CN114028993A - 一种废旧轮胎裂解炭黑预混改性处理装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废旧轮胎裂解炭黑预混改性处理装置和方法，其解决了现有装置无法解决深度反应、碳黑与副材料均匀混配及清洁化生产的技术问题，其设有加热反应装置，还设有传输预混装置和冷却装置；传输预混装置设有负压传输器、螺旋定量加入器、定量精控喷雾器和混合器；混合器为第一双绞笼；加热反应装置设有加热反应室、第二双绞笼和膨胀器，加热反应室外缠绕有加热器；其中，负压传输器用于输入裂解炭黑；螺旋定量加入器用于定量加入改性副材料；定量精控喷雾器用于定量加入改性剂；加热器用于给所述加热反应室加温；本发明还提供了一种废旧轮胎裂解炭黑预混改性处理方法。本发明可用于废旧轮胎处理领域。

Description

一种废旧轮胎裂解炭黑预混改性处理装置和方法

技术领域

本发明涉及一种废旧轮胎裂解装置和方法，具体地说，涉及一种废旧轮胎裂解炭黑预混改性处理装置和方法。

背景技术

废旧轮胎热裂解炭黑，是在无氧、常压或一定压力下，加热到350℃ -500℃时裂解而形成的。传统裂解工艺产出的炭黑无法稳定，失去精加工利用价值，最多只能做一些填充性质的利用，人们常把它叫“炭灰”或“炭渣”。

随着常压、连续裂解装置、工艺的兴起和不断完善，裂解炭黑已呈现出品质相对稳定，可深、精加工而高值化利用的好兆头，而深、精加工的装备、工艺及方法，仍是一个系列性的难题，其中，如何在一定温度下，让裂解炭黑与改性剂及各种原材料均匀混配，深度反应，获得高附加价值的改性裂解炭黑，是关键问题。

公开号为CN109504134A的中国发明专利申请公开了一种废旧轮胎生产炭黑处理工艺。得到废旧轮胎渣料并进行活化；在活化器中加入有机溶剂，脱硫剂，硫酸，温度控制在60-80摄氏度下反应30min；活化后的废旧轮胎渣料经过采用催化裂解方法制得炭黑；将制得的炭黑经过干燥后加入碱性剂；然后进行中和，中和后经过干燥加入浓硫酸；炭黑进行氧化，然后加入异氰酸酯与炭黑表面的羟基键合；将炭黑与水一同进入预混机中进行混合，然后经过制粒后通过干燥窑进行干燥的到成品。

公告号为CN 210736632 U的中国实用新型专利公开了一种废轮胎裂解炭黑的改性装置，包括：炭黑浆料仓、加药系统、雾化干燥塔、输料螺旋与分离收集系统，所述炭黑浆料仓的出口、加药系统的出口分别与所述雾化干燥塔的进料口连接，所述雾化干燥塔的出口连接于所述输料螺旋的进料段，所述输料螺旋的出口连接于所述分离收集系统。

公告号为CN 209113491 U的中国实用新型专利公开了一种废轮胎裂解炭黑改性装置，能够使得炭黑颗粒表面包覆率达到大于等于百分之98；炭黑改性的药剂与物料充分均化，药剂用量省，而且能达到活化指数高；改性机中有打散机械结构，具有将聚团物料打散功能，所以产品无颗粒团聚现象；系统中的药剂与进料采用精确计量和自动反馈控制调节控制，使得产品质量稳定。

但是，上述装置主要存在以下问题：

一是上述装置解决了改性剂、药剂与裂解炭黑之间的均匀混合问题，但是无法解决温度、时间而实现深度反应的问题；

二是无法解决规模化生产后，裂解炭黑与其它炭黑及其它所需加入副材料之间的均匀混配问题；

三是无法解决规模化生产及规模化生产后的清洁化生产问题，尤其是，扔不掉“黑帽子”，该行业将招不来工人，无法生存，更无法达标生产，从而制约行业转型升级和高质量发展。

发明内容

本发明就是为了解决现有装置无法解决深度反应、碳黑与副材料均匀混配及清洁化生产的技术问题，提供一种可以精确解决温度、时间而实现深度反应并可实现炭黑与副材料间的均匀混配且可以清洁生产的废旧轮胎裂解炭黑预混改性处理装置和方法。

为此，本发明提供一种废旧轮胎裂解炭黑预混改性处理装置，其设有加热反应装置，还设有传输预混装置和冷却装置；所述传输预混装置设有负压传输器、螺旋定量加入器、定量精控喷雾器和混合器；所述混合器为第一双绞笼；所述加热反应装置设有加热反应室、第二双绞笼和膨胀器，所述加热反应室外缠绕有加热器；其中，所述负压传输器用于输入裂解炭黑；所述螺旋定量加入器用于定量加入改性副材料；所述定量精控喷雾器用于定量加入改性剂；所述加热器用于给所述加热反应室加温。

优选的，所述负压传输器包括第一负压传输器和第二负压传输器；所述定量精控喷雾器包括第一定量精控喷雾器和第二定量精控喷雾器。

优选的，所述传输预混装置还设有加入及观察口和落料口。

优选的，所述加热反应装置还设有抽气口、排出口、冷却装置和落料口，所述冷却装置设于所述膨胀器外，用于调节所述膨胀器内的温度。

优选的，所述冷却装置设有第一冷却器、第二冷却器，两者由落料连接口相连接；还设有闭风落料口和转换器，所述两个冷却器内设有单绞笼。

本发明同时提供一种对废旧轮胎裂解炭黑预混改性处理的方法，其特征是，包括如下步骤：(1)传输预混：裂解炭黑定量进入混合器，并在自由落体过程中，与第一定量精控喷雾器雾状喷入的改性剂初步混合，进入混合器，在第一双绞笼的作用下，边搅拌，边前行；需配入的炭黑，从第二负压传输器定量进入混合器，并在自由落体中，与第二定量精控喷雾器雾状喷入的改性剂初步混合后进入混合器，同样在第一双绞笼的作用下，边搅拌，边前行；需加入的改性副材料，在螺旋定量加入器的作用下，定量加入；加入的所有材料不断混配，不断前行，在实现基本均匀混配的基础上，落入加热反应室；(2)加热反应：加热反应室加温，加热反应室的第二双绞笼不停地转动，进入加热反应室的混合料，边前行，边继续搅拌均匀，边受热反应，到膨胀器时，已汽化的水蒸汽自然排入膨胀器内，并冷却成水，从排出口排出，顶端抽气口为其膨胀排出提供力量，周边环形水包内的循环冷却水，不停循环，确保膨胀器内的温度需求，完成预混配和反应的裂解炭黑，进入冷却器；(3)冷却：冷却器内的单绞笼不停地通过转动，推动预混好的裂解炭黑，边前行，边冷却温度30℃以下，传输至下一工序。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明中，负压传输与混配，包括负压传输器，位于混合器上方的密封供料箱上方，并密封相连，混合器是一个双螺旋的绞笼，具备边输送、边搅拌的功能，混合器的上方，还设有一个定量加入小副料的密封加料装置，由此，实现裂解炭黑与一种或多种炭黑及小副料，在负压传输和完全密封的状态下，定量按比例密封进入混合器，并在混合器双绞笼的作用下，初混后进入加热反应室。这种设计和应用的装置，解决了炭黑粉末飞扬的问题，实现了自动化、清洁化生产。尤其是，经过混合器的初步预混，裂解炭黑与各种改性剂、副料的均匀混合度达到了 80％以上，使其进入反应室后，就可均匀混配，并逐步实现全面、彻底反应。

(2)本发明中的加热反应室是一个较长、较大的双绞笼，壳外安装若干组电磁加热系统，可精准加、控室内温度，进口端接混合器下端，预混好、且初步搅拌的裂解炭黑进入加热反应室后，在加热反应室双绞笼的作用下，边传输前行，边混合更加均匀，边不断受热至反应所需温度，同时进行逐步反应，反应完后的裂解炭黑被传输至落料口落入冷却器。这一过程，使裂解炭黑在长达40分钟左右的时间内，在150℃左右的温度下充分打开充满于结构状窝内的残留物，恢复比表结构度90％以上，使其恢复原有炭黑的物理性能，也使其在下游应用过程中，实现“替代”原生炭黑的目标，从而使废旧轮胎综合利用真正实现高值化利用。

(3)本发明中冷却器由一定长度的单绞笼(水夹套单螺旋传输装置) 构成，处理的裂解炭黑在冷却器中，边前行、边冷却，直至冷却到30℃以下时，传出冷却器。这一装置，确保改性完的裂解炭黑在无氧的条件下实现冷却，排除了氧化、反应和着火的存在条件，确保了改性裂解炭黑的质量和稳定性。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明中双绞笼的外观结构示意图；

图3是本发明中双绞笼的内部结构示意图；

图4A是图2的A-A剖面示意图；

图4B是图2的B-B剖面示意图；

图4C是图2的C-C剖面示意图；

图4D是图2的D-D剖面示意图；

图4E是图2的E-E剖面示意图。

图中符号说明：

1、第一负压传输器；2、第二负压传输器；3、螺旋定量加入器；4、第二加入及观察口；5、第一加入及观察口；6、第一定量精控喷雾器；7、第一双绞笼；8、第二定量精控喷雾器；9、第一落料口；10、加热反应室；11、落料连接口；12、第一冷却器；13、第二冷却器；14、闭风落料口；15、循环冷却水；16、膨胀器；17、抽气口；18、第二落料口； 19、混合器；20、第二双绞笼；21、单绞笼；22、电磁加热器；23、排出口；24、转换器。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

如图1-图4E所示，本发明提供一种废旧轮胎裂解炭黑预混改性处理装置，其设有传输预混装置、加热反应室装置和冷却装置。

传输预混装置包括第一负压传输器1和第二负压传输器2、螺旋定量加入器3、第一加入及观察口4和第二加入及观察口5、第一定量精控喷雾器6和第二定量精控喷雾器8、第一落料口9、混合器19。

裂解炭黑从第一负压传输器1定量进入第一加入及观察口5后，以自由落体状态落入混合器19，并边落入，边与第一定量精控喷雾器6雾状喷入的改性剂(硼烷改性剂，青岛四维化工有限公司生产)均匀混配后落入混合器19，之后，在第一双绞笼7的作用下，边搅拌，边前行；需配入的其他炭黑，从第二负压传输器2定量进入混合器19，并在进入第二加入及观察口4后的自由落体中，与第二定量精控喷雾器8雾状喷入的改性剂等初步均混配后进入混合器19，同样在第一双绞笼7的作用下，边搅拌，边前行；需加入的固体改性副材料(硬脂酸)，在螺旋定量加入器3的作用下，定量加入。各块加入的所有材料不断混配，不断前行，在实现基本均匀混配的基础上，落入加热反应室10。

加热反应室10壳体外缠绕有多组电磁加热器22给加热反应室10精控加温，加热反应室10的第二双绞笼20不停地转动，推动进入加热反应室10的混合料，边前行，边继续搅拌均匀，边受热反应，到膨胀器16 时，已汽化的水蒸汽在抽气口17的作用下，排入膨胀器16内，并冷却成水，从底端的排出口23排出，顶端抽气口17为其膨胀排出提供力量，周边环形水包内的循环冷却水15，不停循环，确保膨胀器16内的冷却温度需求，完成预混配和反应的裂解炭黑，从第二落料口18进入第一冷却器12。

冷却部分由第一冷却器12和第二冷却器13组成，中间有落料连接口11，有闭风落料口14，两个冷却器内的单绞笼21(水夹套单螺旋传输装置)不停地通过转动，推动预混好的裂解炭黑，边前行，边冷却温度至30℃以下，从闭风落料口14落出的裂解炭黑，进入负压状态的转换器 24，并由负压传输至下一工序。

由此，裂解炭黑的预混处理实现均匀、彻底的改性，实现全封闭状态下的清洁生产

惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。

Claims (6)

1.一种废旧轮胎裂解炭黑预混改性处理装置，其设有加热反应装置，其特征是，还设有传输预混装置和冷却装置；所述传输预混装置设有负压传输器、螺旋定量加入器、定量精控喷雾器和混合器；所述混合器为第一双绞笼；所述加热反应装置设有加热反应室、第二双绞笼和膨胀器，所述加热反应室外缠绕有加热器；其中，

所述负压传输器用于输入裂解炭黑；

所述螺旋定量加入器用于定量加入改性副材料；

所述定量精控喷雾器用于定量加入改性剂；

所述加热器用于给所述加热反应室加温。

2.根据权利要求1所述的废旧轮胎裂解炭黑预混改性处理装置，其特征在于，所述负压传输器包括第一负压传输器和第二负压传输器；所述定量精控喷雾器包括第一定量精控喷雾器和第二定量精控喷雾器。

3.根据权利要求1所述的废旧轮胎裂解炭黑预混改性处理装置，其特征在于，所述传输预混装置还设有加入及观察口和落料口。

4.根据权利要求2所述的废旧轮胎裂解炭黑预混改性处理装置，其特征在于，所述加热反应装置还设有抽气口、排出口、冷却装置和落料口，所述冷却装置设于所述膨胀器外，用于调节所述膨胀器内的温度。

5.根据权利要求1所述的废旧轮胎裂解炭黑预混改性处理装置，其特征在于，所述冷却装置设有第一冷却器、第二冷却器，两者由落料连接口相连接；还设有闭风落料口和转换器，所述两个冷却器内设有单绞笼。

6.一种使用如权利要求1～5任一所述装置对废旧轮胎裂解炭黑预混改性处理的方法，其特征是，包括如下步骤：

(1)传输预混：裂解炭黑定量进入混合器，并在自由落体过程中，与第一定量精控喷雾器雾状喷入的改性剂初步混合，进入混合器，在第一双绞笼的作用下，边搅拌，边前行；

需配入的炭黑，从第二负压传输器定量进入混合器，并在自由落体中，与第二定量精控喷雾器雾状喷入的改性剂初步混合后进入混合器，同样在第一双绞笼的作用下，边搅拌，边前行；

需加入的改性副材料，在螺旋定量加入器的作用下，定量加入；加入的所有材料不断混配，不断前行，在实现基本均匀混配的基础上，落入加热反应室；

(2)加热反应：加热反应室加温，加热反应室的第二双绞笼不停地转动，进入加热反应室的混合料，边前行，边继续搅拌均匀，边受热反应，到膨胀器时，已汽化的水蒸汽自然排入膨胀器内，并冷却成水，从排出口排出，顶端抽气口为其膨胀排出提供力量，周边环形水包内的循环冷却水，不停循环，确保膨胀器内的温度需求，完成预混配和反应的裂解炭黑，进入冷却器；

(3)冷却：冷却器内的单绞笼不停地通过转动，推动预混好的裂解炭黑，边前行，边冷却温度30℃以下，传输至下一工序。

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