廢輪胎利用：突破五項關(guān)鍵技術(shù)
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(zhàn)略儲備資源中對外依存度位列第一位。因此，大力發(fā)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(huán)境污染，符合國家節(jié)能減排的重大戰(zhàn)略需求。
“大量堆積的廢輪胎不僅不易腐化，而且容易引發(fā)火災(zāi)，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。”國家“十一五”科技支撐計劃課題廢舊輪胎超細粉碎和再生利用技術(shù)開發(fā)項目負責(zé)人、南開大學(xué)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(chǎn)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(yōu)質(zhì)彈簧的原料。
怎樣才能變廢為寶，化腐朽為神奇？南開大學(xué)聯(lián)合4家行業(yè)龍頭企業(yè)，重點突破了五項關(guān)鍵技術(shù)，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(yīng)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(wěn)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(shè)成本，節(jié)約石油資源。
項目組開發(fā)了廢輪胎膠粉的活化和濕法改性瀝青生產(chǎn)技術(shù)，并建成年產(chǎn)10萬噸膠粉改性瀝青的生產(chǎn)示范基地。通過對膠粉的活化改性，低目數(shù)膠粉在瀝青中的摻入量可達到20%以上，工藝過程和生產(chǎn)時間大幅縮短，初步估算可節(jié)能60%以上。2007～2010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(yīng)用到上海世博會、中新生態(tài)城、濱海新區(qū)、空客A320總裝運輸?shù)缆返葮酥拘怨こ碳叭珖鄺l高速公路的建設(shè)中。
精細分級和纖維分離
據(jù)劉雙喜介紹，80～200目的精細膠粉相對于低目數(shù)膠粉（80目以下）具有更高的產(chǎn)品附加值，可應(yīng)用于涂料、防水卷材、橡塑復(fù)合材料等眾多領(lǐng)域。然而，采用傳統(tǒng)過篩的技術(shù)不能實現(xiàn)精細膠粉的分離。因此，如何實現(xiàn)精細膠粉的分級和纖維與膠粉的分離是關(guān)鍵。
項目組通過廢輪胎常溫粉碎精細分級和纖維分離技術(shù)的研發(fā)，采用變速變量變角度的空氣旋粉分離技術(shù)，成功解決了80～200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(chǎn)示范基地，實現(xiàn)了整條生產(chǎn)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(chǎn)精細膠粉生產(chǎn)線之一。示范企業(yè)生產(chǎn)的廢輪胎膠粉曾作為膠粉改性瀝青原料應(yīng)用到北京2008“綠色奧運”工程，包括三環(huán)路、三元橋、四元橋、看丹橋改造，水上運動中心道路等的建設(shè)改造。
熱裂解制燃油和活性炭黑
目前，熱裂解產(chǎn)品附加值較低是限制廢輪胎熱裂解技術(shù)推廣的主要因素。項目組在開發(fā)廢輪胎熱裂解整套工藝的基礎(chǔ)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(fā)出廢輪胎無剝離微負壓連續(xù)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(chǎn)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(jīng)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(chǎn)企業(yè)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(nèi)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(yīng)用于新能源催化和環(huán)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(tài)脫硫
當前，我國大多數(shù)再生膠產(chǎn)品為低品質(zhì)再生膠，不僅使再生橡膠的使用領(lǐng)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(tài)脫硫工藝技術(shù)的研發(fā)，開發(fā)出拉伸強度高、扯斷伸長率大的高品質(zhì)再生膠新產(chǎn)品，并建成年產(chǎn)1萬噸高品質(zhì)再生膠的生產(chǎn)示范基地。經(jīng)權(quán)威檢測部門檢測，產(chǎn)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(shù)規(guī)范與產(chǎn)品標準
近年來，標準化體系建設(shè)滯后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展，成為限制我國再生資源產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要因素。因此，在廢輪胎綜合利用產(chǎn)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(yè)技術(shù)指南，組織制訂3項行業(yè)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(yè)的碳排放效益分析，對廢輪胎綜合利用行業(yè)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(guān)企業(yè)的清潔生產(chǎn)審核，以清潔生產(chǎn)八個方面為出發(fā)點，綜合考慮生產(chǎn)過程經(jīng)濟、技術(shù)和環(huán)境指標，形成了膠粉生產(chǎn)、再生膠生產(chǎn)和熱裂解生產(chǎn)的清潔生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范和清潔生產(chǎn)標準。
（來源：中國化工報）
