淺談再生膠機械脫硫方法的工作原理

杜 健

（沈陽工業大學機械工程學院，遼寧 沈陽 110000）

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

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與物理作用等的綜合作用下，使硫化膠網絡發生破壞并最終降解，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，我國普遍采用高溫高壓動態脫硫法，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。

1 雙螺桿常壓連續脫硫機

使用雙螺桿常壓連續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型，使之能夠達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，能耗低等是它的優點。下面是一種市場常用的雙螺桿連續脫硫設備。如圖1。

廢棄橡膠，如輪胎等，經過機械粉碎之后，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，達到脫硫的效果，最后經過出料口排出。

2 雙螺桿的結構與分類

雙螺桿有以下兩種類型，如圖2。

根據螺桿的旋轉方向的不同，雙螺桿可以分為異向旋轉和同向旋轉兩大類[3]。如圖3。

根據嚙合方式，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。當螺桿旋轉時，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、螺桿轉向、膠粉粘度等有關。

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，不易產生局部積料。反向旋轉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。同向旋轉的雙螺桿在嚙合處螺紋與螺槽的速度方向相反，對嚙合區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，不但引起再生膠質量下降，而且產生反壓力，迫使螺桿變形，因此應及時對積料清除。現在常用的清除積料的方法有加刮板，科研人員正研究設計一種更方便的方法。

5 結語

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，實現了黑廢變金。本文介紹一種再生膠機械脫硫設備的工作原理，節能環保，適合可持續發展的理念，為研發人員和投資者提供幫助。

［1］梁誠.橡膠再生技術研究進展[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，華南理工大學.塑料機械設計[M].北京：北京輕工業出版社，1984.