[发明专利]基于绿色制造的再生橡胶新生产工艺

说明书

技术领域

本发明是对基于绿色制造的再生橡胶生产工艺的改进(图1)。

背景技术

橡胶是重要的人工合成材料，在工业生产及日常生活的各个领域得到广泛的应用。橡胶的循环利用是社会发展的必然趋势，它要求把经济活动按照自然生态系统的模式组织成一个“资源——产品——再生资源”的物质反复循环流动的过程，使得整个经济系统及生产、消费过程中基本上不产生或者很少产生废弃物，它要求以废旧物资“减量化，无害化，资源化，再使用，再循环”为社会经济活动的行为准则。

橡胶工业面临的主要问题之一就是废橡胶的处理和再利用。废橡胶制品的大量的堆积，不仅造成资源的浪费，而且极容易引起火灾。废旧橡胶的不完全燃烧放出碳氢化合物和有毒气体造成人类生存环境的污染。由于废橡胶属于热固性的聚合物材料，很难发生降解，而且回收利用成本较高，技术难度大。

因此，橡胶产业中亟待解决的两大关键问题是橡胶回收率低和生产过程污染。

造成上述问题的主要原因是：①废旧橡胶及生产过程废料粉碎效率较低；②传统废旧橡胶再生工艺中压缩制冷效果无法满足高效率回收的要求；③生产过程废料回收率低；④没有对橡胶硫化过程温度及时间进行有效的过程控制。

发明内容

本发明主要为了解决橡胶再生利用率低问题，回收过程中产生的污染及出现的质量问题，从而提高了橡胶的回收率与质量。针对橡胶再生过程中出项的以上问题，改进了工艺过程，并引入了基于压缩空气蓄能系统的超微粉碎技术和基于节能环保的橡胶硫化过程控制系统，解决了以上出现的问题。

基于压缩空气蓄能系统的超微粉碎技术是通过压缩空气蓄能系统冷冻废旧橡胶，采用超微粉碎技术将其生成精细胶粉，进而生产出新橡胶制品。压缩空气蓄能系统(CAES)是一种新型的蓄能系统，是将高压净化、干燥后的空气储存起来，利用这部分空气从高压变化到低压过程中所产生的膨胀功，作为动力来驱动机械装置对外做功，采用多级膨胀中间换热以达到合适的制冷温度，将废旧橡胶温度降至橡胶的玻璃化温度以下，使橡胶分子链段不能运动而脆化，从而易于粉碎。废旧轮胎经初步破碎成一定粒度的胶粒后，再经磁选、筛分和干燥后送到预冷室进行初步降温，然后送入冷冻室冷冻，冷冻脆化后的胶粒在低温粉碎机中粉碎，形成精细胶粉。粉碎细度可达到10-700目，甚至达到微米μ等细度。用该法制得的精细胶粉，粒径为5-100μm，表面光滑，受热氧化程度低，回收橡胶的同时也提高了橡胶的质量。

基于节能环保的橡胶硫化过程控制系统是一个对橡胶硫化过程中的温度、时间进行系统性控制的系统。正确设定这三个控制参数的以及对其进行精确的过程控制，能实现硫化条件的最优化，从而有效解决由于硫化过程控制不力而引起的生产过程污染问题。该系统主控单元采用PLC，主控参数为温度，被控对象为模腔，温度变送器将热电偶的非线性微弱信号经信号调理、小信号放到、线性化、环节温度补偿、电压电流环节处理，输出与被测温度对应的标准化电流信号，经D/A转换，送到PLC进行数字滤波、比较、判断，将控制信号送给变频器，按PID控制规律控制电机的转速，调节阀门的开度，使之实现最优控制。

附图说明

图1为基于绿色制造的再生橡胶新生产工艺

图1中：1)废旧橡胶(WTR)，2)破碎(Broken)，3)粗碎机(B-C)，4)细碎机(F-C)，5)磁选机(M-C)，6)筛分器(Classifier)，7)胶粒仓(CPW)，8)干燥器(Exsiccator)，9)预冷室(F-Room)，10)冷冻室(RR)，11)超微粉碎机(FDV)，12)筛分(Sieving)，13)压缩(C-engine)，14)水冷器(Water cooler)，15)冷冻空气(F-air drier)，16)Air，17)包装(Pack)，18)精细胶粉(F-powder)，19)硫化(Vulcaniz)20)基于节能环保的橡胶硫化过程温度控制系统(ECTCS)，21)橡胶制品(Rubber)，22)过程回收(Re process)，23)CAES；

图2为CAES驱动单级压缩的空气制冷系统的循环简图

图2中：1)储气罐，2)回热器，3)低温换热器，4)低温换热器，5)联轴器，6)换热器，7)回热器，8)低温换热器；

图3为温度控制系统数据采集原理示意图

图3中：1)TACD-时间自动控制装置，2)TACD，3)CTR-控制器，4)D/A，5)IVR-变频器，6)CVY-模腔，7)D/A，8)TER-温度变送器，9)TD-温度显示，10)TS-温度设定；

具体实施方式