集超临界CO2流体反应和微波加热于一体的废旧橡胶处理装置

摘要

本发明公开了一种集超临界CO2流体反应和微波加热于一体的废旧橡胶处理装置，包括高速搅拌机，超临界CO2流体发生器，与所述的超临界CO2流体发生器经高压泵连通的第一反应罐，以及设置在第一反应罐下方且由料管连通的第二反应罐，所述的第一反应罐的内部设置有第一物料传输机构，第一反应罐的罐体上设置有CO2泄压阀口，所述的第二反应罐的内部设置有第二物料传输机构，第二反应罐的罐体上设置有微波发生机构以及冷却机构，所述的料管内设置有排料输送机构。本发明的废旧橡胶处理装置集搅拌、超临界CO2流体反应以及微波加热于一体，通过物料在各机构间利用螺杆输送装置传送，有效降低了人力使用，提高加工效率。

说明书

技术领域

本发明涉及废旧橡胶再生技术领域，特别是涉及一种集超临界CO2流体反 应和微波加热于一体的废旧橡胶处理装置。

背景技术

近年来，随着全球环境污染加剧、石油资源的日益匮乏和人类对可持续发 展的日益关注，废橡胶，尤其是废旧轮胎的循环再生利用已成为橡胶工业领域 的重要课题。而在这之中，利用废橡胶制备再生胶成为一种重要的手段。

橡胶再生是指利用物理的、化学的或者生物的方法，破坏橡胶交联网络， 形成线性化的、可再加工的过程。目前主要有化学再生法、物理再生法、生物 再生法三大类橡胶再生手段。目前，国内成熟的再生胶制备手段是“高温高压 动态脱硫法”，其流程是将废橡胶、13-20％的石油系软化剂，脱硫剂等投入到高 温高压罐中，在2-4MPa、210-300℃的环境中保温3-5小时得到后得到脱硫胶粉， 然后经精炼得到片状再生胶。该过程制备的再生胶制品性能较好，但是能耗较 大，在700-900KWh左右，同时产生大量的废水、废气，对环境造成严重污染， 如何提高再生橡胶的环保性成为急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种集超临界CO2 流体反应和微波加热于一体的废旧橡胶处理装置。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种集超临界CO₂流体反应和微波加热于一体的废旧橡胶处理装置，包括高 速搅拌机，超临界CO₂流体发生器，与所述的超临界CO₂流体发生器经高压泵连 通的第一反应罐，以及设置在第一反应罐下方且由料管连通的第二反应罐，所 述的第一反应罐的内部设置有第一物料传输机构，第一反应罐的罐体上设置有 CO₂泄压阀口，所述的第二反应罐的内部设置有第二物料传输机构，第二反应罐 的罐体上设置有微波发生机构以及冷却机构，所述的料管内设置有排料输送机 构。

还包括与所述的泄压阀口连通的收集罐，所述的收集罐与所述的超临界CO₂流体发生器连通以实现CO₂的回收利用。

所述的第一反应罐的进料口与所述的高速搅拌机的出料口经进料机构连 通。

所述的第一物料传输机构、第二物料传输机构和排料输送机构分别为螺杆 输送装置。

所述的第一反应腔室为耐高压罐体，所述的高压泵为高压微量注射泵，第 一反应腔室外部带有温度控制/显示、压力控制/显示装置；还带有压力释放装 置，用于释放超临界CO₂流体。

所述的第二反应罐的冷却机构为夹套式螺旋冷却管。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的废旧橡胶处理装置集搅拌、超临界CO₂流体反应以及微波加热于一 体，通过物料在各机构间利用螺杆输送装置传送，有效降低了人力使用，提高 加工效率，而且，通过第一反应罐和第二反应罐的上下设置，提高了物料在两 者之间传输的便利性，而且利用料管内设置螺杆输送装置，能实现均匀输送， 保证进入第二反应罐内后物料布设均匀，提高微波加热效果，同时，在第一反 应罐和第二反应罐内分别用螺杆输送装置传送物料，在传输的同时实现物料搅 拌，提高反应效果。

附图说明

图1所示为本发明的废旧橡胶处理装置示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处 所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明的集超临界CO2流体反应和微波加热于一体的废旧橡 胶处理装置包括高速搅拌机1，超临界CO2流体发生器2即超临界蒸汽压力发生 器或者超临界直流炉发生器，与所述的超临界CO2流体发生器2经高压泵3，如 高压微量注射泵连通的第一反应罐4，如耐高压罐体，以及设置在第一反应罐下 方且由料管5连通的第二反应罐6，所述的第一反应罐的进料口与所述的高速搅 拌机的出料口经进料机构7，如橡胶粉柔性输送机连通，所述的第一反应罐的内 部设置有第一物料传输机构，如螺杆输送装置，第一反应罐的罐体上设置有CO₂泄压阀口、温度控制/显示、压力控制/显示装置以及压力释放装置以保证反应 的安全性，所述的泄压阀口用于在反应结束后释放超临界CO₂流体。所述的第二 反应罐的内部设置有第二物料传输机构，如螺杆输送装置，第二反应罐的罐体 上设置有微波发生机构以及冷却机构，如夹套式螺旋冷却管，所述的料管5内 设置有排料输送机构，如螺杆输送装置。

本发明的废旧橡胶处理装置集搅拌、超临界CO₂流体反应以及微波加热于一 体，通过物料在各机构间利用螺杆输送装置传送，有效降低了人力使用，提高 加工效率，而且，通过第一反应罐和第二反应罐的上下设置，提高了物料在两 者之间传输的便利性，而且利用料管内设置的螺杆输送装置，能实现均匀输送， 保证进入第二反应罐内后物料布设均匀，提高微波加热效果，同时，在第一反 应罐和第二反应罐内分别用螺杆输送装置传送物料，在传输的同时实现物料搅 拌，提高反应效果。

进一步地，还包括与所述的泄压阀口连通的收集罐8，所述的收集罐与所述 的超临界CO₂流体发生器连通以实现CO₂的回收利用。

在具体使用时，将环保型脱硫剂与胶粉按预定质量比投入到高速搅拌机中 搅拌，然后冷却排料。然后通过螺杆输送装置把胶粉导入到第一反应罐中，随 后向第一反应罐的腔室注入超临界CO₂流体，开启螺杆输送装置，将胶粉输送到 出料端，并保证环保型脱硫剂充分渗透分散在交联的三维网络之间；在进行输 送的同时，能有效对胶粉进行翻转，实现均匀反应，在第一反应罐泄压之后将 胶粉经料道送入到第二反应罐中，开启第二反应罐的微波加热机构，加热脱硫 的同时胶料在第二螺杆输送装置作用下向排料端传送并翻转，加热结束并冷却 后排料并进行精炼出片制得再生胶。

采用本发明的再生系统，结合了超临界CO₂的快速渗透、扩散特性和微波的 选择性脱硫的特点，在充分脱硫的同时，保证了再生胶的品质；用本系统制备 的再生胶，其单独使用性能远超出GB/T13460-2008，与原胶配合使用，在掺加 50份的情况下，其力学性能下降不超过20％。同时具有脱硫温度低，能耗低。 微波加热温度控制在100-180℃之间，频率控制在900-2400MHz，相对传统的“高 温高压动态脱硫”的220-300℃，能耗大大降低；而且用超临界CO₂流体充当软 化剂，实现了脱硫剂的快速渗透、扩散，替代了石油系软化剂，在源头上消除 了污染源，实现绿色环保，实现了再生胶的清洁、环保型生产。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润 饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。