本實用新型涉及一種對廢輪胎熱解炭黑進行臭氧氧化改性及與膠乳混合的一體化設備，包括首尾連接的臭氧氧化反應器、接枝改性反應器、破乳器和干燥設備;臭氧氧化反應器一側與臭氧發生器連接;臭氧氧化反應器出口連接接枝改性反應器原料入口;接枝改性反應器出口和破乳器入口之間連接攪釜;破乳器底部設置振動篩，攪拌釜送出的物料經破乳后由振動篩篩出;振動篩后端通過傳送裝置連接至干燥設備的入口。本實用新型的為熱解炭黑的氧化-接枝-共混-破乳-干燥一體化設備，直接生產出已經分散好填料的橡膠，為后期煉膠過程省去繁瑣步驟，增加了炭黑在橡膠基體中的分散性與相容性。