廢舊輪胎的資源化與無害化技術現狀與研究

高哈爾?努拉里,李國峰,古麗娜爾?圖爾遜

（新疆應用職業技術學院化工技術系, 新疆奎屯 833200）

當前，中國已經成為世界上最大的汽車輪胎生產國和消費國。汽車輪胎的日益增加造成了廢舊輪胎數量的迅速上升，廢舊輪胎是一種需要占用大量環境空間的廢物，并且難以壓縮、收集和消除，其成分包括一些危險元素，如鉛、鉻、鎘和其他重金屬，不具有生物降解性。若處置和管理不當，廢舊輪胎不僅會造成資源浪費，還會對健康和環境造成威脅［1-3］。

由于輪胎具有開放性結構，堆放的輪胎很容易因縱火或其他偶然原因而發生火災，如雷電，一旦燃起便難以控制和撲滅，并且會持續燃燒數月，產生煙霧和有毒油性污染物，影響土壤、航道和空氣。此外，廢舊輪胎老化的同時會釋放刺激性氣體，刺激呼吸道，容易引起呼吸道疾病。

據統計［4-7］，中國產生的廢舊輪胎以每年8%~10%的速度增加，如此巨大的數量，已經成為人們面臨的嚴峻的環境挑戰之一。如何有效地將廢舊輪胎回收利用，將“黑色垃圾”變廢為寶，已經成為科研工作者們普遍關注的熱點。

1 廢舊輪胎的資源化利用現狀

1.1 廢舊輪胎的處理現狀

目前，中國對于廢舊輪胎的處理方法主要是采用集中掩埋以及集中燃燒兩種方式，但由于廢舊輪胎不能自然降解并且含有大量的含硫有機物與炭黑等有害物質，集中淹埋會污染土壤，直接燃燒會產生大量的二氧化硫等有害氣體，對人體及生態都會造成極大損害。據相關研究報道［8-10］，我國廢舊輪胎年產生量巨大，但無害化利用率只有60%。對廢舊輪胎實施無害化處理的技術和能力還不夠高，已經嚴重阻礙我國廢舊輪胎的回收再利用。

1.2 廢舊輪胎的處理政策

廢舊輪胎是可以再利用的資源。廢舊輪胎循環利用和綜合利用水平是一個國家經濟發展的重要標志之一。中國“十三五”規劃提出，要大力發展循環經濟，這為廢舊輪胎的處理和技術發展，提供了政策方向。可持續發展的需要、生產者責任的延伸，以及企業社會責任感的增強，正引領眾多輪胎企業關注廢舊輪胎處理，并引導這個產業走向新的發展之路。

相關人員研究表明［8-10］，廢舊輪胎處理企業需要國家產業政策的支持，從技術層面和政策法規等方面對廢舊輪胎的再利用項目進行扶持和鼓勵，盡快制定稅費扶持性政策措施，對已經投資運營的廢舊輪胎處理企業進行排查，使政策盡早落地生效；從環保預算中拿出一定的補貼資金，對采用較先進工藝技術處理的企業實行政府補貼；借鑒國外先進經驗，鼓勵新輪胎和橡膠制品生產時，采用再生碳黑的優惠政策。

中國環保在線認為，對于廢輪胎的回收利用要實行嚴格的審批制度，可適時出臺相關政策以鼓勵規范輪胎的循環利用，并予以一定的經濟補償，通過經濟杠桿提高企業從事廢舊輪胎的資源化利用的重視程度。

總而言之，國家有關部門應當盡快進行調研論證，通過頂層設計和優化產業結構，包括出臺相關法規，規范廢舊輪胎的收購、存儲、運輸和處理，來科學有效解決這一現實難題，千萬別讓廢舊輪胎成為新的“黑色污染源”，進而成為影響公眾身心健康和環境治理的新的絆腳石。

2 廢舊輪胎的資源化與無害化處理技術

2.1 翻新及直接利用技術

輪胎的生產采用的是一種高分子的難溶彈性材料，因此其在回收的過程中，進行資源化利用是非常合適的，例如在進行開展畜牧養殖業修筑棚舍的過程中，除了常用的木材等原材料之外，還可以將廢棄輪胎作為原材料進行使用，既降低了修建棚舍的成本，又使得修建的棚舍在原有的基礎上進行了加固。同時在體育器材中也可以將廢舊輪胎進行改造使用，例如在一些拉力器及跑步機等上面添加一些廢舊輪胎，可以減緩器材的磨損程度等。這些手段對于廢舊輪胎的處理技術要求普遍不高，且直接易操作。除此之外對于一些磨損程度不高的廢舊輪胎進行二次的翻新利用，可以降低輪胎本來的原材料使用量，使得輪胎的生產成本得以下降，進而降低了在此過程中的橡膠能源消耗［11-12］。

2.2 轉化為可燃性燃料

廢舊輪胎具有較高的熱值，因此其燃燒價值斐然，在輪胎的主要組成中含有大量的碳元素、氫元素、氧元素，燃燒價值要比原煤高出7% 左右［13］。但是要想將廢舊輪胎轉化成可燃性燃料，以此實現其熱能的高價值利用，在技術應用方面仍舊是不容樂觀的，因為在其進行轉換為可燃性燃料的過程當中，直接將廢舊輪胎進行焚燒，會產生酚類等有機廢氣物質危害到人們的健康；同時，會產生大量的NO2、H2S等有毒有害氣體，對環境污染也造成了極大的危害。所以在進行直接燃燒時，為減少其對人體和環境造成的危害，則要求廢舊輪胎的燃燒需要在特定的設備中進行，并通過有效的工藝將其燃燒產生的有害物質進行及時的轉化吸收。

2.3 熱轉化處理技術

目前對廢舊輪胎研究熱點的技術手段就是熱轉化技術［14］，該技術需要對廢舊輪胎進行預處理，隨后進行粉碎分選處理，之后將處理之后的膠粒在裂解爐中進行熱解反應，最后在催化劑作用下，將其分解成一些油類物質、碳氫類化合物以及殘余碳殘渣。

晁夫奎等［15］系統綜述了廢舊輪胎的資源化利用技術，分析指出當裂解溫度在450℃時會產生大量的有害氣體二惡英，嚴重破壞環境。研究表明，廢舊輪胎的熱轉化處理技術尚不成熟，如何解決污染氣體的排放、如何提高裂解產物的質量仍然是技術難題。

3 資源化與無害化技術處理研究分析與展望

在進行廢舊輪胎的資源化與無害化處理技術的選擇問題上，首先最應該被考慮的是其直接或間接的被利用，其次可考慮通過采用再生技術使其產生再生橡膠，最后再考慮使用熱解處理技術和工藝設備進行徹底的處理，以達到廢舊輪胎的全面應用。

3.1 翻新工藝技術

進入21世紀，我國廢舊輪胎回收加工利用行業進入了快速發展的時期。最主要的再循環方式之一輪胎翻新開始受到越來越多的關注，雖然我國現有輪胎翻新企業近500家，但是90%以上的企業屬于小型加工企業，技術、設備、工藝水平比較落后，許多已經破產。近年來國內自己開發和國外進口了部分新設備、新技術和新工藝，從而使得廢舊輪胎翻新產品的質量得到了提高。但是由于成本過高，大部分的中小投資型企業根本無法進行正常生產。因此，著重研發各類新型輪胎翻新工業機械，并致力于環保領域內的新成果轉化、配套設備開發、新技術應用推廣將是廢舊輪胎實現翻新的成功保障。

3.2 焚燒工藝技術

與煤炭的燃燒比較，廢舊輪胎具有較高的熱能價值，且其燃燒過程中硫化物與氮化物的產生含量相比較小，被很多學者認為是一種較為有潛力的開發項目，可以將其用作煤炭的替代物，對于廢舊輪胎的燃燒處理可視作一種較為有效的終結性處理技術手段。在國外歐美等國家［16-17］，有許多企業都采用將廢舊輪胎作為成本較低的可燃性燃料，例如一些發電廠、造紙廠、水泥廠、冶煉廠等重工業企業，同時有55%以上的廢舊輪胎都會被用作可燃性材料，用于熱能的開發利用。而在我國對于這項技術的開發還停留在初期的研究階段，相對比而言，我國的廢舊輪胎儲量較大并且傳統的再生橡膠工藝無法將其完全利用，因此對于廢舊輪胎在燃燒方面的熱能開發利用是一項較為可觀的研究方向。

3.3 熱解工藝技術

熱解技術來源于廢舊輪胎的煉油工藝［18］。近些年來隨著我國工業的不斷發展，在一些地方大力鼓勵企業進行熱解工藝設備的優化與升級。但其實在進行回收利用的過程中，不難發現，進行熱解工藝造成企業的經濟效益并不景氣，且經常會遇到熱解油類制品的品質堪憂等問題，使得熱解技術在一定程度上并未得到實質性的利用。因此，積極開發研究廢舊輪胎熱解工藝新技術、新設備，追求實用性和市場化是后續的研究方向。

4 結語

綜上所述，我國的廢舊輪胎的產量較大，在進行廢舊輪胎資源化與無害化處理時，需要具備一個具有發展潛能的戰略規劃。通過對廢舊輪胎的無害化與資源化利用，能夠有效地改善國內橡膠資源緊缺與生態環境污染等問題。但是為了能夠真正地做好廢舊輪胎的資源化與無害化處理，還需要進一步加強技術的研發與工藝的優化，并積極探索尋找出一條適合我國國情發展的廢舊輪胎技術研發路線，在緩解我國橡膠資源匱乏的困境的同時，能夠促進我國社會經濟的循環發展，并減緩環境污染問題。