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廢輪胎利用:突破五項關鍵技術

廢輪胎利用:突破五項關鍵技術

     近年來,我國廢輪胎的不斷劇增和橡膠資源的匱乏之間的矛盾日益加劇。2010年,我國廢輪胎達到2.33億條(約合860萬噸),超過美國躍居世界首位。然而,我國75%的天然橡膠和45%的合成橡膠依賴進口,在國家大宗戰略儲備資源中對外依存度位列第一位。因此,大力發展廢舊輪胎資源綜合利用,不僅能夠變廢為寶,大大緩解我國橡膠資源短缺,而且能消除廢輪胎帶來的環境污染,符合國家節能減排的重大戰略需求。

  “大量堆積的廢輪胎不僅不易腐化,而且容易引發火災,滋生蚊蟲,成為世界各國普遍面臨的難題。同時,廢輪胎作為放錯位置的資源,越來越引起世界各國的重視!眹摇笆晃濉笨萍贾斡媱澱n題廢舊輪胎超細粉碎和再生利用技術開發項目負責人、南開大學劉雙喜教授表示,廢輪胎渾身是寶:含有58%60%的橡膠混合物可生產膠粉和再生膠,22%24%的尼龍等合成纖維可加工成塑料制品,16%24%的鋼絲為優質彈簧的原料。

  怎樣才能變廢為寶,化腐朽為神奇?南開大學聯合4家行業龍頭企業,重點突破了五項關鍵技術,并建成4個萬噸級廢輪胎綜合利用示范基地,給出了有力的答案。

  膠粉與瀝青混合料改性

  廢輪胎膠粉改性瀝青的應用在國外已有30多年的歷史,而我國則剛剛起步。劉雙喜介紹,采用膠粉改性瀝青鋪路,能夠提高瀝青的高溫穩定性、低溫抗裂性、抗老化和耐久性,并且能夠有效降低路面噪音,減少路面反光,提高路面防滑效果。同時,采用廢橡塑材料對道路用瀝青進行改性,能夠替代目前被廣泛使用且價格昂貴的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)和丁苯橡膠等聚合物改性劑,能有效降低道路建設成本,節約石油資源。

  項目組開發了廢輪胎膠粉的活化和濕法改性瀝青生產技術,并建成年產10萬噸膠粉改性瀝青的生產示范基地。通過對膠粉的活化改性,低目數膠粉在瀝青中的摻入量可達到20%以上,工藝過程和生產時間大幅縮短,初步估算可節能60%以上。20072010年,項目組使用膠粉改性瀝青鋪路455.3千米,其研究成果被應用到上海世博會、中新生態城、濱海新區、空客A320總裝運輸道路等標志性工程及全國多條高速公路的建設中。

  精細分級和纖維分離

  據劉雙喜介紹,80200目的精細膠粉相對于低目數膠粉(80目以下)具有更高的產品附加值,可應用于涂料、防水卷材、橡塑復合材料等眾多領域。然而,采用傳統過篩的技術不能實現精細膠粉的分離。因此,如何實現精細膠粉的分級和纖維與膠粉的分離是關鍵。

  項目組通過廢輪胎常溫粉碎精細分級和纖維分離技術的研發,采用變速變量變角度的空氣旋粉分離技術,成功解決了80200目精細膠粉的分離。80目以上膠粉分級通過率達94%以上,200目超精細膠粉所占的比例達50%,膠粉中纖維分離率超過99%,金屬含量≤0.002%,遠遠超過國家標準(0.02%)和美國標準(0.01%)。建成的年處理廢輪胎1.6萬噸的精細膠粉生產示范基地,實現了整條生產線計算機集中自動控制,是我國目前自動化程度最高的廢輪胎生產精細膠粉生產線之一。示范企業生產的廢輪胎膠粉曾作為膠粉改性瀝青原料應用到北京2008“綠色奧運”工程,包括三環路、三元橋、四元橋、看丹橋改造,水上運動中心道路等的建設改造。

  熱裂解制燃油和活性炭黑

  目前,熱裂解產品附加值較低是限制廢輪胎熱裂解技術推廣的主要因素。項目組在開發廢輪胎熱裂解整套工藝的基礎上,著重開展了廢輪胎熱解油和熱解炭黑的高值化研究,成功開發出廢輪胎無剝離微負壓連續熱裂解整套工藝,并建成年處理廢輪胎1萬噸的廢輪胎熱裂解生產示范基地,將廢輪胎裂解成40%45%的燃料油、35%的炭黑、10%的鋼絲和10%的可燃氣,無廢水、廢渣排放,氣體排放達到國家二級標準。

  熱解炭黑經過處理,可作為輪胎半補強炭黑使用,目前已供中策輪胎、上輪集團等輪胎生產企業使用。將熱解炭黑進一步活化處理,可將其制成活性炭,比表面積能夠達到1000平方米/克以上。另外,該廢輪胎活性炭可作為治理染料廢水和室內空氣污染的吸附劑;可用作超級電容器電極材料;還可以作為催化劑載體應用于新能源催化和環境催化,大幅提高了廢輪胎熱解炭黑的附加值。

  粉碎物料高溫動態脫硫

  當前,我國大多數再生膠產品為低品質再生膠,不僅使再生橡膠的使用領域受限,也造成橡膠資源的浪費。項目組通過粉碎物料高溫動態脫硫工藝技術的研發,開發出拉伸強度高、扯斷伸長率大的高品質再生膠新產品,并建成年產1萬噸高品質再生膠的生產示范基地。經權威檢測部門檢測,產品拉伸強度達到19.5兆帕,扯斷伸長率達到550%,門尼黏度為48。

  建立技術規范與產品標準

  近年來,標準化體系建設滯后于產業發展,成為限制我國再生資源產業健康發展的重要因素。因此,在廢輪胎綜合利用產品標準的研究和制訂方面,項目組參與制訂了1項國家標準和1項行業技術指南,組織制訂3項行業標準和1項地方標準。

  此外,劉雙喜透露,項目組還開展膠粉改性瀝青、膠粉和再生橡膠等重點行業的碳排放效益分析,對廢輪胎綜合利用行業的二氧化碳減排效益進行了核算。通過對廢輪胎熱裂解、膠粉、膠粉改性瀝青和再生膠相關企業的清潔生產審核,以清潔生產八個方面為出發點,綜合考慮生產過程經濟、技術和環境指標,形成了膠粉生產、再生膠生產和熱裂解生產的清潔生產技術規范和清潔生產標準。

(來源:中國化工報)

Release:2012/11/13 16:10:43   2660 次閱讀   打印

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