CN201339007Y

CN201339007Y - 废旧橡胶资源化再生反应器

Info

Publication number: CN201339007Y
Application number: CNU2009200383677U
Authority: CN
Inventors: 杨剑平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2019-01-16

Abstract

一种废旧橡胶资源化再生反应器，包括进料装置、动力装置、螺杆、螺杆套、支承装置等；螺杆安装在螺杆套内，可转动地被支承系统固定，相对于螺杆套转动并推动胶料前进；螺杆套设置有喂料口和排料口；进料装置与螺杆套相应的喂料口连接；螺杆在支承座中从支承轴承中伸出的轴头通过联轴器与减速电机连接，减速电机的数量等于相应的螺杆和螺杆套数量；再生反应段设置有加热装置，冷却定性段设置有冷却装置；再生反应段和冷却定性段构成一个密闭的整体。该装置可以避免反应过程对外界产生环境污染，实现了硫化橡胶断链再生反应的连续化生产，并且稳定和提高了再生橡胶质量。

Description

废旧橡胶资源化再生反应器

技术领域

本实用新型涉及一种再生反应器，特别涉及一种废旧橡胶资源化再生反应器。

背景技术

橡胶是一种重要的战略资源，在人类生产和生活的各个方面都起着重要的作用。

硫化后的橡胶，分子结构发生了改变，没有了原生橡胶的可塑性，使得橡胶制品不能像塑料制品那样重复利用。要恢复橡胶的性能使其得以循环利用，需要通过一定的技术手段进行“脱硫”反应，恢复橡胶的可塑性，才能重新投入制品的生产中。

橡胶的“脱硫”经过百年来的发展，历经了油法、水油法、酸法、碱法、高温法、动态法等多种工艺和相关的设备。这些脱硫工艺的作用是断开硫化橡胶中的含S的S-S、S-C、C-S-C等键，保留C-C键，使硫化橡胶的三维立体网络分子结构还原为一维线性分子结构，在一定程度恢复橡胶的可塑性。

近十年来，由于全社会资源节约和循环利用的意识越来越强，橡胶资源循环利用行业也获得了长足的发展，新的工艺层出不穷、新的设备不断涌现，“脱硫”后的再生胶产量逐年上升。时至今日，我国的再生胶产量已位居世界第一位，相关工艺和设备的技术水平也位居世界前列。

随着橡胶资源循环利用行业的发展，再生胶的技术性能也从远远不及原生橡胶变得接近于原生橡胶，这种性能越来越接近于原生橡胶的“再生”胶，各项性能指标达到原生橡胶的80～90％，在最大的程度上复原了原生橡胶的性能，故也被橡胶资源循环利用行业称为复原胶。

制备再生/复原胶的工艺和设备也在不断发展。目前国内流行的废旧橡胶再生/复原工艺主要是高温动态法等工艺，与油法、水油法生产相比，产品质量不断得到提高，污染程度也有所降低。这些工艺在断链工序中全部使用了脱硫罐作为反应容器，能够提供工艺所需的温度和压力等反应环境，具有较好的反应效果。但脱硫罐也存在着明显的弊端：密闭压力容器的特点决定了它很难实现连续供料和卸料，不能实现连续化生产；使用过程中特别是卸料时的气体泄露造成的环境污染尤其严重，直接影响了企业的生存和发展；同时脱硫罐能耗较高；压力容器安全风险也大。这些问题在现在的行业设备中都不能得到解决。

实用新型内容

本实用新型的目的是，提供一种没有环境污染的可连续生产的安全可靠的废旧橡胶资源化再生反应器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种废旧橡胶资源化再生反应器，由进料装置、动力装置、螺杆、螺杆套、支承装置、冷却定性装置等组成。进料装置将原料如硫化橡胶粉等输入反应器，其一端与螺杆套上相应的喂料开口连接，螺杆套内安装螺杆，由螺杆和螺杆套构成硫化橡胶再生反应空间，同时螺杆在螺杆套内连续输送硫化橡胶粉。电机带动螺杆在螺杆套内旋转，在螺杆和螺杆套组成的密闭空间里处于一定温度下的硫化橡胶粉经历再生反应并在螺杆的旋转推进下向前移动，完成再生反应后最终被输送到螺杆套上设置的出口处排出。

该装置的进料装置将再生前的硫化橡胶粉引导进入再生反应器内，其一端与螺杆套上相应的喂料开口连接。连接可以采取固定连接例如焊接式连接，也可以采用活动连接例如法兰式螺栓连接等方式，优先采用法兰式螺栓连接。

螺杆安装在螺杆套内，螺杆套两端分别固定在两侧的支承座上，固定方式采取带密封垫的法兰式螺栓连接，也可以采用焊接等其它形式的固定方式。螺杆套设置一个喂料口和一个排料口，分别设置在螺杆套的两端。

螺杆和相应的螺杆套可以设置为若干段，形成串联式布置形式。每段螺杆套各设置一个喂料口和一个排料口，分别设置在螺杆套的两端。每段螺杆分别安装在每段螺杆套内，螺杆套两端分别固定在支承座1和支承座2上，固定方式采取带密封垫的法兰式螺栓连接，也可以采用焊接等其它形式的固定方式。第一段螺杆套的排料口与第二段螺杆套的喂料口位置相互对应，用带密封垫的螺栓连接相互固定。第二段螺杆套另一端的排料口与第三段螺杆套的喂料口位置相互对应，用带密封垫的螺栓连接相互固定。依此类推，反应完成后的胶料从最后一段螺杆套的排料口排出。

多段螺杆和相应的螺杆套可以设置为多种布置形式，优先设置为从上往下平行布置的立式结构，便于利用胶料自身的重力从上段螺杆套的排料口自行喂入到下段螺杆套的喂料口；也可以设置为卧式结构，但各段螺杆和相应的螺杆套成倾斜布置，并且两两交错，前段螺杆套的排料口对应设置在后段螺杆套喂料口的上方，这样既便于利用胶料自身的重力从前段螺杆套的排料口自行喂入到后段螺杆套的喂料口，又有利于降低设备高度，适应不同的再生反应器的出料口高度。

螺杆套可以设置为夹层中空结构，其上设置有加热介质(例如蒸汽或加热油)输入口和输出口。输入口用以将加热介质(例如蒸汽或加热油)通入螺杆套中的空腔内，加热在螺杆套内输送的胶料，给再生反应提供适当的温度，被冷却的加热介质(例如蒸汽或加热油)从输出口排出。

螺杆套可以设置为薄壁结构，在其外侧安设电加热器，加热在螺杆套内输送的胶料，给再生反应提供适当的温度，并得到精确控制。

螺杆可以采用中空形式，在其一端轴头设置旋转接头，用以将加热介质(例如蒸汽或加热油)通入螺杆中的空腔内，加热在螺杆内输送的胶料，并将被冷却的加热介质(例如蒸汽或加热油)从螺杆的中空内腔导出。

根据需要，螺杆套或者螺杆可以不采用中空形式以简化结构。

支承系统主要设置有支承座1和支承座2，支承座1和支承座2采用分体式，并通过底座组装成整体的结构，也可以是相互独立的分体式结构或直接制作成整体。在支承座1和支承座2内分别设置有与螺杆排列位置相适应的轴承座，轴承座内安装有支承轴承，支承轴承采用滑动轴承，也可以采用滚动轴承。螺杆的一端可转动地固定于支承座1上的支承轴承内，螺杆的另一端可转动地固定于支承座2上的支承轴承内，支承座1和支承座2具有密封的外壳，安装后形成密闭的空间。

各段螺杆在支承座中从支承轴承中伸出的轴头分别通过各自的联轴器与减速电机连接，并安装在支承座上，减速电机通过联轴器带动螺杆在支承轴承内转动。减速电机的数量等于相应的螺杆和螺杆套数量。

也可以通过其它能够实现螺杆类似转动的其它传动形式。

根据需要，可以采用调速电机，这样转动速度可以分别调节。

设计的螺杆套和螺杆实际配置时根据高温胶料的具体品种和再生温度以及产量情况灵活设置，以1～15段为宜但不限定于此。

螺杆套内径以100～300mm为宜。

螺杆总长度与相应的螺杆套总长度均以1.5～30m为宜。

在最后一段再生反应螺杆套的排料口处连接有螺杆输送冷却定性段，其胶料输入接口与再生反应螺杆套的排料口连接，另一端与冷却输送螺杆套相应的喂料开口连接，螺杆套内安装有冷却输送螺杆，冷却输送螺杆可以相对于螺杆套转动并推动胶料前进，冷却输送螺杆和再生反应螺杆等长，其两端支承以及动力系统和再生反应螺杆一样。冷却输送螺杆套为夹层中空结构，两端分别设置有冷却介质(例如冷却水)输入口和输出口，冷却输送螺杆为中空结构，设置有冷却介质(例如冷却水)输入和输出口，冷却输送螺杆套上在喂料开口的另一端设置有出料口，用于最终排出完成再生反应并经过冷却定性的再生橡胶。

螺杆输送冷却定性段可以设置为若干段，各段为串联式布置，与再生反应段采用相同的支承系统和动力系统，逐步降低再生后的胶粉温度并稳定再生橡胶性能。

螺杆输送冷却定性段可以设置为1至15段，各段为串联式布置，与再生反应段采用相同的支承系统和动力系统，逐步降低再生后的胶粉温度并稳定再生橡胶性能。螺杆套内径以100～500mm为宜。螺杆总长度与相应的螺杆套总长度均以1.5～30m为宜。

该反应器除了螺杆套的最终出口外，其余部分全部处于封闭状态，由于高温状态的再生橡胶被隔离在密闭路径中，避免了有害气体挥发所产生的环境污染。

本实用新型具有以下有益效果：

1再生反应以及后续的输送、冷却、定性过程是在封闭环境中进行的，高温胶料被隔离在密闭路径中，与外界大气没有物质交换，避免了有害气体挥发所产生的环境污染；

2螺杆在螺杆套内的持续稳定旋转推进给再生反应以及后续的输送、冷却、定性过程提供了持续稳定的反应空间，物料可以连续从喂料装置喂入并连续从排料口排出，能够实现再生反应的连续化生产，节约了工艺时间和资源消耗；

3再生反应以及后续的输送、冷却、定性过程持续稳定进行，提高并稳定了胶料质量。

附图说明

附图是本实用新型的实施例结构示意图。

图中的标号所表示的零部件为：1——进料装置；2——螺杆套；3——螺杆；4——支承座；5——支承座；7——支承轴承；8——轴承座；9——轴头；13——电机；17——输入口；18——输出口；19——旋转接头；20——排料口；21——喂料口；22——排料口；23——底座；24——轴头；26——联轴器。

具体实施方式

见附图，本实施例的硫化橡胶再生定性装置由一个进料装置1、6段螺杆套2、6段螺杆3、支承系统、动力系统组成。每段螺杆套2各设置一个喂料口21和一个排料口22，分别设置在螺杆套2的两端。每段螺杆3分别安装在每段螺杆套2内，螺杆套2两端分别固定在支承座4和支承座5上，固定方式采取带密封垫的法兰式螺栓连接，也可以采用焊接等其它形式的固定方式。支承座4和支承座5采用分体式，并通过底座23组装成整体的结构，也可以是相互独立的分体式结构或直接制作成整体。在支承座4和支承座5内分别设置有6组与螺杆3排列位置相适应的轴承座8，轴承座8内安装有支承轴承7，支承轴承7采用滑动轴承，当然也可以采用滚动轴承。螺杆3的一端可转动地固定于支承座4上的支承轴承7内，螺杆3的另一端可转动地固定于支承座5上的支承轴承7内，6段螺杆3的轴头9和24对应安装在两个支承座4和5各自相应的6组支承轴承7内。支承座4和支承座5具有密封的外壳，安装后形成密闭的空间。每段螺杆3在支承座4中从支承轴承7中伸出的轴头24分别通过联轴器26与减速电机13连接。减速电机13和联轴器26安装在支承座4上。6只减速电机13分别通过各自的联轴器26分别带动6段螺杆3在支承轴承7内转动。根据需要，转动速度可以分别调节。当然也可以通过其它能够实现螺杆3类似运动的其它传动形式。进料装置1的一端为进料口，进料装置1的另外一端采用带密封的可拆卸式连接与最上端的第一段螺杆套2的喂料口21相连。第一段螺杆套2的排料口22与第二段螺杆套2的喂料口21位置相互对应，用带密封垫的螺栓连接相互固定。第二段螺杆套2另一端的排料口22与第三段螺杆套2的喂料口21位置相互对应，用带密封垫的螺栓连接相互固定。依此类推，最终反应完成并冷却后的胶料从第六段螺杆套2的排料口20排出。6段螺杆套2为夹层中空结构，其上设置有加热介质(例如蒸汽或加热油)或冷却介质(例如冷却水)输入口17和输出口18。螺杆3采用中空形式，在其一端轴头9设置旋转接头19，用以将加热介质(例如蒸汽或加热油)或冷却介质(例如冷却水)通入螺杆3中的空腔内，加热或冷却在螺杆3内输送的胶料，并将降温或升温后的加热介质(例如蒸汽或加热油)或冷却介质(例如冷却水)导出螺杆3的中空内腔。根据需要，螺杆3可以不采用中空形式以简化结构。

本实施例设置的螺杆套2和螺杆3为6段，实际配置时根据胶料的实际需要温度和产量情况可以灵活设置为若干段，不限定为6段，以1～15段为宜但不限定于此。本实施例螺杆套2内径200mm，螺杆套2和螺杆3的长度均为2m。

本实施例中，前五段螺杆和螺杆套用作再生反应段，螺杆套的夹层中空结构和螺杆的空腔内通入高温加热介质(例如蒸汽或加热油)，用以加热胶料，给再生反应提供所需的温度环境。

很方便地，前五段螺杆套可以设计为薄壁结构，在其外侧安设电加热器，加热在螺杆套内输送的胶料，给再生反应提供适当的温度，并得到精确控制。

本实施例中，设置在最下方的第六段螺杆和螺杆套用作冷却定性段，螺杆套的夹层中空结构和螺杆的空腔内通入冷却介质(例如冷却水)，用以冷却胶料并稳定再生胶的性能。

本实施例的废旧橡胶资源化再生反应器运转时从设置在前五段螺杆套2上的高温加热介质(例如蒸汽或加热油)输入口17和设置在前五段螺杆3上的旋转接头19输入高温加热介质(例如蒸汽或加热油)，或者开启前五段螺杆套上安装的电加热装置；从设置在最下方的第六段螺杆套2上的冷却介质(例如冷却水)输入口17和设置在最下方的第六段螺杆3上的旋转接头19输入冷却介质(例如冷却水)。启动各段安装的减速电机13通过各自的联轴器26带动各自的螺杆3在螺杆套2内旋转，硫化橡胶从进料装置1下落进入第一段螺杆3，进入螺杆3的胶料在螺杆3的旋转推进下向前移动，胶料从第一段螺杆3的喂料口21处被输送到排料口22处并经过第一阶段的再生反应之后，从第一段螺杆3的排料口22下落进入第二段螺杆3的喂料口21，被第二段螺杆3推动向另一端的排料口22运动，中间经历和在第一段螺杆3中时类似的反应过程，反应所需的温度可以通过调节各段加热介质(例如蒸汽或加热油)的供给或调节各段电加热套的温度来控制。依此类推，胶料一直进行不同程度的再生反应，最终进入第五段螺杆套2。经过5段再生反应的胶料从第五段螺杆3的排料口22下落进入第六段螺杆3的喂料口21，被第六段螺杆3推动向另一端的排料口22运动，并在第六段螺杆旋转推进过程中得到冷却定性。最终完成再生反应并经稳定冷却后的胶料温度降低到环境温度并从第六段螺杆套2的排料口20排出。

Claims

1一种废旧橡胶资源化再生反应器，其特征在于：包括进料装置、动力装置、螺杆、螺杆套、支承装置等，这些组件共同构成再生反应段；螺杆安装在螺杆套内，可转动地被支承系统固定，可以相对于螺杆套转动并推动胶料前进；螺杆套设置有喂料口和排料口；进料装置与螺杆套相应的喂料口连接；螺杆的一端轴头连接有由电机、联轴器、减速器或传动分配器组成的动力系统；螺杆和螺杆套设置有加热装置，控制再生反应的温度，螺杆和螺杆套之间的空间构成再生反应空间。

2按照权利要求1所述的废旧橡胶资源化再生反应器，其特征在于：在再生反应段的最终排料口处连接有冷却定性段，包括动力装置、螺杆、螺杆套、支承装置等，螺杆安装在螺杆套内，可转动地被支承系统固定，可以相对于螺杆套转动并推动胶料前进；螺杆套设置有喂料口和排料口；喂料口与再生反应螺杆套的排料口连接；冷却输送螺杆和螺杆套设置有冷却装置，螺杆和螺杆套之间的空间构成冷却定性空间。

3按照权利要求1或2所述的废旧橡胶资源化再生反应器，其特征在于：所述的螺杆和螺杆套组合设置为1～15段；每段螺杆套各设置一个喂料口和一个排料口，分别设置在螺杆套的两端；每段螺杆分别安装在每段螺杆套内，螺杆套两端分别固定在两边的支承座上；前一段螺杆套的排料口与后一段螺杆套的喂料口位置相互对应；各段形成串联式布置，分别控制各段的再生反应温度和冷却定性温度。

4根据权利要求3所述的废旧橡胶资源化再生反应器，其特征在于：所述的若干段螺杆套中前段螺杆套的排料口设置在后段螺杆套喂料口的上方，利用胶料自身的重力从上段螺杆套的排料口自行喂入到下段螺杆套的喂料口；

5根据权利要求1或2所述的废旧橡胶资源化再生反应器，其特征在于：螺杆套设置为夹层中空结构，其上设置有加热介质/冷却介质输入口和输出口，输入口用以将加热介质/冷却介质通入螺杆套中的空腔内，加热/冷却在螺杆套内输送的胶料，给再生/冷却定性反应提供适当的温度，输出口排出使用过的加热介质/冷却介质。

6根据权利要求1所述的废旧橡胶资源化再生反应器，其特征在于：螺杆套设置为薄壁结构，在其外侧安设电加热器，加热在螺杆套内输送的胶料，给再生反应提供适当的温度，并得到精确控制。

7根据权利要求1或2所述的废旧橡胶资源化再生反应器，其特征在于：螺杆采用中空形式，在其一端轴头设置旋转接头，用以将加热介质/冷却介质通入螺杆中的空腔内，加热/冷却螺杆输送的胶料，并将使用过的加热介质/冷却介质从螺杆的中空内腔导出。

8根据权利要求3所述的废旧橡胶资源化再生反应器，其特征在于：各段螺杆在支承座中从支承轴承中伸出的轴头分别通过各自的联轴器与减速电机连接，减速电机的数量等于相应的螺杆和螺杆套数量。

9按照权利要求1或2所述的废旧橡胶资源化再生反应器，其特征在于：所述的再生反应段螺杆套内径为100～300mm，冷却定性段螺杆套内径为100～500mm，螺杆总长度与相应的螺杆套总长度均为1.5～30m。

10按照权利要求1或2所述的废旧橡胶资源化再生反应器，其特征在于：所述的再生反应段和冷却定性段构成一个密闭的整体，除了输送螺旋的最终出口外，其余部分全部处于密封状态。