Page 87 - 《橡塑技术与装备》2020年1期（1月上半月橡胶）

环保节能与安全
乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶。
新型合成树脂 ：聚氯乙烯、聚乙烯、高苯乙烯、
乙烯酷酸乙烯共聚物、氯化聚乙烯、聚氨酯等。
橡塑并用类 ：丁腈橡胶与聚氯乙烯并用改善 NBR
的强度 ；顺丁橡胶与高密度聚乙烯 (HDPE) 并用改善
BR 生胶的冷流性、提高硫化胶的强度、模量和硬度
等性能 ；乙烯 - 醋酸乙烯酯共聚物 (EVA) 与甲基乙烯
基硅橡胶 (PMVS) 并用增强 PMVS 的物理机械性能等。
橡胶厂生产过程中产生的边角余料及废品。
1.2 废橡胶的危害
废橡胶使用后弃于环境中主要有两类危害 ：一类
为对景观环境的污染 ；另一类为对生态系统的危害。
废橡胶的主要产品为废轮胎，大量堆积于城市、
居民区等会给人们的视觉带来刺激，到处一大片一大
片的黑色，影响景观的整体美感 [9] 。
废橡胶对生态系统的危害主要是对动物、水体和
土地系统的危害 ：长期堆积的废橡胶由于难自然降解，
一方面会滋生细菌产生有害气体 ( 刺鼻 )，给人体 ( 动
物 ) 带来伤害，危害居民健康 ；另一方面会占用土地，
并使其丧失原有的酸碱平衡，失去生长植物的能力，
而且还会污染水质 [10~12] 。
1.3 废橡胶热裂解的意义
随着全球橡胶工业的发展，橡胶的消耗量正在逐
年增加，2016~2018 年橡胶消耗量 ( 见表 1)。
表 1 橡胶消耗量
国别 2016 年 / 万 t 2017 年 / 万 t 2018 年 / 万 t 同，工艺也有所不同，有制备燃料油的工艺、制备炭
中国大陆 914 943
印度 174 167
美国 269 283
世界 2 721 2 827
由表 1 可知， 2016 年世界橡胶消耗量为 2 721 万 t，
其中中国就消耗 914 万 t，到 2018 年就达到 2 937 万
t( 中国 965 万 t)。才两年就增长了 7.94% （中国 5.58%），
如此庞大规模的橡胶产品用量，在其服役期完成过后，
肯定会形成大量的废弃物。
废橡胶是为人们所公认的工业垃圾。现在废轮胎
回收再度利用主要涵盖以下几个方面 ：改制原型重新
启用，这个其主要是指旧轮胎生产成再生胶粉或者轮
胎的翻新。但因橡胶工业技术的快速发展，高品质、
低价位的合成橡胶致使再生胶以及旧胎翻新市场变得
夹缝中求生存。同时，作为道路沥青的配料 - 再生胶
粉也因为成本较高无法在市场中无法应用。焚烧废旧
轮胎以及其他聚合物废弃物的形式获取电力、蒸汽等
年
2021 第 47 卷
康永·废橡胶热裂解技术现状及发展方向
能量，虽然能使废旧轮胎得到一定的处理，但其具有
较低的资源利用率 [13] 。从聚合物废旧物利用的角度来
看，热裂解不但能回收能源，且可以获得附加值较高
的产物。所以普遍认为热裂解方式是一种效率较高的
处理方案，主要是因其可产生烃类化合物、炭黑以及
热值较高的燃气。故国内外陆陆续续进行了关于橡胶
热裂解方面的课题研究和实际工业中进行探索工作。
之所以橡胶裂解受到重视，是因为废旧橡胶制品再利
用已是各国面临的一个重要环保问题，尤其作为废旧
橡胶制品热裂解产物的二次利用 [14] 。
由上述分析而言，废旧橡胶热裂解技术的开发具
有三个方面的重要性 ：在热裂解的工艺过程中，深度
分析各种橡胶制品的热稳定性，则可完善该制品的成
型加工和其使用的温度条件，同时可选用相应的办法
来提升其热稳定性 ；通过橡胶制品的热裂解产物可以
剖析出橡胶的化学结构。类似于橡胶网状结构，便可
为改性橡胶做好实验依据 ；通过裂解产品再度利用，
使资源循环利用，能缓解资源紧张现状。
2 废橡胶热裂解的工艺
2.1 热解工艺
废旧轮胎经过清洗、切片或粉碎后在原料库中进
行磁选。分离出废钢丝和少量的废纤维。其余物质干
燥预热后送入热反应器中。在水蒸汽或氮气等惰性气
体保护下，进行热分解反应。根据锁定目标物质的不
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181 黑的工艺和制备燃料气的工艺 [15] 。
279 （1）制备燃料油的工艺。若锁定目标物质为燃料
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油，则工艺可将生成的气态烃和炭残渣作为热解炉燃
料。使废胶块热解。并采用减压法将油、气迅速分离。
（2）制备炭黑的工艺。可以将油及炭黑作为产品
考虑。此时应解决从炭残渣到炭黑的转变。即从固体
回收系统的物质经磁选除去废钢渣后，再经细磨、酸
洗、过滤、烘干后得炭黑产品。
（3）制备燃料气的工艺。单纯制备燃料气的工艺
比较少见。因为气体产生量只占总产量的 4％ ~11％，
炭残渣占 37％ ~40％，油品占 55％。热解生成的气体
经过冷凝，进一步加工可获得合成气。如日本有人将
废轮胎与 5％ ~200％的含炭固体燃料共同作用生产气
体，美国的研究人员将热解工艺与 Texaco’s 工艺相连
接，直接产生纯净的氢气。具体的热裂解方法有以下
几种。
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