碳黑(carbon black,又名炭黑),是一种无定形碳。轻、松而极细的黑色粉末,表面积非常大,范围从10-3000m2/g,是含碳物质(煤、天然气、重油、燃料油等)在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物。比重1.8-2.1 由天然气制成的称“气黑”,由油类制成的称“灯黑”,由乙炔制成的称“乙炔黑”。此外还有“槽黑”、“炉黑”。按炭黑性能区分有“补强炭黑”、“导电炭黑”、“耐磨炭黑”等。可作黑色染料,用于制造中国墨、油墨、油漆等,也用于做橡胶的补强剂。
随着我国汽车工业的迅猛发展,汽车保有量逐年增加,废旧轮胎也以平均每年两位数的速度在增长,而废旧轮胎已成为新的固体废弃物污染源。2004年我国消耗橡胶420万吨,连续三年成为世界橡胶消耗大国(2002年起超过美国),而橡胶消耗的近60%用于生产轮胎。2004年我国轮胎产量达到2.39亿条(包括摩托车和人力车胎),居世界第二,而当年产生的废旧轮胎已超过1.12亿条,约320万吨。预计2010年我国汽车保有量将达到7000万辆,废旧轮胎的产生量将达到2亿条。
废橡胶是仅次于废塑料的一种高分子污染物。废橡胶制品主要来源于废轮胎、胶管、胶带、胶鞋、垫板等工业杂品,其次来自橡胶工厂生产过程中产生的边角料及废品。废橡胶制品长期露天堆放,不仅造成资源的极大浪费,而且其自然降解过程非常缓慢,已成为在各国迅速蔓延的黑色污染。因此,废橡胶的资源化已得到广泛重视。这么多的废轮胎有何利用价值呢?恒龙机械为您介绍下一种废旧轮胎的利用方法,旧轮胎在裂解过之后可以用于生产碳黑,现在碳黑价格为6000元/吨,利用废旧轮胎可以有很大的利用价值。
废橡胶提取碳黑和燃料油技术与设备特点及工艺流程图:
1、废橡胶热解产物
废轮胎造外部加热打开化学链,产生燃料气、燃料油和固体燃料。一般,废轮胎热解温度为250-500℃时,破碎的轮胎分解出的液态油和气体随温度升高而增加。液态油和固态炭黑的产量随气体产量的增加而减少。
2、设备组成部分
a.主机卧式旋转裂解处理器(一体机)
b.压力、温度报警系统
c.自动出渣系统
d.中央电控系统
e.冷却系统
f.废气处理系统
g. 烟尘脱硫除尘系统
3、工艺流程
按热解原理,废橡胶油化工艺可分为热裂解和催化裂解两种。催化裂解常用Al2(SiO3)3为催化剂。一般,热裂解温度为250~500℃。
4、主要技术特点
采用无剥离技术:在热裂解前不需要将橡胶与钢丝分离,从而降低了能耗,大幅度提高了经济效益。
采用微负压热裂解技术:热裂解采用微负压工艺技术,确保在生产过程中气体不外溢,提高热裂解效率,从根本上消除了由于气体外溢而引起的不安全隐患。
采用无氧(或贫氧)热裂解技术:热解炉采用先进、出料密封系统,改善了炉体的密封性能,使废轮胎胶粒处于无氧(或贫氧)状态下裂解。这不仅减少了能源的损失,还使热解炉的安全生产有了保障。
采用了高效率的可燃性气体回收技术:在生产过程中,橡胶经热裂解后,大部分变成液体油品,少量的可燃性气体循环作为热解炉的燃料使用。从而保证了热解炉的热能供应,减少了废气排放,提高了经济效益和环境效益。
5、裂解产物燃料油的指标如表1-2所示
项目 毛油
密度g/cm3 0.90
凝点oC -10
闪点oC 40
运动粘度mPa.s 6
燃烧值kJ/kg 1050
1-2 废旧橡胶为主要原料热解的油品为橡胶燃料油主要指标
项目 | 毛油 |
密度g/cm3 | 0.90 |
凝点 | -10 |
闪点 | 40 |
运动粘度mpa.s | 6 |
燃烧值KG/KG | 10500 |
6、安全性、环保性
(1)废气
通过两道安全装置水封和燃气喷嘴充分燃烧,既消除了废气污染,又节约了大量的燃
料;烟尘排放方面采用了枣强ZTC型系列脱硫除尘器,烟尘排放可达到GB 13271—2001
相关标准。
(2)废液
油品在处理过程中,会产生一些有弱酸性的废水(每生产1吨油会产生大约50公斤废
水,量小,易处理),采用有国家处理资质的专利产品进行达标处理。
(3)废固体物
废轮胎通过催化热裂解后,剩余的残渣是碳黑。不存在废的固体物。
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