Làm thế nào để nâng cấp từ than carbon thu được từ quá trình pyrolysis lốp thành rCB?
Than đen tái chế (rCB) là một vật liệu bền vững được sản xuất từ việc xử lý các loại chất thải giàu carbon như lốp xe đã hết thời hạn sử dụng và các sản phẩm cao su. Quá trình sản xuất chủ yếu dựa trên công nghệ pyrolysis: trong môi trường thiếu oxy và ở nhiệt độ cao (500–800°C), các thành phần hữu cơ trong lốp xe bị phân hủy, tạo thành than đen, dầu và khí. Các công đoạn tinh chế, sàng lọc và nghiền tiếp theo giúp làm sạch hỗn hợp phụ phẩm từ quá trình pyrolysis để thu được than đen tái chế có độ tinh khiết cao.
Nhu cầu ngày càng tăng đối với việc tái chế carbon black bền vững
Với sản lượng lốp toàn cầu vượt quá 1,8 tỷ chiếc mỗi năm, những chiếc lốp đã hết thời hạn sử dụng tạo ra hơn 30 triệu tấn chất thải chứa carbon black. Carbon black được tái chế (rCB) đã trở thành vật liệu quan trọng cho các sáng kiến kinh tế tuần hoàn, mang lại nhiều lợi ích:
- Bảo tồn tài nguyênGiảm sự phụ thuộc vào việc sản xuất than đen nguyên sinh (khoảng 2,7 tấn CO₂ được thải ra cho mỗi tấn than đen nguyên sinh sản xuất).
- Hiệu quả về chi phíChi phí sản xuất của rCB thấp hơn 40-60% so với các giải pháp thay thế sử dụng nguyên liệu mới.
- Tuân thủ các quy định về môi trườngĐáp ứng các quy định về tái chế lốp ô tô của Liên minh Châu Âu (2006/12/EC) và tiêu chuẩn phát thải do Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) đặt ra
Những thách thức chính trong quá trình xử lý rCB
1. Sự phức tạp của vật liệu
- Thành phần nguyên liệu đầu vào thay đổi (hàm lượng cacbon từ 15-35% trong than sản sinh từ quá trình pyrolyze từ ELT)
- Yêu cầu về việc loại bỏ tạp chất: Lượng tro (ash) <8%, hàm lượng chất dễ bay hơi (volatile matter) <2% đối với các loại sản phẩm cao cấp.
2. Kỹ thuật thiết kế hạt chính xác (Precision Particle Engineering)
- Kích thước hạt mục tiêu: D97 ≤5μm cho các ứng dụng phối trộn cao su có giá trị cao
- Phân bố hạt hẹp (giá trị Span <1.2) để đạt được sự tán xạ tối ưu
3. Yêu cầu về hiệu quả năng lượng
- Các nhà máy thông thường tiêu thụ 120–150 kWh/trạng thái kg để xay nhuyễn vật liệu có kích thước dưới 10μm.
- Nguy cơ suy giảm chất lượng do nhiệt tăng lên khi nhiệt độ xử lý vượt quá 80°C
Giải pháp xử lý tích hợp
Giai đoạn 1: Hệ thống xử lý trước
| Quy trình | Các Tham Số Chính (Key Parameters) | Ví dụ về thiết bị |
|---|---|---|
| Quá trình phân tán (Deagglomeration) | Kích thước ban đầu được giảm xuống còn <5mm | Máy xay búa (tạo sản phẩm có kích thước từ 0 đến 3mm) |
| Phân tách bằng từ trường | Hiệu quả loại bỏ sắt (Fe) >99.5% | Máy tách từ loại đai phủ trên (Overbelt Magnetic Separator) |
| Khử trùng nhiệt | Nhiệt độ từ 450 đến 600°C trong môi trường không chứa oxy | Lò nung tuần hoàn (Rotary Calciner) |
Giai đoạn 2: Công nghệ mài lõi (Core Grinding Technology)
Ưu thế kỹ thuật trong quá trình xử lý rCB
- Kiểm soát kích thước với độ chính xác cao
- Đạt tiêu chuẩn D97 ≤5μm (mặt lưới 2500) thông quaBộ phân loại bằng tuabin đứng (Vertical Turbine Classifier)
- Độ ổn định kích thước hạt ±0,5μm thông qua hệ thống phản hồi tự động
- Vận hành tiết kiệm năng lượng
- Mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn 30% so với các máy xay bằng phương pháp phun (85–100 kWh/tấn ở độ mịn 5μm).
- Đã được cấp bằng sáng chếCơ chế mài đa tầngGiảm bớt việc xử lý quá mức
- Xử lý vật liệu tiên tiến
- Các bánh mài làm từ hợp kim đặc biệt (HRC 62-65) có khả năng chịu được các hạt ma sát CB
- Hệ thống kín khí ngăn chặn quá trình ôxy hóa (nồng độ O₂ <50ppm)
Hướng dẫn lựa chọn mẫu
| rCB Capacity | Mẫu được khuyến nghị | Tiêu thụ điện năng | Dấu chân |
|---|---|---|---|
| 0.5-4.5 tấn/giờ | XZM221 | 75kW | Kích thước: 8.5×4.2 mét |
| 2.5–14 t/h | XZM244 | 185kW | 12.1×5.8m |
| 5–25 tấn/giờ | XZM268 | 315kW | 18.3×7.6 mét |
Giai đoạn 3: Tối ưu hóa sau xử lý (Post-Processing Optimization)
- Cải tiến bề mặtLớp phủ chất liên kết silane (hàm lượng 0,5–3%)
- Đảm bảo chất lượngMáy phân tích hạt laser + Thiết bị đo diện tích bề mặt loại BET
- Bao bìCác túi lớn chứa nitơ ( dung tích từ 500 đến 1.000 kg)
Nghiên cứu trường hợp: Câu chuyện thành công của nhà sản xuất lốp xe
Hồ sơ Khách hàngNhà sản xuất lốp châu Âu đặt mục tiêu tích hợp 30% nguyên liệu tái chế (rCB) vào sản phẩm của mình
Kết quả triển khai:
- Đạt được kích thước hạt trung bình là 5,2μm (D90=7,8μm)
- Tiết kiệm năng lượng lên đến 92% so với hệ thống máy xay bi nhựa trước đây
- Giảm chi phí sản xuất: 185€/tấn
- Đã được chứng nhận tuân thủ các quy định của Phụ lục XVII của REACH
Đảm bảo tính ổn định cho hoạt động rCB của bạn
(Future-Proof your rCB operations.)
Dòng máy nghiền siêu mịn XZM Ultrafine Mill cung cấp những sản phẩm chất lượng cao.Ba lợi thế quan trọngDành cho các nhà tái chế than đen:
- Khả năng cạnh tranh trên thị trườngSản xuất các loại cấp vật liệu rCB tuân thủ tiêu chuẩn ASTM D6556
- Tính linh hoạt trong vận hànhChỉnh độ mịn từ 325 đến 2500 lỗ/millimeter.
- Lãnh đạo về bền vữngMức độ ồn là 75dB và lượng bụi thải ra không khí <20mg/m³
Đối với những nhà máy xử lý than đen được nung nhiệt với công suất lớn hơn 3 tấn/giờ, mẫu máy XZM268 cho thấy hiệu suất vượt trội:
- Lợi nhuận hoàn vốn (ROI) trong vòng 18 tháng nhờ việc tiết kiệm năng lượng và định giá sản phẩm cao cấp
- Độ sẵn sàng hoạt động đạt 98% nhờ việc thay thế các bộ phận tiêu hao theo hệ thống mô-đun.
Gợi ý bước tiếp theo
Hãy liên hệ với đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi để nhận được hỗ trợ miễn phí.Thử nghiệm vật liệu & Mô phỏng quy trình sản xuất– Tối ưu hóa các thông số chất lượng của rCB trong khi kiểm tra yêu cầu về dung lượng.
Máy xay siêu mịn XZM: Thay đổi cơ chế kinh tế của việc tái chế than đen nhờ công nghệ xay siêu chính xác
