一种用于轮胎裂解制备炭黑的装置及其制备方法与流程

本发明涉及裂解炭黑制备，具体涉及一种用于轮胎裂解制备炭黑的装置及其制备方法。

背景技术：

1、轮胎裂解作为目前处理橡胶黑色污染的最佳工艺，极具经济效应和可持续发展前景，而炭黑便是轮胎裂解的重要产物之一。在现有技术生产条件下生产的轮胎裂解炭黑与行业高质量炭黑相比仍存在不小的差距，现有技术生产条件下生产的轮胎裂解炭黑带有一股强烈的刺激性气味，即炭黑voc与油分含量过高，而炭黑voc含量过高不仅对炭黑比表面积和表面活性等重要技术指标具有重大影响，而且对人体以及环境具有一定危害，现有的去除炭黑voc和油分通常采用加热烘干的方式，但炭黑中一些沸点偏高的油分难以充分去除，而烘干温度过高又容易使得炭黑氧化，真空干燥成本偏高，经济效益差。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种低voc、品质可靠的用于轮胎裂解制备炭黑的装置及其制备方法。

2、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、一种用于轮胎裂解制备炭黑的装置，包括乙醇储罐、用于混合炭黑和乙醇的第一螺旋给料机、离心机及用于进行烘干处理的排气式单螺杆挤出机，所述第一螺旋给料机上设有用于从乙醇储罐向第一螺旋给料机内腔喷洒乙醇的多个喷嘴，所述第一螺旋给料机与离心机连接，经离心机离心固液分离后的固体输送至所述排气式单螺杆挤出机。

4、作为上述技术方案的进一步改进：

5、所述排气式单螺杆挤出机的排气口上设有冷凝器，所述冷凝器与排气口之间设有真空泵，所述冷凝器通过所述真空泵与排气式单螺杆挤出机连接，所述冷凝器通过泵与乙醇储罐连接。

6、所述离心机上设有溢流口，经离心机离心固液分离后的液体从所述溢流口流出，经所述溢流口流出的液体通过工业泵流回乙醇储罐。

7、多个所述喷嘴沿第一螺旋给料机的运输方向间隔排列。

8、所述离心机上设有排渣口，所述排渣口上设有第二螺旋给料机，所述第二螺旋给料机的出料口设有炭黑浆槽，所述炭黑浆槽上设有阀门，所述第二螺旋给料机通过所述炭黑浆槽与排气式单螺杆挤出机的进料口连接。

9、所述第一螺旋给料机的出料口设有料浆泵，所述第一螺旋给料机通过所述料浆泵与离心机连接。

10、所述排气式单螺杆挤出机上设有沿进料端到出料端方向布置的多个电子加热元件，各所述电子加热元件用于独立调节排气式单螺杆挤出机的内部温度。

11、作为一个总的发明构思，本发明另一方面提供了一种轮胎裂解制备炭黑的制备方法，应用于上述用于轮胎裂解制备炭黑的装置中，包括以下步骤：

12、s1：将裂解炭黑送至第一螺旋给料机中，通过喷嘴从乙醇储罐向第一螺旋给料机内腔喷洒乙醇，将裂解炭黑和乙醇混合形成炭黑料浆；

13、s2：将s1中混合完全所得的炭黑料浆通过料浆泵送入离心机中进行固液分离，经离心固液分离后的乙醇通过溢流口经工业泵送往乙醇储罐；

14、s3：将s2中由离心机进行离心固液分离后的炭黑通过排渣口经第二螺旋给料机输送至炭黑浆槽，打开炭黑浆槽上的阀门将炭黑送往排气式单螺杆挤出机，在排气式单螺杆挤出机中对炭黑进行烘干处理；

15、s4：将s3中烘干炭黑蒸发的乙醇蒸汽和水蒸气通过真空泵输送至冷凝器冷凝，得到乙醇后通过泵输回乙醇储罐；

16、s5：将s3中经烘干处理的炭黑输送至成品料仓，得到炭黑成品。

17、作为上述技术方案的进一步改进：

18、所述第一螺旋给料机的转速为50～70r/min，乙醇的喷洒流量为300～500l/h，乙醇的体积分数为70～80％，所述离心机的转速为3200～3800r/min。

19、所述排气式单螺杆挤出机从进料端到出料端的内部温度依次为76～85℃、86～95℃、96～105℃、106～115℃、116～125℃。

20、与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的用于轮胎裂解制备炭黑的装置，将炭黑从炭黑料仓中送至第一螺旋给料机中，第一螺旋给料机上的喷嘴从乙醇储罐中向第一螺旋给料机内腔喷洒乙醇，炭黑和乙醇在第一螺旋给料机的作用下混合形成炭黑料浆，并在第一螺旋给料机的作用下被输送到离心机中，在离心机的作用下将炭黑料浆进行离心固液分离，经离心机固液分离后的固体炭黑被输送至排气式单螺杆挤出机，然后在排气式单螺杆挤出机的作用下对炭黑进行烘干处理。该种用于轮胎裂解制备炭黑的装置，利用炭黑在乙醇中良好的分散性将炭黑与乙醇充分混合，并利用乙醇对voc和油分极强的溶解性来去除炭黑voc和油分，能够对炭黑voc和油分进行有效清除，对炭黑中沸点偏高的油分也能够充分去除，然后利用乙醇的低沸点和炭黑在乙醇沸点温度时的稳定性来干燥炭黑，不会由于烘干温度过高而使炭黑氧化，能够保证炭黑品质，加热温度较低，成本低，经济效益高。

技术特征：

1.一种用于轮胎裂解制备炭黑的装置，其特征在于：包括乙醇储罐(1)、用于混合炭黑和乙醇的第一螺旋给料机(2)、离心机(3)及用于进行烘干处理的排气式单螺杆挤出机(4)，所述第一螺旋给料机(2)上设有用于从乙醇储罐(1)向第一螺旋给料机(2)内腔喷洒乙醇的多个喷嘴(21)，所述第一螺旋给料机(2)与离心机(3)连接，经离心机(3)离心固液分离后的固体输送至所述排气式单螺杆挤出机(4)。

2.根据权利要求1所述的用于轮胎裂解制备炭黑的装置，其特征在于：所述排气式单螺杆挤出机(4)的排气口上设有冷凝器(5)，所述冷凝器(5)与排气口之间设有真空泵(6)，所述冷凝器(5)通过所述真空泵(6)与排气式单螺杆挤出机(4)连接，所述冷凝器(5)通过泵与乙醇储罐(1)连接。

3.根据权利要求1所述的用于轮胎裂解制备炭黑的装置，其特征在于：所述离心机(3)上设有溢流口(31)，经离心机(3)离心固液分离后的液体从所述溢流口(31)流出，经所述溢流口(31)流出的液体通过工业泵流回乙醇储罐(1)。

4.根据权利要求1所述的用于轮胎裂解制备炭黑的装置，其特征在于：多个所述喷嘴(21)沿第一螺旋给料机(2)的运输方向间隔排列。

5.根据权利要求1所述的用于轮胎裂解制备炭黑的装置，其特征在于：所述离心机(3)上设有排渣口(32)，所述排渣口(32)上设有第二螺旋给料机(7)，所述第二螺旋给料机(7)的出料口设有炭黑浆槽(8)，所述炭黑浆槽(8)上设有阀门，所述第二螺旋给料机(7)通过所述炭黑浆槽(8)与排气式单螺杆挤出机(4)的进料口连接。

6.根据权利要求1所述的用于轮胎裂解制备炭黑的装置，其特征在于：所述第一螺旋给料机(2)的出料口设有料浆泵(9)，所述第一螺旋给料机(2)通过所述料浆泵(9)与离心机(3)连接。

7.根据权利要求1所述的用于轮胎裂解制备炭黑的装置，其特征在于：所述排气式单螺杆挤出机(4)上设有沿进料端到出料端方向布置的多个电子加热元件(41)，各所述电子加热元件(41)用于独立调节排气式单螺杆挤出机(4)的内部温度。

8.一种轮胎裂解制备炭黑的制备方法，应用于如权利要求1至7中任一项所述的用于轮胎裂解制备炭黑的装置中，其特征在于：包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的轮胎裂解制备炭黑的制备方法，其特征在于：所述第一螺旋给料机(2)的转速为50～70r/min，乙醇的喷洒流量为300～500l/h，乙醇的体积分数为70～80％，所述离心机(3)的转速为3200～3800r/min。

10.根据权利要求8所述的轮胎裂解制备炭黑的制备方法，其特征在于：所述排气式单螺杆挤出机(4)从进料端到出料端的内部温度依次为76～85℃、86～95℃、96～105℃、106～115℃、116～125℃。

技术总结本发明公开了一种用于轮胎裂解制备炭黑的装置及其制备方法，包括乙醇储罐、用于混合炭黑和乙醇的第一螺旋给料机、离心机及用于进行烘干处理的排气式单螺杆挤出机，第一螺旋给料机上设有用于从乙醇储罐向第一螺旋给料机内腔喷洒乙醇的多个喷嘴，第一螺旋给料机与离心机连接，经离心机离心固液分离后的固体输送至排气式单螺杆挤出机。该用于轮胎裂解制备炭黑的装置具有低VOC、品质可靠、经济效益高的优点。技术研发人员：李滔,张磊,杨维受保护的技术使用者：湖南启恒环保科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/5