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“綠色發(fā)展是高質(zhì)量發(fā)展的底色,新質(zhì)生產(chǎn)力本身就是綠色生產(chǎn)力?!苯陙?,群峰重工貫徹落實“6G”綠色發(fā)展理念,致力于成為綠色制造的領(lǐng)跑者。
隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展,廢舊輪胎產(chǎn)量越來越多,作為工業(yè)有害廢棄物,它會對自然環(huán)境和植被生長都造成破壞。中國作為世界人口大國,橡膠消耗量也是巨頭。在提倡低碳經(jīng)濟的時代,因此再生膠應(yīng)運而生,充分利用我國的橡膠再生資源,緩解橡膠資源短缺,保護生態(tài)環(huán)境,走循環(huán)經(jīng)濟之路,對我們國家來說具有深遠的戰(zhàn)略意義。
廢橡膠綜合利用是橡膠行業(yè)上下游完整產(chǎn)業(yè)鏈中的重要一環(huán),也是橡膠行業(yè)全生命周期綠色可再生循環(huán)利用中不可或缺的一步。在當前我國“3060碳達峰碳中和”的大背景下,廢橡膠綜合利用分會還有很多工作可以做,行業(yè)也有很大的潛力可挖,希望行業(yè)企業(yè)廣泛團結(jié),進一步推動行業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。
廢舊硫化橡膠再生技術(shù)原理
廢舊硫化橡膠經(jīng)過粉碎、加熱、機械處理等物理化學(xué)過程,將其從彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變成具有塑性和粘性的、能夠再硫化的橡膠。廢橡膠的再生過程叫“脫硫”, 這是與硫化反應(yīng)相反的一個反應(yīng)過程, 但是并不是把硫化膠中的結(jié)合硫與橡膠分子分開,也沒有使橡膠分子的結(jié)構(gòu)完全恢復(fù)到生膠狀態(tài),而是使硫化膠部分降解,破壞原有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),從而使硫化膠可塑性得到一定恢復(fù)。再生過程的實質(zhì)是在熱、氧、機械作用和再生劑的化學(xué)與物理作用等的綜合作用下 ,使硫化膠網(wǎng)絡(luò)破壞降解 ,斷裂位置既有交聯(lián)鍵 ,也有交聯(lián)鍵之間的大分子鍵。從脫硫機理來看, 脫硫擠出機則實現(xiàn)兩區(qū)段短時間(2-3分鐘)脫硫,前段是高溫氧化斷鏈,溫度可達240℃以上,實現(xiàn)高溫氧化再生;后段是機械低溫剪切,強制斷鏈,實現(xiàn)低溫機械力再生。同時,少量再生劑的使用加快了再生過程的進行。
廢輪胎的循環(huán)利用方法
廢輪胎熱解
在群峰重工(Peaks-eco)獨特的專利熱解工藝中,以環(huán)保的方式獲得了輪胎的二次原材料。
在群峰重工熱解裝置中,橡膠顆粒在沒有氧氣的情況下被分解成其他有價值的二次原料:用于橡膠和塑料工業(yè)的焦炭或rCB(回收炭黑),用于化學(xué)工業(yè)的原油和天然氣。在我們的輪胎熱解廠中,獲得的氣體在熱電聯(lián)產(chǎn)裝置中轉(zhuǎn)化為電能。這使得整個回收廠的能源自給自足。
廢輪胎熱解是在缺氧或情性氣體中進行的不完全熱降解過程,可產(chǎn)生液態(tài)、氣態(tài)烴類化合物和碳殘渣,這些產(chǎn)品經(jīng)進一步加工處理能被轉(zhuǎn)化成具有各種用途的高價值產(chǎn)品。
熱解技術(shù)是一種已有很長歷史的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù),大量應(yīng)用于木材、煤、重油、油母頁巖等燃料的加工處理。木材通過熱解干餾可得到木炭;以焦煤為主要成分的煤通過熱解碳化可得到焦炭;氣煤、半焦通過熱解汽化可得到煤氣;重油可進行熱解汽化處理;油母頁巖通過低溫?zé)峤飧绅s可得到液體燃料產(chǎn)品。在以上諸多工藝中,以焦爐熱解碳化制造焦炭的技術(shù)最為成熟,應(yīng)用范圍最廣。
雖然熱解技術(shù)很早就在煙煤生產(chǎn)焦炭方面得到成功應(yīng)用,但對于城市固體廢物進行的熱解技術(shù)研究,直到20世紀60年代才開始得到關(guān)注和重視,到了70年代初期固體廢物的熱解處理才得到實際應(yīng)用。固體廢物經(jīng)過熱解處理,除可得到便于貯存和運輸?shù)娜剂虾突瘜W(xué)產(chǎn)品外,在高溫條件下所得到的炭殘渣還會與物料中某些無機物與金屬成分構(gòu)成硬而脆的惰性固體產(chǎn)物,使其后續(xù)的填埋處理作業(yè)更為安全和便利。
實踐證明,熱解處理是一種有發(fā)展前景的固體廢物處理方法,其適宜于城市垃圾、污泥、廢塑料、廢樹脂、廢橡膠等處理以及農(nóng)林廢物、人畜糞便等具有一定能量的有機固體廢物處理。
廢輪胎熱解處理技術(shù)通過轉(zhuǎn)換可以有效地回收炭黑、富含芳烴的油和高熱值燃料氣,實現(xiàn)能源的最大回收和廢輪胎的充分再利用,具有較高的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益,同時具有處理量大、效益高和環(huán)境污染小等特點。熱解技術(shù)是當今廢輪胎(乘用車輪胎)資源化處理的重要方法。
目前我國熱解設(shè)備大致分為兩類:一類是旋轉(zhuǎn)窯,屬于間歇式生產(chǎn),進料、出料敞開式操作,粉塵、異味無組織排放,自動化程度低;另一種是連續(xù)式熱解裝置,進料、熱解、出料密閉操作,與外界隔絕,無粉塵和異味,不凝可燃氣進入燃燒系統(tǒng)充分燃燒,燃燒系統(tǒng)產(chǎn)生的廢氣經(jīng)處理有組織排放,但設(shè)備投資大。
廢 輪 胎 熱 解 可 得 到 45%~50%熱 解 油、 32%~36%炭黑和12%~15%鋼絲(廢輪胎熱解產(chǎn)物見圖2),這些熱解產(chǎn)物都有各自的用途。熱解炭黑主要來自于輪胎生產(chǎn)過程中添加的炭黑和其他無機填充物,以及熱解過程中由于二次反應(yīng)造成的焦化反應(yīng)而形成的部分沉積在熱解炭黑表面的焦炭物質(zhì)。熱解炭黑為黑色固體,較易被粉碎成粉末狀物質(zhì)。由于熱解炭黑的收率較高,其品質(zhì)的高低對熱解工藝的經(jīng)濟效益將產(chǎn)生重要影響。高品質(zhì)熱解炭黑產(chǎn)品的收益甚至?xí)h遠超過熱解油,熱解炭黑用作炭黑或經(jīng)活化后制成活性炭具有較高的使用價值。
廢輪胎的熱解產(chǎn)物
橡膠再生和再利用不同,再生是通過化學(xué)反應(yīng)讓材料改變組成,得到新的材料或者新的基礎(chǔ)材料,這些新的材料可以用到與之前的應(yīng)用相同或者完全不同的應(yīng)用場景。目前主要是橡膠脫交聯(lián)和深度回收。
深度回收
在群峰重工獨特的專利熱解工藝中,以環(huán)保的方式獲得了幾種高質(zhì)量的二次原材料:
首先,二手車和卡車輪胎的部件以機械方式分離。在強大的金屬分離器的幫助下分揀出來的鋼絲被送往鋼鐵廠,紡織纖維被變成絕緣材料。來自廢舊輪胎的橡膠在雙軸破碎機和磨機中被切碎成顆粒。具有不同粒度的橡膠顆粒可用于制造各種可持續(xù)、耐用的產(chǎn)品,或回收成其他二次原材料。
在熱解裝置中,橡膠顆粒在沒有氧氣的情況下被分解成其他有價值的二次原料:用于橡膠和塑料工業(yè)的焦炭或rCB(回收炭黑),用于化學(xué)工業(yè)的原油和天然氣。在群峰重工的輪胎熱解廠中,獲得的氣體在熱電聯(lián)產(chǎn)裝置中轉(zhuǎn)化為電能。這使得整個回收廠的能源自給自足。
再生橡膠在橡膠制品中的應(yīng)用
再生橡膠被廣泛應(yīng)用到各種橡膠制品的生產(chǎn)中。在確保橡膠制品質(zhì)量的前提下合理摻用部分再生膠,減少生膠、炭黑、橡膠助劑、填充劑的用量,既節(jié)約了生產(chǎn)成本,也有助于解決廢舊橡膠帶來的環(huán)境污染。
·高耐磨類產(chǎn)品:摻用比例50%左右。高耐磨類產(chǎn)品對耐磨性能的要求比較高,其他方面的指標要求較低,在生產(chǎn)中可以加入較多的再生膠,降低生產(chǎn)成本。
·壓模、擠出類工業(yè)制品:摻用比例20%左右。再生膠本身的流行性、可塑度優(yōu)于天然橡膠和合成橡膠,膨脹收縮率小,易于壓延和擠出,不容易發(fā)生出現(xiàn)氣泡或膠燒現(xiàn)象。在壓模、擠出類工業(yè)制品生產(chǎn)中使用,可以降低產(chǎn)品的廢品率。
·膠板、減振產(chǎn)品等硬質(zhì)橡膠制品:摻用比例40%左右。在這類硬質(zhì)橡膠制品中使用適量的再生膠,可以改進橡膠制品的抗沖擊性,硫化時硫化曲線陡峭,減少產(chǎn)品加工工藝時間及硫化時間,起到降本增效的作用。
·輸送帶:摻用比例5%左右。輸送帶是橡膠制品中的一個大類,在輸送帶生產(chǎn)過程中摻用適量的再生膠可以改進膠料的壓延工藝性能,使其表觀質(zhì)量更好,尤其在輸送帶擦貼膠中使用再生膠,還可以改進膠料的濕潤性能,改善擦貼膠性能。
近年來,國外一些物資回收利用行業(yè),紛紛涉足廢輪胎熱解,并特別關(guān)注熱解炭黑及回收熱解炭黑的制備和應(yīng)用。我國科技部2018年發(fā)布國家重點研發(fā)計劃“固廢資源化”等重點專項2018年度項目申報指南中第6. 5項“廢乘用車輪胎高效裂解與副產(chǎn)物綜合利用技術(shù)”研究內(nèi)容與考核指標,對行業(yè)具有指導(dǎo)意義。充分利用廢舊輪胎資源發(fā)展再生橡膠產(chǎn)業(yè),做好橡膠循環(huán)利用,已經(jīng)不僅僅是廢舊輪胎的事情了,而是一個涵蓋所有橡膠制品的橡膠循環(huán)利用行業(yè)。