一種聯(lián)產(chǎn)制取石墨烯輪胎的工藝及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輪胎領(lǐng)域，尤其涉及一種聯(lián)產(chǎn)制取石墨烯輪胎的工藝及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨烯是一種由碳原子緊密堆積構(gòu)成的二維晶體，它是人類已知物質(zhì)中透明度強、有韌性、極其堅硬、防水防熱，電阻率低，資源豐富的一種完美材料，并成為國際各個行業(yè)克爭的焦點。
[0003]石墨稀是一種新型二維碳納米材料，因其超薄、超強度、高電導(dǎo)率等特性，在電池、傳感器、涂料、超級電容器等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
[0004]碳黑是一種無定形碳。輕、松而極細的黑色粉末，表面積非常大，范圍從10?3000m2/g，可作黑色染料，主要用于制造油墨和橡膠輪胎?，F(xiàn)行技術(shù)生產(chǎn)碳黑的原料主要為半焦油或蒽油，主要缺陷是生產(chǎn)成本較高和橡膠輪胎增強的阻力較低。報道稱，2010年全球因交通事故死亡的人共計124萬人，其中行人就多達27萬人，此外，每天因交通事故死亡的中小學(xué)生超過2000人。而引起交通事故的重要原因之一，是現(xiàn)有技術(shù)的輪胎質(zhì)量較差，如易爆胎和易被扎破。
[0005]將石墨烯用于輪胎制備，可以有效解決現(xiàn)有輪胎質(zhì)量差易爆胎等現(xiàn)象，但是石墨烯昂貴的制取成本對于其的推廣應(yīng)用以及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)不利，如何降低制取成本，推廣產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用是需要解決的難題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為克服上述的不足之處，目的在于提供一種聯(lián)產(chǎn)制取石墨烯輪胎的工藝及其裝置，通過工藝與裝置制取石墨烯輪胎，該輪胎質(zhì)量好強度大，增加輪胎防扎破、防爆裂和增加阻力、延長壽命，減少爆胎事故，同時通過聯(lián)產(chǎn)捕集二氧化碳與粉煤灰用于制油，減少環(huán)境污染。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案達到上述目的:一種聯(lián)產(chǎn)制取石墨烯輪胎的工藝，包括以下步驟:
[0008](I)煤基島將煤基送石墨烯島、硅鋁鈦碳黑島，分別制取石墨烯和硅鋁鈦碳黑，石墨稀和娃招欽碳黑送石墨稀輪胎島制取石墨稀輪胎；
[0009](2)煤基島將煤基送IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電島用于發(fā)電，產(chǎn)生粉煤灰和二氧化碳分別送粉煤灰制鋁合金硅鐵島、二氧化碳捕集島，粉煤灰制鋁合金硅鐵島制取鋁合金和硅鐵產(chǎn)品;
[0010](3)硅鋁鈦碳黑島、粉煤灰制鋁合金硅鐵島、IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電島產(chǎn)生的高溫尾氣送尾氣余熱蒸汽島制取水蒸氣;一部分水蒸氣尾氣制氫島，水蒸氣與粉煤灰反應(yīng)產(chǎn)生氫氣和二氧化碳，氫氣送氫氣島，二氧化碳送二氧化碳捕集島；一部分水蒸氣送電解蒸汽島電解產(chǎn)生氫氣和氧氣，分別送氫氣島、氧氣島；
[0011](4) 二氧化碳捕集島將捕集的氫氣、氫氣島將氫氣送二氧化碳制油島制取油產(chǎn)品；氧氣島將氧氣送IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電島用于發(fā)電；
[0012](5)遠程防爆監(jiān)控島，包括對各系統(tǒng)和廠區(qū)實行在線遠程防爆監(jiān)控，確保安全生產(chǎn)。
[0013]作為優(yōu)選，一種聯(lián)產(chǎn)制取石墨烯輪胎的工藝還包括空分島，空分島將空氣分離，氧氣送氧氣島，氮氣送娃招鈦碳黑島。
[0014]作為優(yōu)選，步驟(I)中，采用物理方法通過取向附生法或液相或氣相直接剝離法或機械剝離法來制備石墨烯，制備的石墨烯為單層或多層。
[0015]作為優(yōu)選，娃鋁鈦碳黑島的反應(yīng)溫度為800—3600°C，電解蒸汽島的反應(yīng)溫度為200—1000。。。
[0016]—種聯(lián)產(chǎn)制取石墨烯輪胎的裝置，包括:煤基島、硅鋁鈦碳黑島、石墨烯島、石墨烯輪胎島、IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電島、粉煤灰制鋁合金硅鐵島、二氧化碳捕集島、尾氣余熱蒸汽島、尾氣制氫島、空分島、二氧化碳制油島、遠程防爆監(jiān)控島;所述煤基島與硅鋁鈦碳黑島、石墨烯島、IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電島連接，硅鋁鈦碳黑島、石墨烯島與石墨烯輪胎島連接，IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電島與粉煤灰制鋁合金硅鐵島、二氧化碳捕集島、尾氣余熱蒸汽島連接，硅鋁鈦碳黑島與尾氣余熱蒸汽島、尾氣制氫島連接，粉煤灰制鋁合金硅鐵島與尾氣余熱蒸汽島、尾氣制氫島連接，尾氣余熱蒸汽島與尾氣制氫島連接，尾氣余熱蒸汽島通過電解蒸汽島分別與氫氣島、氧氣島連接，尾氣制氫島與氫氣島、二氧化碳捕集島連接，氫氣島、二氧化碳捕集島與二氧化碳制油島連接，氧氣島與空分島、IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電島連接，空分島與硅鋁鈦碳黑島連接，遠程防爆監(jiān)控島實時在線監(jiān)控。
[0017]作為優(yōu)選，硅鋁鈦碳黑島為等離子炬硅鋁鈦碳黑裝置，包括:氮氣一次風(fēng)口、氮氣二次風(fēng)口、高鋁煤矸石粉第一送料口、高鋁煤矸石粉第二送料口、空心陰極、四個多陽極、陰極循環(huán)冷卻水、陽極循環(huán)冷卻水、催化芯、絕緣體、催化室保溫壁、催化室、直流電源、高壓脈沖電源、高壓脈沖器、氣固分離器、硅鋁鈦碳黑包裝置系統(tǒng)、尾氣回收處理裝置系統(tǒng)、遠程防爆監(jiān)控器;所述空心陰極與四個多陽極依次排列并且左右對稱，所述直流電源的負極與一側(cè)的空心陰極、一個多陽極連通，直流電源的陽極與同側(cè)的其余多陽極連通;所述對稱空心陰極間設(shè)有氮氣一次風(fēng)口，空心陰極與多陽極之間依次設(shè)有氮氣一次風(fēng)口、氮氣二次風(fēng)口、高鋁煤矸石粉第一送料口、高鋁煤矸石粉第二送料口 ；所述高壓脈沖電源的負極與另一側(cè)的空心陰極、一個多陽極連通，直流電源的陽極與同側(cè)的其余多陽極連通;蜂窩狀的催化芯插在等離子炬硅鋁鈦碳黑裝置中央，一端通過絕緣體與高壓脈沖器連通；陰極冷卻循環(huán)水流經(jīng)左右兩側(cè)的空心陰極，陽極冷卻循環(huán)水流經(jīng)左右兩側(cè)的多陽極;氮氣與高鋁煤矸石粉送催化室，催化室由密閉催化室保溫壁構(gòu)成;催化室與氣固分離器連接，氣固分離器與硅鋁鈦碳黑包裝置系統(tǒng)、尾氣回收處理裝置系統(tǒng)，遠程防爆監(jiān)控器實時在線監(jiān)控。
[0018]本發(fā)明的有益效果在于:一是低成本制取石墨烯汽車、摩托車、拖拉機、自行車、工業(yè)、飛機安全輪胎，尤其是增加輪胎防扎破、防爆裂和增加阻力、延長壽命;二是利用生產(chǎn)碳黑、粉煤灰制鋁合金和硅鐵產(chǎn)生的尾氣低成本制氫，與IGCC發(fā)電捕集二氧化碳低成本制油；三是全程密閉循環(huán)，從源頭上控制煤電二氧化碳排放和粉煤灰污染環(huán)境的問題，并將二氧化碳和粉煤灰100%資源利用。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是石墨烯島利用煤基制備石墨烯的工藝流程示意圖；
[0021]圖3是聯(lián)產(chǎn)尾氣余熱蒸汽、制氫、捕碳、制油的工藝流程示意圖；
[0022]圖4是本發(fā)明等離子炬硅鋁鈦碳黑裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5是石墨烯輪胎的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6是本發(fā)明實施例2裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于此:
[0026]實施例1:如圖1所示，一種聯(lián)產(chǎn)制取石墨烯輪胎的裝置，包括:煤基島、硅鋁鈦碳黑島、石墨烯島、石墨烯輪胎島、IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電島、粉煤灰制鋁合金硅鐵島、二氧化碳捕集島、尾氣余熱蒸汽島、尾氣制氫島、空分島、二氧化碳制油島、遠程防爆監(jiān)控島；所述煤基島與硅鋁鈦碳黑島、石墨烯島、IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電島連接，硅鋁鈦碳黑島、石墨烯島與石墨烯輪胎島連接，IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電島與粉煤灰制鋁合金硅鐵島、二氧化碳捕集島、尾氣余熱蒸汽島連接，硅鋁鈦碳黑島與尾氣余熱蒸汽島、尾氣制氫島連接，粉煤灰制鋁合金硅鐵島與尾氣余熱蒸汽島、尾氣制氫島連接，尾氣余熱蒸汽島與尾氣制氫島連接，尾氣余熱蒸汽島通過電解蒸汽島分別與氫氣島、氧氣島連接，尾氣制氫島與氫氣島、二氧化碳捕集島連接，氫氣島、二氧化碳捕集島與二氧化碳制油島連接，氧氣島與空分島、IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電島連接，空分島與硅鋁鈦碳黑島連接，遠程防爆監(jiān)控島實時在線監(jiān)控。
[0027]煤基島，主要包括煤炭粉碎、洗煤、智能計量輸送系統(tǒng)。優(yōu)選煤基為高鋁煤或高鋁煤矸石。優(yōu)選煤基島的煤基為高鋁煤，或高鋁煤矸石、無煙煤、焦煤。煤基島分別將煤基送石墨稀島、娃招鈦碳黑島、IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電島。