超音速流体属于超高压物理范畴,当流体速度达到超音速(>342m/s)时,其流体特性具有超高雷诺数与韦伯数、热能、动能和冲击波的耦合行为,当对废轮胎形成复杂的撞击后,便使之粉末化,此即该技术的基本原理。
该技术的特点是工艺简洁、能耗低(每千克胶粉电耗仅0. 45kW·h) 、无污染、自动化程度高,胶粉粒度达微米级(38μm) , 而且胶粉因受超高压作用,使胶粉粒子呈现一定的活性,有利于胶粉在不同领域中应用。
本工艺过程包括前处理与后处理两个工序。前处理包括废胎称量、定位、剥除胎面、剥除胎侧、切割轮胎等过程,剥除和切割粉碎均由超高压流体装置实施完成;后处理工序包括湿式筛分振动机、离心脱水机、红外线烘干机、废水抽滤系统、沉降式废水循环处理回收及细管排放系统等,见下图3-8。
对于载重轮胎其胶粉回收率可达到60%~65%, 其中粒度1. 6~0. 25mm所占比例最高可得55. 7%, 同时超细胶粉约占14. 4%。
最早,我国深圳先进技术研究院研究了超音速流体(水射流)制造胶粉技术(CN 203579946 U) 。当前,南京大地水刀和东莞市秉能橡胶有限公司相继在水射流技术和设备上取得进展,并投入资金进行研发生产,取得了实质性突破。他们采用高压水射流处理技术回收废轮胎,可简化处理流程,提高生产效率,有效降低能耗,整个加工环境无尘、无烟,加工的废水过滤后可循环使用,符合环保要求。同时水射流作为一种非接触的工具,没有机械刀磨损的问题,可减少停机维修时间,节约加工成本。