废橡胶与废轮胎的生产、处理及利用

废橡胶与废轮胎的生产、处理及利用废橡胶的生产据国际橡胶研究组织统计，年我国胶消费量达到了万，首次超过美国成为世界橡胶消费第一大国；美国们居第二，为万，；日本第三，为182。.橡7，胶制品中，轮胎的消费增长非常快，200年1轮胎产量超过1亿条，200年2，我国各种汽车销售量达到34万辆，汽车市场规模已经世界第四，预测到202年0我国将成为世界最大的汽车市场。这也说明我国在成为世界最大的橡胶制品生产国及消费国的同时，也将成为世界上最大的废胶产生国。据统计，200年2全国废橡胶产生量约19万5，估算200年4废橡胶产生量约22万0，但是实际上很多废橡胶是没有统计的，实际数量还要商。我国废旧轮胎的产生量将越来越多，每年产生废旧轮胎近500万0条，随着轿车迅速进入家庭，汽车的销售量不断增加的同时，废旧轮胎产生量也将为断增加。废橡胶制品以废旧轮胎为最多，其次为鞋底，管、带、内胎、密封件、垫板等橡胶杂品，废旧轮胎的主要来源主要在于城市，以北京为例，北京市的生产、生活用车以及公共、出租、农用等汽车总数超过30万0辆，按照平均每年每辆车报废两个轮胎，每只轮胎平均15计算，那么，北京市每年产生约9万，废轮胎。大量的废橡胶若不及早处理，既污染环境又浪费资源，将会对环境造成很大的压力，废橡胶属于热固性聚合物材料，在自然条件下降解缓慢，废橡胶的堆积占用土地，污染环境，废轮胎堆积在一起还会滋生蛀虫，不但损害居民健康，而且易引起火灾，尽管废橡胶在固体废物总量中所占比例较小，却是固体废物处理的主要问题之一。因此，对废橡胶和废旧轮胎进行回收利用和妥善的处理处置越来越引起社会各界的关注。七、我国废橡胶利用的总体状况利用废橡胶可以节约生产合成橡胶所消耗的大量原油，或者作为橡胶和塑料的填充材料，或者单用胶粉生产橡胶制品，在能源相对紧缺的今天，利用废橡胶具有重大的意义，我国是一个生胶资源相对短缺的国家，几乎每年有45左%右的生胶消耗量需要进口，寻找橡胶原料来源及其代用材料是十分迫切的任务，废橡胶利用是将废弃的轮胎管带、工业橡胶制品、胶鞋以及橡胶厂废料等经过回收、加工进行利用，我国废橡胶的利用率约为50，%低于发达国家水平，因此，利用废橡胶对缓减自然资源中足的矛盾、减少环境污染、改善环境具有重要意义。废旧轮胎主要化学成分是天然橡胶和合成橡胶，还含有许多其他物质，如苯乙烯、丁二烯、丁基、异氧聚丁二烯，玻璃纤维、聚酯、锌氧化物、硬脂酸、硫磺、金属、色素、炭黑等。它们是可再利用的资源，我国目前有轮胎翻新企业约50家0，年翻修旧轮胎40多0万条，再生胶企业多家，年产再生胶近万，废旧轮胎生产胶粉的企业近家,年产胶粉不足万，可利用废旧轮胎约万一万条，节约了大量的橡胶资源。八、废橡胶利用主要方法废橡胶的利用大体可以分为简单利用、再生利用和热利利用三种简单利用中包括对废轮胎进行复原性的加工，使之恢复原有用途的翻新轮胎和原型直接利用。再生利用足将废轮胎制成再生胶或胶粉。热利用分高温分解和直拔燃烧两类，高温分解是将废轮胎催化剂作用下经热裂解得到混合油、热解气及炭黑等，多种干馏分解物，直接燃烧是将废轮胎作为燃料接加以利用。直接利用未来处理的轮胎经组合装设后，可甑接应用于海岸防波、边坡防崩、人工鱼礁、水土保持材、护舷、航标灯塔、浮动码头等，也可以以直接铺设在垃圾填埋场底部的防渗膜上作为保护层，还可以简单改造后作施工用泥桶、体育游戏器材、道路垫、轨道缓冲材、牧场栅栏等。由于这些利用不需要高深技术，实行起来比较容易，但是这类利用须迁就于地点的选择，使用量非常有限，对解决大最废橡胶、废轮的利用问题只能起到较小的作用。（2轮）胎翻新翻新是将废旧轮胎已经磨损的、不能使用的废旧轮胎的外层削去粘贴上胶料，再进行硫化，即可得到能够重新使用的翻新胎。在使用、保养良好的条件下，一条轮胎可以翻新多次，具体来说，尼龙帘线轮胎可翻新2一3次，钢丝子午轮胎可翻新36次每翻新一次，可重新获得相当于新轮胎寿命60一90的使用寿命，平均里程大约为万一万，通过多次翻新，至少可使轮胎的总寿命延长倍，即一条轮胎经过多次翻新后起码相当于23条轮眙。而翻新一条废旧轮胎所消耗的原材料只相当于生产一条同规格新轮胎的%，价格仅为新轮胎的。翻新轮胎一方而保持了轮胎的原始物性和形状，耗用的能源和人工都较少，却达到了物尽其用的目的，所以被普遍认为是废旧轮胎最有效旧利用方法，另一方面，其他综台利用方法，譬如生产再生胶、胶粉、热分解、热能利用等均或彩或少在能源消耗、成本、污染方面存在一些问题，相比之下，废旧轮胎翻新具有明显的优势，所以备受重视。美国60%以的废旧轮胎得到翻新，欧共体规定200年0废旧轮胎的25%必须得到翻新。我国与先进国家相比虽然存在较大的差距，翻新的废旧轮胎还不到10%，但已尼有了长足的进展，现在全国各部门的轮胎翻新企业有50多家，年翻修旧轮胎能力约100万0条，从业人员约万人，总资产近百亿元，一年的年间共翻新轮胎约亿条，相当于节约橡胶多万，价值多亿元。()生产再生胶再生胶是指废旧橡胶经过粉碎、加热、机械处理等物理化学过程，使其弹性状态变成具有塑性和黏性的能够再硫化的橡胶。20世纪8年代末以来，发达国家已从再生胶的生产转入胶粉活化改性或精细胶粉的直接利用，而我国用废橡胶生产阿牛胶是主要的利用方式，目前再生胶占5,活化胶粉和精细胶粉占。，远落后于发达国家。我国现在再生胶企业近50家0，产量达30万，居世界首位，我国人大多采用传统的油法和水油法生产工艺，由于这两种工艺流程长、能耗高、污染重、效益低，国外已经不再采用，而是被高温高压法(如旋转搅拌脱硫)、微波脱硫法等工艺所代替，后者基本上是干法脱硫，污染少，产品质量好，是今后再生胶生产的发展方向。随着微波脱硫技术的突破和其他新技术开发，有可能向橡胶工业提供物美价廉的再生胶。在橡胶制品中掺用再生胶有利于合成橡胶的加工，再生胶可直接通知适当配方硫化加工成多种橡胶制品，应用于各领域，其用量最大的是掺用于生胶以降低成本、改善混炼胶的加工性能，掺用量根据制品的要求而不同，一般轮胎的掺用量为生胶的5%以下，人力车胎为10，%胶鞋和一般工业制品可达40%50。%（4）生产胶粉通过机械方面将废橡胶粉碎后得到的粉末状物质就是胶粉，与再生胶相比，胶粉无须脱硫，所以生产过程耗费能源少，工艺较再生胶简单得多，不排放废水、废气，而且胶粉性能优异，用途极其广泛。通过生产胶粉来同收废旧轮胎是集环与资源再利用于一体的很有前途的方式，这也是发达国家摒弃再生胶生产，将废旧轮胎利用重点由再生胶转向胶粉和开辟其他利用领域的主要原因，制造胶粉有望成排在翻新、热能利用之后的第三大途径，胶粉的生产工艺有常温粉碎法、低温冷冻粉碎法、水冲击法等。1、预处理废旧橡胶制品中一般会有钎维和金属等非橡胶骨架材料，加之橡胶制品种类繁多，所以在废旧橡胶粉辟前部都要进行预先加工处理其中包括分拣、去除、切割、清洗等加工，对废旧橡胶还要进行检验、分类，不同类别、不同来源的废橡胶及其制品按要求分类，最理想中采用回收管理循环方法，根据废胶来源有目的地进行处理。对于废轮胎这类体积较大的制品，则要去除胎圈，亦有采用胎面分离机将胎而与胎体分开。胶鞋主要回收鞋底，内胎则要去除气门嘴等。经过分拣和去除非橡胶成分的废橡胶，由于长短不一，厚薄不均，不能照接进行粉碎必须对废橡胶切割。废橡胶特别是轮胎、胶鞋类制品，由于长期与地面接触，夹杂着很多泥沙等杂技，则应先采用转桶洗涤机进行清洗，以保证胶粉的质量。2、低温冷冻粉碎法低温冷冻粉碎工艺有两种：一种是低温冷冻粉碎工艺，另一种是低温和常温并用粉碎工艺，前者是利用液氮为制冷介质，使废橡胶深冷后用锤式粉碎机或辊简粉碎机进行低温粉碎，微细橡胶粉生产线即是采用后一种方法进行生产的。利用液氯深冷技术把废旧轮胎加工成80日以上的微细橡胶粉，其生产过程中的温度、速度、过载均为闭环连锁微机控制，对环境无污染。该生产线的生产全过程均采用以压缩空气为动力的送料器和封闭，除废旧轮胎投入和产品包装时与空接触外，全线均为封闭式管道输送。另外，由于采用冷冻法生产，无高温气味，所以不产生二次污染。并通过微细胶粉和粗粉的热交换过程达到了充分利用能源、降低能耗即降低产品成七的目的。（3）常温粉碎法废橡胶经过预加工后进行常温粉碎，一般分粗碎和细碎。目前我国的再生胶工厂中常采用两种粉碎方法，一种是粗碎在同一台设备上完成，另一种是粗碎和细碎在两台不同志设备上完成。粗碎和细碎同时进行方式，进行该操作的两个辊筒其中一个表面带有沟槽，另个表面无沟槽，即主沟光辊机，首先通过输送带将洗涤后的胶块送入两辊筒间进行破胶，然后将破碎后的胶块和胶粉落入设桥底部的往复筛中过筛，达到粒度要求的从筛网落下，通过输送器入仓：未达到要求的胶块，通过翻料再进入辊机中续进行破碎。粗碎和细碎在两台设备上进行的方式：精碎在两只辊筒表面都带有沟槽的沟辊机上进行，粗碎过的胶块大小一般在一，然后进入光辊细碎机上进行细碎，其粒度一般为一（一目）,胶粉工厂粉碎设备与传统的再生粉碎设备不同，都是专用的废橡胶破碎机、中碎机、细碎机。（）胶粉的利用由于胶粉的应用范围日益扩大，胶粉行业发展很快。将胶粉掺入胶料中可代替部分生胶，降低产品成本，活化胶粉或改性胶粉可用来制造各种橡胶制品，如汽车轮胎、汽车配件、运输带、挡泥板、防尘罩、鞋底和鞋芯、弹性砖、圈和垫等，胶粉硫化后可模压直接加工成力学性能要求不高的各类垫片和吸音材料；将胶粉、沥青、同效乳化剂在一定温度下进行搅拌乳化可以生产水乳型防水涂料；与沥青或水泥混合，用于公路建设和房屋建筑；与塑料并用可制作防水卷材、农用节水渗灌管、消音板和地板、水管和油管、包装材料、框架、周转箱、浴缸、水箱、制作涂料、油漆和黏合剂，生产活性炭等。1、胶粉在轮胎翻修中的应用从199年0以来，活化胶粉在天津、河南、辽宁、青岛等20多个轮胎和翻胎厂，在载重、轻型载重、工程和农用4个系列的轮胎胎冠、胎侧、基部、内层4个胶料，使用量分别为|：载重胎5%10的%重量，农用胎15%30的%重量、工程胎7%25的%重量，硫化胶粉能有效地改善胶料的动态性能，提高轮胎外观合格率，对轮胎实际行驶里程，轮胎的单耗和使用寿命可分别提高15%30和%4%10。%2、胶粉生产彩色地砖用胶粉生产的彩色弹性地砖无毒辣、无污染、防滑、防霉、防火、耐磨、轻质、抗老化，吸收冲击能力强，具有适合人行走、运动所需的最佳摩擦系数，不仅外观典雅，脚感舒适，而且成本较低，铺设方便，可广泛用于广场、公园、人行通道、体育场、泳池、家庭卫生间、露台、微机房以及共他各种器械运动场地和公共场所的地面铺设，在未来的城镇道路和公共场馆建设中，这种新型地砖将广泛使用。3、胶粉与沥青共混得到改性沥青胶粉与沥青共混得到改性沥青，将其用于公路建设是世界各国的重点发展方向，胶粉掺入到沥青中，可提高沥青的韧性，而且由于能够吸收沥青中的油蜡，减少了游离蜡含量，从而使沥青对温度的敏感下降，用胶粉改性沥青铺设的路面比普通沥青路而更耐用，低噪声、产生裂纹少，耐候性更好，寿命长，严寒天气不易结冰，例如：用胶粉改性沥青铺设一条双向高级公路，每公里路面可消耗1万条废旧轮胎制成的胶粉，从20世纪90年代开始，以美国为首的西方国家纷纷以立法形式，鼓励或强制在公路修建中使用胶粉，美国国会于19年通过的陆上综合运输经济法案（）就明文规定，从年起凡用联邦拨款采购热拌沥青混合料的，其中5%的拨示必须用采购胶粉改性沥青，以后每年递增5，%到199年7增加到20，%该法案出台后，从根上推进了胶粉在公路修建中的应用，到20世纪末，美国铺设的胶粉改性沥青路面已超过1.万1km，此外日本、俄罗斯、加拿大、瑞典、韩围、芬兰等亦已成功地将胶粉改性沥青用于修建高速或咼等级公路。近年来，我国每年修建公路需消耗多达万万的沥青，公路维护保养所消耗沥青还不包抱在内.若在沥青掺入的胶粉,则每年可消耗万一万胶粉。其效果是既不用进口昂贵的改性沥青,又疏通了胶粉的消费渠道,使国内自有资源得到充分利用,扶持了胶粉企业的发展，促进了废旧轮胎的回收利用。(6)废橡胶的热分解和热能利用热分解就是用高温加热废橡胶，促使其分解成油、可燃气体、碳粉热分解所得的油与商业燃油特性相近，可用于直接燃烧或与石油提取的燃油混合后使用，也可以用作橡胶加工软化剂。热分解所得的可燃气体主要由氢和甲烷等组成，可作燃料使用，也可以就地燃烧供热分解过程的需要。热分解所得的碳粉可代替炭黑使用，或经处理后制成特种吸咐剂。这种吸符剂，尤其是水银等有毒金属有极强的滤清作用，但是，热分解过程序不能产生新的污染，要防止在不符合环保要求的设施中进行处置，不能使用落后的工艺和设备。废旧轮胎是一种高热值材料，其每公斤的发热量分别比木材高%、比烟煤咼、比焦炭咼。热能利用就是用废旧轮胎代替燃料使用，一是直接燃烧回收热能，此法虽然单，但会造成大气污染，不宜提倡；二是将废旧轮胎破碎，然后按一定比例与各种可燃废旧物混合。配制成固体垃圾燃料，供高炉喷吹代替煤、油和焦炭，供水泥回转窑代替煤以及火力发电用。热分解和热能利用是目前能够最大量地消耗废旧轮眙的途径。八、利用废橡胶制炭黑和燃料油的实例1、基本原理废旧轮胎经粉碎分离出废旧钢丝后得到废橡胶。废橡胶在一定的温度、压力和催化剂作用下发生催化裂解反应，使分子量为万万的高分子橡胶烃键断裂，裂变成小分子一结构化合物，重新形成一的气态烃混合物。橡胶硫化时添加的炭黑又重颏游离出得到炭黑产品。()工艺流程把废轮胎或边角制经粉碎机粉碎、搓切、磁选分离后，得到废旧钢丝和废的橡胶颗粒，废橡胶提升至料仓，经加料机入裂解炉，废料裂解气经旋风分离和高温过滤去除爽带的状黑粉尘入分馏塔冷凝得到中油和重油产品，不凝气经罗茨风机送气柜稳压后入燃烧炉燃烧，所产生高温烟气循环相裂解炉间接供热，烟气余热充分利用打至小于C时排入大气，用不完的气体进入余气燃烧室，裂解残渣即炭黑，被螺旋状搅拌叶片推送经排渣口排出，与气固分离所得炭黑一起深加工，成为符合橡胶行标准或其他行业要求的产品，（）技术特点1高效裂解催化因为橡胶硫化刚通常需添加2左右的硫磺作硫化制，所以，废旧橡胶裂解产品中通常含硫、含氧或含氮的化合物均具有极难闻的臭味，因此，开发的复合催化剂，添加某种元素，使橡胶中的硫在催化裂解过程中生在成较稳定的无机物、从而降低有机硫的含量达到油品降低臭味的目的。2新型裂解炉新型裂解炉的特点是连续进料、连续分解、连续排渣、连续稳定运行。该_型袋解炉由裂解褙和燃烧炉两部分组成，其燃烧炉使用的烧嘴为油气两用。采用高温烟气循技术及对空气预加热技术，可降低能耗20左%右，开炉前，先用燃料油加热，正学生产时，由自身产生的裂解燃荆气为自身提供热量，其热效利用状况非常好，更加解决了热裂解过程中裂解燃料气列环境的污染，改变了通用热解技术燃气无组织排放状况，在技术上实现了突破。裂解槽使用型结构，使橡胶颗粒在裂解过程没有反应死角，料与催化剂及辅助添加剂充分混合，同时保证了油汽在槽内的密封效果和物料推进，搅拌效果，使反应彻底连续进行，提高了传热效率，节能效果明显。3、高温气固分离系统废轮胎裂解原有的气固分离技术采用是旋风分离和集尘箱技术.运行一左右，油气中的炭黑尘埃在油品分流冷凝过程中黏结在油气管道内壁，阻塞油气通道，使生产不能连续进行，并且使油品颜色变黑。本项目拟利用高效高温气固分离技术，采用高温脉冲发生器在线脉冲清灰，实现生产过程的连续化，同时提纯了油品透明度。提升其产品售价。采用催化剂裂解燃料气作为反吹气源，取代传统的氮气，克服氮气与高温油气形成氮氧化物的缺陷，并阻降低了生产成本，简化了操作系统。