[发明专利]一种利用超临界二氧化碳再生胶粉的方法以及设备

说明书

技术领域

本发明属于废旧橡胶处理技术领域，具体指一种利用超临界二氧化碳再生胶粉的方法以及设备。

背景技术

我国是世界上橡胶消耗量最大的国家，同时又是橡胶资源十分匮乏的国家，废旧橡胶生产再生胶可以缓解我国橡胶资源的对外依赖程度。

中国专利CN 106380623A公开了一种超临界二氧化碳辅助废旧橡胶臭氧断硫再生工艺，以同向全啮合双螺杆挤出机为混炼设备，在挤出机中配以超临界二氧化碳注入系统，利用了超临界二氧化碳的渗透性、扩散能力等，对橡胶进行溶胀，在臭氧的作用下破坏橡胶的交联网络得到再生胶，此工艺需要将超临界二氧化碳注入系统装入挤出机中，对设备要求高，投资大，且能耗高。

中国专利CN106349498A中公开了一种对废旧橡胶粒或胶粉进行无公害再利用的方法，该方法用了两个超临界状态，首先利用超临界二氧化碳对胶粉进行溶胀萃取，之后在第二超临界状态下实现对胶粉的膨胀，最后通过剪切得到再生的胶粉，该方法在对胶粉溶胀萃取时会用到甲苯、丙酮等有机溶剂，且所述的两部分超临界状态均在挤出机中进行，对挤出机要求非常高，虽然可实现连续化生产，但在实际操作过程中对工艺稳定控制的难度会加大。

目前，国内再生胶行业普遍采用高温高压动态脱硫法，该法存在劳动强度大、二次污染和高能耗等问题。因此，寻找一种节能环保的新工艺以及设计对应的设备对我国经济的可持续发展具有重要意义。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种节能环保、低成本、高生产效率的利用超临界二氧化碳再生胶粉的方法以及设备。

本发明的目的是这样实现的：

一种利用超临界二氧化碳再生胶粉的方法，该方法包括如下步骤：

步骤A：将二氧化碳罐中的超临界二氧化碳通过加压泵抽出，经过换热器到达缓冲罐中，所述缓冲罐设置有加热保温装置；

步骤B：二氧化碳从缓冲罐进入盛有40-80目废旧胶粉和占1/5-1/3废旧胶粉量的水的超临界反应釜中，控制超临界反应釜的工作温度为40℃-200℃，压力为8-30MPa，饱和时间为1-6h，并在饱和过程中不断搅拌；

步骤C：饱和后，通过超临界反应釜的喷嘴进行泄压，带有气体和水的胶粉进入带有分离功能的储罐中；泄压的同时，缓冲罐中不断向超临界反应釜补充压力，直至超临界反应釜中胶粉全部排出后，再将超临界反应釜内压力泄出；

步骤D：将储罐中的胶粉干燥后，投入单螺杆挤出机中，进行挤出进一步再生，并得到再生胶粉。

优选地，所述步骤C中，泄压时，所述临界反应釜内部维持压力值等于± 2％开始设定的饱和压力。

优选地，所述单螺杆挤出机的工作温度为120℃-180℃。

优选地，所述缓冲罐内的温度与超临界反应釜内的温度保持一致。

一种利用超临界二氧化碳再生胶粉的设备，包括依次通过管道相互连通的二氧化碳罐、换热器、二氧化碳缓冲罐、超临界反应釜、储罐和单螺杆挤出机，所述二氧化碳罐和换热器之间设置有加压泵，所述换热器、二氧化碳缓冲罐、超临界反应釜均设置有加热保温装置；所述超临界反应釜上设置有搅拌装置。

优选地，所述加热保温装置包括加热炉和连通加热炉的加热管，所述换热器、二氧化碳缓冲罐和超临界反应釜外均设置有所述加热管。

优选地，所述二氧化碳罐和加压泵之间的管道上设置有导液泵。

优选地，所述超临界反应釜和储罐之间的管道上设置有喷嘴。

优选地，所述反应釜的喷嘴的直径为1-2mm。

优选地，所述搅拌装置包括搅拌电机、减速器以及搅拌轴，所述搅拌轴的一端设置在超临界反应釜外部并通过减速器连接搅拌电机，所述搅拌轴的另一端设置在超临界反应釜内部并弯曲形成螺旋式的搅拌部。

本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：

1、本发明设备简单，投资小，且工艺参数易于控制，得到的再生胶粉性能稳定。

2、本发明中完全利用超临界二氧化碳对废旧胶粉进行软化和溶胀，不含有脱硫剂、增塑油等其他成分，达到胶粉的环保要求以及工艺生产中的环保要求。

3、本发明可以通过适当调整缓冲罐及超临界反应釜的数量来达到所需再生胶粉的所需产量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图中标号含义：