Page 82 - 《橡塑技术与装备》2023年7期
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橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT
5 裂解装置 螺旋排料机结构图。螺旋排料能够实现排料的均匀、
裂解装置是废旧橡胶裂解的核心装置，废旧橡胶 连续裂解后产物排料量容易控制。图 11 所示为螺杆结
由进料装置输送至裂解装置的裂解腔体内，在微波的 构图，图 12 为挡板结构图。
照射下废旧橡胶迅速升温发生裂解反应，废旧橡胶在
裂解腔内的温度在 250~550 ℃的高温下逐渐完成裂
解。
如图所示 9 所示，裂解装置由微波发射器安装板、
上腔体、下腔体、石英板、旋转圆盘以及旋转轴等组成。
由于石英具有良好的透波和耐高温性，所以石英板安
装在上腔体起到透波和密封作用，旋转圆盘安装在下
腔体并与旋转轴固定连接，废旧橡胶经由进料装置均
匀输送并且平铺在旋转圆盘上，设在中心垂直的旋转
轴在电机的驱动下，带动旋转圆盘匀速转动，当旋转
圆盘旋转一周，废旧橡胶裂解正好完成。裂解后的炭
图 10 螺旋排料机图
黑被出料装置输出，螺旋排料机沿旋转圆盘的径向设
挡板的设置可以避免炭黑继续随旋转圆盘旋转，
置，螺旋排料机的旋转正好可以将旋转圆盘转来的裂
防止过度裂解消耗能量，进而影响裂解效率，同时也
解好的炭黑导出离开旋转圆盘，在裂解腔体壁的一侧
是为了后续废旧橡胶的进入腾出空间。挡板的设置配
分别安装温度表以及压力表，实时记录裂解腔体的压
合螺旋排料机的连续排料，保障了裂解的连续进行。
力、温度。
图 11 螺杆结构图
图 12 挡板结构图
出料装置的设计应满足裂解产物固体炭黑的排料
图 9 裂解装置结构设计图 量能力，可以根据螺旋输送机的相关参数和排料电机
的转速进行计算，由设计可知 ：螺旋的外径为 D=60
6 出料装置 mm，螺旋的轴径 d=30 r/min，螺旋的螺距 s=60 mm，
出料装置作为裂解设备裂解产生的裂解残固物处 当排料电机的频率为 50 Hz 时，设定螺旋的转速 n=30
理装置，亦是通过变频调速电机控制出料装置的螺旋 r/min，计算排料量 ：
排料机的转速。废旧橡胶在裂解的过程中会产生大约 π 2 2 ]
+
Q = ( [ D 2 ) τ - d × 60 sn ϕρβ （5）
30%~40% 左右的炭黑残固物，主要成分包括炭黑和 4
无机添加剂，只有及时导出才能腾出空间方便后面的 式 中，Q 为 排 料 量，kg ； D 为 有 轴 螺 旋 外 径，
废旧橡胶的进入，为保证裂解过程的连续进行，就必 mm ； τ 为螺旋的外径与挡板间隙，取值为 3 mm，d
须及时将这些固体产物通过排出机输送至外部的固体 为螺旋轴径，mm ； n 为转速，r/min ； β 为倾斜系数，
收集桶中。 ρ 为固体炭黑密度，δ 为物料填充系数，s 为螺旋螺距，
根据设计需求，采用螺旋输送的形式，如图 10 为 mm。其中倾斜系数和物料填充系数如表 1 和表 2 所示。
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