一种废旧轮胎裂解炭黑高温等离子体纯化处理方法技术

本发明专利技术涉及一种废旧轮胎裂解炭黑高温等离子体纯化处理方法，包括如下步骤：将废旧轮胎裂解处理后得到裂解炭黑原料；裂解炭黑原料进入预处理系统，经预处理产生裂解炭黑中间产品；裂解炭黑中间产品进入高温等离子体纯化反应器，在等离子体发生器产生的高温、高活性的等离子体炬气体作用下发生纯化反应，得到高纯炭黑原料；高纯炭黑原料进入后处理改性系统，最终得到高纯炭黑衍生产品。本发明专利技术充分利用等离子体温度高、能量密度大、气氛可控和活性组分丰富等特点，通过气固相间充分反应，使裂解炭黑中的无机灰分反应更快和去除更彻底，获得高纯度炭黑原料，改善目前废旧轮胎裂解炭黑因灰分含量高、无法高值化利用所造成的环境污染和资源浪费问题。和资源浪费问题。

【技术实现步骤摘要】
一种废旧轮胎裂解炭黑高温等离子体纯化处理方法


[0001]本专利技术涉及炭黑制备
，尤其涉及一种废旧轮胎裂解炭黑高温等离子体纯化处理方法。

技术介绍

[0002]当前，发展循环经济是实现经济社会良性发展的必然选择，推动绿色发展是消除和减少污染物排放的必由之路。我国废旧轮胎及裂解炭黑焚烧率占比接近55％。相对于其他处置技术而言，热解技术已经最大程度的将炭元素固定在裂解炭黑产品中。但裂解炭黑品质低，杂质含量高，无法进行高价值利用，最终也只能作为燃料进行焚烧。废旧轮胎裂解炭黑深度资源化处理系统是对这些“固体废物”进行高价值资源化利用和无害化处置的有效途径，对于发展循环经济、节约炭黑资源、降低能源消耗、保护生态环境、减少并逐步消除“黑色污染”，以及促进橡胶工业绿色可持续发展。
[0003]裂解炭黑中灰分主要成分为ZnO、SiO2、Al2O3、CaO等无机氧化物，现有纯化方法一般采用酸洗工艺或酸洗+碱洗联合工艺，这些工艺在生产运行过程中会产生高浓度的酸碱废液，不仅占地面积大，而且严重污染环境，自动化程度较低，工作环境恶劣。本专利技术针对废轮胎裂解炭黑深度资源化处理过程中的关键环节，重点改善裂解炭黑的品质低和杂质含量高的缺陷，解决其销路难、无法高价值资源回收利用的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种废旧轮胎裂解炭黑高温等离子体纯化处理方法，能够使裂解炭黑中的无机灰分反应更快和去除更彻底。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案予以实现：
[0006]一种废旧轮胎裂解炭黑高温等离子体纯化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：a.将废旧轮胎裂解处理后得到裂解炭黑原料；b.所述裂解炭黑原料进入预处理系统，经预处理产生裂解炭黑中间产品；c.所述裂解炭黑中间产品进入高温等离子体纯化反应器，在等离子体发生器产生的高温、高活性的等离子体炬气体作用下发生纯化反应，得到高纯炭黑原料； d.所述高纯炭黑原料进入后处理改性系统，最终得到高纯炭黑衍生产品。
[0007]根据上述技术方案，优选地，步骤a中裂解温度为300
‑
800℃。
[0008]根据上述技术方案，优选地，所述预处理系统包括高温炭化预处理、粉碎分级预处理、筛分预处理和酸洗超声预处理、过滤烘干预处理中的一种或多种。
[0009]根据上述技术方案，优选地，所述高温炭化预处理温度为800
‑
1500℃。
[0010]根据上述技术方案，优选地，所述裂解炭黑中间产品的粒径为0.5
‑
200 μm，有机挥发份含量为0
‑
2％，灰分含量为1％
‑
15％。
[0011]根据上述技术方案，优选地，步骤c中纯化反应温度为1500
‑
3500℃。
[0012]根据上述技术方案，优选地，所述等离子体炬气体包括氩气、氮气、氦气、四氟化
碳、四氟乙烯、氟利昂、氢气中的一种或多种。
[0013]根据上述技术方案，优选地，步骤c中所述等离子体发生器产生等离子体炬气体的工作气压力为0.4
‑
1.6Mpa，所述等离子体发生器功率为 50
‑
300KW，冷却水流量为10
‑
20m3/h，所述等离子体炬气体平均温度为 5000
‑
10000℃。
[0014]根据上述技术方案，优选地，所述后处理改性系统包括石墨化后处理、表面包覆改性后处理、药剂活化后处理、洗涤过滤烘干后处理中的一种或多种。
[0015]本专利技术的有益效果是：
[0016]本专利技术工艺流程简单，运行成本低，能够实现连续化生产，可以充分利用等离子体温度高、能量密度大、气氛可控和活性组分丰富等特点，通过气固相间充分反应，能够使裂解炭黑中的无机灰分反应更快和去除更彻底，获得高纯度的炭黑原料，改善目前废旧轮胎裂解炭黑因灰分含量高、无法高值化利用所造成的环境污染和资源浪费问题。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例1的工艺流程示意图。
[0018]图2是本专利技术实施例2的工艺流程示意图。
具体实施方式
[0019]为了使本
的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本专利技术作进一步的详细说明。基于专利技术中的实施例，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，都属于专利技术保护的范围。
[0020]如图所示，本专利技术包括如下步骤：
[0021]a.将废旧轮胎经300
‑
800℃裂解处理后得到裂解炭黑原料；
[0022]b.所述裂解炭黑原料进入预处理系统，在800
‑
1500℃的温度下，经预处理产生裂解炭黑中间产品，其中裂解炭黑中间产品的粒径为0.5
‑
200μ m，有机挥发份含量为0
‑
2％，灰分含量为1％
‑
15％，本例中预处理系统包括但不限于以下方法：高温炭化预处理、粉碎分级预处理、筛分预处理和酸洗超声预处理、过滤烘干预处理等；
[0023]c.所述裂解炭黑中间产品进入高温等离子体纯化反应器，在等离子体发生器产生的高温、高活性的等离子体炬气体作用下发生纯化反应，本例中等离子体发生器产生等离子体炬气体的工作气压力为0.4
‑
1.6Mpa，等离子体发生器功率为50
‑
300KW，冷却水流量为10
‑
20m3/h，等离子体炬气体平均温度为5000
‑
10000℃，等离子体炬气体包括氩气、氮气、氦气、四氟化碳、四氟乙烯、氟利昂、氢气中的一种或多种组合，其中纯化反应温度优选为1500
‑
3500℃，通过高温改变裂解炭黑中所含灰分的化学组成和相态，使裂解炭黑中间产品所含灰分变为气态并随高温等离子体尾气排出反应器，最终得到高纯炭黑原料；
[0024]d.所述高纯炭黑原料进入后处理改性系统，其中后处理改性系统包括石墨化后处理、表面包覆改性后处理、药剂活化后处理、洗涤过滤烘干后处理中的一种或多种，根据不同炭黑应用需求对高纯炭黑原料进行改性处理，最终得到高纯炭黑衍生产品。
[0025]本专利技术工艺流程简单，运行成本低，能够实现连续化生产，可以充分利用等离子体温度高、能量密度大、气氛可控和活性组分丰富等特点，通过气固相间充分反应，能够使裂解炭黑中的无机灰分反应更快和去除更彻底，获得高纯度的炭黑原料，改善目前废旧轮胎
裂解炭黑因灰分含量高、无法高值化利用所造成的环境污染和资源浪费问题。
[0026]基于上述实施方案，本专利技术可优选如下两种实施例：
[0027]实施例1
[0028]S1、将废旧轮胎经300
‑
800℃裂解处理后得到裂解炭黑原料，裂解炭黑原料中灰分含量为15％，有机挥发份含量3％，粒径0.5
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废旧轮胎裂解炭黑高温等离子体纯化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：a.将废旧轮胎裂解处理后得到裂解炭黑原料；b.所述裂解炭黑原料进入预处理系统，经预处理产生裂解炭黑中间产品；c.所述裂解炭黑中间产品进入高温等离子体纯化反应器，在等离子体发生器产生的高温、高活性的等离子体炬气体作用下发生纯化反应，得到高纯炭黑原料；d.所述高纯炭黑原料进入后处理改性系统，最终得到高纯炭黑衍生产品。2.根据权利要求1所述一种废旧轮胎裂解炭黑高温等离子体纯化处理方法，其特征在于，步骤a中裂解温度为300
‑
800℃。3.根据权利要求2所述一种废旧轮胎裂解炭黑高温等离子体纯化处理方法，其特征在于，所述预处理系统包括高温炭化预处理、粉碎分级预处理、筛分预处理和酸洗超声预处理、过滤烘干预处理中的一种或多种。4.根据权利要求3所述一种废旧轮胎裂解炭黑高温等离子体纯化处理方法，其特征在于，所述高温炭化预处理温度为800
‑
1500℃。5.根据权利要求1所述一种废旧轮胎裂解炭黑高温等离子体纯化处理方法，其特征在于，所述裂解炭黑中间产品的粒径为0.5
‑
200μ...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭志，王硕，刘志敏，邓连超，
申请(专利权)人：航天环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：