[发明专利]废轮胎的处理设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用多级低温破碎处理废橡胶和用过的橡胶产品的设备，该设备包括冷冻要破碎材料的冷冻装置、异物分离装置和筛选装置。

背景技术

废汽车轮胎和工业橡胶产品废料是丰富的原料来源。这种废品和废料数量的持续增长对环境构成了相当大的负担。在回收经济的原则和为减少CO₂的排放量而做的世界范围的努力下，废汽车轮胎和橡胶产品废料的回收就变得更加重要了。

例如，德国专利文件DE 39 15 984c1公开了一种处理如回收废橡胶的设备。问题在于被硫化的生橡胶通过加热不是软化，而是碳化。该现有设备使用了一种冷冻管道，它包括两个连续的部分，每个部分有一条将材料从入口端运送到出口端的传送装置，第一传送装置的出口端位于第二传送装置的入口端之上。

在德国专利文件DE 1 004 460b1中描述了另一种破碎设备。该设备采用了或多或少地有随机性的预冷冻处理。使用该设备来使物料处于预定的冷却或冷冻处理状态是不可能的。另外的缺陷是所用的冷冻剂的高耗和低效。

废橡胶的另一个来源是大量不能修补外轮胎。这种车辆轮胎带来了相当多的处理问题，因为它们含有很高比例的金属或纤维(纺织物)。在通常的燃烧处理中，会生产大量的有毒气体排放物，处理这些排放物需要昂贵的过滤设备。加入到外胎中的纤维和金属增强物也引起其他的问题。

众所周知的低温处理，用于将废橡胶粉碎成适用于生产工序中再使用的中间原料。为此，用例如优选为液氮的冷冻剂，将弹性的废橡胶冷冻至很低的温度。该温度大约为-140℃，以确保废橡胶在适于碾碎的脆状态下。

上面工序的缺点是，很难使存在轮胎深核区的废轮胎冷冻和变脆。这就需要延长对废轮胎的处理时间。同时，渐渐冷冻的轮胎必须以防止经摩擦后再升温的方式来运送。

另一个问题是加入到外胎中的纤维或金属增强物和插入物。这些组分是很有价值的原料，很需要将它们尽可能以纯组分进行回收。

专利文件WO 9908849描述的回收过程如热解过程，不能满足这种需要。当废橡胶的所有有机组分被分解为石化组分时，热解产品的大部分被消耗掉，以产生回收过程本身所需要的能量。

已经研制出了用于生产橡胶颗粒和橡胶粉末的许多设备。它们的特点是使用已知技术将废轮胎进行预破碎，然后将废橡胶冷冻和粉碎。

另外，专利文件DE 40 33 599c2公开了一种含有冷冻管道的设备，冷冻管道被布置成两条平行的生产线。冷冻管道包括抽吸装置，它将冷冻剂从一条生产线吸入到另一条温度平衡的生产线中，管道还包括循环正在蒸发的冷冻剂的装置。这些措施使废橡胶物料长时间处于具有足够浓度的冷冻剂中。

上述的系统使用了废橡胶物料的一级冷冻破碎和粉碎。然而，在这种低温破碎设备中生产出的橡胶颗粒和橡胶粉末不适用于工业范围内的再处理和回收。这种产品包括诸如为纤维和/或钢的大部分异物，异物的密度变化很大并且颗粒尺寸范围宽。这种特性的废橡胶产品不适用于汽车轮胎工业生产中的重复使用，另外，它们会引起相当多的加工问题。除此以外，增强物如纤维或金属不能相互分离干净，并且包括大量的橡胶残渣。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够使废橡胶和橡胶废品尽可能完全回收的设备，该设备使用已知的冷冻工序，将废橡胶和橡胶废品转化成适用于生产加工的一种中间原料。

上述目的由权利要求1所述措施来实现，特别是由多级预破碎装置；一个其后的多级冷冻系统，它包括一个将用过的冷冻剂气体喷入其中的预冷冻管道系统，一个将液态冷冻剂喷射到预破碎的材料入口的主冷冻管道系统，和一个温度平衡系统，紧接着冷冻系统的后续装置，即：冷冻材料的多级破碎装置，加工材料的筛选和分离装置；另一个后续的冷冻装置，包括一个将用过的冷冻剂气体喷入其中的预冷冻管道系统，和一个将液态冷冻剂喷射到预破碎的材料中的主冷冻管道系统，以及一个温度平衡系统；紧接着冷冻系统的一个或多个粉碎冷冻材料的装置；以及后续的将粉末加工成所需要状态的分类和分离装置。

这些措施使所生产出的橡胶颗粒和橡胶粉末具有很高的纯度。这种橡胶颗粒和橡胶粉末很容易加入到新的轮胎和其它橡胶产品中，而不会影响产品的强度、承载能力或其它技术性能。这样可以减少新的原料消耗，节约利用再生资源，并且有效地解决了废轮胎处理的问题。