[發明專利]一種聯產制取石墨烯輪胎的工藝及其裝置

有效

• 申請號: 201610211647.8
• 申請日: 2016-04-07
• 公開（公告）號: CN105666904B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 程禮華;程皓;徐渭渭
• 申請（專利權）人: 程禮華
• 主分類號: B29D30/08
• 分類號: B29D30/08;B09B3/00;B09B5/00;C01B32/184;C01B3/12;C01B32/50;C01B32/40;C08K3/04;C08L7/00
• 代理公司: 杭州之江專利事務所(普通合伙)33216
• 代理人: 張慧英

技術領域

本發明涉及輪胎領域，尤其涉及一種聯產制取石墨烯輪胎的工藝及其裝置。

背景技術

石墨烯是一種由碳原子緊密堆積構成的二維晶體，它是人類已知物質中透明度強、有韌性、極其堅硬、防水防熱，電阻率低，資源豐富的一種完美材料，并成為國際各個行業競爭的焦點。

石墨烯是一種新型二維碳納米材料，因其超薄、超強度、高電導率等特性,在電池、傳感器、涂料、超級電容器等領域有著廣泛的應用前景。

碳黑是一種無定形碳。輕、松而極細的黑色粉末，表面積非常大，范圍從10～3000m2/g，可作黑色染料，主要用于制造油墨和橡膠輪胎。現行技術生產碳黑的原料主要為半焦油或蒽油，主要缺陷是生產成本較高和橡膠輪胎增強的阻力較低。報道稱，2010年全球因交通事故死亡的人共計124萬人，其中行人就多達27萬人，此外，每天因交通事故死亡的中小學生超過2000人。而引起交通事故的重要原因之一，是現有技術的輪胎質量較差，如易爆胎和易被扎破。

將石墨烯用于輪胎制備，可以有效解決現有輪胎質量差易爆胎等現象，但是石墨烯昂貴的制取成本對于其的推廣應用以及產業化生產不利，如何降低制取成本，推廣產業化應用是需要解決的難題之一。

發明內容

本發明為克服上述的不足之處，目的在于提供一種聯產制取石墨烯輪胎的工藝及其裝置，通過工藝與裝置制取石墨烯輪胎，該輪胎質量好強度大，增加輪胎防扎破、防爆裂和增加阻力、延長壽命，減少爆胎事故，同時通過聯產捕集二氧化碳與粉煤灰用于制油，減少環境污染。

本發明是通過以下技術方案達到上述目的：一種聯產制取石墨烯輪胎的工藝，包括以下步驟：

(1)煤基島將煤基送石墨烯島、硅鋁鈦碳黑島，分別制取石墨烯和硅鋁鈦碳黑，石墨烯和硅鋁鈦碳黑送石墨烯輪胎島制取石墨烯輪胎；

(2)煤基島將煤基送IGCC碳氧循環發電島用于發電，產生粉煤灰和二氧化碳分別送粉煤灰制鋁合金硅鐵島、二氧化碳捕集島，粉煤灰制鋁合金硅鐵島制取鋁合金和硅鐵產品；

(3)硅鋁鈦碳黑島、粉煤灰制鋁合金硅鐵島、IGCC碳氧循環發電島產生的高溫尾氣送尾氣余熱蒸汽島制取水蒸氣；一部分水蒸氣送尾氣制氫島，水蒸氣與粉煤灰反應產生氫氣和二氧化碳，氫氣送氫氣島，二氧化碳送二氧化碳捕集島；一部分水蒸氣送電解蒸汽島電解產生氫氣和氧氣，分別送氫氣島、氧氣島；

(4)二氧化碳捕集島將捕集的二氧化碳、氫氣島將氫氣送二氧化碳制油島制取油產品；氧氣島將氧氣送IGCC碳氧循環發電島用于發電；

(5)遠程防爆監控島，包括對各系統和廠區實行在線遠程防爆監控，確保安全生產。

作為優選，一種聯產制取石墨烯輪胎的工藝還包括空分島，空分島將空氣分離，氧氣送氧氣島，氮氣送硅鋁鈦碳黑島。

作為優選，步驟(1)中，采用物理方法通過取向附生法、液相或氣相直接剝離法、機械剝離法來制備石墨烯，制備的石墨烯為單層或多層。

作為優選，硅鋁鈦碳黑島的反應溫度為800—3600℃，電解蒸汽島的反應溫度為200—1000℃。

一種聯產制取石墨烯輪胎的裝置，包括：煤基島、硅鋁鈦碳黑島、石墨烯島、石墨烯輪胎島、IGCC碳氧循環發電島、粉煤灰制鋁合金硅鐵島、二氧化碳捕集島、尾氣余熱蒸汽島、尾氣制氫島、空分島、二氧化碳制油島、遠程防爆監控島；所述煤基島與硅鋁鈦碳黑島、石墨烯島、IGCC碳氧循環發電島連接，硅鋁鈦碳黑島、石墨烯島與石墨烯輪胎島連接，IGCC碳氧循環發電島與粉煤灰制鋁合金硅鐵島、二氧化碳捕集島、尾氣余熱蒸汽島連接，硅鋁鈦碳黑島與尾氣余熱蒸汽島、尾氣制氫島連接，粉煤灰制鋁合金硅鐵島與尾氣余熱蒸汽島、尾氣制氫島連接，尾氣余熱蒸汽島與尾氣制氫島連接，尾氣余熱蒸汽島通過電解蒸汽島分別與氫氣島、氧氣島連接，尾氣制氫島與氫氣島、二氧化碳捕集島連接，氫氣島、二氧化碳捕集島與二氧化碳制油島連接，氧氣島與空分島、IGCC碳氧循環發電島連接，空分島與硅鋁鈦碳黑島連接，遠程防爆監控島實時在線監控。