國內放心橡膠循環利用技術進展

【橡膠技術網 - 行業資訊】

 　　我國是世界上廢橡膠產生量最大的國家，按消耗量測算，2009年達到700萬t左右，其中廢輪胎約1．7億條。廢橡膠主要來源于廢棄橡膠制品，其次來自橡膠工廠生產過程中產生的邊余料和廢品。廢橡膠是六大固態再生資源之一，其無害化資源化再利用一直是世界各國積極研究的一個重要課，2009年國內利用廢橡膠生產再生橡膠已達250萬t，居世界第一，硫化膠粉產能達25萬t／a。

　　目前國內對于廢橡膠的循環利用主要有三種方法：生產硫化橡膠粉、再生橡膠和熱裂解回收利用。
硫化橡膠粉法
硫化橡膠粉是以廢橡膠為原料，通過機械加工粉碎或研磨制成不同粒度的粉狀物質，簡稱膠粉。它依據廢橡膠來源不同和加工成粉末的粒度不同，分很多品種和牌號，是重要的橡膠回收利用材料。
膠粉工業是廢橡膠綜合利用產業的一個重要分枝，在我國始于上世紀八十年代后期。目前工業化膠粉生產工藝路線主要有兩種：常溫法和冷凍法。兩種工藝路線均需要經過粉碎前預加工、粉碎、分離與輸送、篩分和包裝等過程。常溫粉碎分為粗碎(大于2目)，中碎(大于20目)和細碎(大于40目)。冷凍法粉碎廢橡膠在國外早在上世紀七十年代就已工業化，采用冷媒多為液氮。冷凍粉碎工藝有兩種：一是廢橡膠全部在冷凍環境下進行粉碎；二是冷凍和常溫并用的粉碎工藝，即先將廢橡膠在常溫狀態下粉碎達到一定粒度后再進入冷凍系統完成細碎。
我國在“八五”期間，由于當時的液氮價格昂貴。因此把航空系統的渦輪膨脹空氣制冷技術移植到膠粉工業上來，冷凍溫度可達到-130℃，但終因成本偏高等原因而未能推廣。1999年青島綠葉橡膠有限公司與珠海業精機電研究所、青島化工學院聯合研發出我國第一條利用液氮冷凍法生產微細膠粉生產線，但由于設備尚需完善等原因未能進一步深入研究，目前中海油則開展了此項目建設。
膠粉的應用概括起來可分為兩大領域：一是回歸到橡膠工業作為原料用于制造各種橡膠制品，可以直接用膠粉采用不同工藝方法和配方制造橡膠制品，亦可與其他原料橡膠并用共混制造各類橡膠制品；二是在非橡膠工業的廣闊領域中應用，比如用公路工程、鐵道系統、建筑工業、公用工程、農業以及其他聚合物材料共混改性等。
膠粉可以添加在原料橡膠中用于制造各種橡膠制品，達到節約原料橡膠、減少進口、降低橡膠制品成本和改善性能的多重效果。一般來說，當未經處理的粗膠粉加入到橡膠制品中，會提高體系的粘度，降低拉伸強度，這些因素致使橡膠制品只能用于非技術場合，如地板材料、膠墊和鞋類。因此，對性能要求較高的制品，膠粉必須要有較小的粒度并經過活化處理。
對于子午線輪胎。青島黃海集團研究了將80目常溫全胎膠粉用于半鋼子午胎胎側膠中，摻用5～8PHR，結果表明，硫化膠拉伸性能略有降低，但耐屈撓性和耐熱空氣老化性能提高，綜合性能與未加膠粉的硫化膠相近，且可降低成本。但我國目前尚未進行深入研究，膠粉還未普遍應用。值得指出的是，米其林公司已將10％的膠粉用于輪胎生產中，并已成功安裝于Ford汽車上，表明輪胎能夠滿足當前的行駛安全和性能要求。
再生橡膠法
再生膠生產是目前我國廢輪胎再利用的主要方法。再生膠技術早期是建立在天然橡膠逆向化學脫硫工藝技術基礎上，生產中的再生(脫硫)化學反應過程會產生較嚴重的廢氣，這些酸性廢氣造成的環境污染治理成本高，技術復雜。發達國家早在上世紀70~80年代已停止生產再生膠，很多國家將再生膠列為有二次污染和能耗高的淘汰產品，加以限制。但我國由于歷史性原因和橡膠資源長期匱乏，加之再生膠行業起步較早發展成熟，因此國內一直穩定持續發展，目前已形成近百萬噸的生產能力。
目前，我國廢斜交輪胎大部分還是用于生產再生膠。雖然再生膠為緩解橡膠資源缺乏和供需矛盾緊張做出過巨大貢獻，但全國500多家再生膠企業中萬噸以上生產能力的只有大約40家，90％以上的企業屬于小型加工企業，技術水平落后、設備陳舊，環境污染嚴重。隨著環境保護要求的提高和管理力度的加強，國家會進一步淘汰二次污染嚴重、能源消耗高的小再生膠生產。目前我國產量在萬噸以上的再生膠廠經過近幾年的技術改造，采用動態脫硫法進行生產，環境污染問題有所緩解。例如國內江蘇強維橡塑、福建環科橡膠、四川萬成橡膠、河北興宇橡膠等再生膠企業積極組織再生膠新技術、新工藝、新設備和新材料的開發與應用，對解決生產過程中的環境污染起到了積極的作用。這些企業的產品各項性能指標比傳統加工工藝有很大提高，可部分直接代替天然橡膠或合成橡膠，并獲得了良好的經濟效益和社會效益。其中加壓捏煉法丁基膠脫硫再生新工藝、高品質再生膠及其制備技術、高品質精細輪胎再生膠等技術分別通過了省部級科技成果鑒定，代表著再生膠的發展方向。
廢輪胎熱裂解回收利用法
將廢輪胎轉化為再生資源的另一種途徑是廢輪胎熱裂解回收利用，裂解后的產品主要為油品、碳黑、可燃氣體，可燃氣體可回收作為熱裂解爐的加熱能源，碳黑又可以作化工生產原料。目前，上海綠人生態經濟科技有限公司和濟南友邦恒譽科技開發有限公司自主開發的廢輪胎熱裂解生產裝置已經成功出口到臺灣地區。并在當地形成生產能力。如果能夠達到油品無殘留硫、尾氣排放達到環保要求、產品的市場經濟性可行，將為我國廢輪胎橡膠(包括危險橡膠廢棄物)的最終處置開拓一種很好的資源化處理方法。
隨著我國能源緊張狀況的進一步加劇和能源價格的不斷上漲，近年來利用廢舊輪胎土法煉油在全國蔓延，一部分企業和個人采用簡單的磚砌式熱解爐將廢輪胎燒熔，用鋼管引流出液體沉淀后作為鍋爐燃油，甚至摻入加油站的成品油中坑害消費者。土法煉油不完全燃燒產生的有毒有害氣體和沉淀的油渣造成嚴重的環境污染，煉油場地周邊土壤、地表和地下水遭到嚴重破壞。一個土法煉油加工點每年燒掉2萬t左右的廢舊輪胎，是一種極大的浪費，因此必須加以遏制。采用先進的廢輪胎高溫熱裂解工藝技術及成套設備才是替代土法煉油、保護環境、提高輪胎橡膠資源利用率的有效手段。
目前，美國、日本等發達國家廢輪胎的主要處理方式是利用橡膠的高燃燒值作為燃料利用。但迄今為止我國的廢橡膠熱能利用還是空白，發電鍋爐和生產水泥窯爐直接燃燒的方式尚無應用。
總結
目前對于廢橡膠的循環利用的三種方法各有優缺點，并且在各個國家和地區的使用情況
也不盡相同(見表1)。

 　　廢橡膠資源循環利用是典型的發展循環經濟的范例，中國作為世界橡膠大國，應該在遵循低碳經濟的發展道路上做出應有的貢獻。目前輪胎資源循環利用已經被列為《國家鼓勵發展的資源節約綜合利用和環境保護技術目錄》之中，可以相信，我國的輪胎資源循環利用必將出現一個新的快速發展的局面。