废橡胶循环利用是“高质量可持续发展”的重要一环

2024-09-19

“绿色发展是高质量发展的底色，新质生产力本身就是绿色生产力。”近年来，群峰重工贯彻落实“6G”绿色发展理念，致力于成为绿色制造的领跑者。

随着汽车工业的迅猛发展，废旧轮胎产量越来越多，作为工业有害废弃物，它会对自然环境和植被生长都造成破坏。中国作为世界人口大国，橡胶消耗量也是巨头。在提倡低碳经济的时代，因此再生胶应运而生，充分利用我国的橡胶再生资源，缓解橡胶资源短缺，保护生态环境，走循环经济之路，对我们国家来说具有深远的战略意义。

废橡胶综合利用是橡胶行业上下游完整产业链中的重要一环，也是橡胶行业全生命周期绿色可再生循环利用中不可或缺的一步。在当前我国“3060碳达峰碳中和”的大背景下，废橡胶综合利用分会还有很多工作可以做，行业也有很大的潜力可挖，希望行业企业广泛团结，进一步推动行业的可持续健康发展。

废旧硫化橡胶再生技术原理

废旧硫化橡胶经过粉碎、加热、机械处理等物理化学过程，将其从弹性状态转变成具有塑性和粘性的、能够再硫化的橡胶。废橡胶的再生过程叫“脱硫”，这是与硫化反应相反的一个反应过程，但是并不是把硫化胶中的结合硫与橡胶分子分开，也没有使橡胶分子的结构完全恢复到生胶状态，而是使硫化胶部分降解，破坏原有网状结构，从而使硫化胶可塑性得到一定恢复。再生过程的实质是在热、氧、机械作用和再生剂的化学与物理作用等的综合作用下，使硫化胶网络破坏降解，断裂位置既有交联键，也有交联键之间的大分子键。从脱硫机理来看，脱硫挤出机则实现两区段短时间（2-3分钟）脱硫，前段是高温氧化断链，温度可达240℃以上，实现高温氧化再生；后段是机械低温剪切，强制断链，实现低温机械力再生。同时，少量再生剂的使用加快了再生过程的进行。

废橡胶循环利用是“高质量可持续发展”的重要一环废轮胎的循环利用方法

废轮胎热解

在群峰重工（Peaks-eco）独特的专利热解工艺中，以环保的方式获得了轮胎的二次原材料。

在群峰重工热解装置中，橡胶颗粒在没有氧气的情况下被分解成其他有价值的二次原料:用于橡胶和塑料工业的焦炭或rCB(回收炭黑)，用于化学工业的原油和天然气。在我们的轮胎热解厂中，获得的气体在热电联产装置中转化为电能。这使得整个回收厂的能源自给自足。

废橡胶循环利用是“高质量可持续发展”的重要一环

废轮胎热解是在缺氧或情性气体中进行的不完全热降解过程，可产生液态、气态烃类化合物和碳残渣，这些产品经进一步加工处理能被转化成具有各种用途的高价值产品。

热解技术是一种已有很长历史的工业化生产技术，大量应用于木材、煤、重油、油母页岩等燃料的加工处理。木材通过热解干馏可得到木炭；以焦煤为主要成分的煤通过热解碳化可得到焦炭；气煤、半焦通过热解汽化可得到煤气；重油可进行热解汽化处理；油母页岩通过低温热解干馏可得到液体燃料产品。在以上诸多工艺中，以焦炉热解碳化制造焦炭的技术最为成熟，应用范围最广。

虽然热解技术很早就在烟煤生产焦炭方面得到成功应用，但对于城市固体废物进行的热解技术研究，直到20世纪60年代才开始得到关注和重视，到了70年代初期固体废物的热解处理才得到实际应用。固体废物经过热解处理，除可得到便于贮存和运输的燃料和化学产品外，在高温条件下所得到的炭残渣还会与物料中某些无机物与金属成分构成硬而脆的惰性固体产物，使其后续的填埋处理作业更为安全和便利。

实践证明，热解处理是一种有发展前景的固体废物处理方法，其适宜于城市垃圾、污泥、废塑料、废树脂、废橡胶等处理以及农林废物、人畜粪便等具有一定能量的有机固体废物处理。

废轮胎热解处理技术通过转换可以有效地回收炭黑、富含芳烃的油和高热值燃料气，实现能源的最大回收和废轮胎的充分再利用，具有较高的经济效益和环境效益，同时具有处理量大、效益高和环境污染小等特点。热解技术是当今废轮胎（乘用车轮胎）资源化处理的重要方法。

目前我国热解设备大致分为两类：一类是旋转窑，属于间歇式生产，进料、出料敞开式操作，粉尘、异味无组织排放，自动化程度低；另一种是连续式热解装置，进料、热解、出料密闭操作，与外界隔绝，无粉尘和异味，不凝可燃气进入燃烧系统充分燃烧，燃烧系统产生的废气经处理有组织排放，但设备投资大。

废轮胎热解可得到 45%～50%热解油、 32%～36%炭黑和12%～15%钢丝（废轮胎热解产物见图2），这些热解产物都有各自的用途。热解炭黑主要来自于轮胎生产过程中添加的炭黑和其他无机填充物，以及热解过程中由于二次反应造成的焦化反应而形成的部分沉积在热解炭黑表面的焦炭物质。热解炭黑为黑色固体，较易被粉碎成粉末状物质。由于热解炭黑的收率较高，其品质的高低对热解工艺的经济效益将产生重要影响。高品质热解炭黑产品的收益甚至会远远超过热解油，热解炭黑用作炭黑或经活化后制成活性炭具有较高的使用价值。

废橡胶循环利用是“高质量可持续发展”的重要一环废轮胎的热解产物

橡胶再生和再利用不同，再生是通过化学反应让材料改变组成，得到新的材料或者新的基础材料，这些新的材料可以用到与之前的应用相同或者完全不同的应用场景。目前主要是橡胶脱交联和深度回收。

深度回收

在群峰重工独特的专利热解工艺中，以环保的方式获得了几种高质量的二次原材料：

首先，二手车和卡车轮胎的部件以机械方式分离。在强大的金属分离器的帮助下分拣出来的钢丝被送往钢铁厂，纺织纤维被变成绝缘材料。来自废旧轮胎的橡胶在双轴破碎机和磨机中被切碎成颗粒。具有不同粒度的橡胶颗粒可用于制造各种可持续、耐用的产品，或回收成其他二次原材料。

在热解装置中，橡胶颗粒在没有氧气的情况下被分解成其他有价值的二次原料：用于橡胶和塑料工业的焦炭或rCB(回收炭黑)，用于化学工业的原油和天然气。在群峰重工的轮胎热解厂中，获得的气体在热电联产装置中转化为电能。这使得整个回收厂的能源自给自足。

废橡胶循环利用是“高质量可持续发展”的重要一环

再生橡胶在橡胶制品中的应用

再生橡胶被广泛应用到各种橡胶制品的生产中。在确保橡胶制品质量的前提下合理掺用部分再生胶，减少生胶、炭黑、橡胶助剂、填充剂的用量，既节约了生产成本，也有助于解决废旧橡胶带来的环境污染。

·高耐磨类产品：掺用比例50%左右。高耐磨类产品对耐磨性能的要求比较高，其他方面的指标要求较低，在生产中可以加入较多的再生胶，降低生产成本。

·压模、挤出类工业制品：掺用比例20%左右。再生胶本身的流行性、可塑度优于天然橡胶和合成橡胶，膨胀收缩率小，易于压延和挤出，不容易发生出现气泡或胶烧现象。在压模、挤出类工业制品生产中使用，可以降低产品的废品率。

·胶板、减振产品等硬质橡胶制品：掺用比例40%左右。在这类硬质橡胶制品中使用适量的再生胶，可以改进橡胶制品的抗冲击性，硫化时硫化曲线陡峭，减少产品加工工艺时间及硫化时间，起到降本增效的作用。

·输送带：掺用比例5%左右。输送带是橡胶制品中的一个大类，在输送带生产过程中掺用适量的再生胶可以改进胶料的压延工艺性能，使其表观质量更好，尤其在输送带擦贴胶中使用再生胶，还可以改进胶料的湿润性能，改善擦贴胶性能。

近年来，国外一些物资回收利用行业，纷纷涉足废轮胎热解，并特别关注热解炭黑及回收热解炭黑的制备和应用。我国科技部2018年发布国家重点研发计划“固废资源化”等重点专项2018年度项目申报指南中第6. 5项“废乘用车轮胎高效裂解与副产物综合利用技术”研究内容与考核指标，对行业具有指导意义。充分利用废旧轮胎资源发展再生橡胶产业，做好橡胶循环利用，已经不仅仅是废旧轮胎的事情了，而是一个涵盖所有橡胶制品的橡胶循环利用行业。