專利名稱：一種廢舊輪胎低溫粉碎制取精細(xì)膠粉的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于精細(xì)膠粉的制備方法，特別涉及一種廢舊輪胎低溫粉碎制取精細(xì)膠粉 的工藝。
背景技術(shù)：
目前制備精細(xì)膠粉的方法主要有常溫粉碎法、液氮制冷的低溫粉碎法、利用空氣 膨脹制冷的低溫粉碎法、濕法或溶液粉碎法等。常溫粉碎法一般是指在常溫或高于常溫的溫度下通過機(jī)械作用粉碎橡膠制成膠 粉的一種粉碎法。其粉碎原理是通過機(jī)械剪切力的作用對橡膠進(jìn)行擠壓、碾磨、剪切和撕拉 從而將其切斷和壓碎的。它的一般工藝為先將廢舊橡膠破碎成50mm左右的膠塊，然后用 粗碎機(jī)將它們粉碎成20mm左右的膠粒，同時(shí)用磁選機(jī)和風(fēng)選機(jī)分離出膠粒中的鋼絲和纖 維，最后用細(xì)碎機(jī)進(jìn)一步磨碎制成40-200 ym的膠粉。較為先進(jìn)的工藝有廢輪胎連續(xù)粉碎 法、擠出粉碎法、高壓粉碎法、常溫浸混粉碎法等。這種方法制得的產(chǎn)品粒徑大，用途窄、降 低了膠粉的物理性能。液氮制冷的低溫粉碎法液氮制冷具有以下優(yōu)點(diǎn)液氮沸點(diǎn)為_196°C，制冷效果好；液氮為惰性物質(zhì)，可防 止物料氧化；液氮可以直接輸入粉碎機(jī)內(nèi)，減少預(yù)冷時(shí)間，簡化了裝置流程。液氮制冷的低 溫粉碎法其工藝大致可歸為兩種一種是直接利用液氮冷凍使廢舊橡膠制品冷凍至玻璃化 溫度以下之后對其進(jìn)行粉碎；另一種是常溫、低溫并用的粉碎工藝，即先在常溫下將廢舊橡 膠制品粉碎到一定粒徑，再將其送到低溫粉碎機(jī)中進(jìn)行低溫粉碎。利用空氣膨脹制冷的低溫粉碎法中國是這項(xiàng)技術(shù)的主要研究者。其技術(shù)核心是空氣渦輪膨脹制冷技術(shù)在橡膠工業(yè) 中廢舊橡膠低溫粉碎的應(yīng)用?；驹硎强諝庠诳諌簷C(jī)中被壓縮到具有一定壓力，經(jīng)分離、 干燥后，進(jìn)入膨脹機(jī)同軸壓氣機(jī)二次壓縮，隨后通過二次壓縮，通入熱交換設(shè)備進(jìn)行冷熱交 換，降低溫度，經(jīng)渦輪膨脹機(jī)膨脹制冷，溫度達(dá)到-120°C以下；與此同時(shí)，廢舊輪胎經(jīng)粗碎、 細(xì)碎，并通過磁選、風(fēng)選、篩分，除去鋼絲和纖維，得到2 4mm粒徑的膠粒。這種膠粒在冷 凍流化床中與冷空氣進(jìn)行動(dòng)態(tài)冷凍，使其溫度達(dá)到玻璃化溫度以下，經(jīng)過低溫粉碎機(jī)粉碎 回?zé)岷蠓蛛x，膠粉進(jìn)倉分級(jí)包裝，空氣返回空壓機(jī)再循環(huán)。該技術(shù)充分利用冷量和干空氣， 功耗低，能連續(xù)運(yùn)行且可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)?，F(xiàn)在中國已有多家研發(fā)單位將此技術(shù)用于膠粉 的低溫生產(chǎn)工藝中。上述兩種低溫粉碎法所制得的產(chǎn)品液氮消耗量大，成本高。濕法或溶液粉碎法濕法或溶液粉碎法是一種在溶劑或溶液等介質(zhì)中對廢橡膠進(jìn)行粉碎生產(chǎn)膠粉的 方法。該法主要采用的粉碎設(shè)備是磨盤式膠體研磨機(jī)。這種方法工藝復(fù)雜、產(chǎn)品成本高、推 廣困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種粉碎效率高，粉碎粒度均勻的廢舊輪胎低溫粉碎制取精 細(xì)膠粉的工藝。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的一種廢舊輪胎低溫粉碎制取精細(xì)膠粉的工藝通過 以下步驟完成一、將廢舊輪胎在常溫下粉碎至粒度< 50目的膠粉備用；二、將低溫貯罐內(nèi)的溫度在_162°C的液態(tài)天然氣LNG輸入冷卻器、預(yù)冷器，將冷卻 器與預(yù)冷器中的空氣由常溫冷卻至-140°C左右，液態(tài)天然氣自身復(fù)熱至常溫輸送到天然氣 貯罐；三、將步驟二中經(jīng)過冷卻的溫度在-140°C的低溫空氣通入冷凍室內(nèi)，將步驟一中 制得的膠粉輸入到冷凍室內(nèi)，冷凍溫度為-80°C，冷凍膠粉，使之脆化，然后再送到低溫粉碎 機(jī)進(jìn)行粉碎，使其粒度達(dá)到180-200目；四、步驟三中使用過的冷凍室的低溫空氣從冷凍出來后，自身為-80°C，再補(bǔ)充預(yù) 冷空氣后通過過濾器過濾后，由鼓風(fēng)機(jī)輸送到空氣冷卻器再次循環(huán)使用。低溫破碎適用于破碎常溫下不易粉碎的物質(zhì)，這些物質(zhì)冷凍到玻璃化溫度后變得 非常脆，很容易粉碎，動(dòng)力消耗低，而且可以利用不同物質(zhì)脆化溫度的不同實(shí)現(xiàn)選擇性破 碎，熱敏性物質(zhì)不會(huì)受到氧化作用而變質(zhì)。另外，廢舊橡膠的主要來源是廢舊輪胎，約占 60 %-70%,低溫破碎技術(shù)用于粉碎輪胎可對整個(gè)輪胎直接進(jìn)行處理，低溫下橡膠比鋼絲和 簾布更容易粉碎，處理時(shí)鋼絲和簾布很少受到破壞，這樣省掉切塊、磨碎及分離鐵屑和纖維 的工序，效率大為提高。讓膠粒與低溫空氣充分接觸，高效傳熱，使膠粒冷凍，達(dá)到脆化溫 度，這是低溫粉碎的重要環(huán)節(jié)。低溫空氣的壓力高低、以何種方式與膠粉接觸換熱，需要進(jìn) 行計(jì)算并作結(jié)構(gòu)上的考慮，同時(shí)低溫空氣能循環(huán)使用。低溫粉碎工藝計(jì)算低溫粉碎過程工藝計(jì)算就是要實(shí)現(xiàn)膠粉、空氣與LNG之間的冷量平衡，達(dá)到最優(yōu) 的換熱效果和冷量利用。3種介質(zhì)之間應(yīng)滿足以下能量關(guān)系式qLNGmLNG = KJ^t: -fa)ma = KrqrmrqLNG = Y LNG+182CpNG上式中，qLNG為單位質(zhì)量的LNG由_162°C氣化后達(dá)到20°C常溫所吸收的熱量，包括 潛熱與顯熱，kj/kg 為單位時(shí)間的LNG的氣化量，kg/min ；Ka、Kr為系數(shù)；Cpa為空氣的定 壓比熱，kJ/(kg.K) ;t' a、t〃 a分別為空氣與LNG換熱時(shí)的進(jìn)出口溫度，為空氣的循 環(huán)量，kg/min ;qr為單位質(zhì)量的膠粉由常溫冷凍到低于_70°C所需要的冷量，kj/kg ；屯為膠粉 的處理量，kg/min ； 為LNG的氣化潛熱，kj/kg ；CpNG為天然氣的定壓比熱，kj/(kg. K)。對于年處理10000t廢舊輪胎系統(tǒng)，可產(chǎn)膠粉6000t，鋼絲3500t，纖維500t。物性參數(shù)，qr= 425kJ/kg，Cpa = 1. 05kJ/ (kg. K)，Y LNG = 509. 74kJ/kg，CpNG = 1.56kJ/(kg.K)，空氣密度Pa = 1.29kg/m3，并利用兩個(gè)公式算出物料的流量及流程各節(jié)點(diǎn) 溫度，見表1。表1廢舊輪胎低溫粉碎制取精細(xì)膠粉工藝流程主要參數(shù) 具體實(shí)時(shí)方式 實(shí)施例—、將500kg廢舊輪胎在常溫下粉碎至粒度彡50目的膠粉備用；二、將低溫貯罐內(nèi)的溫度在_162°C的液態(tài)天然氣LNG輸入冷卻器、預(yù)冷器，將冷卻 器與預(yù)冷器中的空氣由常溫冷卻至-140°C左右，液態(tài)天然氣自身復(fù)熱至常溫輸送到天然氣 貯罐；三、將步驟二中經(jīng)過冷卻的溫度在-140°C的低溫空氣通入冷凍室內(nèi)，將步驟一中 制得的膠粉輸入到冷凍室內(nèi)，冷凍溫度為-80°C，冷凍膠粉，使之脆化，然后再送到低溫粉碎 機(jī)進(jìn)行粉碎，使其粒度達(dá)到180-200目；四、步驟三中使用過的冷凍室的低溫空氣從冷凍出來后，自身為-80°C，再補(bǔ)充預(yù) 冷空氣后通過過濾器過濾后，由鼓風(fēng)機(jī)輸送到空氣冷卻器再次循環(huán)使用。
權(quán)利要求
一種廢舊輪胎低溫粉碎制取精細(xì)膠粉的工藝，其特征在于所述工藝通過以下步驟完成，一、將廢舊輪胎在常溫下粉碎至粒度≤50目的膠粉備用；二、將低溫貯罐內(nèi)的溫度在 162℃的液態(tài)天然氣LNG輸入冷卻器、預(yù)冷器，將冷卻器與預(yù)冷器中的空氣由常溫冷卻至 140℃左右，液態(tài)天然氣自身復(fù)熱至常溫輸送到天然氣貯罐；三、將步驟二中經(jīng)過冷卻的溫度在 140℃的低溫空氣通入冷凍室內(nèi)，將步驟一中制得的膠粉輸入到冷凍室內(nèi)，冷凍溫度為 80℃，冷凍膠粉，使之脆化，然后再送到低溫粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，使其粒度達(dá)到180 200目；四、步驟三中使用過的冷凍室的低溫空氣從冷凍出來后，自身為 80℃，再補(bǔ)充預(yù)冷空氣后通過過濾器過濾后，由鼓風(fēng)機(jī)輸送到空氣冷卻器再次循環(huán)使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種廢舊輪胎低溫粉碎制取精細(xì)膠粉的工藝，將廢舊輪胎在常溫下粉碎至粒度≤50目的膠粉備用；低溫貯罐內(nèi)的溫度在-162℃的液態(tài)天然氣LNG輸入冷卻器、預(yù)冷器，將冷卻器與預(yù)冷器中的空氣由常溫冷卻至-140℃左右，液態(tài)天然氣自身復(fù)熱至常溫輸送到天然氣貯罐；經(jīng)過冷卻的溫度在-140℃的低溫空氣通入冷凍室內(nèi)，制得的膠粉輸入到冷凍室內(nèi)，冷凍溫度為-80℃，冷凍膠粉，使之脆化，然后再送到低溫粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，使其粒度達(dá)到180-200目。讓膠粒與低溫空氣充分接觸，高效傳熱，使膠粒冷凍，達(dá)到脆化溫度。
文檔編號(hào)B29B17/04GK101927207SQ200910117339
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月22日
發(fā)明者段興華 申請人:段興華