江苏中宏:智能化装备解决再生胶脱硫瓶颈



商悦传媒   2019-05-12 05:46

导读: 随着国家对废橡胶综合利用行业环保整治力度的加强,绿色智造成为行业迫切需要解决的重要课题。江苏中宏环保...

  随着国家对废橡胶综合利用行业环保整治力度的加强,绿色智造成为行业迫切需要解决的重要课题。江苏中宏环保科技有限公司以解决废轮胎橡胶绿色循环利用作为研发创新方向,其自主研发的

  该公司成立之初,便组建了技术创新研发团队,并与北京化工大学签订了产学研合作协议,成立了“新型橡塑成型加工技术与装备工程研究中心”,以创新再生胶脱硫装备自动化与工艺可操作性为研发目标。

  根据再生胶生产工艺原理研发智能化控制系统,主要分单元采用模块式PLC控制,最终使各单元无缝软连接并辅以远程控制。根据橡胶键能之间的差异,C-C键(键能370kj/mol)、C-S键(键能310kj/mol)、S-S键(键能270kj/mol),利用环保橡胶助剂及机械剪切力等作用,选择性地将C-S、S-S交联键切断,从而使硫化橡胶恢复塑性,达到橡胶断硫塑化效果。

  基于以上机理,江苏中宏创新研发了单螺杆大长径比复合剪切挤压结构的高效断硫再生装备,配合自主研制的Z/H系绿色复合型再生软化剂和伞自动控制与管理系统,实现了节能、高效、无污染的绿色环保再生橡胶生产过程,有效解决了废水、废气的产生。

  目前该公司已获得核心知识产权24件,其中授权发明专利3件、实用新型专利21件,软件著作权4件,并通过了欧盟ROSH、CE等环保和安全认证。该公司还安装了智能化、联动化万吨轮胎再生胶生产示范线及万吨级颗粒再生胶生产示范线,一方面供行业交流,另一方面成为企业员工培训和装备提升的研发基地。

  该公司“废橡胶智能化再生利用万吨再生胶成套生产线装备”由粉碎单元、断硫塑化单元、捏炼成型单元构成。

  一是干态法硫键交联网点破坏再生技术。通过单螺杆大长径比复合剪切挤压结构的再生装备,将物料在无水状态下,利用热氧化、机械力和化学反应作用,有效切断C-S键和S-S键的交联网点,不损害或少损害C-C键,确保再生胶质量的稳定性。

  二是全封闭式高效断硫装备设计。采用一根螺杆,通过螺杆的优化合理设计,提高螺杆输送能力和热量传递效率,确保产品长时间稳定运行。

  三是全自动控制与智能分析系统设计。结合末端压力可调系统、通过自动调整喂料速率、螺杆转速以及控制的方法来保证脱硫设备出口压力稳定在设定压力范围;采用数值仿真技术优化冷却介质通道和温度采集点的位置,实现产品智能化管理。

  四是高效断硫生产配方研发。自主研制Z/H系环保节能复合型再生活化剂,选用绿色植物油系膨润剂,有效减少断硫产品气味,降低VOCs含量,达到安全环保的生产需求。

  该成套装备单条生产线规模,每年可处理废轮胎1万吨,其中25%为钢丝、20%为40~60目胶粉作为高值利用,55%作为生产再生胶原料胶粉,可生产6000吨再生橡胶。

  该装备吨能耗在160kWh左右,与传统“动态脱硫罐”脱硫工艺吨能耗高于220kWh相比,仅脱硫环节吨能耗减少60kWh,节能近30%,对碳排放量减少效果显著。

  依据2017年我国再生胶产量480万吨,如果50%再生胶采用江苏中宏的环保型智能化废橡胶再生成套装备,仅脱硫工艺一项将节能14400万kWh,折标煤量17609.76吨(当量值),依据减少使用标煤值排放的污染物计算,将减少二氧化碳46137.395吨,减少二氧化硫排放量122.4吨,减少氮氧化物106.557吨。

  “废橡胶智能化再生利用万吨再生胶成套生产线装备”连续运行不黏胶、免清理,运行全程计算机控制,实现了废橡胶断硫再生和塑化过程“环保、节能、稳定、高效、安全、省人”的生产方式。

  一是节能环保。每吨再生胶断硫单位能耗≤160kWh,比传统工艺220 kWh节能降耗30%,生产过程无废水产生,经环境监测部门检测,排放空气质量符合环保要求,避免二次污染。

  二是产品优质。采用Z/H系环保节能复合型再生活化剂,具有转化率高、质量稳定、门尼反弹少等特点。以全胎粉不加煤焦油生产出来的再生橡胶,经天津橡胶工业研究所检测,在同材料、同配方的前提下,停放一个月门尼反弹在8个点以内,其他各项性能指标均超越了目前最普遍使用的动态脱硫法。

  三是稳定高效。采用一根螺杆,通过螺杆的优化合理设计,提高螺杆输送能力和热量传递效率,确保设备长时间稳定运行。

  四是安全性高。传统技术装备断硫是在高温高压的脱硫罐内进行,断硫时工作压力为2.0 MPa~4.0MPa,动态脱硫罐为Ⅱ类压力容器,长期使用或使用不当会引起罐壁变形等安全隐患,甚至导致设备和人身事故。中宏设备采用单螺杆装置在密封输送状态下加热脱硫并与夹套螺旋冷却完成脱硫降温,实现常压脱硫,避免了高压断硫带来的风险,避免了安全隐患。

  五是智能化。结合末端压力可调系统、通过自动调节喂料速率、螺杆转速以及控制等方法,保证设备出口压力稳定在设定范围;采用数值仿真技术优化机筒冷却介质通道和温度采集点的位置,实现了设备智能化管理。只要设定配方数据和运行参数,全部生产过程自动运行。只需一个按钮即可启动生产,减少2/3用工成本。

  六是维护管理方便。设备模块化组装占地面积少,建立“大数据管理”远程控制平台,能够对用户数据实施全过程跟踪及分析,确保产品品质稳定。免清理的设计解决了生产现场脏、乱、差的现象,使维护更简便、维修更省心。同时结合公司研发进展实时对系统进行在线升级,全生命周期管理,为用户提供精准服务。

  江苏中宏研发推出的“废橡胶智能化再生利用装备”工艺及螺杆混炼技术,在短短3年时间里,孵化了安徽中宏橡塑有限公司、福建中宏新材料科技有限公司等再生胶生产企业;同时销往欧盟等多个国家和地区,得到了国内外客户一致好评,2017年又被成功引进卡塔尔。此外,江苏中宏还相继研发应用成功轮胎、丁基、三元乙丙、乳胶等多品种,片状、颗粒状再生橡胶。