梁智彪，董著才，陳志勛，王龍陽，聶緒建
(江西黑貓?zhí)亢诠煞萦邢薰荆?景德鎮(zhèn))
摘? 要：廢輪胎已成為重要污染源，環(huán)境、資源回收利用的壓力將迫使相關法律法規(guī)推出;廢輪胎熱裂解是一種有效 的資源回收再利用處理工藝技術，廢輪胎無害化處理及資源回收再利用還存在技術瓶頸有待突破;廢輪胎熱裂解技術能 否成功實施的關鍵在于“裂解炭黑”利用的出路。廢輪胎裂解炭黑的應用將對橡膠輪胎行業(yè)、炭黑行業(yè)產生哪些影響。
關鍵詞：廢輪胎;熱裂解;裂解炭黑
1? 廢舊輪胎已成為重要污染源
橡膠作為第四大戰(zhàn)略資源，已成為工業(yè)及生 活中不可或缺的一部分。但隨著汽車行業(yè)的迅猛 發(fā)展，我國的輪胎生產和消費量巨大，廢棄的廢舊 輪胎所引起的一系列問題已日益顯著。據統(tǒng)計， 我國在2018年產生廢舊輪胎約3.8億條，約1455萬 噸。預計廢舊輪胎每年產生量將很快達到 2000 萬 噸。由于廢橡膠在自然狀態(tài)下很難降解，越來越 多的廢舊輪胎長期大量的堆積不僅占用大量土地 資源，而且還會自燃引起火災隱患，長期堆放的舊 輪胎槽內極容易滋生細菌傳播病毒，嚴重惡化自 然環(huán)境。廢舊輪胎對自然環(huán)境及人的生命健康造 成的巨大威脅顯而易見，被人們稱為“黑色污染”。 由廢舊輪胎帶來的環(huán)境和社會問題已不容忽視。
必須重視廢舊輪胎無害化處理和資源回收利 用。杜絕“黑色污染”，給我們 一個健康的環(huán)境。
2? 廢舊輪胎處理的相關法律法規(guī)將盡快出臺
目前我國每年的廢舊輪胎回收處理不足產生 量的40%，累積的未處理廢舊輪胎量越來越大。隨 著我國近年來對環(huán)境保護意識的越來越強，使得 廢舊輪胎的無害化處理和資源回收利用引起社會 和政府的重視，國家有關部門相繼出臺一系列通 知、要求等，從政策方面引導廢輪胎無害化處理和 資源回收利用。
如何有效地處理大量的廢舊輪胎，是我國面臨的一個重大的環(huán)境與資源回收利用問題。鑒于 此，我國相繼出臺了《循環(huán)經濟促進法》、《廢輪 胎綜合利用指導意見》等一系列法規(guī)和規(guī)定，規(guī)范 廢舊輪胎回收處理和利用，提高資源綜合利用技 術和管理水平。國家出臺的“史上最嚴”《環(huán)保 法》，加大了對污染企業(yè)的處罰力度;對廢棄物的 處置方式改為寧可不處理也不能造成二次污染， 規(guī)范廢舊輪胎綜合利用行業(yè)發(fā)展秩序，提高資源 綜合利用技術和管理水平，推動橡膠工業(yè)可持續(xù) 發(fā)展，建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會。
2019 年初，發(fā)改委批復了由中國橡膠工業(yè)協 會起草的《關于構建輪胎領域生產者責任延伸制 度的實施方案》最為引人關注，要求：建立健全綠 色低碳循環(huán)發(fā)展的制度體系，落實輪胎領域生產 者責任承擔主體，強化回收目標管理，重點推進制 度建設，形成政策導向，提升產業(yè)技術裝備水平。 “十三五”末，基本構建起輪胎生產者責任延伸管 理體系，輪胎回收利用核心技術取得突破。
輪胎領域生產責任延伸制度一旦實施，將極 大地促進廢舊輪胎的無害化處理和資源回收利 用。國家、行業(yè)相關政策如下：
※《廢輪胎綜合利用行業(yè)準入條件》
※《重要資源循環(huán)利用工程實施方案》
※《循環(huán)經濟發(fā)展戰(zhàn)略及近期行動計劃》
※《關于建立完整的先進的廢商品回收體系 的意見》
※《關于印發(fā)循環(huán)經濟發(fā)展戰(zhàn)略及近期行動 計劃的通知》
※《關于開展國家資源再生利用重大示范工 程建設的通知》
※《工業(yè)和信息化部商務部 科技部關于加快 推進再生資源產業(yè)發(fā)展的指導意見》
※《關于構建輪胎領域生產者責任延伸制度 的實施方案》
※出臺“史上最嚴”《環(huán)保法》，加大了對污 染企業(yè)的處罰力度;對廢棄物的處置方式改為寧 可不處理也不能造成二次污染。
3? 廢舊輪胎的處理方式
3.1? 廢橡膠的處理(再利用)方式
※ 原型改制：包括——輪胎翻新、船塢防護 物、漂浮阻波物等
※再生利用：包括——再生橡膠(輪胎摻用、 襯底、輸送帶)、制膠粉(地板、跑道塑膠;鋪路 材料;橡膠管、帶等)
※熱分解：包括—熱裂解分解物：裂解油、裂 解炭黑、可燃氣及鋼絲回收、焚燒 (發(fā)電、鍋爐、 冶金或水泥窯爐等提供熱源)
目前，國內外最主要的廢舊輪胎處理主要有： 廢舊輪胎翻新制造，生產再生膠、生產膠粉和熱解 (包括熱裂解回收資源或者焚燒利用熱能)等方式。
3.2? 國內外廢舊輪胎處理主要方式和差異
歐美等發(fā)達國家——以消耗存留量為主要目 的，經濟性為輔
※ 填埋以及向欠發(fā)達國家轉移
※舊輪胎翻新：歐美等發(fā)達國家舊輪胎翻新量 占有比較大的份額，在輪胎設計時就考慮了胎冠磨 損到一定程度時仍然保證較完好的胎體用于翻新。
※ 以燃燒為主回收熱能：廢橡膠直接燃燒可 替代部分石油或者煤炭等化石能源資源的需求， 如果不把經濟價值作為其利用的首要因素的情況 下，將廢舊輪胎直接做燃料燃燒是一種簡便有效 的方式。
※ 制備再生橡膠和橡膠粉：用于公路橡膠瀝青，部分超細膠粉用于聚合物基防水卷材超細膠 粉用于噴涂涂敷料等。
※ 熱裂解制備裂解油及“裂解炭黑”。 而在中國，以資源回收再利用為主要目的，經 濟性為重要指標。
※ 制備再生橡膠：再生膠的生產已成為我國 目前廢輪胎處理和橡膠利用的主要途徑。再生膠 制備主要是針對廢舊載重全鋼子午胎，可以在某 些方面代替部分橡膠使用，但再生過程污染較嚴 重，再生膠利用價值較低;
※ 用廢舊載重輪胎制備膠粉：主要用于公路 的改性瀝青——橡膠瀝青產品;40 目以上的精細 膠粉應用于瀝青基防水材料。廢舊輪胎生產膠粉 成本較高，污染較大，處理對象有局限性。而且廢 膠粉的需求量無法和廢舊輪胎的增長量相比;
※ 舊輪胎翻新：我國舊輪胎翻新量非常少， 幾乎可以忽略不計;
※ 廢橡膠直接燃燒利用熱能：直接燃燒利用 其燃燒熱能并不是一種經濟有效的方式，不太適 用于我國。
※ 裂解制備裂解油及裂解炭黑：廢舊輪胎熱 裂解可回收燃油、可燃氣、鋼絲、“炭黑”，從理 論上講，廢舊橡膠的熱裂解是一種有效的資源回 收再利用技術，可以回收利用廢舊輪胎的全部資 源。從而實現廢舊輪胎“吃干榨凈”全回收的有效 途徑。
但目前，我國廢舊輪舊胎熱裂解得到的裂解 油品質較差，只能用作為低端燃油或重新煉制;而 “裂解炭黑”的應用性能始終達不到輪胎行業(yè)的要 求，廢舊輪胎熱裂解方式還存在技術瓶頸。
3.3? 廢舊輪胎回收處理行業(yè)發(fā)展瓶頸
※ 原料成本高：我國廢舊輪胎的回收處理沒 有補貼或政策優(yōu)惠，市場價格波動較大，原料成本 高，造成循環(huán)利用企業(yè)的經營困難。
※ 處理對象局限：破碎做膠粉或再生膠主要 面向載重車胎，且存在污染問題。輪胎翻新在我 國尚不具備推行條件。以上處理方式都有一定的 局限性，沒有能夠全面解決廢舊輪胎的回收利用 問題，也不能徹底實現廢舊輪胎減量化處理
※ 經濟效益差：缺少財政補貼支持，缺少投 資熱情，行業(yè)技術進步緩慢，無法同時兼顧社會效 益、經濟效益和環(huán)境效益。
4? 廢舊輪胎熱裂解處理——裂解工藝是可以有效回收資源的處理方式
熱裂解作為一種環(huán)境友好型的處理廢棄物的方 法，能實現廢舊輪胎的綠色高效地再循環(huán)利用，對 于減少環(huán)境污染，緩解我國資源的不足意義重大。
裂解一噸廢舊輪胎大約可回收“炭黑”320- 350千克，燃料油/可燃氣500-550千克，回收鋼絲 120-150千克。先進的熱裂解技術可以做到對廢舊 輪胎的“吃干榨凈”，真正把“黑色污染”變成了 “黑色黃金”。采用先進的廢舊輪胎裂解技術和高 效、環(huán)保的生產工藝和裝備，對廢舊輪胎進行無害 化處理，能夠徹底解決廢舊橡膠產生二次污染的 問題。目前，我國廢舊輪胎熱裂解工藝正在持續(xù) 完善中。已實現工業(yè)化規(guī)模裝置的廢舊輪胎熱解 處理方式。
間歇式加熱裂解：主要裂解設備為裂解罐，采 用加熱方式對膠粉或膠塊加熱(400-450℃)裂解。 間歇式加熱裂解工藝投資少，裝置較簡陋，控制手 段簡單，熱效能低，污染較嚴重。裂解產物品質 差、不穩(wěn)定。近年來，這種裂解工藝裝置已逐漸被 淘汰或因環(huán)保原因被停運或關閉。
連續(xù)式加熱裂解：轉爐式(或螺旋輸送式)廢 舊輪胎裂解裝置，特點是連續(xù)進料、連續(xù)裂解。單 套裂解裝置處理廢輪胎(膠料)能力可達到0.5-1.5 萬噸/年;廢舊輪胎粒料計量進入裂解爐內層(裂 解溫度約400-450℃)，裂解爐內層圓筒后部為氣 固分離段，裂解氣經多級冷卻(冷凝)分離“油”， 可燃氣進入貯存罐作為燃料。分離的固相物(裂解 炭黑及廢鋼絲)經初步冷卻送至后續(xù)處理工段。
“微波熱裂解”技術：是近幾年出現的一種較 新的裂解工藝技術，目前已有較小規(guī)模的廢舊輪 胎裂解中試裝置。據介紹，采用微波法加熱裂解 廢舊輪胎可以使橡膠裂解得比較完全，產生的“裂 解炭黑”表面比較“干凈”，“焦粒”含量比較低，得 到的裂解炭黑的補強性略高于一般的熱裂解工藝。
5? 廢舊輪胎熱裂解處理現狀及存在的主要技術障礙
5.1? 現狀
目前，我國廢舊輪胎的熱裂解處理的發(fā)展仍 然不太理想，還存在有部分的以能耗高、污染大的 間歇式(廢輪胎裂解罐)裂解的工藝方法，該處理 方式工藝設備簡陋，操作粗放，不僅對自然環(huán)境造 成了巨大污染，而且資源浪費嚴重和裂解產物附 加值低;
近年來發(fā)展較快的連續(xù)式、模塊化的熱裂解 技術，其裝置技術和控制水平比間歇式都有了大 幅度的提升，但也存在著項目前期(裝置)投資 大、運行成本較高等問題;在產出物方面，穩(wěn)定性 和減少雜質等有所改善，但產品品質(油、炭黑) 改善不明顯，尤其是裂解炭黑的性能仍然達不到 作為橡膠(輪胎)補強材料應用的要求。
在產出物銷售方面，“裂解炭黑”由于補強性 差，很難在橡膠行業(yè)找到較好的應用途徑，只有部 分品質較穩(wěn)定的可用作填料或在膠粉中摻混少量 用于低端用途，價格都較低廉。
在政策層面上，目前國家對廢舊輪胎熱裂解 企業(yè)沒有稅收減免優(yōu)惠或合適的經濟補貼，廢輪 胎熱裂解企業(yè)多數運轉不正常。
目前，具備一定規(guī)模，運營比較規(guī)范一些的廢 輪胎熱裂解企業(yè)不多。
5.2? 技術瓶頸
熱裂解方法存在有待突破的技術關鍵、難點 等。廢輪胎熱裂解技術能否成功實施的關鍵在于 “環(huán)保”和經濟效益、難點在于“炭黑”利用的出 路和品質定位。廢舊輪胎熱裂解目前存在的主要 問題是：
※ 裂解技術瓶頸還沒突破，裂解產出的油雜 質含量高，燃燒時冒黑煙，只能用作為低擋燃油 或重新加工;裂解產生的“炭粉”品質穩(wěn)定性差， 對橡膠材料的補強性能幾乎喪失，達不到橡膠(輪 胎)應用的基本要求，沒有找到合適的大批量應 用用途。
※目前廢舊輪胎熱裂解采用的工藝技術最大的問題是，少量橡膠分子或裂解不完全的物質吸 附(或結合)在炭黑粒子表面使炭黑失去活性、還 存在少量橡膠裂解不完全，在“炭黑”中成為“焦 粒”。這種“炭黑”即使通過后續(xù)加工處理，也難 以具有可接受的補強性能。
※裂解炭黑后續(xù)加工精制和改性處理技術還 有待進一步研究開發(fā)，目前所采用的后續(xù)加工精 制和改性處理技術對“炭黑”補強性能的改進效果 還不明顯，性價比不太高。
※目前還有一些廢輪胎裂解企業(yè)的生產工藝 及裝置都不太完善，環(huán)保要求難以滿足，主要包括 輪胎中有較大含量的硫及其化合物，裂解過程如 何除硫防止其對環(huán)景的污染問題，
※ 企業(yè)運行成本較高、缺少政策優(yōu)惠支持， 多數企業(yè)經濟效益差：行業(yè)技術進步緩慢，無法同 時兼顧社會效益、經濟效益和環(huán)境效益。 公益性 與經濟性矛盾突出。
5.3? 廢舊輪胎熱裂解工藝技術的進展
※ 裂解工藝技術已取得較明顯的進步，裝置 較簡陋，熱效能低，污染較嚴重的間歇式工藝已逐 步被工藝和裝備都較先進的連續(xù)進料、連續(xù)裂解 工藝技術所取代，裂解效率大幅度提高，裂解工藝 技術的進步使得廢輪胎裂解過程能夠做到基本可 控。目前較先進的裂解生產線能連續(xù)、穩(wěn)定運行 45-60 天以上。
※ 裂解裝置及關鍵設備已得到更新換代，生 產過程無煙塵泄漏;采用了尾氣脫硫設施，基本解 決了裂解過程對環(huán)境的直接污染問題;裂解爐運 行控制的四個關鍵參數：爐溫、爐壓、爐料流量、 裂解時間都可以做到可以比較精準的控制。
※ 裂解產出物性能得到改善，在裂解產物 (油、“炭黑”等)品質穩(wěn)定性控制等方面有了較 大提升，廢輪胎裂解出油率可以達到45%;裂解炭 黑品質波動范圍基本可控，部分企業(yè)“裂解炭黑” 的甲苯透光率可以控制到 80% 以上;廢輪胎中大 部分鋼絲在裂解前予以剝離，回收的鋼絲品質好， 未經加熱氧化。
※ 開展裂解炭黑的改性處理和應用研究
目前已有多家輪胎企業(yè)、高校、研究機構和裂解企業(yè)等關注并開展裂解炭黑后續(xù)加工處理和改 性，在橡膠/輪胎或者其它領域開展應用研究。采 用粉碎、研磨、磁選等后續(xù)加工處理方式，選擇分 散劑或表面改性劑對裂解炭黑表面改性，通過提 高分散性或者通過改性劑改變炭黑表面活性來達 到增加裂解炭黑對橡膠材料的補強性能。
經過后續(xù)處理的裂解炭黑的應用性能都有較 明顯的改善，但裂解炭黑對橡膠的補強性能尤其 是300%定伸強度還是與常規(guī)炭黑存在明顯差距， 高含量的灰分也是影響其在橡膠中應用的重大 缺陷。
5.4? 廢舊輪胎裂解的主要產出物及其應用性能
廢橡膠主要有三種裂解產物：裂解油、裂解 氣和裂解炭黑，此外廢輪胎中的鋼絲也是回收 產物。
※廢舊輪胎裂解油 橡膠裂解產生的油主要 是鏈烷烴、烯烴和芳香烴的混合物，是一種棕褐的 液體，其成分比較復雜，熱值較高，大約為43MJ/kg， 受裂解條件(溫度、壓力和停留時間等)的影響，裂 解油的組分變化很大，因而，通過控制裂解溫度可 以適當調節(jié)裂解油的組分，調節(jié)所產油/氣比。
※廢舊輪胎裂解氣 裂解氣是一系列烷烴和 烯烴的混合物，同時含有一定的CO、CO2和H2S等 氣體。裂解氣的組成和產量受裂解原料、裂解工 藝和溫度的影響很大。目前，大多數裂解工藝所 得裂解氣較少，但熱值較高，將裂解氣作為燃料為 廢輪胎裂解提供能量。
※裂解炭黑的組成及應用特性 由于輪胎胎 面膠與胎體膠所用炭黑不同，所以通過裂解回收 的“裂解炭黑”是由各種類型炭黑的混合組成的。 加之在輪胎制造過程中使用了一定量的配合劑和 填料，這些物質在裂解過程中變成無機灰分沉積 在“裂解炭黑”中，使“裂解炭黑”的灰分含量達 到 9~15wt% 或更多，同時裂解過程中不可避免會 發(fā)生膠料裂解不完全和結焦現象，這會導致裂解 炭黑表面會有碳質沉積物的存在，使得裂解炭黑 表面活性將較多地損失。上述因素導致了“裂解 炭黑”與常規(guī)炭黑的組成和性能有明顯的差別，此 外裂解條件例如溫度和壓力對“裂解炭黑”的性能也有一定的影響。
5.5? 裂解炭黑的品質及在橡膠中的應用性能
根據對部分企業(yè)的廢舊輪胎裂解炭黑主要性能指標的檢測分析，與常規(guī)炭黑相比，裂解炭黑變 化較大的性能指標主要包括：
① 比表面積：
吸碘值：廢輪胎裂解炭黑的吸碘值已不能表 征其粒子的真實比表面積，且隨改性處理方式、控 制過程的不同變化很大。
總表面積：未經過后續(xù)加工處理的裂解炭黑 總表面積比正常情況下的數值偏小，隨加熱改性 處理有較大的增加。
② 結構：廢舊輪胎裂解炭黑檢測到的吸油值 普遍偏低，加熱處理后吸油值明顯增加。
③ 揮發(fā)分：廢舊輪胎裂解炭黑的揮發(fā)分都比 較高，用常規(guī)炭黑的揮發(fā)分檢測(標準)方法不能 準確測出廢輪胎裂解炭黑的揮發(fā)分含量。 廢舊輪胎裂解炭黑粒子表面的揮發(fā)物是對其 應用性能產生嚴重影響的主要因素之一。
④ 灰分：廢舊輪胎裂解炭黑的灰分含量一般 都在 10% 或以上，也是對其應用性能產生嚴重影 響的主要因素之一。
⑤ 物理性能：(天然膠配方)
拉伸強度：廢輪胎裂解炭黑的拉伸強度與 N660 相近，超細粉碎后的廢輪胎裂解炭黑樣品的 拉伸強度可達到 N330 水平。
扯斷伸長率：廢輪胎裂解炭黑的扯斷伸長率 較高，與半補強或者混氣炭黑等相近;加入廢輪胎 裂解炭黑的混煉膠比較軟，易拉伸，但彈性不好。
300%定伸應力：廢輪胎裂解炭黑的300%定伸 應力非常低，與天然氣半補強或熱裂炭黑的 300% 定伸應力處于同一層級;
裂解炭黑的應用主要包括兩方面：一是再次 作為橡膠補強劑或填充劑，這可能是能夠消化最 大量的應用領域，但這需要裂解炭黑有較好的界 面性質，來確保炭黑與橡膠大分子產生良好的界 面結合;另一方向是作為其他用途的“碳”材料， 例如用作塑料、油墨、色漿 / 膏等的低端著色劑或 填充劑，也可將裂解炭黑在較高的溫度下活化改性制取活性炭。
裂解炭黑應用在橡膠中其補強效果不明顯， 300%定伸很低，與常規(guī)炭黑有明顯的差距。鑒于 裂解炭黑中有較高的無機灰分，同時在裂解過程 中其表面性質遭到破壞，已有研究人員對裂解炭 黑進行改性后處理，增加裂解炭黑與橡膠的相容 性，從而提高一定的性能。但是，目前所知的對 裂解炭黑后期的處理方法雖然可以取得一定的 改進效果，但是并不能顯著改進其對橡膠的補強 作用。
“裂解炭黑”是一種混合物，炭黑還是其主要 成份，一般會占到80%以上，因而還是具有較強的 染色功能，精制加工后的裂解炭黑細度可以達到 2000目，可用于部分低端塑料色母或低端色膏/色 漿等作為著色劑，也可以用于一些黑度要求不太 高的油墨、涂料中，多數應用是將部分裂解炭黑作 為配合料與色素炭黑摻混、并用;裂解炭黑用于高 分子聚合物中還具有相當不錯的抗紫外老化作 用，在一些對灰分要求不太嚴苛的應用中可以作 為助劑添加，如電纜護套料、戶外使用的橡膠、塑 料管等等。
裂解炭黑制成活性炭，通過在不同溫度、不同 活化時間條件下，使用CO2或者水蒸氣做活化劑對 裂解炭黑進行活化。利用裂解炭黑所制成的活性 炭具有較多的中孔結構，微孔結構較少，所以可以 作污水處理設備中的吸附劑使用。 裂解炭黑的其它有效利用方式還有待進一步 研究開發(fā)
5.6? 影響廢舊輪胎裂解的主要因素
① 廢舊輪胎裂解工藝的影響
采用不同的裂解工藝和裂解方法對裂解產品 各組分的含量、組成和性質有很大的影響，此外裂 解條件也對裂解反應有一定的影響。要想得到更 有價值的裂解產品可以通過改善裂解工藝，改進 裂解方法和改變裂解條件去實現。
② 裂解原料(廢舊輪胎)的影響
裂解產出物的組成和品質還要受到裂解原料 (廢舊輪胎)的限制。由于輪胎的使用目的不同， 其加工原料和配方也不同，不僅是加入的炭黑、填料、助劑的品種和份數不一樣，同時它們還有不同 的天然橡膠和合成橡膠含量，這對裂解產物中裂 解油、氣和裂解炭的產量和性質有很大的影響。
③ 裂解工藝參數控制的影響
目前較成熟的裂解工藝技術可以對裂解爐四 個關鍵參數：爐溫、爐壓、爐料流量、裂解時間進 行比較精準的控制：在實際的裂解生產過程中，廢 舊輪胎裂解企業(yè)最為重視的控制參數是裂解溫 度，裂解溫度的高低對裂解產物中的油氣比有較 大的影響作用;其次是裂解時間的控制，裂解是否 完全和裂解炭黑的品質與裂解時間的控制有較大 關系。此外，裂解完成后氣固分離過程的溫度控 制，也會影響裂解炭黑的應用性能。
5.7? 下階段研究重點及需要進一步深入研究的 技術關鍵點
引起裂解炭黑補強性能“喪失”的主要原因;
※ 熱裂解工藝改進，裂解過程中脫出更多的 “揮發(fā)分”，控制炭黑粒子表面橡膠裂解殘留物低 于 3%;
※去除裂解炭黑“灰分”的有效技術措施，裂 解炭黑“灰分”含量控制在 10% 以內;
※裂解炭黑粒子表面改性處理技術及高效改 性劑的篩選;
※ 其它裂解炭黑后續(xù)處理技術，穩(wěn)定和提高 產品質量。
6? 廢舊輪胎裂解產業(yè)的發(fā)展展望及對相關 行業(yè)的影響
6.1? 總體發(fā)展趨勢思考
國家政策將主導廢舊輪胎裂解產業(yè)的發(fā)展， “輪胎企業(yè)責任制延伸”政策的正式推出將是廢舊 輪胎處理暨廢舊輪胎熱裂解處理的一個轉折點， 較大力度的“輪胎企業(yè)責任制延伸”政策出臺將對 輪胎制造、廢舊輪胎裂解、炭黑生產等一系列相關 行業(yè)都將產生較大影響。
如果廢舊輪胎通過熱裂解處理達到一定量 時，將出現一系列必須解決的相關問題，例如：
※裂解工藝技術及裝置要滿足“環(huán)保、高效” 和“清潔生產”要求;
※ 裝置規(guī)模和裂解處理成本的控制;
※ 裂解產物的再利用：裂解油可以作為低端 燃料或者再次精煉，可燃氣作為燃料為裂解裝置 提供熱能“，但裂解炭黑對橡膠的補強作用還遠達 不到輪胎生產的要求。只有部分裂解炭黑經過后 續(xù)精制加工處理可以在膠管、膠帶或者一些要求 不太高的橡膠產品中少量摻混使用;
※裂解企業(yè)/裝置的合理布局和廢舊輪胎的規(guī) 范有序回收并分類處理。
6.2? 對橡膠 / 輪胎行業(yè)的影響作用
輪胎企業(yè)責任制延伸”政策的推出將使得 輪胎行業(yè)每年要消化大量的廢舊輪胎回收物，即 使要求輪胎企業(yè)回收處理并消化當年輪胎產出量 50% 的廢舊輪胎，每年也有 1000 萬噸左右的廢舊 輪胎需要實現無害化處理，如果其中的 30% 需要 通過熱裂解處理，則“裂解炭黑”產生量大約有 90-100 萬噸。除了輪胎行業(yè)，其它行業(yè)都不可能 有效地消化這些“炭黑”。這將對輪胎生產產生較 大的影響，其中部分可以替代一些價格較高的填 料使用，更多地出路在于作為常規(guī)炭黑替代劑或 并用材料用于輪胎配方中。
“裂解炭黑”的高灰分含量將成為其在輪胎 中應用的一大難題，必須要考慮并有效避免應用 了“裂解炭黑”的輪胎再次熱裂解所產生的“多次 裂解炭黑”中灰分的累積效應。當“裂解炭黑”灰 分含量達到或超過某個值時應限制其不得作為補 強材料用于輪胎或橡膠中;輪胎的原料配方設計 時要充分考慮“裂解炭黑”的應用特性。
6.3? 對炭黑行業(yè)的影響
對炭黑生產總量的影響 橡膠 / 輪胎行業(yè)開始 大量應用“裂解炭黑”，必將替代部分常規(guī)炭黑， 對炭黑生產總量尤其是軟質炭黑生產量將產生重 大影響，進而影響炭黑價格及市場格局;
為了配合“裂解炭黑”的使用，現有的(軟 質)炭黑產品的某些性能指標也許會做適當調整 或者開發(fā)一些具有某些方面的特性或某些應用特 點以彌補裂解炭黑的性能缺陷的炭黑新品種，以 便與“裂解炭黑”并用時補充“裂解炭黑”的某些 性能缺陷。
炭黑行業(yè)是否將“裂解炭黑”列入炭黑產品系 列?裂解炭黑按生產或者產生的來源屬于廢橡膠 / 輪胎回收處理，但裂解炭黑的品質定位和質量控 制與炭黑行業(yè)更密切，而且裂解炭黑的精制加工 和改性處理與常規(guī)炭黑相同，主要應用也與常規(guī) 炭黑密切相關，似乎與炭黑行業(yè)關聯更密切。
6.4? 發(fā)展展望及建議
※對“裂解炭黑”的定位
“廢舊輪胎裂解”獲得的“裂解炭黑”，不能 簡單地與常規(guī)炭黑相對應比較，似乎應當將這種 混合物看作為另外一類材料，也許是一種可用于 橡膠或其它高分子材料等并能具有一定功能的添 加物。不應該在橡膠輪胎中對照某種牌號炭黑進 行應用驗證，或者對比考察其補強性能。應該當 作為一種特別的材/原料考察其在橡膠/輪胎中的 應用。
※研究裂解炭黑補強性能“喪失”的根本原 因所在
微觀結構和表面性能是否發(fā)生根本(化學)的 改變，如果沒有，則裂解炭黑對橡膠補強性能的 “喪失”只是由于表面的物理變化引起的，是可逆 的;如果炭黑微觀結構和表面性能發(fā)生了根本(化 學)的改變，則“裂解炭黑”只能作為填充物低端 使用。
※裂解炭黑表面改性的評價
炭黑后處理技術可改變裂解炭黑粒子表面性 能，有較多的機構在研究廢舊輪胎裂解炭黑表面 活化改性的突破方向和活化改性方法、改性劑的 選擇等技術。但由于裂解炭黑表面包覆的那層物 質會嚴重影響其改性效果，改性劑并沒有緊密地 與炭黑界面相結合，而是被這層物質相隔離，橡膠 分子鏈還是不能與“炭黑”有較好的結合。
※研究降低高灰分含量的有效措施
廢輪胎裂解炭黑的灰分都很高，可達到 15% 以上，灰分含量也是對其應用性能產生嚴重影響 的主要因素之一。進一步探索能夠有明顯效果的 灰分分離或部分脫出的工業(yè)化技術措施。
※裂解炭黑產品分類設計
① 廢舊輪胎(原料)分類分級：載重(大)車胎—胎冠;—胎側;—整胎;
乘用(小)車胎—胎冠;—胎側;—整胎;
其它(白炭黑或其它填料過多的廢輪胎)—磨粉
② 裂解炭黑分類分級：輪胎用--補強性能接 近 N660，質量穩(wěn)定—40-60%;
塑料色母抵擋顏料—低篩余物，—30-35% (總量占比);
填料—(橡膠)填充料或鋪路瀝青填料—10- 30%
7? 結束語
廢舊輪胎對自然環(huán)境及人的生命健康造成的 巨大威脅顯而易見，由廢舊輪胎帶來的環(huán)境和社 會問題已不容忽視。如何有效地處理大量的廢舊 輪胎，是我國建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會面 臨的一個重要的環(huán)境與社會問題。
實現廢舊輪胎無害化處理和資源回收利用， 必須要從公益性與社會責任層面考慮問題，面對 目前廢舊輪胎回收處理過程中所存在的一系列問 題，需要國家政策支持，需要相關行業(yè)共同努力做 好以下工作。
① 行業(yè)技術融合，實現規(guī)范化
加強行業(yè)交流與合作，逐步建立行業(yè)規(guī)范、生 產工藝標準、環(huán)保要求以及產品質量標準等，實現 廢輪胎處理行業(yè)的規(guī)范化，為爭取國家政策支持 打好基礎。進一步制定針對不同種類廢輪胎的綜 合處理方案，達到資源的合理配置和效益最大化， 合理解決我國廢舊輪胎累積量逐年增加的現狀， 并且在徹底解決污染問題的同時創(chuàng)造出更多的社 會財富。
② 技術先進，運行規(guī)范
淘汰落后的、污染的以及無法正常生產的工 藝路線和設備，打擊非法煉油 和污染型作坊企業(yè)， 宣傳和推廣先進的工藝路線和設備，通過政策支 持和保護真正可以保證各項節(jié)能環(huán)保指標及產品 質量，并且成功實現產業(yè)化運營的循環(huán)利用企業(yè)。 從廢舊輪胎的回收源頭進行行業(yè)的整頓和監(jiān)管， 廢舊輪胎回收渠道規(guī)范化建設，要規(guī)范和控制廢 舊輪胎收購價格和分級分類回收處理。
③ 全產業(yè)鏈協同發(fā)展
未來從事廢輪胎綜合處理的企業(yè)，其主體責 任將貫穿產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)，包括廢輪胎的回收、綜合 處理、資源及能源回收利用，產品應用市場等，進 而發(fā)展為與輪胎生產企業(yè)、橡膠制品企業(yè)、炭黑生 產企業(yè)以及石化企業(yè)緊密合作，形成一種閉環(huán)的 大產業(yè)集群模式。在全國范圍內建設廢輪胎綜合 利用產業(yè)基地，逐步達到規(guī)模效應，形成廢輪胎區(qū) 域化集中處理的產業(yè)格局，帶動下游產品深加工 及應用市場。
④ 資源再生和循環(huán)利用，減少碳排放
開發(fā)并采用先進的廢舊輪胎裂解工藝技術，用高品質裂解炭黑來替代部分常規(guī)炭黑的使用。 裂解炭黑屬于廢舊物資再生利用，用裂解炭黑每 替代1噸常規(guī)炭黑大約可減少碳排放3噸，如果輪 胎行業(yè)每年能夠應用50萬噸“再生”的裂解炭黑， 可減少碳排放約 150 萬噸。
參考文獻
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[3] 董大偉.廢輪胎循環(huán)再生利用途徑及高質化再生利用 全產業(yè)鏈發(fā)展的建議.
