专利名称：一种废旧轮胎低温粉碎制取精细胶粉的工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于精细胶粉的制备方法，特别涉及一种废旧轮胎低温粉碎制取精细胶粉 的工艺。
背景技术：
目前制备精细胶粉的方法主要有常温粉碎法、液氮制冷的低温粉碎法、利用空气 膨胀制冷的低温粉碎法、湿法或溶液粉碎法等。常温粉碎法一般是指在常温或高于常温的温度下通过机械作用粉碎橡胶制成胶 粉的一种粉碎法。其粉碎原理是通过机械剪切力的作用对橡胶进行挤压、碾磨、剪切和撕拉 从而将其切断和压碎的。它的一般工艺为先将废旧橡胶破碎成50mm左右的胶块，然后用 粗碎机将它们粉碎成20mm左右的胶粒，同时用磁选机和风选机分离出胶粒中的钢丝和纤 维，最后用细碎机进一步磨碎制成40-200 ym的胶粉。较为先进的工艺有废轮胎连续粉碎 法、挤出粉碎法、高压粉碎法、常温浸混粉碎法等。这种方法制得的产品粒径大，用途窄、降 低了胶粉的物理性能。液氮制冷的低温粉碎法液氮制冷具有以下优点液氮沸点为_196°C，制冷效果好；液氮为惰性物质，可防 止物料氧化；液氮可以直接输入粉碎机内，减少预冷时间，简化了装置流程。液氮制冷的低 温粉碎法其工艺大致可归为两种一种是直接利用液氮冷冻使废旧橡胶制品冷冻至玻璃化 温度以下之后对其进行粉碎；另一种是常温、低温并用的粉碎工艺，即先在常温下将废旧橡 胶制品粉碎到一定粒径，再将其送到低温粉碎机中进行低温粉碎。利用空气膨胀制冷的低温粉碎法中国是这项技术的主要研究者。其技术核心是空气涡轮膨胀制冷技术在橡胶工业 中废旧橡胶低温粉碎的应用。基本原理是空气在空压机中被压缩到具有一定压力，经分离、 干燥后，进入膨胀机同轴压气机二次压缩，随后通过二次压缩，通入热交换设备进行冷热交 换，降低温度，经涡轮膨胀机膨胀制冷，温度达到-120°C以下；与此同时，废旧轮胎经粗碎、 细碎，并通过磁选、风选、筛分，除去钢丝和纤维，得到2 4mm粒径的胶粒。这种胶粒在冷 冻流化床中与冷空气进行动态冷冻，使其温度达到玻璃化温度以下，经过低温粉碎机粉碎 回热后分离，胶粉进仓分级包装，空气返回空压机再循环。该技术充分利用冷量和干空气， 功耗低，能连续运行且可实现自动化生产。现在中国已有多家研发单位将此技术用于胶粉 的低温生产工艺中。上述两种低温粉碎法所制得的产品液氮消耗量大，成本高。湿法或溶液粉碎法湿法或溶液粉碎法是一种在溶剂或溶液等介质中对废橡胶进行粉碎生产胶粉的 方法。该法主要采用的粉碎设备是磨盘式胶体研磨机。这种方法工艺复杂、产品成本高、推 广困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种粉碎效率高，粉碎粒度均勻的废旧轮胎低温粉碎制取精 细胶粉的工艺。为实现上述目的，本发明所述的一种废旧轮胎低温粉碎制取精细胶粉的工艺通过 以下步骤完成一、将废旧轮胎在常温下粉碎至粒度< 50目的胶粉备用；二、将低温贮罐内的温度在_162°C的液态天然气LNG输入冷却器、预冷器，将冷却 器与预冷器中的空气由常温冷却至-140°C左右，液态天然气自身复热至常温输送到天然气 贮罐；三、将步骤二中经过冷却的温度在-140°C的低温空气通入冷冻室内，将步骤一中 制得的胶粉输入到冷冻室内，冷冻温度为-80°C，冷冻胶粉，使之脆化，然后再送到低温粉碎 机进行粉碎，使其粒度达到180-200目；四、步骤三中使用过的冷冻室的低温空气从冷冻出来后，自身为-80°C，再补充预 冷空气后通过过滤器过滤后，由鼓风机输送到空气冷却器再次循环使用。低温破碎适用于破碎常温下不易粉碎的物质，这些物质冷冻到玻璃化温度后变得 非常脆，很容易粉碎，动力消耗低，而且可以利用不同物质脆化温度的不同实现选择性破 碎，热敏性物质不会受到氧化作用而变质。另外，废旧橡胶的主要来源是废旧轮胎，约占 60 %-70%,低温破碎技术用于粉碎轮胎可对整个轮胎直接进行处理，低温下橡胶比钢丝和 帘布更容易粉碎，处理时钢丝和帘布很少受到破坏，这样省掉切块、磨碎及分离铁屑和纤维 的工序，效率大为提高。让胶粒与低温空气充分接触，高效传热，使胶粒冷冻，达到脆化温 度，这是低温粉碎的重要环节。低温空气的压力高低、以何种方式与胶粉接触换热，需要进 行计算并作结构上的考虑，同时低温空气能循环使用。低温粉碎工艺计算低温粉碎过程工艺计算就是要实现胶粉、空气与LNG之间的冷量平衡，达到最优 的换热效果和冷量利用。3种介质之间应满足以下能量关系式qLNGmLNG = KJ^t: -fa)ma = KrqrmrqLNG = Y LNG+182CpNG上式中，qLNG为单位质量的LNG由_162°C气化后达到20°C常温所吸收的热量，包括 潜热与显热，kj/kg 为单位时间的LNG的气化量，kg/min ；Ka、Kr为系数；Cpa为空气的定 压比热，kJ/(kg.K) ;t' a、t〃 a分别为空气与LNG换热时的进出口温度，为空气的循 环量，kg/min ;qr为单位质量的胶粉由常温冷冻到低于_70°C所需要的冷量，kj/kg ；屯为胶粉 的处理量，kg/min ； 为LNG的气化潜热，kj/kg ；CpNG为天然气的定压比热，kj/(kg. K)。对于年处理10000t废旧轮胎系统，可产胶粉6000t，钢丝3500t，纤维500t。物性参数，qr= 425kJ/kg，Cpa = 1. 05kJ/ (kg. K)，Y LNG = 509. 74kJ/kg，CpNG = 1.56kJ/(kg.K)，空气密度Pa = 1.29kg/m3，并利用两个公式算出物料的流量及流程各节点 温度，见表1。表1废旧轮胎低温粉碎制取精细胶粉工艺流程主要参数 具体实时方式 实施例—、将500kg废旧轮胎在常温下粉碎至粒度彡50目的胶粉备用；二、将低温贮罐内的温度在_162°C的液态天然气LNG输入冷却器、预冷器，将冷却 器与预冷器中的空气由常温冷却至-140°C左右，液态天然气自身复热至常温输送到天然气 贮罐；三、将步骤二中经过冷却的温度在-140°C的低温空气通入冷冻室内，将步骤一中 制得的胶粉输入到冷冻室内，冷冻温度为-80°C，冷冻胶粉，使之脆化，然后再送到低温粉碎 机进行粉碎，使其粒度达到180-200目；四、步骤三中使用过的冷冻室的低温空气从冷冻出来后，自身为-80°C，再补充预 冷空气后通过过滤器过滤后，由鼓风机输送到空气冷却器再次循环使用。
权利要求
一种废旧轮胎低温粉碎制取精细胶粉的工艺，其特征在于所述工艺通过以下步骤完成，一、将废旧轮胎在常温下粉碎至粒度≤50目的胶粉备用；二、将低温贮罐内的温度在 162℃的液态天然气LNG输入冷却器、预冷器，将冷却器与预冷器中的空气由常温冷却至 140℃左右，液态天然气自身复热至常温输送到天然气贮罐；三、将步骤二中经过冷却的温度在 140℃的低温空气通入冷冻室内，将步骤一中制得的胶粉输入到冷冻室内，冷冻温度为 80℃，冷冻胶粉，使之脆化，然后再送到低温粉碎机进行粉碎，使其粒度达到180 200目；四、步骤三中使用过的冷冻室的低温空气从冷冻出来后，自身为 80℃，再补充预冷空气后通过过滤器过滤后，由鼓风机输送到空气冷却器再次循环使用。
全文摘要
本发明公开了一种废旧轮胎低温粉碎制取精细胶粉的工艺，将废旧轮胎在常温下粉碎至粒度≤50目的胶粉备用；低温贮罐内的温度在-162℃的液态天然气LNG输入冷却器、预冷器，将冷却器与预冷器中的空气由常温冷却至-140℃左右，液态天然气自身复热至常温输送到天然气贮罐；经过冷却的温度在-140℃的低温空气通入冷冻室内，制得的胶粉输入到冷冻室内，冷冻温度为-80℃，冷冻胶粉，使之脆化，然后再送到低温粉碎机进行粉碎，使其粒度达到180-200目。让胶粒与低温空气充分接触，高效传热，使胶粒冷冻，达到脆化温度。
文档编号B29B17/04GK101927207SQ200910117339
公开日2010年12月29日 申请日期2009年6月22日 优先权日2009年6月22日
发明者段兴华 申请人:段兴华