裂解炭黑是指通過熱裂解工藝，將廢舊輪胎、廢塑料或廢橡膠等含碳有機物在高溫、無氧或微氧條件下熱解，所生成的固體碳質殘留物，經過磁選、研磨、篩分等后處理工序，回收獲得炭黑產品。
咱們先暫且不提裂解炭黑在輪胎中的作用，先來聊聊它的生產過程(適用于預先破碎處理的工藝路線)。
去除輪轂：
使用專門的輪胎拆解機，通過機械力將輪胎從輪轂上剝離下來。這種設備通常具有強大的夾持和拉伸功能，能夠快速、有效地將輪胎與輪轂分離。
輪胎切塊：
將完整的廢輪胎切割成合適大小的塊狀，以便后續處理和進入裂解設備。完整的廢輪胎體積較大，直接進行裂解處理效率低下，且不利于裂解反應的均勻進行。通過切塊，可以增加輪胎與裂解介質的接觸面積，提高裂解效率。
輪胎破碎：
將預處理后的輪胎塊進一步粉碎，破碎過程中橡膠、尼龍纖維、鋼絲會被撕裂并部分分離。同時輪胎也被處理成適合熱裂解爐進料的大小，提高熱效率和反應均勻性，防止出現熱解不充分或熱橋問題。精細破碎，一般采用雙軸破碎機將胎塊破碎為5–10 cm的小塊;
磁選分離鋼絲：
磁選效率通常大于95%，將精細破碎后的輪胎塊輸送到磁選機的輸送帶上，當輪胎塊經過磁選機的磁場區域時，鋼絲會被磁力吸附在輸送帶上，而輪胎塊則繼續向前輸送，從而實現鋼絲與輪胎塊的分離。分離出來的鋼絲可以進行回收再加工，用于制造其他金屬制品，實現資源的回收利用。
進料反應：
經過預處理的廢舊輪胎通過進料口進入反應釜，燃燒器開始對反應釜進行加熱，反應釜保持旋轉以保證廢舊輪胎均勻受熱。在這個過程中，輪胎顆粒中的高分子聚合物(如橡膠)會發生熱分解反應，斷裂成較小的分子鏈，生成燃料油、炭黑和可燃氣等產物。
產物收集與分離：
廢舊輪胎裂解后可得到三種產物：可燃氣體、燃料油和炭黑等。
●炭黑收集：炭黑是裂解的主要固體產物，含量約30–40%;原始裂解炭黑為粉末狀或塊狀，含有雜質(如灰分、少量鋼絲、重金屬)。直接產出的粗炭黑，一般替代燃料使用，市場價格較低。而經過精制磨粉之后的炭黑可以重新用作輪胎、輸送帶等橡膠制品的補強劑和填充劑，提高橡膠的強度。
●燃料油收集：燃料油是廢輪胎熱裂解的核心高附加值產品之一 ，通常產率為 35–50% 。熱裂解生成的油氣通過氣體通道輸送至冷凝系統，不同溫度下可分級回收輕質油、重質油。冷凝系統一般采用多級冷卻方式，以提高燃料油的回收率。
●不可凝的氣體處理：則經氣體回收裝置收集至可燃性或其他儲存罐中，作為燃料供應至加熱系統的燃燒器中。加熱系統中燃燒器產生的煙氣，一般經過脫硫脫硝裝置進行凈化處理，最終達到氣體排放的環保要求。
●裂解炭黑再深加工：提高炭黑附加值，使其滿足橡膠、電纜、塑料、涂料等高端行業需求。通過研磨/超細粉碎，造粒，雜質去除等過程。
通過上述過程可以獲得兩種不同用處的裂解炭黑，一種是粗炭黑一種是精細炭黑。
粗炭黑：粗炭黑是裂解反應直接得到的固體產物，顆粒大小不一，通常含有一定量的焦油、灰分和金屬雜質(如鋼絲殘留)。為提高其燃燒效率和便于儲運，需先進行粉碎、磁選與篩分處理，將其粒徑控制在50–200目 之間。隨后，利用壓塊機將其加工成圓柱形或方塊狀燃料塊 ，這樣可以提高粗炭黑的堆積密度，便于儲存、運輸和燃燒。
精細炭黑：精細炭黑通常是在粗炭黑的基礎上，通過進一步的加工處理(如研磨、酸洗、活化等)得到的。精細炭黑可以部分替代商業炭黑，用于輪胎、橡膠密封件、橡膠輸送帶等對炭黑品質有一定要求的橡膠制品中。
裂解炭黑對綠色輪胎的貢獻
資源循環利用：裂解炭黑通常是通過廢舊輪胎等橡膠制品的裂解工藝得到的。廢舊輪胎如果得不到妥善處理，會造成嚴重的環境污染和資源浪費。而將其裂解生產炭黑，實現了廢舊資源的循環利用，減少了對原生炭黑生產所需資源的依賴，符合綠色輪胎在資源可持續利用方面的要求。例如，每回收利用1噸廢舊輪胎，大約可以生產出0.3 - 0.4噸裂解炭黑，同時減少了對石油等不可再生資源的消耗。
降低碳排放：原生炭黑的生產過程需要消耗大量的能源，并會產生一定的溫室氣體排放。相比之下，裂解炭黑的生產可以利用廢舊輪胎中的能量，在一定程度上降低了能源消耗和碳排放。以生產1噸炭黑為例，原生炭黑生產過程中的碳排放量可能比裂解炭黑高出數倍。
熱解油(TPO) 生產炭黑的發展
此外，從廢輪胎裂解過程中提取裂解油以用于生產高品質工業炭黑的技術尚未成熟，只有少數炭黑企業具備相關核心技術。
案例：
●歐洲某知名炭黑企業宣稱布達成一項重要供貨協議。憑借合作方提供的廢輪胎熱解油(TPO)，該企業成功實現可持續炭黑的生產，并宣稱自己是全球唯一一家以 100% TPO 為原料生產循環炭黑的企業。該公司還證明，這種循環炭黑可在許多應用中替代傳統炭黑。
●無獨有偶，我國一家知名炭黑企業也在今年傳來新動態。該企業正積極投身于提升以 TPO(熱裂解油)為原料的生產能力建設。目前，企業已完成 25% TPO 混合比例的試產工作，并對成品進行了全面測試。按照規劃，預計在今年年底前，將成功實現 100% TPO 生產可持續炭黑的目標。
結語
廢舊輪胎裂解作為一項極具潛力的資源化利用技術，在解決環境問題與實現資源循環利用方面意義重大。盡管當前該技術仍面臨一些挑戰，但隨著科研投入的不斷加大、技術創新的持續推進以及政策支持的逐步完善，未來廢舊輪胎裂解技術必將迎來突破性發展。我們有理由相信，它將實現更高效、更環保的裂解過程，生產出更高品質的炭黑產品。
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