淺談再生膠機械脫硫方法的工作原理

杜 健

（沈陽工業(yè)大學(xué)機械工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110000）

我國已發(fā)展成為橡膠工業(yè)的大國，橡膠的使用量非常巨大，因此每年產(chǎn)生的廢舊橡膠量也在不斷地增長[1]。橡膠廢棄后在自然環(huán)境下很難降解，廢棄橡膠已經(jīng)成為一種黑色污染。由于自然資源日趨減少和能源相對緊缺，考慮可持續(xù)發(fā)展的大環(huán)境，廢橡膠的回收利用具有明顯的現(xiàn)實和深遠(yuǎn)的未來意義。

廢橡膠的再利用方法一般是制成再生膠[2]。再利用過程就是：在溫度、機械作用和再生劑的化學(xué)與物理作用等的綜合作用下，使硫化膠網(wǎng)絡(luò)發(fā)生破壞并最終降解，因此再利用過程也稱之為脫硫過程。廢棄橡膠粉碎后，膠粉沒有脫硫之前是蓬松的，沒有粘合性，膠粉只有經(jīng)過脫過硫的才有可塑性，才能粘合在一塊。在再生膠脫硫行業(yè)，我國普遍采用高溫高壓動態(tài)脫硫法，該法存在勞動強度大、高能耗，并且伴有大量廢水廢氣排放等問題。因此，科研人員不斷探索新的再生膠脫硫技術(shù)。

1 雙螺桿常壓連續(xù)脫硫機

使用雙螺桿常壓連續(xù)脫硫機對再生膠脫硫是研究人員提出的一種新方法，通過改變擠出機螺桿的構(gòu)型，使之能夠達(dá)到廢舊橡膠脫硫所需的強剪切力，相比于其他脫硫工藝，高效，污染小，能耗低等是它的優(yōu)點。下面是一種市場常用的雙螺桿連續(xù)脫硫設(shè)備。如圖1。

廢棄橡膠，如輪胎等，經(jīng)過機械粉碎之后，成為膠粉原料，通過進料口進入主機，主機是五組雙螺桿組成，膠粉在雙螺桿的壓力和剪切力的作用下，達(dá)到脫硫的效果，最后經(jīng)過出料口排出。

2 雙螺桿的結(jié)構(gòu)與分類

雙螺桿有以下兩種類型，如圖2。

根據(jù)螺桿的旋轉(zhuǎn)方向的不同，雙螺桿可以分為異向旋轉(zhuǎn)和同向旋轉(zhuǎn)兩大類[3]。如圖3。

根據(jù)嚙合方式，雙螺桿還可以分為：如圖4。

3 再生膠向前輸送原理

非嚙合雙螺桿不能形成封閉的型腔，所以無正位移向前輸送條件。所以此處主要討論反向全嚙合雙螺桿的向前輸送膠粉原理。在兩根螺桿嚙合處，一根螺桿的螺紋插入另一根的螺槽中，形成C形小室。當(dāng)螺桿旋轉(zhuǎn)時，C形小室軸向前移，這樣C形小室里的膠粉在螺紋推力的作用下向前移動。

膠粉封閉在C形小室，不能互相混合，所以設(shè)計嚙合螺紋時C形小室要存在通道。膠粉流量的大小與通道大小、膠粉壓差、螺桿轉(zhuǎn)向、膠粉粘度等有關(guān)。

4 自潔性

雙螺桿對膠粉有強制輸送的特點，即使螺槽沒有填滿，其輸送速度也基本保持不變，不易產(chǎn)生局部積料。反向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿在嚙合處螺紋與螺槽的速度方向相同，存在速度差，可以相互擦離粘附在螺桿上膠粉，這樣螺桿得到自潔。同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿在嚙合處螺紋與螺槽的速度方向相反，對嚙合區(qū)膠粉的剪切速度和剪切力較大，因此可以刮去粘附在螺槽的膠粉，其自潔性比反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿效果更好。

由于膠粉的塑性，其很容易粘附在螺槽中，如果滯留時間過長，不但引起再生膠質(zhì)量下降，而且產(chǎn)生反壓力，迫使螺桿變形，因此應(yīng)及時對積料清除?，F(xiàn)在常用的清除積料的方法有加刮板，科研人員正研究設(shè)計一種更方便的方法。

5 結(jié)語

隨著原油價格的不斷上漲，新輪胎成本水漲船高，而廢舊輪胎翻新則將這一成本大大降低，實現(xiàn)了黑廢變金。本文介紹一種再生膠機械脫硫設(shè)備的工作原理，節(jié)能環(huán)保，適合可持續(xù)發(fā)展的理念，為研發(fā)人員和投資者提供幫助。

［1］梁誠.橡膠再生技術(shù)研究進展[J].橡膠科技市場，2006，15:14-15.

［2］沈俊龍，黃宏波，李曉.橡膠的再生及利用[J].彈性體，2001，11（2）:53-56.

［3］北京化工大學(xué)，華南理工大學(xué).塑料機械設(shè)計[M].北京：北京輕工業(yè)出版社，1984.