[发明专利]用于对热解的焦炭中的颗粒进行选分的装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求以下申请的权益：

●2007年11月7日提交的美国临时申请号60/986,126。

●2007年10月9日提交的美国临时申请号60/998,197。

●2007年11月8日提交的美国临时申请号60/986,318。

●2007年11月8日提交的美国临时申请号60/986,369。

通过引用将上述申请的内容引入此处。

技术领域

本发明涉及用于将碳黑或其他碳质材料的混合物识别和分离成不同品质的装置。

背景技术

为了通过使用称作热解的方法再循环轮胎和其他橡胶产品以再生可用烃已经有过很多尝试。通过热解，将轮胎进行处理以提供燃料和其他烃化合物。由该热解方法得到的一种特别的副产物是在该方法完成之后仍留下来的灰或焦炭材料。已经尝试以使用该焦炭作为用作一种填料的低级碳黑。但是，这已经遇到一些缺点，最明显的是所述焦炭中由于焦炭本身粒度随机分布造成的杂质缺点。已经发现原始焦炭的组成具有大颗粒或大聚集体和小的颗粒或小聚集体。然而，使用碳黑作为填料配混物的一些应用需要该碳黑混合物主要由小聚集体构成，该小聚集体产生适用作塑料中橡胶的填料的“松散”碳黑混合物。

已经进行了尝试以通过使用将再生碳质材料混合物粉碎成小颗粒或聚集体的研磨机来形成“松散的”碳黑。但是，这些尝试还没有一直制备具有一致性的聚集体尺寸的混合物，所述混合物通常具有不利的聚集体颗粒的氮表面积。因此，需要基于颗粒尺寸和其他因素将样品包含聚集体的碳黑分级成具有一致性的颗粒尺寸和不同的级别或分类的混合物。

因此，需要对将含聚集体的碳黑识别并分离成具有更小更一致聚集体尺寸和更好物理性质比如高氮表面积值的混合物进行改善。

发明内容

本发明涉及用于由热解的聚合材料形成各种品质的聚集体混合物的识别和分离装置。热解的再生碳质材料源自废轮胎、汽车破碎机残渣以及实际上任何类型的用过的聚合物。在解热步骤之后，使用该识别和分离装置。识别和分离装置使用干燥空气源和含有小聚集体和大聚集体的再生碳质材料源。再生碳质材料和干燥空气源混合、加压并然后引入到粉碎研磨机中。所述粉碎研磨机通过将再生碳质材料分成小聚集体和大聚集体而进行第一轮识别和分离。粉碎研磨机进一步将所述大聚集体分级成更多小聚集体(more small agglomerate)。小聚集体然后移到执行第二轮识别和分离的选分机。所述选分机将所述小聚集体分成粗聚集体和细聚集体。

下述再生碳质材料是元素的混合物，包括已经团簇在一起形成不同尺寸聚集体的碳黑和无机功能填料。本发明致力于将再生碳质材料分成具有不同颗粒尺寸和表面化学的不同类的填充材料。本发明还实现了将大聚集体分级成作为更有用的填充材料的更小聚集体(smalleragglomerate)的目标。

下述大聚集体包括尺寸为大约1微米-大约100微米的聚集体簇，而离开粉碎研磨机的小聚集体是通常尺寸为大约1微米-大约45微米的聚集体。由选分机获得的粗聚集体混合物具有尺寸通常为大约10微米-大约20微米的聚集体，更大的密度，并且适于在能够使用更低等级碳黑的情况下用作填充材料。细聚集体混合物是具有低密度聚集体的填充材料，通常尺寸为大约10nm-大约35nm。在需要等同于原始碳黑填料的高级碳黑颗粒的情况下，这些细聚集体是合适的填料。

附图说明

通过详述和附图将更充分理解本发明，其中：

图1是根据本发明的识别装置的示意图；

图2是根据本发明的粉碎研磨机和流过其的碳黑的剖面平面图；和

图3是根据本发明的选分机剖面平面图。

具体实施方式

以下优选实施方案的描述本身仅是示例性的，绝不意于限制本发明、其应用或用途。

图1显示了依照本发明的识别和分离装置10的示意图。现在参照所有附图特别是图1，该装置10包括粉碎研磨机12和选分机14。料斗16用作供给该装置10的该再生碳质材料的来源。该料斗16用于收集由循环聚合材料(比如但不局限于废轮胎、汽车的聚合物部件、废橡胶材料或塑料容器等)的热解制备的再生碳质材料。该再生碳质材料由碳黑和其他材料的大聚集体和小聚集体组成。当使用收集料斗16来保持该再生碳质材料时，该再生碳质材料可以直接由热解反应器(未示出)供给到该装置10中，而不首先收集在该料斗16中。