资源描述
设计编号:2010S-20
XXXX橡胶技术开发有限公司
6万吨再生胶、3000吨密封胶条项目
初步设计说明书
XXXX设计研究院
2010年7月
XXXX橡胶科技开发有限公司
6万吨再生胶、3000吨密封胶条项目
初步设计说明书
设计编号:2010S-20
项目设计: 冯 罡
设计审核: 赵 强
XX市建筑勘察设计研究院
2010年7月
目 录
第一章 总论…………………………………………………………01
1.1项目综述……………………………………………………………01
1.2项目可行性分析……………………………………………………02
1.3项目审核……………………………………………………………02
1.4厂区及生产概况……………………………………………………02
1.5原料来源……………………………………………………………03
1.6设计工艺……………………………………………………………03
第二章 总图运输……………………………………………………05
2.1厂址状况……………………………………………………………05
2.1.1厂址的地理位置、地形、地貌概况……………………………05
2.1.2建厂地区自然条件………………………………………………05
2.1.3建厂地区的交通运输条件………………………………………07
2.1.4基础设施建设……………………………………………………07
2.2工厂布置……………………………………………………………08
2.2.1总体布局…………………………………………………………08
2.2.2布置理念…………………………………………………………09
2.2.3厂区布置与规划…………………………………………………10
2.2.4厂区绿化…………………………………………………………11
2.2.5厂区利用指标……………………………………………………13
第三章 工艺设计方案………………………………………………14
3.1概述…………………………………………………………………14
3.1.1生产规模…………………………………………………………14
3.1.2原料………………………………………………………………14
3.2工艺设计方案………………………………………………………14
3.2.1传统工艺比较……………………………………………………14
3.2.2工艺流程简介……………………………………………………17
3.2.3物料平衡…………………………………………………………26
第四章 设备设计方案………………………………………………27
4.1生产设备及仪器选型原则…………………………………………27
4.2生产设备及仪器选用………………………………………………27
4.2主要设备技术参数…………………………………………………29
第五章 给排水工程…………………………………………………37
5.1设计概述……………………………………………………………37
5.1.1设计范围…………………………………………………………37
5.1.2设计原则…………………………………………………………37
5.2设计规定……………………………………………………………37
5.2.1设计专业标准规范………………………………………………37
5.2.2专业相关规定……………………………………………………38
5.3给水系统……………………………………………………………38
5.4排水系统……………………………………………………………38
5.5消防用水系统………………………………………………………39
5.5.1总述………………………………………………………………39
5.5.2系统概述…………………………………………………………39
5.5.3消防水管网………………………………………………………39
第六章 供电配电工程………………………………………………40
6.1说明…………………………………………………………………40
6.1.1概述………………………………………………………………40
6.1.2原则………………………………………………………………40
6.2国家标准……………………………………………………………40
6.3供电方案……………………………………………………………41
6.3.1全厂用电方案……………………………………………………41
6.3.2配电设计…………………………………………………………41
6.3.3照明系统…………………………………………………………41
第七章 防雷防静电工程……………………………………………43
7.1说明…………………………………………………………………43
7.2标准…………………………………………………………………43
7.3厂区普通建筑物防雷………………………………………………43
7.4静电装置和接地……………………………………………………44
第八章 电信工程……………………………………………………45
8.1概述…………………………………………………………………45
8.2原则…………………………………………………………………45
8.3电信方案……………………………………………………………45
8.3.1行政管理电话……………………………………………………46
8.3.2生产调度电话……………………………………………………46
8.3.3电信电路敷设……………………………………………………46
第九章 土建工程……………………………………………………47
9.1设计范围……………………………………………………………47
9.2建筑工程……………………………………………………………47
9.2.1设计原则…………………………………………………………47
9.2.3设计方案…………………………………………………………47
9.3结构工程……………………………………………………………48
9.3.1设计原则…………………………………………………………48
9.3.2设计标准…………………………………………………………48
9.3.3设计方案…………………………………………………………49
第十章 采暖、通风及空气调节………………………………………51
10.1概 述………………………………………………………………51
10.2 设计方案…………………………………………………………51
10.3 设计说明…………………………………………………………51
10.3.1 概述……………………………………………………………51
10.3.2 设计目标………………………………………………………52
10.4 设计标准…………………………………………………………52
10.5 采暖方案…………………………………………………………52
10.5.1 设计概述………………………………………………………52
10.5.2 设计方案………………………………………………………52
10.6 通风方案…………………………………………………………52
10.6.1 设计概述………………………………………………………52
10.6.2 设计方案………………………………………………………53
10.7 空气调节方案……………………………………………………53
10.7.1 设计概述………………………………………………………53
10.7.2 设计方案………………………………………………………53
第十一章 环境保护……………………………………………………54
11.1厂址与环境现状…………………………………………………54
11.2执行的环境质量标准及排放标准………………………………54
11.3主要污染物、污染源分析………………………………………54
11.3.1废气……………………………………………………………54
11.3.2有害废水………………………………………………………54
11.3.3废品和废渣……………………………………………………55
11.3.4 噪声……………………………………………………………55
11.3.5 生态……………………………………………………………55
11.4主要防止措施……………………………………………………55
11.4.1废气污染防治措施……………………………………………55
11.4.2废水污染防治措施……………………………………………56
11.4.3废渣污染防治措施……………………………………………56
11.4.4噪声污染防治措施……………………………………………56
11.5厂内绿化…………………………………………………………56
第十二章 节能………………………………………………………58
12.1设计说明…………………………………………………………58
12.1.1概述……………………………………………………………58
12.1.2设计原则………………………………………………………58
12.1.3设计依据标准…………………………………………………58
12.2能源消耗…………………………………………………………59
12.3用能概况…………………………………………………………60
12.4 节水………………………………………………………………60
12.4.1节水途径………………………………………………………60
12.4.2节水措施………………………………………………………61
12.5 节能………………………………………………………………61
12.5.1工艺流程方面…………………………………………………61
12.5.2设备选用及改造方面…………………………………………61
12.5.3基础设施建设方面……………………………………………62
12.5.4 其他……………………………………………………………63
第十三章 维护与维修…………………………………………………64
13.1设计说明…………………………………………………………64
13.1.1概述……………………………………………………………64
13.1.2设计原则………………………………………………………64
13.2设备维护与维修管理……………………………………………64
13.2.1设备维护、维修的基本途径……………………………………64
13.2.2设备维修、维护的基本内容……………………………………65
13.3维修人员的管理…………………………………………………65
13.3.1维修人员的主要任务…………………………………………65
13.3.2维修人员的能力要求…………………………………………66
13.3.3维修人员的管理要求…………………………………………66
第十四章 消 防………………………………………………………68
14.1概述………………………………………………………………68
14.2标准………………………………………………………………68
14.3消防建设…………………………………………………………68
14.3.1建构筑物采取的安全防火措施………………………………68
14.3.2厂房防火防爆…………………………………………………68
14.4消防系统…………………………………………………………69
14.4.1概述……………………………………………………………69
14.4.2给水系统………………………………………………………69
14.4.3供电系统………………………………………………………70
14.4.4水消防系统……………………………………………………70
14.5日常消防管理……………………………………………………71
第十五章 工厂组织与劳动定员………………………………………73
15.1组织结构…………………………………………………………73
15.2机构职权…………………………………………………………73
15.3管理机制…………………………………………………………76
15.3.1公司管理策略…………………………………………………76
15.3.2公司激励策略…………………………………………………77
15.4企业文化…………………………………………………………79
15.5生产班制…………………………………………………………79
15.6员工培训…………………………………………………………79
15.6.1工人、技术人员和生产管理人员来源…………………………79
15.6.2人员培训规划…………………………………………………80
第十七章 劳动保护和卫生安全……………………………………81
17.1编制依据及设计采用的标准规范………………………………81
17.1.1安全生产和工业卫生防护的原则与要求……………………81
17.1.2国家及行业的规范和规定……………………………………81
17.2生产过程中职业危害因素分析…………………………………82
17.2.1自然条件………………………………………………………82
17.2.2生产过程中的危害因素………………………………………82
17.3职业危害因素的防范与管理……………………………………83
17.3.1建(构)筑物的设计……………………………………………83
17.3.2消防……………………………………………………………83
17.3.3防爆……………………………………………………………83
17.3.4静电与雷击的预防……………………………………………84
17.3.5中毒事故的预防………………………………………………85
17.3.6绿化……………………………………………………………85
17.3.7设备安全………………………………………………………85
17.3.8防护措施………………………………………………………85
17.3.9工艺和自控……………………………………………………86
17.3.10电气及电信……………………………………………………86
17.3.11其他……………………………………………………………87
第十八章 项目实施规划……………………………………………89
18.1规划依据…………………………………………………………89
18.2规划实施…………………………………………………………89
18.2.1加强能源的动态管理…………………………………………89
18.3建设周期…………………………………………………………89
18.3.1建设周期划分…………………………………………………89
18.3.2项目实施进度优化……………………………………………90
第十九章 投资总概算…………………………………………………91
19.1投资估算依据……………………………………………………91
19.2投资估算…………………………………………………………91
19.3资金筹措…………………………………………………………91
19.4项目投资估算表…………………………………………………92
第二十章 附件及附图…………………………………………………93
20.1附件 ………………………………………………………………93
20.2附图 ………………………………………………………………93
第一章 总 论
1.1项目综述
再生胶工业是把废旧橡胶制品分类后,经粉碎、筛选,在一定的物理化学条件下,使其重新获得具有一定生胶性能的加工工业。再生胶工业的产生和发展既是社会生产(主要是橡胶加工工业)发展的需要,也是社会三废治理和资源综合利用的需要。在工业经济中,长期为开辟橡胶第二来源而致力于废旧橡胶加工利用的再生胶工业,出现在1846年。在我国,再生胶一直是橡胶工业、建材工业的重要原材料之一,它不仅大量节约橡胶,减少国家外汇支出,降低橡胶制品成本,而且能够保证资源永续、保护环境、消除污染,是化害为利、变废为宝、利国利民的环保产业。
本项目有两个互相配套的重要生产工艺,再生胶生产是在脱硫机中加入解联剂,采取低温解链,且在密封容器中进行,原料为废旧橡胶,经粉碎、脱硫、精炼,再加入添加剂密炼。胶条生产,原料为本项目生产的三元乙丙再生胶,经复合微波硫化生产线加工,生产三元乙丙胶条,该项目节能80%,并实现“零”排放。
根据国家经贸委在《新能源和可再生能源产业发展“十五”规划》中提出的要求,秉承优恤、合理投资再生能源的原则,结合产品市场需求和产品性质以及企业自身实际情况考虑,经过可行性调查和研究后,确定再生胶产品生产规模为6万吨∕年,胶条产品为3000吨∕年。
1.2项目可行性分析
随着全球工业化进程加快,固体废弃物排放量逐年增加,废旧橡胶作为可资源化高分子材料,其再利用愈来愈为各国绿色环保组织及再生资源化所重视。世界各国以减免税赋、财政补贴、扩大资源利用量的立法方式予以支持。
21世纪将是资源再生利用的世纪,发展废旧橡胶综合利用是一项节约资源、减少环境污染利国利民的大事,是实现资源可持续发展的必由之路。由于我国橡胶资源短缺,价格昂贵,再生胶可以弥补我国橡胶资源不足。因此,再生胶在未来的发展中是不可缺少的,具有广阔的市场应用前景。
本公司下设XXXX橡胶技术开发应用研究所,并与沈阳工业学院等多所大学院校合作,利用科研单位的研究成果,常年进行橡胶产品工艺开发,采用先进的生产工艺和设备,以废旧橡胶为主要原料,经过原料粉碎—脱硫—精炼—密炼—各种再生胶产品的过程生产再生胶。
1.3项目审核
本公司以废旧橡胶为原料生产再生胶及胶条产品。根据公司发展规划,公司成立初期目标市场主要是辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古等地区。在公司以后的发展中,需要不断的完善发展公司营销网络,同时致力于技术的完善和新技术的开发应用,已取得更大的竞争优势。
1.4厂区及生产概况
本项目选址于XX市环保产业园内,占地面积33335㎡。工业区目前已经形成规模,交通、通讯及公用工程齐备可靠并且价位合理。蒸汽、供水、排水、消防系统、供电已经接到厂外园区内又配套了试验平台、生活社区、商业服务、科研办公场所,让企业产学研、吃住行实现一体化,从而大大地节约了企业经营成本。厂区内分为行政办公区、生产区、生产辅助区、生活区,建有变电所、消防蓄水池、原料准备车间、研究所、消防系统、成品仓库等完善的公用和辅助工程设施。
1.5原料来源
本项目主要原料为各种废旧橡胶制品。
根据相关调查,全世界每年产生大量的废旧轮胎,其中我国作为世界带三大轮胎生产国,废旧轮胎的年产生量就超过1亿只,这些废旧轮胎多数散落在市场,没有回收利用。可见废旧轮胎回收利用商机处处在,市场处处有。因此,我公司已与省内外多家废旧橡胶回收厂商达产长期合作关系,保障有充足的原料供给。
1.6设计工艺
本项目采用连续挤出低温剪切胶硫技术,是利用热能与机械能共同的作用。本项目拥有自己知识产权的连续挤出低温剪切选择性断链技术,能在安全环保的状态下,最大限度地保持废橡胶的物理化学性能,并能通过合理的工艺控制生产,是传统脱硫工艺无法完成的一系列优异性能,新法生产的再生胶能改善传统的 橡胶混体工艺,降低成本,改善环境。该项目节能80%,并实现“零“排放。
第二章 总图运输
2.1厂址状况
拟建工厂最终确定建在XX环保产业园区。
2.1.1厂址的地理位置、地形、地貌概况
XX市是辽宁省一个新兴的工业城市,1984年才开始建市。辖二县二区,土地面积3959平方公里,人口140万,其中市区人口60万。农业以水稻及水产品为主,工业主要为石油开采、加工和石油天然气化工如化肥、乙烯。石油开采加工是XX的支柱产业,辽河油田年产1500万吨原油,为国内第三大油田,天然气年产量每年17亿立方米。油田职工12万人,是我国特大型国有企业。XX市经济发达,属我国首批进入小康生活水平的城市之一。
本工厂厂址位于XX市环保产业园内。工业区目前已经形成规模,交通、通讯及公用工程齐备可靠并且价位合理。蒸汽、供水、排水、消防系统、供电已经接到厂外。整个区域地势平坦、气候温和、依渤海,为沉积平原。
2.1.2建厂地区自然条件
该地区气象资料
温度:
(1)年平均气温
8.9℃
(2)极端最低气温
-28.2℃
(3)极端最高气温
35.2℃
(4)最热月平均最高气温
28.2℃
(5)最冷月平均最低气温
-14.1℃
湿度
(1)年最热月平均相对湿度
82%
(2)年最冷月平均相对湿度
(3)年平均相对湿度
59%
66%
气压
(1)年平均大气压
1016.3mbar
(2)最高大气压
1049.1 mbar
(3)最低大气压
986.7 mbar
降雨量
(1)年平均降雨量
616.6 mm
(2)日最大降雨量
141.2 mm
(3)小时最大降雨量
47.8 mm
(4)10分钟内最大降雨量
22.8 mm
风向及风速
(1)冬季主导风向
北北东
(2)夏季主导风向
南南西
(3)年最大平均风速
25.7m/s
(4)年平均风速
4.1 m/s
降雪量
(1)最大积雪厚度
220mm
(2)雪荷载
35kg/m2
雷电(近30年)
(1)年平均雷电天数
23.4天
(2)最多雷电月份及天数
6月份5.1天
2.1.3建厂地区的交通运输条件
该区域交通条件极为便利,内部道路成网,同外部公路有多处接口。通过高速公路和国家1、2级公路相通,可到达省内各个城市。京-沈高速公路经过XX,京沈高速铁路也经过XX,极为方便的外部运输条件为该厂原料的运入和产品的运出创造了方便的条件。
2.1.4基础设施建设
一 供水工程
园区供水设施齐全,可供工业用水、生活用水等各类用水,保证我公司生产和生活的需要。
二 排污工程
园区内企业工业污水经管道输送至污水处理厂后统一处理。
三 供热工程
园区内供热由新城热力公司提供,拥有中压等级供热网,可以为我公司提供供热,满足我厂正常生产需求。
四 供电工程
园区内电源取盘山供电总干引入,厂区配置容量630KVA变压器,配电间地埋电缆至各终端。
五 通信工程
园区通讯建立了以光缆为传输通道的数据通讯网络。移动电话及无线网络可为我公司提供各项优质服务。
六 其他
XX市环保产业园位于盘山县太平镇南部,工业区目前已经形成规模,交通、通讯及公用工程齐备可靠并且价位合理。区附近建有中小学、医院、宾馆、各大银行、运输公司等机构设置齐全,为园区提供优质的配套服务。
2.2工厂布置
2.2.1总体布局
厂区布置为长方形,南北方向长为217.34米,东西方向宽为153.28米,总面积为33335平方米。该项目东侧是顺祥废碱液处理厂,南侧是道路,西侧是水田,北侧是水田。厂区可划分为行政办公区、生产区、生活区。根据厂区场地形状、内外交通体系、人物流走向以及常年主导风向等因素,设置行政办公区于厂区南侧,生产区于中部,生活区于北侧。平面布置示意图如下所示,具体见附件厂区平面布置图。
表2-1平面布置示意图
2.2.2布置理念
一 人车分离
厂区总共设两个大门,西门为主正门,主要用于人员的进出;东面是辅门,主要用于紧急事故的人员疏散和消防设施的快速进出;厂区内建设环厂道路,最大程度的减少车辆在厂内的行驶距离,减少了运输车辆对厂内人员的干扰,保证了人车分离。
二 各区域集中布置
根据该项目的建厂条件,结合工艺生产流程、防火、卫生、环保、运输及施工安装等要求,对生产区域、办公区域及生活区域进行合理的总平面集中布置,并使其符合总体规划的要求。各个区域用绿化带、道路隔离,较少了相互之间的噪音、粉尘、震动等不利影响,最大程度的工厂工人的人身安全。
三 生产作业“U形”布置
物料从原料准备车间出发,进入混炼车间,到挤出车间、最后进入产成品储备区。整个生产作业线呈“U形”,各生产环节联系紧密,既保证了它们之间的作业线径直、短捷,又避免了生产流程的交叉和迂回往复。将原料库、产成品库和生产车间设置在同一区域,设施集中存放便于管理,避免了“一”字形布置中分散而造成的土地资源浪费,“U形”布置可以精简管线,减少热损失,优化土地利用。
2.2.3厂区布置与规划
一 生产区
生产区分为脱硫车间、混炼车间、挤出车间及仓储区。脱硫车间主要配置脱硫机,混炼车间主要配置精炼机及密炼机,挤出车间主要配置挤出机及复合微波硫化线等。
厂区西南面是仓储区,毗邻厂区大门,保证产品能够快速畅通的运输出去。仓储区设有防火、防雷、防静电等设施,同时设有高压消防水系统,周边空地绿化种植。
厂区西侧设置了一定区域的预留空地,以备将来工厂扩建。
二 辅助生产区
1、 变电所
变电所设置在厂区的中部,方便高压进线和低压出线,与生产区保持了一定的距离。变电所采用土建工程建造,构成一独立的区域。
2、 仓储区
仓储区位于厂区西侧,堆放场的南侧,用于存储原料。
三 行政办公区
行政办公区位于厂区的南面,主要建筑包括办公楼、车库、门卫及停车场等,建筑周边设有较多的花坛和草坪,起到美化工厂,为职工提供良好的办公环境。
四 生活区
生活区位于厂区的北面,主要建筑包括员工宿舍楼、综合楼(内设食堂、员工活动中心)等,建筑周边设有较多的花坛和草坪,起到美化工厂,为职工提供良好的生活休息环境。
2.2.4厂区绿化
为调节和改善小区域气候、净化空气,防止粉尘扩散和迁移、减弱噪声、减少细菌、美化环境,使场区环境更加优雅美观,给员工和客户创造良好的工作、交流环境,厂区内设有花圃、草坪等绿地,绿化面积达到30%。
厂区围墙四周以高树种为工厂绿化支柱,以草地、矮小灌木等植物作为绿化辅助植物。
整个厂区绿化植物的形态轮廓色彩香味即统一又变化的风格和特色,构成优美丰富多彩的植物景观,形成厂区独特的风景线。
一 行政办公区绿化配置
行政办公区主要包括入口、办公楼等区域,是公司对外联系的中心,也是外来宾客入场获得第一印象的地点,高植物树种配以草地、矮小灌木等植物作为辅助植物的合理布置,直接代表工厂的形象,体现了工厂的面貌。
二 生产区绿化配置
生产区是企业的核心,也是工人在生产过程中频繁活动的地带,因此生产区的环境直接影响到工人的身体健康及企业的整体形象。但是树木过大会影响车辆通过及阻碍视线,为了防止生产区发生意外,因此不宜在生产区内种植过多的树木。另外,为防止树木对管线、管道布置的影响,生产区的绿化主要以车间周围带状绿地为主。
三 生活区绿化配置
生活区主要包括宿舍楼及综合楼等区域,是员工休息生活的中心,是职工上下班的集散地,以高植物树种配以草地、矮小灌木等植物作为辅助植物的布置,为职工营造一个绿色生活空间。
四 厂区道路绿化配置
厂区内道路是工厂生产组织工艺流程、原材料和成品运输、企业管理、生活服务的主要交通枢纽。由于道路空间狭长而封闭,绿化设计时充分考虑空间的连续性和流畅性,因此采用主干道的两边设置草坪,并且每隔一段距离设置斑马线,以保证员工的安全和道路的畅通。
2.2.5厂区利用指标
表2-2 厂区利用指标
指标名称
单位
数量
厂区占地面积
㎡
33335
建筑占地面积
㎡
28353
道路面积
㎡
13757.4
建筑系数
%
52
利用系数
%
85
绿化系数
%
30
第三章 工艺设计方案
3.1概述
工艺设计主要说明本设计生产再生胶及密封胶条的具体情况,主要包括生产流程概述、工艺流程说明、工艺特色介绍以及物料平衡表等。
3.1.1生产规模
本设计拟建为年产6万吨再生胶、3000吨密封胶条生产项目,来满足各个行业日益增长的对其需求。
3.1.2原料
本项目属于资源综合利用项目,主要以废旧轮胎、废旧车胎、废旧胶鞋底等废橡胶制品为原料。根据相关调查,我国作为世界带三大轮胎生产国,废旧轮胎的年产生量就超过1亿只,这些废旧轮胎多数散落在市场,没有回收利用。可见废旧轮胎回收利用商机处处在,市场处处有。因此,我公司已与省内外多家废旧橡胶回收厂商达产长期合作关系,保障有充足的原料供给。
3.2工艺设计方案
3.2.1传统工艺比较
废旧橡胶再生已近百年,其再生方法,都离不开热和压。无论“油法”还是“水油法”,直至近代普遍推广的高温动态脱硫法(更是高温和高压)。其原理都在于脱硫,还要加软化剂和脱硫剂。因为脱硫(乃硫化之逆反应),反应很慢,时间很长。也因为脱硫,必有水气污染,且臭味很大。需要更长时间高温高压并搅拌,耗能自然更大,应属淘汰产业,故传统方法再生,等于和“节能减排”对着干。现代人们的环保意识增强了,尤其是现阶段全球都实行“节能减排”,国内地方官政绩“一票否决”,今后传统的再生难以再继续,实际上也早被称为“夕阳工业”。发达国家甚至发展中国家,多以不在生产,所以,我们国家的再生胶产量已占全球的90%,尽管近年来我国再生胶已有诸多创新,且有尾气处理,但仍未离开高温动态脱硫。
为摆脱困境,近年来多在探索开发新的再生方法。现阶段再生胶加工如不改革创新,企业将无法继续生存,但因受脱硫的框框限制,并受反应速率的制约,总是离不开高温(传统证明:温度每提高10℃,反应速率提高一倍)。而离不开高温(如动态脱硫280℃/4小时),就离不开高耗能,且离不开高污染(高温必有挥发的气和味),更难获得高质量((高温解聚,高分子变低分子)。因为,任何化学反应多是可逆的,橡胶是高分子聚合物,低分子烯烃能在高温高压下聚合,也能在高温高压下解聚。故高温高压脱硫反应的同时,必有低分子挥发物产生,再加上脱硫的气化物,高污染在所难免。更重要的是在长时间高温高压脱硫过程中,因解聚而产生的低分子碎片(即高分子主链碎断),严重降低了橡胶高分子的特有功能,致使其再生胶质量下滑,通常只能是新胶功能的30%。仅从强力上看,原再生胶标准中规定,最好的甲胎胶才9.5Mpa,一般再生胶多在5~6Mpa,通常新胶为20 Mpa左右。这也是人们常常见到的再生胶鞋底都不耐磨,其根本原因还在于传统再生过程的必然所得。
由上可见,若想让再生胶生产即节能又减排且高质华并高值化,甚至做到清洁生产无污染,就必须打破传统,必须原始创新,更必须甩掉高温,从再生方法上根本更新。
新法再生:为此我公司除了在工艺设备上研发与改进,还在再生剂的研制方面创新。所谓创新就是不需要脱硫了,而是断开硫键(包括单、双和多硫键),广义的说就是解开交联。不脱硫也就不再有长时间的高温脱硫反应,因此必然节能,也就没有硫的污染(S02、HS等);低温解交链,就不在有高分子聚合的逆反应,没有解聚出来的低分子碎片,就不会降低甚至破坏橡胶的高分子功能,更不会有低分子挥发物产生(二次污染)。既然交联可以常温,为什么不能有常温解交联(反应与逆反应);既然反应可以催化(加催化剂);如硫化促进剂和硫化抗返原剂,为什么不能有脱硫或返原促进剂;橡胶再生解联剂就由此应运而生。
设备研发与改进:有了“橡胶再生解链剂”就不用脱硫罐了,从而需要新的解联工艺和设备。新法再生胶解联(俗称再生胶的“脱硫”)就是只解开硫键恢复线状大分子(就如同把毛衣拆成毛线,毛线仍具有原品质特性)传统再生胶脱硫方法就是由解聚而产生的低分子碎片,主链即C-C链断裂(就如同把毛衣拆成若干线段甚至羊毛,使其失去原有应用价值)。因工艺流程的更新,设备也随之改进。其中混合搅拌和啮合剪切解联,即力化学反应是核心与关键,是封闭联动的,且最佳温度可全程控制。从而实现了再生胶的清洁生产,并达到了产品的优质、高质化。新法生产的再生胶,功能可恢复达80~90%,可名副其实的称为复原胶,可比传统再生方法提高功效20倍,解联仅需10分钟,节能80%,并实行“零”排放。所生产的再生胶,全部掺回做橡胶制品,现正在扩大生产规模,并准备制成示范生产线,使再生胶产品在全国乃至全世界广泛推广。
3.2.2工艺流程简介
一、再生胶生产工艺
本项目年产6万吨再生胶项目,原料为废旧橡胶,经粉碎、脱硫、精炼,再加入添加剂密炼,生产丁基胶、顺丁胶、丁苯胶、三元乙丙胶。
再生胶生产,其原理都在于脱硫,传统方法加软化剂和脱硫剂,反应时间长,有水气污染,且臭味很大,本项目是在脱硫机中加入解联剂,采取低温解链,且在密封容器中进行,该项目节能80%,并实现零排放,该项目建设不仅是对再生胶工业的重大创新,也是再生胶生产的重大发明。
原料为粉碎的废旧橡胶,经脱硫、精炼,再加入添加剂密炼,生产各类再生胶(丁基胶、顺丁胶、丁苯胶、三元乙丙胶)。
(一)脱硫工段
本工段通过连续挤出低温剪切选择性断链技术,最大限度地保持废橡胶的物理化学性能。生产过程中,通过给予废旧橡胶热能、压力、剪断力,使硫化胶的硫键(交联点)发生断裂,而成为性能稳定的新型橡胶。基于硫化胶空间网状结构的破坏,即通过强烈的机械作用、热氧化作用和化学助剂,加速脱硫过程,它们在高温下产生的自由基能与橡胶分子自由基结合,阻止橡胶分子断链后的再聚合,起加速降解作用,促使硫化胶裂解成分子量较低的线形和小网状碎片的塑性产物。
废旧橡胶经粉碎加工处理得到的粉末状的橡胶为脱硫的原始材料。将胶粉与再生剂按要求混合均匀,然后投入到特殊结构的挤出机(螺杆脱硫机)中进行挤出,在200摄氏度左右的温度,0.4MP左右的压力,挤出机调解在由直流电机带动,转速在高速和低速两档可调节,挤出后隔绝空气逐渐冷却,冷却是在冷却器中进行。
(二)精炼工段
经捏炼、滤胶、回炼、精炼四个工序。
1、捏炼工序
经过脱硫后的胶料具有较低的可塑性,为提高其塑性必须进行捏炼。单机自动翻料捏炼在一台开炼机上装有自动翻料装置,辊距为1~2mm,辊温控制在70℃以下。胶料通过辊筒后落在翻料输送带上,由翻料装置将胶料重新返回炼胶机上进行多次反复捏炼。操作时间一般在10分钟左右。
2、滤胶工序
滤胶的目的是为清除胶料中的杂质,尤其是金属杂质,以提高胶抖的纯度,保证质量。滤胶机与挤出机相似,内有螺杆,外有夹套,夹套中通入蒸汽,机头温度控制在80~100℃,机身温度为50~60℃。操作时将已捏炼的胶料,卷成小卷放入滤胶机的进料口(胶料温度要保持在50℃以上),在滤胶机中胶料由螺杆推向机头部位,机头装有双层滤网,外层为8目。内层为24~30目,胶料通过机头时,杂质被滤网挡住,胶料成圆条状被挤出,然后用小车送到下道工序进行回炼。滤胶前应将机器充分预热,温度达到要求后关闭加热蒸汽,温度高时要通水进行冷却,保持机头温度在100℃左右,机身温度保持在60℃左右。滤胶温度高或滤胶时间长都容易使胶料焦烧,影响产品质量。对滤网要定时进行清理或更换,以保匠滤胶质量。
3、回炼工序
将滤胶后的胶条送到开炼机上
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