[發明專利]一種利用模擬煙道氣提高橡膠裂解炭黑比表面積的方法

有效

• 申請號: 202010558724.3
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111690272B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 王建國;孔祥宇;宋鑫;楊駿;張樂樂;李巖峰
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C09C1/56
• 分類號: C09C1/56;C09C3/04;C09C3/06
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳

本發明公開了一種利用模擬煙道氣提高橡膠裂解炭黑比表面積的方法，該方法為：首先準備橡膠裂解產生的炭黑作為原料，進行磨粉，過篩，得到粉化炭黑；將粉化炭黑置于管式爐中，通入模擬煙道氣，并在500?1100℃溫度下熱處理0.5?8小時，隨后自然降溫至室溫，將熱處理后的產品水洗、烘干，即得到高比表面積的炭黑產品。進一步根據實驗結果，通入工廠實際排放煙道氣對炭黑進行擴孔處理，探究煙道氣對廢輪胎裂解炭黑的活化效果，本發明的方法可以提高粉末狀橡膠裂解炭黑的比表面積，將廢棄物質資源化利用，提升橡膠裂解炭黑的附加值，經過本工藝處理后將煙道氣和廢舊橡膠裂解炭黑兩種廢棄物資源化利用，既解決了環境問題，又具有經濟效益。

技術領域

本發明涉及材料的制備領域，具體涉及一種利用模擬煙道氣提高橡膠裂解炭黑比表面積的方法。

背景技術

隨著社會經濟的發展和社會汽車保有量的增加，巨大的汽車存量市場將為全球輪胎企業提供穩定的售后替換需求。但同時廢輪胎作為一種廢舊資源也帶來了各種環境問題。當前廢輪胎有效資源化利用的方法是熱裂解。裂解炭黑是廢輪胎熱裂解回收的關鍵產物，但由于普遍缺乏技術力量和研發手段，在廢輪胎裂解炭黑深加工與綜合利用上仍處在初級階段。

目前對廢輪胎裂解炭黑的改性方法主要是化學和物理方法，但常見的化學試劑如氯化鋅、磷酸、氫氧化鉀等會造成環境污染，物理方法如水蒸氣、空氣等改性效果不明顯，純的二氧化碳由于價格昂貴無法在工業上大規模使用。

煙道氣成分為氮氣、二氧化碳、氧和水蒸氣和硫化物等，無機污染物占99％以上；灰塵、粉渣和二氧化硫含量低于1％，經氣體凈化裝置處理后排空，直接排空既造成了環境污染，又浪費了資源。因此，尋找環保、綠色合理利用煙道氣的新方法十分重要。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的上述缺陷，提出一種利用模擬煙道氣提高橡膠裂解炭黑比表面積的方法，通過本發明的方法能夠制得更大比表面積的廢輪胎裂解炭黑(廢輪胎裂解炭黑即是廢輪胎通過高溫裂解制得的炭黑產品，以下文中均將其簡稱為炭黑)。

所述的一種利用模擬煙道氣提高橡膠裂解炭黑比表面積的方法，其特征在于包括以下步驟：

S1準備原料：準備橡膠裂解產生的炭黑作為原料；

S2粉化：將橡膠裂解產生的炭黑進行磨粉，過篩，得到粉化炭黑；

S3活化：將粉化炭黑置于管式爐中，通入模擬煙道氣，并在500-1100℃溫度下熱處理0.5-8小時，隨后自然降溫至室溫，將熱處理后的產品水洗、烘干，即得到高比表面積的炭黑產品。

所述的一種利用模擬煙道氣提高橡膠裂解炭黑比表面積的方法，其特征在于所述橡膠裂解產生的炭黑，其制備方法為：以廢輪胎為原料，在熱裂解反應器中經500-600℃溫度下熱裂解2-5小時后，裂解反應器排出炭渣和鋼絲鐵屑雜質的混合物，經磁選除鐵工序除去鋼絲鐵屑雜質，形成粗炭黑；粗炭黑經炭黑粉碎機磨細后，水洗、烘干，即制得所述的炭黑產品。

所述的一種利用模擬煙道氣提高橡膠裂解炭黑比表面積的方法，其特征在于所述橡膠裂解產生的炭黑，其比表面積在70m²/g-90m²/g。

所述的一種利用模擬煙道氣提高橡膠裂解炭黑比表面積的方法，其特征在于步驟S2粉化過程中，使用行星式球磨機對所述橡膠裂解產生的炭黑進行磨粉，具體以50rpm～300rpm公轉速度，運行10-150min。

所述的一種利用模擬煙道氣提高橡膠裂解炭黑比表面積的方法，其特征在于S3活化過程中，模擬煙道氣包括二氧化碳和氮氣，其中的二氧化碳和氮氣的體積比為1:9～9:1；通入模擬煙道氣的流量為20mL/min-80mL/min，熱處理溫度為500℃-1000℃，熱處理時間為2h-6h。

所述的一種利用模擬煙道氣提高橡膠裂解炭黑比表面積的方法，其特征在于模擬煙道氣中，氮氣和二氧化碳的體積比為3:7～7:3。