一种橡胶脱硫方法及装置

摘要

本发明提供了一种橡胶脱硫方法及装置，微波脱硫方法分为第一段微波脱硫和第二段微波脱硫；首先进行第一阶段微波脱硫，该微波脱硫步骤为：首先进行第一次微波加热，然后进行冷却，最后进行机械剪切；接着进行第二阶段微波脱硫，该微波脱硫步骤为：首先进行第二次微波加热，然后进行冷却，最后进行机械剪切。脱硫装置包括进料管、进料机构、脱硫机构、出料管和出料机构；所述脱硫机构一侧连接进料管，另一侧连接出料管；所述进料机构设于进料管内部；所述出料机构设于出料管内部；所述进料管与出料管的外形尺寸相同；本发明的有益效果是：可将橡胶彻底脱硫，且脱硫装置简单，生产成本低。

权利要求

1.一种橡胶脱硫方法，包括粉碎-微波脱硫-橡胶混炼步骤；其特征在于：所述微波脱硫步骤分为第一段微波脱硫和第二段微波脱硫；首先进行第一阶段微波脱硫，该微波脱硫步骤为：首先进行第一次微波加热，然后进行冷却，最后进行机械剪切；所述微波加热的温度控制在230℃，保温时间为60min；所述冷却温度设定室温，保温时间为60min；接着进行第二阶段微波脱硫，该微波脱硫步骤为：首先进行第二次微波加热，然后进行冷却，最后进行机械剪切；所述微波加热的温度控制在280℃，保温时间为70min；所述冷却温度设定室温，保温时间为60min。

2.一种用于权利要求1所述的橡胶脱硫方法的脱硫装置，其特征在于：该橡胶脱硫装置包括进料管(1)、进料机构、脱硫机构、出料管(10)和出料机构；所述脱硫机构一侧连接进料管(1)，另一侧连接出料管(10)；所述进料机构设于进料管(1)内部；所述出料机构设于出料管(10)内部；所述进料管(1)与出料管(10)的外形尺寸相同；所述脱硫机构包括电机II(16)、隔离层、圆筒机身(4)、微波加热器(3)、机械剪切装置、气源装置、感应装置和气体输出装置；所述微波加热器(3)设于圆筒机身(4)上方，靠近圆筒机身(4)的进料管(1)；所述机械剪切装置设于圆筒机身(4)内部，所述电机II(16)设于圆筒机身(4)左侧，与机械剪切装置相连；所述气源装置安装于圆筒机身(4)的下方；所述气体输出装置安装于圆筒机身(4)的上方；所述感应装置设于圆筒机身(4)的内壁；所述隔离层贴在圆筒机身(4)内侧。

3.根据权利要求2所述的脱硫装置，其特征在于：所述进料管(1)由圆筒管a、球形管a和斜向管a组成；所述圆筒管a的管壁、球形管a管壁和斜向管a管壁的厚度均相同；球形管a的上端连接圆筒管a的底部，球形管a的下端连接斜向管a的顶部；所述斜向管a的截面为环形，该斜向管a的内径与圆筒管a的内径相同；圆筒管a内径和斜向管a的内径均小于球形管a的内径；斜向管a的底部连通脱硫机构。

4.根据权利要求2所述的脱硫装置，其特征在于：所述进料机构包括电机I(17)和旋转件I(2)；电机I(17)和旋转件I(2)同轴线布置；旋转件I(2)由矩形板I和圆轴I组成，所述矩形板I底部以圆轴I为中心进行均匀分布。

5.根据权利要求4所述的脱硫装置，其特征在于：所述矩形板I的顶部粘贴橡胶密封块；

旋转件I(2)位于球形管a内，旋转件I(2)的圆轴I与圆筒管a中心轴线相互垂直，圆轴I处于球形管a的球心位置；当旋转件I(2)以圆轴I为圆心进行旋转，在旋转过程中的任意角度位置都至少有两块矩形板与进料管(1)的球形管a管壁接触。

6.根据权利要求2所述的脱硫装置，其特征在于：所述机械剪切装置包括螺旋运动刀和螺旋静止刀；所述螺旋运动刀设置于所述圆筒机身(4)内，并与所述电机II(16)连接。

7.根据权利要求6所述的脱硫装置，其特征在于：所述螺旋运动刀与圆通机身同轴线布置；所述螺旋静止刀设置于隔离层内侧；螺旋静止刀与螺旋运动刀相互配对且螺距相同。

8.根据权利要求2所述的脱硫装置，其特征在于：所述气源装置包括气体发生装置(14)、气体冷却装置(13)和气体分流管(12)；所述气体分流管(12)设于圆筒外壳的下方，该气体分流管(12)的一侧连接圆筒外壳内部，另一侧连接气体冷却装置(13)；所述气体发生装置(14)设置于气体冷却装置(13)侧任意位置，并通过管道与气体冷却装置(13)连通。

9.根据权利要求2所述的脱硫装置，其特征在于：所述气体输出装置包括气体控制阀(5)、出气管、回收装置(7)和气体过滤装置(6)；所述出气管连通气体控制阀(5)与圆筒外壳；气体过滤装置(6)一侧连接气体控制阀(5)，另一侧连接回收装置(7)。

说明书

一种橡胶脱硫方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及橡胶脱硫技术领域，尤其涉及一种橡胶脱硫方法及装置。

背景技术

[0002] 中国是一个生胶资源相对紧缺的国家，中国每年再生胶消耗量的50％左右需要进口，寻找橡胶原料来源及其代用材料是中国奋斗不息的任务。因此，认真妥善处理好废旧橡胶，对充分利用再生资源、摆脱自然资源之匮乏，减少环境污染，改善人民的生存环境具有极为深远的积极意义和现实意义。再生橡胶一直是世界橡胶工业的重要原材料，它一方面可以代替橡胶，缓解了天然橡胶的严重匮乏；另一方面使废旧橡胶实现了回收再利用，解决了废旧橡胶污染环境的问题。

[0003] 例如中国专利CN101418082A公布了废橡胶绿色脱硫方法方法，将废橡胶颗粒经加料区加入双螺杆橡胶脱硫反应装置中，经压缩剪切区的高温、高压和剪切能共同作用，使橡胶的交联键发生断裂，然后排气净化，再经过双螺杆橡胶脱硫反应装置混炼区的混炼，生成戏能稳定的新型再生胶。该发明中通过力学性能对橡胶进行脱硫，这种措施不能确保废橡胶完全脱硫。例如中国专利CN203295417U公开了一种橡胶生产用脱硫装置，包括微波脱硫罐、隔氧冷却罐、微波发生器、抽气机和制冷机，微波发生器设置于微波脱硫罐的侧壁上，隔氧冷却罐设置于微波脱硫罐的下方，并通过收口锥与微波脱硫罐的出口相连，冷口锥内设置有单向阀；抽气机与隔氧冷却罐的出气口相连；制冷机的冷凝管环绕隔氧冷却罐设置。该发明中使用微波进行脱硫，但至进行一次微波脱硫，不能保证橡胶得到完全脱硫。

发明内容

[0004] 为克服现有技术中存在的脱硫不彻底问题，本发明提供了一种橡胶脱硫方法及装置。

[0005] 本发明提供了一种橡胶脱硫方法，所述微波脱硫工序分为第一段微波脱硫和第二段微波脱硫；首先进行第一阶段微波脱硫，该微波脱硫步骤为：首先进行第一次微波加热，然后进行冷却，最后进行机械剪切；所述微波加热的温度控制在230℃，保温时间为60min；所述冷却温度设定室温，保温时间为60min；接着进行第二阶段微波脱硫，该微波脱硫步骤为：首先进行第二次微波加热，然后进行冷却，最后进行机械剪切；所述微波加热的温度控制在280℃，保温时间为70min；所述冷却温度设定室温，保温时间为60min。

[0006] 本发明还提供了一种用于橡胶脱硫的脱硫装置；包括进料管、进料机构、脱硫机构、出料管和出料机构；所述脱硫机构一侧连接进料管，另一侧连接出料管；所述进料机构设于进料管内部；所述出料机构设于出料管内部；所述进料管与出料管的外形尺寸相同。

[0007] 进一步的，所述进料管由圆筒管a、球形管a和斜向管a组成；所述圆筒管a的管壁、球形管a管壁和斜向管a管壁的厚度均相同；球形管a的上端连接圆筒管a的底部，球形管a的下端连接斜向管a的顶部；所述斜向管a的截面为环形，该斜向管a的内径与圆筒管a的内径相同；圆筒管a内径和斜向管a的内径均小于球形管a的内径；斜向管a的底部连通脱硫机构。

[0008] 进一步的，所述进料机构包括电机I和旋转件I；电机I和旋转件I同轴线布置；旋转件I由矩形板I和圆轴I组成，所述矩形板I底部以圆轴I为中心进行均匀分布。

[0009] 进一步的，所述矩形板I的顶部粘贴橡胶密封块；旋转件I位于球形管a内，旋转件I的圆轴I与圆筒管a中心轴线相互垂直，圆轴I处于球形管a的球心位置；当旋转件I以圆轴I为圆心进行旋转，在旋转过程中的任意角度位置都至少有两块矩形板与进料管的球形管a管壁接触。

[0010] 进一步的，所述脱硫机构包括电机II、隔离层、圆筒机身、微波加热器、机械剪切装置、气源装置、感应装置和气体输出装置；所述微波加热器设于圆筒机身上方，靠近圆筒机身的进料管；所述机械剪切装置设于圆筒机身内部，所述电机II设于圆筒机身左侧，与机械剪切装置相连；所述气源装置安装于圆筒机身的下方；所述气体输出装置安装于圆筒机身的上方；所述感应装置设于圆筒机身的内壁；所述隔离层贴在圆筒机身内侧。

[0011] 进一步的，所述机械剪切装置包括螺旋运动刀和螺旋静止刀；所述螺旋运动刀设置于所述圆筒机身内，并与所述电机II连接。

[0012] 进一步的，所述螺旋运动刀与圆通机身同轴线布置；所述螺旋静止刀设置于隔离层内侧；螺旋静止刀与螺旋运动刀相互配对且螺距相同。

[0013] 进一步的，所述气源装置包括气体发生装置、气体冷却装置和气体分流管；所述气体分流管设于圆筒外壳的下方，该气体分流管的一侧连接圆筒外壳内部，另一侧连接气体冷却装置；所述气体发生装置设置于气体冷却装置侧任意位置，并通过管道与气体冷却装置连通。

[0014] 进一步的，所述气体输出装置包括气体控制阀、出气管、回收装置和气体过滤装置；所述出气管连通气体控制阀与圆筒外壳；气体过滤装置一侧连接气体控制阀。另一侧连接回收装置。

[0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0016] (1)该发明中脱硫工序可以保证对橡胶进行完全脱硫；

[0017] (2)脱硫装置中的进料机构和出料机构既可以满足进料和出料作用，又能起到与外界隔离作用。

[0018] (3)脱硫装置中的机械剪切装置可以对橡胶科技得到充分的剪切，充分将交联键打断。

附图说明

[0019] 图1是脱硫装置的整体示意图；

[0020] 图2是旋转件I与电机I连接示意图；

[0021] 图3是旋转件II与电机III连接示意图。

[0022] 结合附图在其上标记：

[0023] 1-进料管，2-旋转件I，3-微波加热器，4-圆筒机身，5-气体控制阀，6-气体过滤装置，7-回收装置，8-温度传感器，9-气压传感器，10-出料管，11-旋转件II，12-气体分流管，13-气体冷却装置，14-气体发生装置，15-重力传感器，16-电机II，17-电机I，18-电机III。

具体实施方式

[0024] 以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0025] 本发明的第一实施例披露了一种橡胶脱硫方法及装置，在脱硫之前先将橡胶进行粉碎；所述粉碎工序是将胶料放入密炼机中进行粉碎，粉碎后的橡胶颗粒大小在1mm到30mm之间，粉碎所需的温度控制在160-170℃，压力设定在18-25MPa；所述微波脱硫工序分为第一段微波脱硫和第二段微波脱硫；首先进行第一阶段微波脱硫，该微波脱硫步骤为：首先进行第一次微波加热，然后进行冷却，最后进行机械剪切；所述微波加热的温度控制在230℃，保温时间为60min；所述冷却温度设定室温，保温时间为60min；接着进行第二阶段微波脱硫，该微波脱硫步骤为：首先进行第二次微波加热，然后进行冷却，最后进行机械剪切；所述微波加热的温度控制在280℃，保温时间为70min；所述冷却温度设定室温，保温时间为60min。第一次微波脱硫阶段中的微波加热过程主要是将S-S二硫键的打开，冷却至室温，通过机械剪切将S-S二硫键断开；第二次微波脱硫阶段的微波加热过程主要是将S-C键的打开，冷却至室温，通过机械剪切将S-C键断开，此时完成了橡胶的整个脱硫过程。

[0026] 本发明中还披露了一种用于橡胶脱硫的装置；如图1所示，该橡胶脱硫装置包括进料管1、进料机构、脱硫机构、出料管10和出料机构；所述脱硫机构一侧连接进料管1，另一侧连接出料管10；所述进料机构设于进料管1内部；所述出料机构设于出料管10内部。所述进料管1与出料管10的外形尺寸相同；所述进料管1由圆筒管a、球形管a和斜向管a组成；所述圆筒管a的管壁、球形管a管壁和斜向管a管壁的厚度均相同；球形管a的上端连接圆筒管a的底部，球形管a的下端连接斜向管a的顶部；所述斜向管a的截面为环形，该斜向管a的内径与圆筒管a的内径相同；圆筒管a内径和斜向管a的内径均小于球形管a的内径；斜向管a的底部连通脱硫机构。所述进料机构包括电机I17和旋转件I2；电机I17和旋转件I2同轴线布置；旋转件I2由矩形板I和圆轴I组成，所述矩形板I底部以圆轴I为中心进行均匀分布，本实施例中矩形板I的数量设为五块；所述矩形板I的顶部粘贴橡胶密封块；旋转件I2位于球形管a内，旋转件I2的圆轴I与圆筒管a中心轴线相互垂直，圆轴I处于球形管a的球心位置；当旋转件I2以圆轴I为圆心进行旋转，在旋转过程中的任意角度位置都至少有两块矩形板与进料管1的球形管a管壁接触，使进料管1的圆筒管a和球形管a之间保持隔绝，保证脱硫机构工作的时候内部的气压保持稳定且与外界隔绝；所述出料管10与进料管1的组成部件及外形尺寸均相同；所述出料管10由圆筒管b、球形管b和斜向管b组成；所述圆筒管b的管壁、球形管b管壁和斜向管b管壁的厚度均相同；球形管b的下端连接圆筒管b的顶部，球形管b的上端连接斜向管b的底部；所述斜向管b的截面为环形，该斜向管b的内径与圆筒管b的内径相同；圆筒管b内径和斜向管b的内径均小于球形管b的内径；斜向管b的顶部连通脱硫机构。所述出料机构包括电机III18和旋转件II11；电机III18和旋转件II11同轴线布置；旋转件II11由矩形板II和圆轴II组成，所述矩形板II底部以圆轴II为中心进行均匀分布，本实施例中矩形板II的数量设为五块；旋转件II11的尺寸与旋转件I2的尺寸相同；所述矩形板II的顶部粘贴橡胶密封块；旋转件II11位于球形管II的球心位置处，旋转件II11的圆轴II与圆筒管II中心轴线相互垂直，圆轴II处于球形管II的球心位置，旋转件II11在旋转过程中的任意角度都至少有两块矩形板与出料管10的圆筒形管II接触，使出料管10的球形管II与圆筒管II之间保持隔绝，保证脱硫机构工作的时候内部的气压保持稳定且与外界隔绝。

[0027] 进一步优选的，所述脱硫机构包括电机II16、隔离层、圆筒机身4、微波加热器3、机械剪切装置、气源装置、感应装置和气体输出装置；所述微波加热器3设于圆筒机身4上方，靠近圆筒机身4的进料管1；所述机械剪切装置设于圆筒机身4内部，所述电机II16设于圆筒机身4左侧，与机械剪切装置相连；所述气源装置安装于圆筒机身4的下方；所述气体输出装置安装于圆筒机身4的上方；所述感应装置设于圆筒机身4的内壁；所述隔离层贴在圆筒机身4内侧。所述机械剪切装置包括螺旋运动刀和螺旋静止刀；所述螺旋运动刀设置于所述圆筒机身4内，并与所述电机II16连接；螺旋运动刀与圆通机身同轴线布置；所述螺旋静止刀设置于隔离层内侧；螺旋静止刀与螺旋运动刀相互配对且螺距相同；所述气源装置包括气体发生装置14、气体冷却装置13和气体分流管12；所述气体分流管12设于圆筒外壳的下方，该气体分流管12的一侧连接圆筒外壳内部，另一侧连接气体冷却装置13；所述气体发生装置14设置于气体冷却装置13侧任意位置，并通过管道与气体冷却装置13连通。所述气体输出装置包括气体控制阀5、出气管、回收装置7和气体过滤装置6；所述出气管连通气体控制阀5与圆筒外壳；气体过滤装置6一侧连接气体控制阀5。另一侧连接回收装置7。所述感应装置包括温度传感器8、重力传感器15和气压传感器9；所述温度传感器8设于圆筒机身4内部的右侧壁；气压传感器9设于圆筒机身4内部右侧壁且靠近温度传感器8；来实时监控圆筒外壳内的温度和气压状况；重力传感器15设于圆筒机身4的外侧底部，靠近进料管1，用于控制橡胶粒进入脱硫机构的重量。

[0028] 工作原理：

[0029] 将经过密炼机中粉碎后的橡胶粒通过进料管1，经过进料机构，电机I17带动旋转件I2旋转，将橡胶粒从圆筒管进入球形管，运送到斜向管，再进入脱硫机构中进行脱硫，此时出料机构的电机III18不工作；设置重力传感器15的限定值，当进入的橡胶粒的重量达到限定值时，电机I17停止转动，进料机构停止工作。接着脱硫机构开始工作，脱硫机构的脱硫步骤为，首先电机II16带动螺旋运动刀旋转，螺旋运动刀将橡胶粒从进料管1向出料管10传送，将橡胶粒均匀散落在圆筒机身4内，电机II16停止转动。此时启动微波加热器3，对圆筒机身4内部进行微波加热，温度传感器8监控圆筒机身4内的温度，本实施例中当圆通外壳内的温度达到230℃时微波加热器3停止工作，保温60min后，此时橡胶粒中的S-S键被拉开。接着气源装置启动，气体发生装置14开始工作，同时气体冷却装置13也开始工作，将冷却气体通过气体分流管12传送到圆筒外壳内，对圆筒机身4内部的橡胶粒进行降温，在降温过程中通过气压传感器9和温度传感器8实时监控圆筒机身4内部的气压和温度。当圆筒机身4内部的温度回落至室温时，进行保温60min，启动气体输出装置，打开气体控制阀5，将圆筒机身4内的气体排除，通过气体过滤装置6过滤气体中的有害物质，储存在回收装置7中。然后电机II16启动进行正反转，带动螺旋运动刀，通过机械剪切方式对橡胶粒进行机械剪切，将橡胶粒的S-S键打断。再次进行第二次微波加热，此时启动微波加热器3，对圆筒机身4内部进行微波加热，温度传感器8监控圆筒机身4内的温度，本实施例中当圆通外壳内的温度达到280℃时微波加热器3停止工作，保温70min后，此时橡胶粒中的S-C键被拉开。接着气源装置启动，气体发生装置14开始工作，同时气体冷却装置13也开始工作，将冷却气体通过气体分流管12传送到圆筒外壳内，对圆筒机身4内部的橡胶粒进行降温，当圆筒机身4内部的温度回落至室温时，进行保温60min，启动气体输出装置，打开气体控制阀5，将圆筒机身4内的气体排除，通过气体过滤装置6过滤气体中的有害物质，储存在回收装置7中。然后电机II16启动进行正反转，带动螺旋运动刀，通过机械剪切方式对橡胶粒进行机械剪切，将橡胶粒的S-C键打断。最后启动电机III18和电机II16，电机II16进行正传，将橡胶粒移动到出料管10，通过电机III18带动旋转件II11，橡胶粒从出料管10中卸料，此时的橡胶粒已完成脱硫。

[0030] 上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。