CN205740378U - 一种对废轮胎热解炭黑进行等离子体氧化改性并原位生成白炭黑的设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种对废轮胎热解炭黑进行等离子体氧化改性并原位生成白炭黑的设备，包括首尾连接的等离子体改性装置、二氧化硅原位生成装置和干燥设备；等离子体改性装置顶部设置等离子发生器，等离子发生器设置氩气和氧气入口；等离子体改性装置出口连接二氧化硅原位生成装置原料入口；二氧化硅原位生成装置出口连接干燥设备的入口。本实用新型设备改性后的炭黑应用在丁苯橡胶中，分散性好，填料与橡胶间相互作用增强，机械强度提高，炭黑补强作用大大增强。
Description
技术领域
本实用新型涉及热解炭黑改性技术领域，具体涉及一种对废轮胎热解炭黑进行等离子体氧化改性并原位生成白炭黑的设备。
背景技术
热解炭黑是废旧轮胎在无氧或者少量氧气存在的条件下高温裂解所得到的固体产物，裂解炭黑填料用于橡胶制品在生产成本、能源消耗、环境保护等方面，与传统补强剂炭黑、白炭黑相比，具有很大的优势。但是这种由高温热解法得到的热解炭黑的粉体性能、表面性能与一般补强炭黑有一定的差距，这就决定了裂解炭黑的补强性能不是很强，并不能直接利用到橡胶中去，需要通过表面处理技术，采用物理、化学的方法将裂解炭黑进行改性处理，可提高裂解炭黑的利用价值。
由于热解炭黑表面低的活性很难接枝成功或接枝率很低，为克服该困难，通常将热解炭黑进行表面氧化改性处理，以增加它们的表面含氧官能团含量，增加表面活性。目前常用的氧化技术主要有为液相氧化、等离子氧化及臭氧氧化等。液相氧化使用硝酸、高锰酸钾、次氯酸钠、溴水等作为氧化剂，技术较为成熟，一般要经过氧化、水洗、干燥等过程,产生较多的废酸及废水，污染严重，不利于工业化生产。随着环保要求的提高，生产成本将日益升高，降低了产品的竞争力。催化氧化因其价格高、条件苛刻，目前还处于实验室水平。
等离子体是一种电离状态的气体，一般由中性原子、正离子以及具有相同电荷的电子(包括少量负离子)组成。用等离子法改性炭黑主要有以下几个优点：(1)等离子氧化一般只在物质的表面发生反应，并不影响物质内部的结构，这可使物质主体结构保持完整。(2)等离子法内的气体大部分是以高活性的自由基的形式存在，所以在等离子体内发生的反应并不受热力学平衡的控制。(3)冷等离子的温度可保持在温室下进行，所以进行氧化后的炭黑的含氧官能团不易分解。(4)等离子方法避免了气相、液相氧化法中废气、废液的排外，而且等离子法氧化炭黑不需要产品后续处理。因此，等离子法作为具有良好应用前景的方法受到了极大的关注。
近年来,高结构炭黑、纳米结构炭黑、白炭黑和炭黑-白炭黑双相填充剂等新品种填充剂的相继研制成功在保持轮胎胎面胶低滚动阻力的前提下,提高了轮胎的耐磨性,使轮胎综合性能得到提高,推动了绿色轮胎的发展。
现有技术中缺少一种对废轮胎热解炭黑进行等离子体氧化改性并原位生成白炭黑的设备。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种对废轮胎热解炭黑进行等离子体氧化改性并原位生成白炭黑的设备。
本实用新型的目的通过如下技术方案实现：
本实用新型的技术方案为：一种对废轮胎热解炭黑进行等离子体氧化改性并原位生成白炭黑的设备，包括首尾连接的等离子体改性装置、二氧化硅原位生成装置和干燥设备；等离子体改性装置顶部设置等离子发生器，等离子发生器设置氩气和氧气入口；等离子体改性装置出口连接二氧化硅原位生成装置原料入口；二氧化硅原位生成装置出口连接干燥设备的入口。
优选的是：等离子体改性装置为底部安装搅拌桨的反应釜，一方面使得氧化反应更加均匀充分的进行，一方面有助于加快排料过程。
优选的是：二氧化硅原位生成装置顶部设置液体雾化器，液体雾化器底部设置与二氧化硅原位生成装置连通的液体出口。
优选的是：二氧化硅原位生成装置内部设置与二氧化硅原位生成装置水平中心线同轴的搅齿搅拌轴。
优选的是：二氧化硅原位生成装置底部设置加热套。
优选的是：干燥设备包括筒体和与筒体水平中心线同轴设置、且在腔体内旋转的空心桨叶轴，以及控制空心桨叶轴转动的传动装置。
优选的是：空心桨叶轴和筒体内部均通热载体。
优选的是：筒体底部和后端均设置热载气进口通热载体。
优选的是：筒体底部设置热载体出口。
优选的是：筒体顶部设置出气口。
优选的是：筒体底部一侧设置成品出口。
优选的是：筒体进料口的一侧通过热风进口通热风。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图，其中：
1-氩气钢瓶；2-氧气钢瓶；3-等离子发生器；4-等离子体改性装置；5-搅拌桨；6-液体雾化器；7-二氧化硅原位生成装置；8-加热套；9-传动装置；10-筒体；11-热风进口；12,13-热载气进口；14-热载气出口；15-出气口；16-成品出口。
具体实施方式
一种对废轮胎热解炭黑进行等离子体氧化改性并原位生成白炭黑的设备，包括首尾连接的等离子体改性装置4、二氧化硅原位生成装置7和干燥设备；等离子体改性装置4顶部设置等离子发生器3，等离子发生器3设置氩气和氧气入口，氩气入口连接氩气钢瓶1，氧气入口连接氧气钢瓶2；等离子体改性装置4出口连接二氧化硅原位生成装置7原料入口；二氧化硅原位生成装置7出口连接干燥设备的入口。等离子体改性装置4为底部安装搅拌桨5的反应釜，一方面使得氧化反应更加均匀充分的进行，一方面有助于加快排料过程。二氧化硅原位生成装置7顶部设置液体雾化器6，液体雾化器6底部设置与二氧化硅原位生成装置7连通的液体出口。二氧化硅原位生成装置7内部设置与二氧化硅原位生成装置7水平中心线同轴的搅齿搅拌轴。二氧化硅原位生成装置7底部设置加热套8。干燥设备包括筒体10和与筒体10水平中心线同轴设置、且在腔体内旋转的空心桨叶轴，以及控制空心桨叶轴转动的传动装置9。空心桨叶轴和筒体10内部均通热载体，筒体10底部设置热载气进口12，筒体10后端设置热载气进口13，通热载体。筒体10底部设置热载体出口14，筒体10顶部设置出气口15，筒体10底部一侧设置成品出口。筒体10进料口的一侧通过热风进口11通热风。
本实用新型的工作过程为：先在氩等离子体下充氩气进行预处理，再在氧等离子下充氧进行接枝氧化。液体喷雾装置按比例分别喷洒水、TEOS(正硅酸乙酯)、氨水，在搅齿状搅拌轴的不断混合下，使热解炭黑达到湿润状态，并发生化学反应，在炭黑表面的活性点原位生成二氧化硅。通过空心桨叶轴的旋转带动热解炭黑向前输送，轴中与筒中通入热载体，同时从上方输入热风，干燥潮湿的热解炭黑，最终得到成品。
Claims (10)
1.一种对废轮胎热解炭黑进行等离子体氧化改性并原位生成白炭黑的设备，其特征在于：包括首尾连接的等离子体改性装置、二氧化硅原位生成装置和干燥设备；等离子体改性装置顶部设置等离子发生器，等离子发生器设置氩气和氧气入口；等离子体改性装置出口连接二氧化硅原位生成装置原料入口；二氧化硅原位生成装置出口连接干燥设备的入口。
2.如权利要求1所述的一种对废轮胎热解炭黑进行等离子体氧化改性并原位生成白炭黑的设备，其特征在于：等离子体改性装置为底部安装搅拌桨的反应釜。
3.如权利要求1所述的一种对废轮胎热解炭黑进行等离子体氧化改性并原位生成白炭黑的设备，其特征在于：二氧化硅原位生成装置顶部设置液体雾化器，液体雾化器底部设置与二氧化硅原位生成装置连通的液体出口。
4.如权利要求1所述的一种对废轮胎热解炭黑进行等离子体氧化改性并原位生成白炭黑的设备，其特征在于：二氧化硅原位生成装置内部设置与二氧化硅原位生成装置水平中心线同轴的搅齿搅拌轴。
5.如权利要求1所述的一种对废轮胎热解炭黑进行等离子体氧化改性并原位生成白炭黑的设备，其特征在于：二氧化硅原位生成装置底部设置加热套。
6.如权利要求1所述的一种对废轮胎热解炭黑进行等离子体氧化改性并原位生成白炭黑的设备，其特征在于：干燥设备包括筒体和与筒体水平中心线同轴设置、且在腔体内旋转的空心桨叶轴，以及控制空心桨叶轴转动的传动装置。
7.如权利要求6所述的一种对废轮胎热解炭黑进行等离子体氧化改性并原位生成白炭黑的设备，其特征在于：空心桨叶轴和筒体内部均通热载体，筒体底部和后端均设置热载气进口通热载体。
8.如权利要求6所述的一种对废轮胎热解炭黑进行等离子体氧化改性并原位生成白炭黑的设备，其特征在于：筒体底部设置热载体出口，筒体底部一侧设置成品出口。
9.如权利要求6所述的一种对废轮胎热解炭黑进行等离子体氧化改性并原位生成白炭黑的设备，其特征在于：筒体顶部设置出气口。
10.如权利要求6所述的一种对废轮胎热解炭黑进行等离子体氧化改性并原位生成白炭黑的设备，其特征在于：筒体进料口的一侧设置热风进口。
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