本實(shí)用新型涉及熱解炭黑改性技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種對(duì)廢輪胎熱解炭黑進(jìn)行等離子體氧化改性并原位生成白炭黑的設(shè)備。

背景技術(shù)：

熱解炭黑是廢舊輪胎在無(wú)氧或者少量氧氣存在的條件下高溫裂解所得到的固體產(chǎn)物，裂解炭黑填料用于橡膠制品在生產(chǎn)成本、能源消耗、環(huán)境保護(hù)等方面，與傳統(tǒng)補(bǔ)強(qiáng)劑炭黑、白炭黑相比，具有很大的優(yōu)勢(shì)。但是這種由高溫?zé)峤夥ǖ玫降臒峤馓亢诘姆垠w性能、表面性能與一般補(bǔ)強(qiáng)炭黑有一定的差距，這就決定了裂解炭黑的補(bǔ)強(qiáng)性能不是很強(qiáng)，并不能直接利用到橡膠中去，需要通過(guò)表面處理技術(shù)，采用物理、化學(xué)的方法將裂解炭黑進(jìn)行改性處理，可提高裂解炭黑的利用價(jià)值。

由于熱解炭黑表面低的活性很難接枝成功或接枝率很低，為克服該困難，通常將熱解炭黑進(jìn)行表面氧化改性處理，以增加它們的表面含氧官能團(tuán)含量，增加表面活性。目前常用的氧化技術(shù)主要有為液相氧化、等離子氧化及臭氧氧化等。液相氧化使用硝酸、高錳酸鉀、次氯酸鈉、溴水等作為氧化劑，技術(shù)較為成熟，一般要經(jīng)過(guò)氧化、水洗、干燥等過(guò)程,產(chǎn)生較多的廢酸及廢水，污染嚴(yán)重，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。隨著環(huán)保要求的提高，生產(chǎn)成本將日益升高，降低了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。催化氧化因其價(jià)格高、條件苛刻，目前還處于實(shí)驗(yàn)室水平。

等離子體是一種電離狀態(tài)的氣體，一般由中性原子、正離子以及具有相同電荷的電子(包括少量負(fù)離子)組成。用等離子法改性炭黑主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：(1)等離子氧化一般只在物質(zhì)的表面發(fā)生反應(yīng)，并不影響物質(zhì)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，這可使物質(zhì)主體結(jié)構(gòu)保持完整。(2)等離子法內(nèi)的氣體大部分是以高活性的自由基的形式存在，所以在等離子體內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)并不受熱力學(xué)平衡的控制。(3)冷等離子的溫度可保持在溫室下進(jìn)行，所以進(jìn)行氧化后的炭黑的含氧官能團(tuán)不易分解。(4)等離子方法避免了氣相、液相氧化法中廢氣、廢液的排外，而且等離子法氧化炭黑不需要產(chǎn)品后續(xù)處理。因此，等離子法作為具有良好應(yīng)用前景的方法受到了極大的關(guān)注。

近年來(lái),高結(jié)構(gòu)炭黑、納米結(jié)構(gòu)炭黑、白炭黑和炭黑-白炭黑雙相填充劑等新品種填充劑的相繼研制成功在保持輪胎胎面膠低滾動(dòng)阻力的前提下,提高了輪胎的耐磨性,使輪胎綜合性能得到提高,推動(dòng)了綠色輪胎的發(fā)展。

現(xiàn)有技術(shù)中缺少一種對(duì)廢輪胎熱解炭黑進(jìn)行等離子體氧化改性并原位生成白炭黑的設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種對(duì)廢輪胎熱解炭黑進(jìn)行等離子體氧化改性并原位生成白炭黑的設(shè)備。

本實(shí)用新型的目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種對(duì)廢輪胎熱解炭黑進(jìn)行等離子體氧化改性并原位生成白炭黑的設(shè)備，包括首尾連接的等離子體改性裝置、二氧化硅原位生成裝置和干燥設(shè)備；等離子體改性裝置頂部設(shè)置等離子發(fā)生器，等離子發(fā)生器設(shè)置氬氣和氧氣入口；等離子體改性裝置出口連接二氧化硅原位生成裝置原料入口；二氧化硅原位生成裝置出口連接干燥設(shè)備的入口。

優(yōu)選的是：等離子體改性裝置為底部安裝攪拌槳的反應(yīng)釜，一方面使得氧化反應(yīng)更加均勻充分的進(jìn)行，一方面有助于加快排料過(guò)程。

優(yōu)選的是：二氧化硅原位生成裝置頂部設(shè)置液體霧化器，液體霧化器底部設(shè)置與二氧化硅原位生成裝置連通的液體出口。

優(yōu)選的是：二氧化硅原位生成裝置內(nèi)部設(shè)置與二氧化硅原位生成裝置水平中心線同軸的攪齒攪拌軸。

優(yōu)選的是：二氧化硅原位生成裝置底部設(shè)置加熱套。

優(yōu)選的是：干燥設(shè)備包括筒體和與筒體水平中心線同軸設(shè)置、且在腔體內(nèi)旋轉(zhuǎn)的空心槳葉軸，以及控制空心槳葉軸轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置。

優(yōu)選的是：空心槳葉軸和筒體內(nèi)部均通熱載體。

優(yōu)選的是：筒體底部和后端均設(shè)置熱載氣進(jìn)口通熱載體。

優(yōu)選的是：筒體底部設(shè)置熱載體出口。

優(yōu)選的是：筒體頂部設(shè)置出氣口。

優(yōu)選的是：筒體底部一側(cè)設(shè)置成品出口。

優(yōu)選的是：筒體進(jìn)料口的一側(cè)通過(guò)熱風(fēng)進(jìn)口通熱風(fēng)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，其中：

1-氬氣鋼瓶；2-氧氣鋼瓶；3-等離子發(fā)生器；4-等離子體改性裝置；5-攪拌槳；6-液體霧化器；7-二氧化硅原位生成裝置；8-加熱套；9-傳動(dòng)裝置；10-筒體；11-熱風(fēng)進(jìn)口；12,13-熱載氣進(jìn)口；14-熱載氣出口；15-出氣口；16-成品出口。

具體實(shí)施方式

一種對(duì)廢輪胎熱解炭黑進(jìn)行等離子體氧化改性并原位生成白炭黑的設(shè)備，包括首尾連接的等離子體改性裝置4、二氧化硅原位生成裝置7和干燥設(shè)備；等離子體改性裝置4頂部設(shè)置等離子發(fā)生器3，等離子發(fā)生器3設(shè)置氬氣和氧氣入口，氬氣入口連接氬氣鋼瓶1，氧氣入口連接氧氣鋼瓶2；等離子體改性裝置4出口連接二氧化硅原位生成裝置7原料入口；二氧化硅原位生成裝置7出口連接干燥設(shè)備的入口。等離子體改性裝置4為底部安裝攪拌槳5的反應(yīng)釜，一方面使得氧化反應(yīng)更加均勻充分的進(jìn)行，一方面有助于加快排料過(guò)程。二氧化硅原位生成裝置7頂部設(shè)置液體霧化器6，液體霧化器6底部設(shè)置與二氧化硅原位生成裝置7連通的液體出口。二氧化硅原位生成裝置7內(nèi)部設(shè)置與二氧化硅原位生成裝置7水平中心線同軸的攪齒攪拌軸。二氧化硅原位生成裝置7底部設(shè)置加熱套8。干燥設(shè)備包括筒體10和與筒體10水平中心線同軸設(shè)置、且在腔體內(nèi)旋轉(zhuǎn)的空心槳葉軸，以及控制空心槳葉軸轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置9。空心槳葉軸和筒體10內(nèi)部均通熱載體，筒體10底部設(shè)置熱載氣進(jìn)口12，筒體10后端設(shè)置熱載氣進(jìn)口13，通熱載體。筒體10底部設(shè)置熱載體出口14，筒體10頂部設(shè)置出氣口15，筒體10底部一側(cè)設(shè)置成品出口。筒體10進(jìn)料口的一側(cè)通過(guò)熱風(fēng)進(jìn)口11通熱風(fēng)。

本實(shí)用新型的工作過(guò)程為：先在氬等離子體下充氬氣進(jìn)行預(yù)處理，再在氧等離子下充氧進(jìn)行接枝氧化。液體噴霧裝置按比例分別噴灑水、TEOS(正硅酸乙酯)、氨水，在攪齒狀攪拌軸的不斷混合下，使熱解炭黑達(dá)到濕潤(rùn)狀態(tài)，并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在炭黑表面的活性點(diǎn)原位生成二氧化硅。通過(guò)空心槳葉軸的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)熱解炭黑向前輸送，軸中與筒中通入熱載體，同時(shí)從上方輸入熱風(fēng)，干燥潮濕的熱解炭黑，最終得到成品。