的内腔底部，所述驱动部件设置于微波谐振腔的外部，用于驱动搅拌叶片旋转。

9.根据权利要求1-8任一项所述的基于微波加热的橡胶沥青生产设备，其特征在于：还包括用于储存沥青烟气的储气罐及贯通微波谐振腔的烟气降解管，所述烟气降解管通过带有风机的烟气管路与储气罐及废气吸附箱相连，所述烟气管路上设有用于调节烟气流量的阀门和流量计，同时协调微波功率与微波谐振腔内烟气降解管的温度相匹配，沥青烟气经微波谐振腔内烟气降解管降解后，再经废气吸附箱处理后达标排放。

10.根据权利要求9所述的基于微波加热的橡胶沥青生产设备，其特征在于：所述微波谐振腔的侧壁上设有氧气检测仪，用于检测微波谐振腔内的氧气浓度；所述废气吸附箱的底部通过风机及尾气管与微波谐振腔的底部连通，所述尾气管上设有单向阀，用于当微波谐振腔内氧气浓度低时，输入尾气维持微波谐振腔内的无氧环境。

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