[实用新型]废橡胶塑料制品热解炭除灰改性制再生炭黑的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种废橡胶塑料制品热解炭除灰改性制再生炭黑的系统，特别涉及一种对热解炭高比例深度除灰、表面改性提高补强效果的热解炭除灰改性制再生炭黑的系统。

背景技术

随着橡胶、塑料工业的加速发展，世界范围内出现大量废弃橡胶塑料制品，这些橡胶塑料制品通常含有高分子聚合物、炭黑以及一些灰分。灰分中含有锌、钙、硅、铝、钠、铁、镁、钾、硫、磷等元素。

随着技术进步，热解技术可以将废橡胶塑料转化为炭、油和可燃气体，但热解炭中含有大量灰分，灰分通常占热解炭质量比的15％-20％，这导致热解炭的性能与普通工业炭黑有很大差距，特别是某些灰分的存在导致热解炭无法进行循环利用。

在申请号为CN03129370.0、名称为“一种低灰分再生碳素材料的生产方法”的中国专利中，揭示了在惰性气氛下将废旧高聚物材料升温热裂解炭化得到裂解炭黑后，加入一种无机盐与该裂解炭黑混合焙烧，使无机盐呈熔融状态并与该裂解炭黑中的金属氧化物反应，生成可溶性的金属盐，经过水洗、干燥、粉碎分级等后续工艺，制备低灰分再生碳素材料。然该专利采用无机盐与炭黑混合焙烧，其除灰效果不理想，且焙烧所需设备较复杂、昂贵，焙烧所需能源较多。

另外，在申请号为CN201310165196.5、名称为“一种再生裂解炭黑的固相接枝改性方法”的中国专利中，揭示了在废旧橡胶、塑料高温裂解产生的热解炭中加入有机化合物，借助粉磨设备，使有机化合物原位接枝到热解炭的表面，得到固相接枝改性的再生裂解炭黑。该专利通过粉磨设备将有机化合物与热解炭表面充分接触、反应，但其不足之处在于这种反应效果不佳，且没有解决热解炭灰分高的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够工业化生产的废橡胶塑料制品热解炭除灰改性制再生炭黑的装置，使用热解气为能源，以较简单的化学反应去除热解炭中的灰分，改变热解炭表面微化学环境，从而将热解炭转化为类似普通工业炭黑性能的再生炭黑。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提出如下技术方案：一种废橡胶塑料制品热解炭除灰改性制再生炭黑的系统的技术方案，包括酸反应容器、改性反应容器、喷淋设备、过滤设备、沉淀及水处理系统；其中所述酸反应容器与改性反应容器相连，分别用于将热解炭与酸及改性剂进行反应；所述喷淋设备与酸反应容器相连，用于对酸反应产生的气体进行中和、吸收；所述过滤设备设置在酸反应容器及改性反应容器的后道，用于对酸反应、改性反应完成后的出料进行固液分离；所述沉淀及水处理系统与所述过滤设备相连，用于对过滤后所得滤液中的固体物进行沉淀。

更优地，所述系统还包括与所述酸反应容器及改性反应容器相连通的碱反应容器，所述碱反应容器用于将所述热解炭与碱进行反应。

所述系统还包括与过滤设备相连的造粒设备，所述造粒设备用于将粉状再生炭黑造粒。

所述系统还包括破碎装置、热解装置、粉碎装置以及燃气锅炉、；所述破碎装置将废橡胶塑料制品破碎成颗粒；所述热解装置将废橡胶塑料制品热解成热解炭、油和可燃气；所述粉碎装置与热解装置的炭出口相连，用于将热解炭粉碎；所述燃气锅炉与热解装置的燃气出口相连，用于将热解燃气燃烧制水蒸气。

本实用新型以废橡胶塑料制品热解炭为原料，通过两次不同的酸反应以及一次碱反应将热解炭中的灰分转化为可溶性盐，再通过水洗、过滤将盐从热解炭中分离，实现除灰；通过改性反应改变热解炭表面微化学环境，形成新的结合层，强化热解炭粒子与橡胶、塑料间的结合力，提高补强效果，从而制得再生炭黑，基本达到普通工业炭黑的性能指标。

所述热解炭与第一种酸的反应过程包括：将第一种酸加入热解炭中，搅拌混合均匀，搅拌的同时对热解炭进行加热，所述热解炭在温度为70℃～100℃、常压条件下或在温度为120℃～151℃，压力为0.2MPa～0.5MPa条件下与第一种酸充分反应，部分灰分转化成可溶性盐；反应完成后用水洗涤热解炭、出料并进行过滤，去除可溶性盐；剩余的热解炭继续进行接下来的反应。

所述热解炭与碱的反应过程包括：将碱加入热解炭中，搅拌混合均匀，搅拌的同时对热解炭进行加热，所述热解炭在温度为70℃～100℃、常压条件下或在温度为120℃～151℃，压力为0.2MPa～0.5MPa条件下与碱充分反应，部分灰分转化成可溶性盐；反应完成后用水洗涤热解炭、出料并进行过滤，去除可溶性盐；剩余的热解炭继续进行接下来的反应。