一种联产制取石墨烯轮胎的工艺及其装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及轮胎领域，尤其涉及一种联产制取石墨烯轮胎的工艺及其装置。
【背景技术】
[0002]石墨烯是一种由碳原子紧密堆积构成的二维晶体，它是人类已知物质中透明度强、有韧性、极其坚硬、防水防热，电阻率低，资源丰富的一种完美材料，并成为国际各个行业克争的焦点。
[0003]石墨稀是一种新型二维碳纳米材料，因其超薄、超强度、高电导率等特性，在电池、传感器、涂料、超级电容器等领域有着广泛的应用前景。
[0004]碳黑是一种无定形碳。轻、松而极细的黑色粉末，表面积非常大，范围从10?3000m2/g，可作黑色染料，主要用于制造油墨和橡胶轮胎。现行技术生产碳黑的原料主要为半焦油或蒽油，主要缺陷是生产成本较高和橡胶轮胎增强的阻力较低。报道称，2010年全球因交通事故死亡的人共计124万人，其中行人就多达27万人，此外，每天因交通事故死亡的中小学生超过2000人。而引起交通事故的重要原因之一，是现有技术的轮胎质量较差，如易爆胎和易被扎破。
[0005]将石墨烯用于轮胎制备，可以有效解决现有轮胎质量差易爆胎等现象，但是石墨烯昂贵的制取成本对于其的推广应用以及产业化生产不利，如何降低制取成本，推广产业化应用是需要解决的难题之一。
【发明内容】
[0006]本发明为克服上述的不足之处，目的在于提供一种联产制取石墨烯轮胎的工艺及其装置，通过工艺与装置制取石墨烯轮胎，该轮胎质量好强度大，增加轮胎防扎破、防爆裂和增加阻力、延长寿命，减少爆胎事故，同时通过联产捕集二氧化碳与粉煤灰用于制油，减少环境污染。
[0007]本发明是通过以下技术方案达到上述目的:一种联产制取石墨烯轮胎的工艺，包括以下步骤:
[0008](I)煤基岛将煤基送石墨烯岛、硅铝钛碳黑岛，分别制取石墨烯和硅铝钛碳黑，石墨稀和娃招钦碳黑送石墨稀轮胎岛制取石墨稀轮胎；
[0009](2)煤基岛将煤基送IGCC碳氧循环发电岛用于发电，产生粉煤灰和二氧化碳分别送粉煤灰制铝合金硅铁岛、二氧化碳捕集岛，粉煤灰制铝合金硅铁岛制取铝合金和硅铁产品;
[0010](3)硅铝钛碳黑岛、粉煤灰制铝合金硅铁岛、IGCC碳氧循环发电岛产生的高温尾气送尾气余热蒸汽岛制取水蒸气;一部分水蒸气尾气制氢岛，水蒸气与粉煤灰反应产生氢气和二氧化碳，氢气送氢气岛，二氧化碳送二氧化碳捕集岛；一部分水蒸气送电解蒸汽岛电解产生氢气和氧气，分别送氢气岛、氧气岛；
[0011](4) 二氧化碳捕集岛将捕集的氢气、氢气岛将氢气送二氧化碳制油岛制取油产品；氧气岛将氧气送IGCC碳氧循环发电岛用于发电；
[0012](5)远程防爆监控岛，包括对各系统和厂区实行在线远程防爆监控，确保安全生产。
[0013]作为优选，一种联产制取石墨烯轮胎的工艺还包括空分岛，空分岛将空气分离，氧气送氧气岛，氮气送娃招钛碳黑岛。
[0014]作为优选，步骤(I)中，采用物理方法通过取向附生法或液相或气相直接剥离法或机械剥离法来制备石墨烯，制备的石墨烯为单层或多层。
[0015]作为优选，娃铝钛碳黑岛的反应温度为800—3600°C，电解蒸汽岛的反应温度为200—1000。。。
[0016]—种联产制取石墨烯轮胎的装置，包括:煤基岛、硅铝钛碳黑岛、石墨烯岛、石墨烯轮胎岛、IGCC碳氧循环发电岛、粉煤灰制铝合金硅铁岛、二氧化碳捕集岛、尾气余热蒸汽岛、尾气制氢岛、空分岛、二氧化碳制油岛、远程防爆监控岛;所述煤基岛与硅铝钛碳黑岛、石墨烯岛、IGCC碳氧循环发电岛连接，硅铝钛碳黑岛、石墨烯岛与石墨烯轮胎岛连接，IGCC碳氧循环发电岛与粉煤灰制铝合金硅铁岛、二氧化碳捕集岛、尾气余热蒸汽岛连接，硅铝钛碳黑岛与尾气余热蒸汽岛、尾气制氢岛连接，粉煤灰制铝合金硅铁岛与尾气余热蒸汽岛、尾气制氢岛连接，尾气余热蒸汽岛与尾气制氢岛连接，尾气余热蒸汽岛通过电解蒸汽岛分别与氢气岛、氧气岛连接，尾气制氢岛与氢气岛、二氧化碳捕集岛连接，氢气岛、二氧化碳捕集岛与二氧化碳制油岛连接，氧气岛与空分岛、IGCC碳氧循环发电岛连接，空分岛与硅铝钛碳黑岛连接，远程防爆监控岛实时在线监控。
[0017]作为优选，硅铝钛碳黑岛为等离子炬硅铝钛碳黑装置，包括:氮气一次风口、氮气二次风口、高铝煤矸石粉第一送料口、高铝煤矸石粉第二送料口、空心阴极、四个多阳极、阴极循环冷却水、阳极循环冷却水、催化芯、绝缘体、催化室保温壁、催化室、直流电源、高压脉冲电源、高压脉冲器、气固分离器、硅铝钛碳黑包装置系统、尾气回收处理装置系统、远程防爆监控器;所述空心阴极与四个多阳极依次排列并且左右对称，所述直流电源的负极与一侧的空心阴极、一个多阳极连通，直流电源的阳极与同侧的其余多阳极连通;所述对称空心阴极间设有氮气一次风口，空心阴极与多阳极之间依次设有氮气一次风口、氮气二次风口、高铝煤矸石粉第一送料口、高铝煤矸石粉第二送料口 ；所述高压脉冲电源的负极与另一侧的空心阴极、一个多阳极连通，直流电源的阳极与同侧的其余多阳极连通;蜂窝状的催化芯插在等离子炬硅铝钛碳黑装置中央，一端通过绝缘体与高压脉冲器连通；阴极冷却循环水流经左右两侧的空心阴极，阳极冷却循环水流经左右两侧的多阳极;氮气与高铝煤矸石粉送催化室，催化室由密闭催化室保温壁构成;催化室与气固分离器连接，气固分离器与硅铝钛碳黑包装置系统、尾气回收处理装置系统，远程防爆监控器实时在线监控。
[0018]本发明的有益效果在于:一是低成本制取石墨烯汽车、摩托车、拖拉机、自行车、工业、飞机安全轮胎，尤其是增加轮胎防扎破、防爆裂和增加阻力、延长寿命;二是利用生产碳黑、粉煤灰制铝合金和硅铁产生的尾气低成本制氢，与IGCC发电捕集二氧化碳低成本制油；三是全程密闭循环，从源头上控制煤电二氧化碳排放和粉煤灰污染环境的问题，并将二氧化碳和粉煤灰100%资源利用。
【附图说明】
[0019]图1是本发明装置的结构示意图；
[0020]图2是石墨烯岛利用煤基制备石墨烯的工艺流程示意图；
[0021]图3是联产尾气余热蒸汽、制氢、捕碳、制油的工艺流程示意图；
[0022]图4是本发明等离子炬硅铝钛碳黑装置的结构示意图；
[0023]图5是石墨烯轮胎的结构示意图；
[0024]图6是本发明实施例2装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此:
[0026]实施例1:如图1所示，一种联产制取石墨烯轮胎的装置，包括:煤基岛、硅铝钛碳黑岛、石墨烯岛、石墨烯轮胎岛、IGCC碳氧循环发电岛、粉煤灰制铝合金硅铁岛、二氧化碳捕集岛、尾气余热蒸汽岛、尾气制氢岛、空分岛、二氧化碳制油岛、远程防爆监控岛；所述煤基岛与硅铝钛碳黑岛、石墨烯岛、IGCC碳氧循环发电岛连接，硅铝钛碳黑岛、石墨烯岛与石墨烯轮胎岛连接，IGCC碳氧循环发电岛与粉煤灰制铝合金硅铁岛、二氧化碳捕集岛、尾气余热蒸汽岛连接，硅铝钛碳黑岛与尾气余热蒸汽岛、尾气制氢岛连接，粉煤灰制铝合金硅铁岛与尾气余热蒸汽岛、尾气制氢岛连接，尾气余热蒸汽岛与尾气制氢岛连接，尾气余热蒸汽岛通过电解蒸汽岛分别与氢气岛、氧气岛连接，尾气制氢岛与氢气岛、二氧化碳捕集岛连接，氢气岛、二氧化碳捕集岛与二氧化碳制油岛连接，氧气岛与空分岛、IGCC碳氧循环发电岛连接，空分岛与硅铝钛碳黑岛连接，远程防爆监控岛实时在线监控。
[0027]煤基岛，主要包括煤炭粉碎、洗煤、智能计量输送系统。优选煤基为高铝煤或高铝煤矸石。优选煤基岛的煤基为高铝煤，或高铝煤矸石、无烟煤、焦煤。煤基岛分别将煤基送石墨稀岛、娃招钛碳黑岛、IGCC碳氧循环发电岛。