[發(fā)明專利]廢橡膠塑料制品熱解炭除灰改性制再生炭黑的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310534302.2
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN103540172A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王兢
• 申請（專利權(quán)）人: 王兢
• 主分類號: C09C1/44
• 分類號: C09C1/44;C09C1/56;C09C3/12;C09C3/08
• 代理公司: 蘇州慧通知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32239
• 代理人: 安紀(jì)平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種廢橡膠塑料制品熱解炭除灰改性制再生炭黑的方法及系統(tǒng)，特別涉及一種對熱解炭高比例深度除灰、表面改性提高補強效果的熱解炭除灰改性制再生炭黑的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著橡膠、塑料工業(yè)的加速發(fā)展，世界范圍內(nèi)出現(xiàn)大量廢棄橡膠塑料制品，這些橡膠塑料制品通常含有高分子聚合物、炭黑以及一些灰分。灰分中含有鋅、鈣、硅、鋁、鈉、鐵、鎂、鉀、硫、磷等元素。

隨著技術(shù)進(jìn)步，熱解技術(shù)可以將廢橡膠塑料轉(zhuǎn)化為炭、油和可燃?xì)怏w，但熱解炭中含有大量灰分，灰分通常占熱解炭質(zhì)量比的15％——20％，這導(dǎo)致熱解炭的性能與普通工業(yè)炭黑有很大差距，特別是某些灰分的存在導(dǎo)致熱解炭無法進(jìn)行循環(huán)利用。

在申請?zhí)枮镃N03129370.0、名稱為“一種低灰分再生碳素材料的生產(chǎn)方法”的中國專利中，揭示了在惰性氣氛下將廢舊高聚物材料升溫?zé)崃呀馓炕玫搅呀馓亢诤螅尤胍环N無機(jī)鹽與該裂解炭黑混合焙燒，使無機(jī)鹽呈熔融狀態(tài)并與該裂解炭黑中的金屬氧化物反應(yīng)，生成可溶性的金屬鹽，經(jīng)過水洗、干燥、粉碎分級等后續(xù)工藝，制備低灰分再生碳素材料。然該專利采用無機(jī)鹽與炭黑混合焙燒，其除灰效果不理想，且焙燒所需設(shè)備較復(fù)雜、昂貴，焙燒所需能源較多。

另外，在申請?zhí)枮镃N201310165196.5、名稱為“一種再生裂解炭黑的固相接枝改性方法”的中國專利中，揭示了在廢舊橡膠、塑料高溫裂解產(chǎn)生的熱解炭中加入有機(jī)化合物，借助粉磨設(shè)備，使有機(jī)化合物原位接枝到熱解炭的表面，得到固相接枝改性的再生裂解炭黑。該專利通過粉磨設(shè)備將有機(jī)化合物與熱解炭表面充分接觸、反應(yīng)，但其不足之處在于這種反應(yīng)效果不佳，且沒有解決熱解炭灰分高的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能夠工業(yè)化生產(chǎn)的廢橡膠塑料制品熱解炭除灰改性制再生炭黑的方法及裝置，使用熱解氣為能源，以較簡單的化學(xué)反應(yīng)去除熱解炭中的灰分，改變熱解炭表面微化學(xué)環(huán)境，從而將熱解炭轉(zhuǎn)化為類似普通工業(yè)炭黑性能的再生炭黑。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出如下技術(shù)方案：一種廢橡膠塑料制品熱解炭除灰改性制再生炭黑的方法，包括以下步驟：

步驟一，廢橡膠塑料制品通過熱解反應(yīng)制得熱解炭；

步驟二，將所述熱解炭與第一種酸反應(yīng)，并洗滌過濾；

步驟三，將經(jīng)步驟二處理后的熱解炭與第二種酸反應(yīng)，并洗滌過濾；以及

步驟四，將經(jīng)步驟三處理后的熱解炭與改性劑反應(yīng)并過濾后得到所述再生炭黑。

更優(yōu)地，在所述步驟二和步驟三之間，還包括熱解炭和堿的反應(yīng)步驟。

所述堿選自碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或幾種的組合；

所述熱解炭和堿的反應(yīng)條件為溫度70℃～100℃、常壓或溫度120℃～151℃、壓力0.2MPa～0.5MPa。

所述第一種酸和第二中酸選自鹽酸、硝酸、硫酸、氫氟酸、磷酸中的一種或幾種的組合，且第一種酸與第二種酸的成分不同；

所述步驟二、步驟三中的反應(yīng)條件為溫度70℃～100℃、常壓或溫度120℃～151℃、壓力0.2MPa～0.5MPa。

所述改性劑選自硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、硬脂酸、硬脂酸鈉中的一種或幾種的組合。

本發(fā)明還提出一種廢橡膠塑料制品熱解炭除灰改性制再生炭黑的系統(tǒng)的技術(shù)方案，包括酸反應(yīng)容器、改性反應(yīng)容器、噴淋設(shè)備、過濾設(shè)備、沉淀及水處理系統(tǒng)；其中所述酸反應(yīng)容器與改性反應(yīng)容器相連，分別用于將熱解炭與酸及改性劑進(jìn)行反應(yīng)；所述噴淋設(shè)備與酸反應(yīng)容器相連，用于對酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體進(jìn)行中和、吸收；所述過濾設(shè)備設(shè)置在酸反應(yīng)容器及改性反應(yīng)容器的后道，用于對酸反應(yīng)、改性反應(yīng)完成后的出料進(jìn)行固液分離；所述沉淀及水處理系統(tǒng)與所述過濾設(shè)備相連，用于對過濾后所得濾液中的固體物進(jìn)行沉淀。

更優(yōu)地，所述系統(tǒng)還包括與所述酸反應(yīng)容器及改性反應(yīng)容器相連通的堿反應(yīng)容器，所述堿反應(yīng)容器用于將所述熱解炭與堿進(jìn)行反應(yīng)。

所述系統(tǒng)還包括與過濾設(shè)備相連的造粒設(shè)備，所述造粒設(shè)備用于將粉狀再生炭黑造粒。

所述系統(tǒng)還包括破碎裝置、熱解裝置、粉碎裝置以及燃?xì)忮仩t、；所述破碎裝置將廢橡膠塑料制品破碎成顆粒；所述熱解裝置將廢橡膠塑料制品熱解成熱解炭、油和可燃?xì)猓凰龇鬯檠b置與熱解裝置的炭出口相連，用于將熱解炭粉碎；所述燃?xì)忮仩t與熱解裝置的燃?xì)獬隹谙噙B，用于將熱解燃?xì)馊紵扑魵狻?/p>