一种通过自摩擦生热制备脱硫胶粉的方法技术

一种通过自摩擦生热制备脱硫胶粉的方法，属废旧橡胶循环再生领域。利用两台串联的不同配置的搅拌机，将废胶粉和再生剂加入第一台高速搅拌机，在高速搅拌自摩擦作用下实现物料的均匀混合、渗透和温升，然后对接排到第二台搅拌机内，在氮气氛围下进行低速搅拌实现废橡胶的脱硫再生，最后降温后排出，得到脱硫胶粉。通过设置有两种不同功能的搅拌机，满足了脱硫不同阶段的温控需求，简化了技术装备，避免了其他方法复杂的结构设计，更能适应行业需求。通过优化配方和工序，合理设计的工艺流程，大幅降低能耗。降低能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种通过自摩擦生热制备脱硫胶粉的方法


[0001]本专利技术属于废旧橡胶循环再利用领域，尤其涉及一种通过自摩擦生热制备脱硫胶粉的方法。

技术介绍

[0002]橡胶作为一种战略资源，2020年中国进口天然及合成橡胶（含胶乳）共计746.8万吨，2020年我国天然橡胶总产量仅仅为69.3万吨，自给率很低，远远不能满足我国橡胶工业的需求。再生橡胶应作为资源化处置优先方向和主力军，这也是由我国国情所决定。再生橡胶在2012年和合成橡胶、天然橡胶一起被国家工信部列为橡胶工业的三大战略资源。不完全统计，2021年我国再生橡胶产量达到460万吨。
[0003]再生胶行业经过多年的发展与技术创新，形成了以“高温高压动态脱硫”为主的脱硫再生工艺。其脱硫反应是在脱硫罐中完成，将再生剂和水一起加入脱硫罐中，工作压力2.2MPa左右，工作温度220℃左右，脱硫时间3小时左右后，泄压冷却后取料得脱硫胶粉，然后经3~4台高速精炼机压片得到再生胶，得到的再生胶。从脱硫反应机理来看，高温高压动态脱硫属于化学再生，即在外界热的作用下，活化剂在软化剂的辅助下，渗透并进入废橡胶内部与之发生反应，破坏交联网络，使之成为准线性化的、可再加工的过程。但是利用此方法再生剂向废橡胶的渗透是在高温高压较长时间内完成，存在严重的安全隐患，而且能耗大。
[0004]目前行业都积极改进传统的脱硫方式，高温高压动态脱硫罐逐渐被市场淘汰，部分技术在模拟脱硫罐的工作方式，通过改变外在形式的试图获得一种替代品，如费德立等（CN210314088U，一种再生橡胶脱硫机）包括外壳体、转动安装在外壳体内部的内壳体和设置在内壳体内部的搅拌轴。内壳体将再生橡胶带动在内壳体内转动的装置，外壳仍包括控制器、加热装置、温度传感器和冷却装置。其实质仍为模仿动态脱硫罐的工作原理：物料在罐体内搅拌，在外部加热器作用下进行一系列反应。其要解决的问题是“避免了现有技术导致再生橡胶在脱硫机底部积累积，搅拌不充分”问题，而其设置的搅拌效果也为了“避免废再生橡胶胶结成团”。张立群等（CN 102977404 B，一种双阶双螺杆挤出机连续制备再生胶的方法）等将废胶粉与再生剂于搅拌机内预处理后，在高温下静置使再生剂充分渗透溶胀胶粉，再加入异向双螺杆挤出机，取代传统的高温高压动态反应罐，脱硫胶粉进入同向双螺杆挤出机，在低温下施加高剪切的作用，取代精炼机。50℃～100℃条件下再生剂粘度仍很高，需要静置12h~36h才能完成渗透，间歇操作生产效率低，高温下保温时间长能耗大；在异向双螺杆内热量仍是由胶粉外部向内传递，不可避免的存在“核—壳”结构，导致力学性能不佳，同向双螺杆精炼过程中的能耗依然很大。
[0005]中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。现阶段不论是生产的产品还是生产方法都处于升级转型的重要阶段。将废橡胶回收再利用的过程中做到节能降耗，满足碳中和指标，才能在新形势下更具竞争力。

技术实现思路

[0006]为解决背景中存在的缺陷，本专利技术的目的提出一种利用自摩擦生热制备脱硫胶粉的方法，本方法工艺过程连续、环保，操作简单且具有突出的高效节能效果。
[0007]为实现上述目的，本专利技术技术解决方案如下：一种通过自摩擦生热制备脱硫胶粉的方法，包括以下步骤：通过自动计量装置定量将质量比为100：（2~20）的胶粉与软化剂加入到第一台搅拌机内，在2~3min内搅拌混合的同时物料在自摩擦生热作用下升高到180~250℃，此温度下挥发性低分子物质排出，得到初步脱硫的物料再通过连续密闭装置直接排到第二台搅拌机内，在第二台搅拌机的搅拌过程中通过设置在此搅拌机上的进气孔连续注入氮气，保温10~20min实现废橡胶的脱硫再生，最后物料降低到50℃以下后排出得到脱硫胶粉。
[0008]优选的所述的胶粉为废轮胎胶粉或废丁基胶粉，粒径为20~60目。
[0009]优选的所述的软化剂为松焦油沥青、妥尔油沥青或芳烃油沥青中的一种或几种混合物。
[0010]优选的所述第一台搅拌机的速度为400~800转/分钟，第二台搅拌机的速度为20~50转/分钟。
[0011]优选的注入的氮气为常压，与胶粉的质量比为0.001%~0.003%。
[0012]优选的排出后的脱硫胶粉门尼粘度为80~150。
有益效果
[0013]1、本专利技术将再生剂与废胶粉在合适温度，第一台高速搅拌机的搅拌过程中，实现均匀混合的同时，再生剂向废胶粉内部充分渗透，同时废胶粉的低组分充分脱除后，满足脱硫条件且充分溶胀的混油胶粉进入第二台低速的搅拌机内后，不断通入的氮气隔绝了氧气的同时带走了脱硫产生的废气，适当的转速控制下，物料再次得到混合，进一步提高了均匀性，最后在冷却介质的作用下缓慢均匀降温，最终得到满足要求的脱硫胶粉，。结合行业内胶粉生产实际，选取的不同粒径的废胶粉作为原材料，第一台高速搅拌机的作用下，能够实现物料的均匀混合、渗透和温升，避免了时间过长引起的物料的氧化；第二台搅拌机内通过转速、温度和时间的控制，保证了废胶粉宏观和微观上的脱硫均匀性。
[0014]2、通过合理匹配两种不同功能的搅拌机，满足了升温和保温的需求，所涉及的设备采用市场上现有的或稍加修改即可使用，简化了现有废橡胶脱硫再生技术装备，避免了其他方法复杂的结构设计，更能适应行业需求。通过优化配方和工序，合理设计的工艺流程，整个制备流程在密闭条件下完成，大幅降低能耗。具有操作安全、简单、连续和节能、环保的优点。
具体实施方式
[0015]下面将结合本专利技术实施例中，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0016]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相
连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0017]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0018]本专利技术中的选取了不同粒径的废胶粉作为原材料，第一台高速搅拌机的作用下，能够实现物料的均匀混合、渗透和温升，避免了时间过长引起的物料的氧化；第二台搅拌机内通过转速、温度和时间的控制，保证了废胶粉宏观和微观上的脱硫均匀性，同时氮气的加入，有效的改善了传统脱硫再生过程中的传质传热问题，脱硫胶粉性能优异，选用的设备为本领域的常规设备，或对其稍加改进以能满足本专利技术的反应条件即可不做具体限制，本方案具有操作安全、简单、连续和节能、环保的优点。
实施例1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过自摩擦生热制备脱硫胶粉的方法，其特征包括以下步骤：通过自动计量装置定量将质量比为100：（2~20）的胶粉与软化剂加入到第一台搅拌机内，在2~3min内搅拌混合的同时物料在自摩擦生热作用下升高到180~250℃，此温度下挥发性低分子物质排出，得到初步脱硫的物料再通过连续密闭装置直接排到第二台搅拌机内，在第二台搅拌机的搅拌过程中通过设置在此搅拌机上的进气孔连续注入氮气，保温10~20min实现废橡胶的脱硫再生，最后物料降低到50℃以下后排出得到脱硫胶粉。2.根据权利要求1所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：戈风行，史金炜，张珠珠，
申请(专利权)人：南京绿金人橡塑高科有限公司，
类型：发明
国别省市：