专利名称：：一种利用液化天然气冷能液相粉碎橡胶的方法及其装置的制作方法
技术领域：
：本发明属于冷却或冷冻
技术领域：
，具体涉及一种利用液化天然气冷能液相粉碎橡胶的方法及其装置。
背景技术：
：随着我国液化天然气(LNG)产业的发展，LNG冷能的应用成为了LNG产业节能降耗的战略任务之一。LNG常压下是-162'C的低温液体。LNG生产的动力消耗约为850kWh/t，在接收终端1.0tLNG汽化大约可释放出230240kWh的冷量。因此，以LNG的冷能为冷源的橡胶粉碎工艺成为了LNG冷能的利用方式之一。橡胶粉碎制取胶粉的方法主要有常温粉碎、低温粉碎和湿法粉碎等。精细胶粉多采用低温粉碎方法制得。低温粉碎(又名冷冻粉碎)的工作原理是切碎的废旧轮胎料块从料斗进入预冷箱，利用液氮或其它冷冻剂，将温度制冷到-70-100'C，碎胶块在此温度下脆化后，进入盘式粉碎机粉碎，进行二次冷冻，然后再研磨，便可形成精细胶粉。但是采用液氮喷淋的方法生产精细胶粉其能耗较高，生产过程存在粉尘污染，自动化程度不高，限制了其在工业上的应用。美国专利US3818976公开了一种气体双循环制冷的胶粉制造工艺，该工艺第一循环制冷，第二循环经热交换从第一循环中获得冷量，同时将胶粒预冷、冷冻、粉碎。该工艺相对与液氮喷淋工艺具有一定的进步，但其能耗依然较高。CN1141418A报导了一种制取精细胶粉的空气循环冷冻工艺和装置，由空气压縮机输出的压縮空气，与尾气及已粉碎好的胶粉换热后，膨胀制冷。冷空气在封闭系统内对原料胶粒冷冻后进行粉碎，获得精细胶粉。换热后的尾气对原料胶粒进行干燥。干燥胶粒和回温后的胶粉不会结成团。该工艺对空气压缩制冷过程中的热量进行了综合利用，但由于其采用空气压縮制冷，其能耗较高；同时，该工艺在胶粉的生产过程中存在一定的粉尘污染，其工艺的自动化程度不高。CN1332190A公开了一种制备超细胶粉的方法及制备超细胶粉的溶胀剂与二次浸泡液，通过调整研磨工艺参数，可以得到精细胶粉((60-200目)和超细胶粉(200目以上)。其生产过程如下溶剂调配斗—一次浸泡—去除游离溶剂—二次浸泡—湿法研磨—二次去除游离溶剂—溶剂回收—胶粉筛分、干燥—胶粉检验。该工艺采用湿法粉碎橡胶，在粉碎过程中粉尘污染较低，但其生产效率不高，同时在胶粉生产过程中加入了不同溶胀剂和二次浸泡液，对胶粉的性质造成了一定的影响。
发明内容本发明目的在于克服现有技术的缺点，提供一种利用液化天然气冷能液相粉碎橡胶的方法及其装置，本发明方法比现有技术节省能量，尽可能的对过程中的部分冷量进行综合利用。本发明目的通过以下技术方案来实现本发明方法包括2个循环LNG供冷冷媒循环和助粉媒循环。LNG供冷冷媒循环工艺过程如下常压，-162°。1^0与冷媒(冷媒为丙烷、丁烷或NH3中的一种或几种)换冷，冷媒冷却至一120一100，冷媒供给粉碎设备在粉碎过程中所需的冷量，之后与经第一次换冷的超细胶粉和助粉媒的混合物二次换冷后，完成冷媒循环；助粉媒工艺循环过程如下粗胶粉与常温助粉媒(丙垸，丁垸，氟氯昂，C02或NH3中的一种或几种组成的混合物)混合成进料，进料中粗胶粉的固含量为1%5%重量，进料混合物与经胶体磨粉碎的超细胶粉和助粉媒的混合物第一次换冷，预冷至-60'C-4(TC，再与冷媒第二次换冷，冷却至-100°C-80°C,进入胶体磨，经粉碎后，超细胶粉和助粉媒的混合物与进料混合物换热后经过分离工段，制得超细细胶粉，同时分离所得的助粉媒泵入常温冷媒储罐，循环使用。一种利用液化天然气冷能液相粉碎橡胶的方法，(1)以LNG的冷能为冷源，与常温冷媒换热，将常温冷媒的温度降至一120一100°C，低温冷媒进入常压低温冷媒储罐11存储；粉碎设备工作时，冷媒进入粉碎设备的夹套中，提供粉碎过程中所需的冷量；(2)粗胶粉与常温液相助粉媒在混合器1中混合成进料，进入第一低温两相套管换热器2,先与粉碎后的超细胶粉和助粉媒的混合物第一次换冷，温度降到-6(TC-4(TC，再与步骤(1)从粉碎设备出来的一股低温冷媒二次换冷，温度降到-100。C-8(TC,冷媒的温度升至常温后进入常压高温冷媒储罐9，循环使用；粗胶粉和助粉媒进入粉碎装置粉碎成超细胶粉和助粉媒的混合物；(3)超细胶粉和助粉媒的混合物进入第一低温两相套管换热器2与步骤(2)中的进料换热，超细胶粉和助粉媒的混合物升至常温，进入常压物料储罐5，在过滤器6被分离，助粉媒进入常压助粉媒储罐8循环使用，经干燥机7干燥的超细胶粉被送去包装。所述的LNG的温度为-160°C，所述冷媒为丙垸、丁垸或NH3中的一种或几种。所述的常温液相助粉媒是由丙垸、丁垸、氟氯昂、C02或NH3中的一种或几种组成的混合物，所述的进料中粗胶粉的含量为1%5%重量，粒度为4060目。所述的粉碎设备为胶体磨4。实现所述的一种利用液化天然气冷能液相粉碎橡胶的方法的装置，包括2套循环系统LNG供冷冷媒循环系统和助粉媒循环系统；LNG供冷冷媒循环系统包括第二低温两相套管换热器3、换热器10、常压高温冷媒储罐9、胶体磨4、常压低温冷媒储罐11，离心泵(16、17);通过冷媒保温输送管线将换热器10、常压低温冷媒储罐ll、离心泵17、胶体磨4、第二低温两相套管换热器3、常压高温冷媒储罐9、离心泵16依次连接，构成循环回路；助粉媒循环系统包括混合器1;第一低温两相套管换热器2和第二低温两相套管换热器3、胶体磨4、常压物料储罐5、过滤器6、常压助粉煤储罐8以及三个离心泵(13、14、15);通过常温输送管线将混合器l、离心泵13、第一低温两相套管换热器2、常压物料储罐5、泵15、过滤器6、常压助粉煤储罐8和离心泵14连接，再通过保温输送管线将第一低温两相套管换热器2与第二低温两相套管换热器3、胶体磨4连接成构成循环回路。本发明相对于现有技术具有的优点及有益效果(1)本发明方法采用液相操作，没有粉尘污染，自动化程度较高；(2)本发明由于应用LNG冷能为冷源，且对过程中的部分冷量尽可能地进行综合利用，节约了压缩膨胀制冷所需的能量。图1为废旧轮胎粗胶粉生产工艺流程图2为LNG冷能液相冷媒粉碎橡胶工艺流程l为混合器；2为第一低温两相套管换热器；3为第二低温两相套管换热器；4为胶体磨；5为常压物料储罐；6为过滤器；7为干燥机；8为常压助粉煤储罐；9为常压高温冷媒储罐；10、12为换热器；ll为常压低温冷媒储罐；13、14、15、16、17为离心泵。具体实施例方式下面结合实施例和图l、图2做进一步说明。实施例l实现权利要求1所述的一种利用液化天然气冷能液相粉碎橡胶的方法的装置，包括2套循环系统LNG供冷冷媒循环系统和助粉媒循环系统；LNG供冷冷媒循环系统包括第二低温两相套管换热器3、换热器10、常压高温冷媒储罐9、胶体磨4、常压低温冷媒储罐11，离心泵(16、17);通过冷媒保温输送管线将换热器10、常压低温冷媒储罐11、离心泵17、胶体磨4、第二低温两相套管换热器3、常压高温冷媒储罐9、离心泵16依次连接，构成循环回路；助粉媒循环系统包括混合器1;第一低温两相套管换热器2和第二低温两相套管换热器3、胶体磨4、常压物料储罐5、过滤器6、常压助粉煤储罐8以及三个离心泵(13、14、15);通过常温输送管线将混合器l、离心泵13、第一低温两相套管换热器2、常压物料储罐5、泵15、过滤器6、常压助粉煤储罐8和离心泵14连接，再通过保温输送管线将第一低温两相套管换热器2与第二低温两相套管换热器3、胶体磨4连接成构成循环回路。按照图1所示的工艺流程，以废旧轮胎粗碎成的4060目的粗胶粉为原料，按照图2的LNG冷能液相冷媒粉碎橡胶工艺流程图，以-162。C，6.2Mpa下1000kg的LNG为例。LNG的组成见表1;以LNG的冷能为冷源，与2500Kg，25°C，0.5Mpa的冷媒正丁垸换热，冷媒的温度降至-115'C，进入常压低温冷媒储罐ll存储；当胶体磨4工作时，用离心泵17将常压低温冷媒储罐11中冷媒加压至0.4-0.6MPa，进入胶体磨的夹套中，提供粉碎过程中所需的冷量；出胶体磨的冷媒分为两股，一股直接进入常压高温冷媒储罐9，另一股进入第二低温两相套管换热器3中将粗胶粉和助粉媒混合物冷却至-86'C，然后进入常压高温冷媒储罐9，经泵16加压至0.40.6MPa后进入换热器10与LNG换热，温度降至一110一10(TC左右，降温后的冷媒进入常压低温冷媒储罐11，循环使用。LNG汽化为2'C左右的天然气并入城市天然气管网。1940kg，25°C，常压下助粉媒正丁垸与60kg的4060目的粗胶粉在混合器l中混合成进料，经离心泵13加压至0.5Mpa，与在胶体磨4粉碎后的-82'C，0.5Mpa的超细胶粉和助粉媒正丁烷的混合物，在第一低温两相套管换热器2中换热，温度降至-6(TC，再与为粉碎过程提供冷量后的的冷媒，在第二低温两相套管换热器3中换热，冷媒温度升高至-94'C，经加热器加热至常温，进入常压冷媒储罐9中备用，进料被冷却至-86。C,进入粉碎工段，粗胶粉被粉碎至2003000目的超细胶粉，此时超细胶粉与助粉媒正丁烷的混合物的温度升至-82'C,此混合物进入第一低温两相套管换热器2与与进料换热后，超细胶粉和助粉媒的混合物升至常温，进入常压物料储罐5，进入过滤器6，分离得超细胶粉，超细胶粉经经干燥机7干燥、筛分包装制成产品，助粉媒进入常温助粉媒储罐8，循环使用。利用本发明方法经过图2工艺流程后，得到如表2结果。表中列出了27个实施例的数据结果。结果显示本发明有效回收了LNG冷能，将其用于橡胶粉碎，节约了压縮膨胀制冷所需的能量；在此废旧橡胶粉碎工艺中，单位质量的橡胶约利用冷能为521KJ/kg，其中用于冷却橡胶的冷能约为242KJ/kg。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>权利要求1.一种利用液化天然气冷能液相粉碎橡胶的方法，其特征在于，包括以下步骤(1)以LNG的冷能为冷源，与常温冷媒换热，将常温冷媒的温度降至-120～-100℃，低温冷媒进入常压低温冷媒储罐(11)存储；粉碎设备工作时，冷媒进入粉碎设备的夹套中，提供粉碎过程中所需的冷量；(2)粗胶粉与常温液相助粉媒在混合器(1)中混合成进料，进入第一低温两相套管换热器(2)，先与粉碎后的超细胶粉和助粉媒的混合物第一次换冷，温度降到-60℃～-40℃，再与步骤(1)从粉碎设备出来的一股低温冷媒二次换冷，温度降到-100℃～-80℃，冷媒的温度升至常温后进入常压高温冷媒储罐(9)，循环使用；粗胶粉和助粉媒进入粉碎装置粉碎成超细胶粉和助粉媒的混合物；(3)超细胶粉和助粉媒的混合物进入第一低温两相套管换热器(2)与步骤(2)中的进料换热，超细胶粉和助粉媒的混合物升至常温，进入常压物料储罐(5)，在过滤器(6)被分离，助粉媒进入常压助粉媒储罐(8)循环使用，经干燥机(7)干燥的超细胶粉被送去包装。2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的LNG的温度为-162°C，所述冷媒为丙烷、丁垸、NH3中的一种或几种。3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的常温液相助粉媒是由丙烷、丁烷、氟氯昂、C02、NH3中的一种或几种组成的混合物，所述的进料中粗胶粉的含量为1%5%重量，粒度为4060目。4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的粉碎设备为胶体磨(4)。5、实现权利要求1所述的一种利用液化天然气冷能液相粉碎橡胶的方法的装置，其特征在于，包括2套循环系统LNG供冷冷媒循环系统和助粉媒循环系统；LNG供冷冷媒循环系统包括第二低温两相套管换热器(3)、换热器(10)、常压高温冷媒储罐(9)、胶体磨(4)、常压低温冷媒储罐(11)，离心泵(16、17);通过冷媒保温输送管线将换热器(10)、常压低温冷媒储罐(11)、离心泵(17)、胶体磨(4)、第二低温两相套管换热器(3)、常压高温冷媒储罐(9)、离心泵(16)依次连接，构成循环回路；助粉媒循环系统包括混合器(1);第一低温两相套管换热器(2)和第二低温两相套管换热器(3)、胶体磨(4)、常压物料储罐(5)、过滤器(6)、常压助粉煤储罐(8)以及三个离心泵(13、14、15);通过常温输送管线将混合器(1)、离心泵(13)、第一低温两相套管换热器(2)、常压物料储罐(5)、泵(15)、过滤器(6)、常压助粉煤储罐(8)和离心泵(14)连接，再通过保温输送管线将第一低温两相套管换热器(2)与第二低温两相套管换热器(3)、胶体磨(4)连接成构成循环回路。全文摘要本发明公开了一种利用液化天然气冷能液相粉碎橡胶的方法及其装置，即以LNG的冷能为冷源，经冷媒换热器传递给粗胶粉和助粉媒的固液混合物，完成橡胶的预冷及深冷冷冻过程；冷冻后的混合物经液相深冷粉碎装置粉碎至一定粒度后，再进入橡胶预冷换热器，温度升至常温后分离精细胶粉制成产品；分离后的常温助粉媒再与粗胶粉混合进行下一个循环。此方法利用LNG的冷能，不需要采用传统的压缩膨胀制冷工艺，是一种新型节能的橡胶粉碎工艺。在此工艺的生产过程中没有粉尘污染，容易实现橡胶与助粉媒的输送和换冷，便于操作和控制，自动化程度较高。经此工艺所得的胶粉粒度一般介于200-3000目之间，是一种性能优良的超精细胶粉。文档编号B02C19/00GK101579651SQ20091004020公开日2009年11月18日申请日期2009年6月12日优先权日2009年6月12日发明者徐文东,樊栓狮,罗东晓,边海军,郑惠平,宇钱申请人:华南理工大学