權(quán)家薇 于佳雪 許君清 徐俊士 李光明＊

1．同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院

1．上海污染控制與生態(tài)安全研究院

2．上海輪匠科技有限公司

1 廢輪胎的資源環(huán)境問(wèn)題

為滿(mǎn)足汽車(chē)工業(yè)發(fā)展需求，預(yù)計(jì)到2022年，全球市場(chǎng)輪胎將達(dá)到25億條[1]。隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，廢輪胎的產(chǎn)生量也越來(lái)越多。據(jù)世界環(huán)境衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，世界廢輪胎積存量已達(dá)30億條[2]。中國(guó)作為輪胎生產(chǎn)大國(guó)，2017年廢輪胎達(dá)3．4億條，以每年8%-10%的速度增長(zhǎng)[3]。保守估計(jì)，到2020年，我國(guó)廢輪胎產(chǎn)生量將增加到4．5億條以上。體量如此大的廢輪胎，已經(jīng)在全球范圍內(nèi)形成了“黑色污染”，廢輪胎的資源環(huán)境問(wèn)題引起了世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。

1.1 廢輪胎的資源問(wèn)題

2017年，國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)顯示，我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量達(dá)2901．8萬(wàn)輛，相比上年增長(zhǎng)3．2%[3]。隨著我國(guó)汽車(chē)保有量的大幅增加，輪胎產(chǎn)量以及廢輪胎的產(chǎn)生量也隨之快速增長(zhǎng)。國(guó)家商務(wù)部2018年《中國(guó)再生資源回收行業(yè)發(fā)展報(bào)告》[4]：2017年，中國(guó)汽車(chē)輪胎總產(chǎn)量約6．53億條，同比增長(zhǎng)7．05%，其中子午線輪胎產(chǎn)量為6．23億條，同比增長(zhǎng)8．45%。同年，我國(guó)廢輪胎產(chǎn)生量約為3．4億條，重量合1300萬(wàn)t以上，廢輪胎的回收量為507t，回收率約為39%，其中翻新量為27萬(wàn)噸，翻新率僅為5%，再生利用量為480萬(wàn)t，再生膠產(chǎn)量達(dá)442萬(wàn)t，橡膠粉產(chǎn)量達(dá)38萬(wàn)t。

商務(wù)部2011-2017年的《中國(guó)再生資源回收行業(yè)發(fā)展報(bào)告》顯示，廢舊輪胎的產(chǎn)生量以及廢舊輪胎的回收量穩(wěn)步上升，廢舊輪胎的回收率雖然有所上升，但基本都在50%以下（見(jiàn)圖1）。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)2017年的廢舊輪胎利用率甚至不及美國(guó)1996年的水平[5]。

輪胎是由橡膠或聚酯材料通過(guò)合成纖維和高強(qiáng)度連接組成的。橡膠是輪胎中最主要的成分，占輪胎總質(zhì)量的48%，此外還有22%（質(zhì)量百分比，以下同理）的炭黑、15%的金屬、8%的添加劑、5%的織物、1%的氧化鋅、1%的硫[6]。

我國(guó)最主要的橡膠制品就是輪胎。根據(jù)工業(yè)和信息化部2010年組織編制的《廢輪胎綜合利用指導(dǎo)意見(jiàn)》，我國(guó)年均橡膠消耗量占世界橡膠消費(fèi)總量的30%。每年，我國(guó)橡膠制品工業(yè)所需70%以上的天然橡膠、40%以上的合成橡膠需要進(jìn)口。2009年，我國(guó)生產(chǎn)輪胎消耗橡膠占全國(guó)橡膠資源消耗總量的70%左右，年產(chǎn)生廢輪胎2．33億條，重量約合860萬(wàn)t，折合橡膠資源約300多萬(wàn)t，若能全部回收再利用，相當(dāng)于我國(guó)5年天然橡膠產(chǎn)量。據(jù)歐盟輪胎制造商協(xié)會(huì)（ETRMA）統(tǒng)計(jì)報(bào)告[7]，2017年，我國(guó)天然橡膠產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的6%，而我國(guó)對(duì)于天然橡膠的需求量卻占全球總需求量的39%，居世界首位。因此，我國(guó)橡膠資源的供需矛盾十分突出，橡膠資源的短缺對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響日益顯著。

圖1 2011-2017年中國(guó)廢舊輪胎產(chǎn)生量及回收情況[4]

1.2 廢輪胎的環(huán)境問(wèn)題

汽車(chē)輪胎是消耗品。輪胎使用的過(guò)程同時(shí)伴隨著輪胎橡膠的老化和胎面磨損，因此隨之而來(lái)的是大量廢舊輪胎。根據(jù)日本機(jī)動(dòng)車(chē)輛輪胎制造者協(xié)會(huì)（JATMA）的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2017年日本汽車(chē)輪胎產(chǎn)量達(dá)102．6萬(wàn)t，因輪胎更換和汽車(chē)報(bào)廢產(chǎn)生的廢輪胎為103．4萬(wàn)t，廢輪胎的回收量相比上年增加了 6．2 萬(wàn) t，達(dá)到 96．5 萬(wàn) t[8]。歐盟輪胎制造商協(xié)會(huì)（ETRMA）的報(bào)告顯示，2016年歐盟的輪胎產(chǎn)量達(dá)到494萬(wàn)t[7]。同年，歐盟28國(guó)的廢輪胎（End-of-life Tyres）產(chǎn)生量達(dá)到295．4萬(wàn)t[9]。美國(guó)輪胎制造商協(xié)會(huì)（USTMA）出具報(bào)告《2017 U．S．Scrap Tire Management Summary》[10]顯 示 ，2017年美國(guó)凈廢輪胎產(chǎn)生量為2．494億條，重量合約418．92萬(wàn)t。2017年，中國(guó)的廢輪胎產(chǎn)生量在1 300萬(wàn)t以上，廢輪胎的回收量為507t，回收率僅有39%。

廢輪胎是工業(yè)有害固體廢物。廢輪胎作為不熔或難熔高分子彈性材料，有著良好的抗熱、抗生物、抗機(jī)械性，耐受溫度在-50～150℃范圍內(nèi)，其大分子需要數(shù)百年時(shí)間的降解才能不影響土壤中植物的生長(zhǎng)[11]。因此，在美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)禁止非法填埋廢輪胎。廢輪胎的大量堆積，不僅占用大量土地，還易滋生蚊蟲(chóng)、傳播疾病，甚至引發(fā)火災(zāi)。廢輪胎燃燒釋放的煙霧和CO會(huì)嚴(yán)重污染大氣，還會(huì)產(chǎn)生許多致癌物質(zhì)，如多環(huán)芳烴等，一旦污染地下水，更會(huì)對(duì)周?chē)锏陌踩斐赏{[11]。加拿大、美國(guó)、日本等國(guó)都曾因廢輪胎引起的火災(zāi)蒙受巨大損失。2000年，美國(guó)北加州斯坦尼斯勞斯縣發(fā)生一起因廢輪胎自燃引起的火災(zāi)，700萬(wàn)條廢輪胎連續(xù)燃燒了十幾天，大火溫度高達(dá)1 000℃，融化產(chǎn)生8萬(wàn)加侖油脂流進(jìn)附近水塘，污染水域環(huán)境，數(shù)百萬(wàn)噸污染物甚至飄落到100多公里外的舊金山和加州首府。據(jù)估計(jì)，這次火災(zāi)釋放了3 600多t有害物質(zhì)，其中包括120多t致癌物質(zhì)[12]。

廢輪胎低值化利用也會(huì)帶來(lái)非常高的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，如土法煉油、生產(chǎn)再生膠。土法煉油釋放大量SO2、H2S、苯類(lèi)等有毒有害氣體，嚴(yán)重污染大氣環(huán)境，據(jù)估算：土法煉油排放的SO2總量達(dá)到48萬(wàn)t/年～80萬(wàn)t/年[13]；煉油廢渣直接倒掉，嚴(yán)重污染土壤和地下地表水源[14]。再生膠生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生高濃度有機(jī)廢水也對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。李興福[15]等人運(yùn)用生命周期評(píng)價(jià)方法，比較土法煉油、動(dòng)態(tài)脫硫生產(chǎn)再生膠、常溫生產(chǎn)60目膠粉和微負(fù)壓裂解四種廢輪胎的利用方式對(duì)環(huán)境的影響發(fā)現(xiàn)，土法煉油因沒(méi)有對(duì)燃煤氣體、熱裂解氣體以及熱解殘?jiān)鼘?shí)施環(huán)?？刂拼胧瑢?duì)環(huán)境影響最大。其次，是動(dòng)態(tài)脫硫生產(chǎn)再生膠工藝。

高值化的廢輪胎處理方式，不僅可以解決廢輪胎堆放以及低值化處理帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，還能有效地回收利用橡膠、炭黑等資源，帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。

我國(guó)嚴(yán)厲打擊非法土法煉油、取締小再生膠企業(yè)、鼓勵(lì)廢輪胎的高值化利用，這是解決當(dāng)下廢輪胎資源環(huán)境問(wèn)題的有效途徑之一。

2 廢輪胎的回收利用

目前，廢輪胎的處理方式主要有原型利用、輪胎翻新、生產(chǎn)再生膠和膠粉、熱解、焚燒利用熱能等[16,17,18]。

對(duì)中國(guó)、美國(guó)、日本和歐盟來(lái)說(shuō)，廢輪胎在回收利用過(guò)程中的側(cè)重點(diǎn)是不同的，起到?jīng)Q定性影響的主要是當(dāng)前的市場(chǎng)條件以及各國(guó)對(duì)再生產(chǎn)品的需求。對(duì)美國(guó)和日本而言，燃料和能源是高需求產(chǎn)品，廢輪胎主要用作能源即輪胎衍生燃料，在水泥窯、造紙廠以及工業(yè)鍋爐中燃燒進(jìn)行能量回收[17]。對(duì)歐盟國(guó)家而言，廢輪胎物料回收和能量回收基本持平，都處在一個(gè)很高的回收水平上。目前，中國(guó)對(duì)于廢輪胎的能量回收利用幾乎處于空白階段，（見(jiàn)圖2）。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截止至2013年，我國(guó)廢輪胎回收利用分布情況主要如下[3]：40%用于生產(chǎn)再生膠；10%用于生產(chǎn)膠粉；10%用于原型利用；10%用于裂解制燃料油和炭黑；6%用作輪胎翻新；24%因交通不便、運(yùn)輸費(fèi)高而廢棄在西北和西南山區(qū)。

圖2 中、美、日和歐盟廢輪胎（UT）回收和流動(dòng)方式比較[17]

2.1 廢輪胎回收利用處理方式

2.1.1輪胎翻新

輪胎翻新成本低、價(jià)值高，打磨的胎面膠粉可制成再生膠，這種再生膠能夠恢復(fù)膠料性能的60%～70%，有學(xué)者認(rèn)為這是廢輪胎循環(huán)利用的最好方式[18]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每翻新一條廢輪胎，可節(jié)約石油18kg、橡膠4kg、炭黑2kg、尼龍簾布1．7kg及鋼材1kg。翻新胎所用的材料是制作新胎的30%，壽命卻可以達(dá)到新輪胎的80%[19]，價(jià)格也僅是新輪胎的20%～50%[16]。載重卡車(chē)輪胎通?？煞?～4次，飛機(jī)輪胎更可翻新高達(dá)12次[16]。廢輪胎多次翻新，至少可將輪胎壽命延長(zhǎng)1～2倍[20]。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，使用傳統(tǒng)翻新工藝進(jìn)行熱翻新之后的輪胎可重新行駛11萬(wàn)km，經(jīng)過(guò)二次翻新的輪胎可再重新行駛8．5萬(wàn)km[21]。廢輪胎翻新不僅可節(jié)約大量資源，還可節(jié)省大量開(kāi)支。

目前，我國(guó)翻新輪胎的對(duì)象主要是載重胎，轎車(chē)輪胎一直未引起國(guó)家重視且翻新質(zhì)量有待考察[18]。從觀念上說(shuō)，首先，我國(guó)用戶(hù)對(duì)輪胎保養(yǎng)意識(shí)不夠，導(dǎo)致回收的輪胎磨損過(guò)度不能再用于翻新。其次，公眾甚至政府對(duì)翻新輪胎的質(zhì)量有所擔(dān)憂(yōu)，限制其使用[22]。另外，我國(guó)運(yùn)輸業(yè)管理不到位，運(yùn)輸費(fèi)用過(guò)高，可翻新輪胎數(shù)量少。翻胎企業(yè)規(guī)模小，在技術(shù)、設(shè)備、質(zhì)量以及產(chǎn)值等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家有較大差距[19]。從全球來(lái)看，廢輪胎平均翻新率可達(dá)60%，其中歐盟國(guó)家高達(dá)90%，我國(guó)卻只有15%[23]。因此，對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)，輪胎翻新能夠處理的廢輪胎數(shù)量較少。

2.1.2再生膠

對(duì)廢棄橡膠進(jìn)行粉碎，然后對(duì)得到的粉碎物進(jìn)行加熱、機(jī)械處理等，即可得到具有彈性狀態(tài)可經(jīng)過(guò)硫化再次形成橡膠的再生膠[21]。再生膠保留高達(dá)45%以上的橡膠烴和20%以上的炭黑含量，可廣泛添加應(yīng)用在各類(lèi)橡膠制品中[24]。

2017年，我國(guó)再生膠產(chǎn)量高達(dá)442萬(wàn)t，占當(dāng)年再生利用總量的93%，約占全球再生膠產(chǎn)量的70%[25]。對(duì)于橡膠資源如此缺乏的中國(guó)而言，再生膠能在一定程度上緩解目前存在的橡膠資源的供需矛盾。

目前，我國(guó)再生膠主要生產(chǎn)工藝為動(dòng)態(tài)脫硫罐，生產(chǎn)的再生膠約占國(guó)內(nèi)產(chǎn)量的85%[25]。長(zhǎng)期以來(lái)，煤焦油以低廉的價(jià)格、高效的浸潤(rùn)作用以及用其生產(chǎn)再生膠的高強(qiáng)伸性能，被當(dāng)作再生軟化劑大量使用，但是其混合體中含有多環(huán)芳烴，且熱解后產(chǎn)生H2S，污染環(huán)境[26]。此外，高壓動(dòng)態(tài)脫硫罐生產(chǎn)工藝中還存在：產(chǎn)生廢氣、廢水污染環(huán)境；使用數(shù)十公斤的蒸汽高壓，存在極大安全隱患；能耗大，工藝流程復(fù)雜等問(wèn)題。2016年，我國(guó)工業(yè)和信息化部、財(cái)政部聯(lián)合發(fā)出《關(guān)于印發(fā)重點(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物削減行動(dòng)計(jì)劃的通知》，明確規(guī)定再生膠行業(yè)全面推廣常壓連續(xù)脫硫生產(chǎn)工藝，徹底淘汰動(dòng)態(tài)脫硫罐，采用綠色助劑替代煤焦油等有毒有害助劑。目前，常溫連續(xù)脫硫生產(chǎn)工藝仍存在：生產(chǎn)的再生膠質(zhì)量不穩(wěn)定，物理性能忽高忽低；生產(chǎn)的再生膠臭味較大；存在少量廢氣、廢水污染環(huán)境；脫硫溫度高，能耗高等問(wèn)題[27]。同時(shí)，我國(guó)還存在許多非法加工的小作坊以及小的再生膠企業(yè)，行業(yè)亂象叢生，亟需改善。在發(fā)達(dá)國(guó)家，生產(chǎn)再生膠這種回收利用方式已經(jīng)基本被淘汰[21]。

2.1.3膠粉

膠粉的生產(chǎn)過(guò)程主要是將廢輪胎切碎，分離其中的鋼絲、簾布后研磨制成硫化膠粉[28]。目前，國(guó)內(nèi)還是以常溫粉碎法為主[29]，屬于純物理方法，相比于再生膠，膠粉生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，無(wú)脫硫過(guò)程，無(wú)廢水、廢氣排放，對(duì)環(huán)境的污染小，且膠粉性能優(yōu)異，可應(yīng)用于輪胎制造、橡膠工業(yè)、建筑填料、防水材料、混凝土改性材料等領(lǐng)域[16,28,]。生產(chǎn)膠粉對(duì)廢輪胎來(lái)說(shuō)，是集環(huán)保與循環(huán)利用于一體的清潔處理方式。研究表明[]，常溫生產(chǎn)60目膠粉帶來(lái)的環(huán)境影響低于動(dòng)態(tài)脫硫生產(chǎn)的再生膠。

目前，生產(chǎn)的膠粉主要有四個(gè)方面的應(yīng)用：一是為生產(chǎn)再生膠提供原材料；二是做活化膠粉；三是作為填料；四是為橡膠熱裂解提供原料[18]。根據(jù)應(yīng)用方向不同，可將廢輪胎有目的地加工成不同目數(shù)的膠粉[30]。膠粉作為改性瀝青的原料之一，在公路工程和公用工程上有很大應(yīng)用[]。美國(guó)的實(shí)踐證明：膠粉改性瀝青路面比純?yōu)r青路面減薄一半，使用壽命提高一倍，減少噪音，有防濕滑、碎冰雪的效果，價(jià)格也有優(yōu)勢(shì)[31]。以我國(guó)每年修建公路消耗200～300萬(wàn)t瀝青計(jì)算（公路維護(hù)保養(yǎng)所消耗的瀝青不包括在內(nèi)），若在瀝青中摻入15%的膠粉，則每年可消耗膠粉30～45萬(wàn)t[30]，既有利于膠粉生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展，又能促進(jìn)廢輪胎的回收利用。

發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)基本摒棄生產(chǎn)再生膠而選擇生產(chǎn)膠粉，但膠粉的制備需要消耗大量能源。以往數(shù)據(jù)表明，膠粉制備過(guò)程能耗可占到全球能耗的3%～4%[32]。膠粉的應(yīng)用領(lǐng)域有限，不是最終的處理方式。

2.1.4輪胎衍生燃料

輪胎衍生燃料（Tire Derived Fuels，TDF）是利用輪胎的高熱值，使整體廢輪胎或廢輪胎碎片在電力設(shè)備、工業(yè)鍋爐、水泥窯及紙漿和造紙?jiān)O(shè)備中燃燒利用其熱能[33]。輪胎衍生燃料的熱值為∶36 023kJ/kg，比煤高出5 006 kJ/kg;含碳量達(dá)83．87%，高于煤;含水率及灰分含量均低于煤，兩者含硫量相差不大；擁有更低的含氮量。相對(duì)于煤來(lái)說(shuō)，同等質(zhì)量的輪胎衍生燃料在燃燒過(guò)程中可以獲得更多的熱能，排放較少的NOX等污染氣體（見(jiàn)表1）。

表1輪胎衍生燃料與煤的組分以及熱值分析（按重量）[34]

利用輪胎衍生燃料回收能源是目前發(fā)達(dá)國(guó)家或地區(qū)對(duì)廢輪胎最主要的利用方式。2016年，歐盟約34%的廢輪胎用于能量回收[9]。在日本，不少發(fā)電廠、鋼鐵廠、造紙廠和冶煉廠都使用廢輪胎衍生燃料，占比達(dá)50%～60%[16]。2017年，美國(guó)43%的廢輪胎用作輪胎衍生燃料，處理輪胎1．06億條，輪胎衍生燃料應(yīng)用市場(chǎng)主要有三個(gè)方向：水泥窯，占比46%；發(fā)電廠鍋爐，占比25%；紙漿和造紙廠鍋爐，占比29%[10]。

廢輪胎作為燃料使用雖然可減少化石燃料消耗，但是其燃燒過(guò)程中仍然存在SO2、NOX排放污染問(wèn)題。據(jù)研究，1t廢輪胎在水泥窯煅燒后產(chǎn)生的廢氣中含有 140kg SO2、7kg NOX、100kg CO 和1kg灰[35]?；厥諢崮苓^(guò)程中還可能會(huì)產(chǎn)生二噁英、呋喃等持久性有機(jī)污染物以及鋅、鎘、鎳、鉛等重金屬污染物[36]。加利福尼亞大學(xué)教授對(duì)加州4個(gè)使用輪胎衍生燃料(廢輪胎替代率為20%)的水泥窯進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)二噁英、呋喃、多環(huán)芳烴、鉛等污染物有不同程度的增多，其中多環(huán)芳烴最多增加了2 230%[36]。Zn作為一種硫化劑，通常情況下主要以ZnO的形式加入輪胎中。研究發(fā)現(xiàn)輪胎燃燒過(guò)程中Zn排放量增多20倍，燃燒后殘留灰分中Zn的含量也高達(dá)60%[37]。因此，在輪胎衍生燃料使用過(guò)程中要做好環(huán)境污染物質(zhì)的收集和處理，避免造成二次污染。對(duì)于發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)，輪胎衍生燃料在鍋爐以及水泥窯中使用的前期投資費(fèi)用高，灰分較難處理，因此應(yīng)用較少[16]。在我國(guó)，廢輪胎在衍生燃料上的熱能應(yīng)用幾乎仍是空白。

2.1.5熱裂解

廢輪胎熱裂解技術(shù)是指在缺氧或惰性氣體氛圍中，將橡膠高分子以合適的溫度（一般為高溫）裂解得到熱解氣、熱解油和熱解炭黑[38,39]。熱解氣主要是H2以及 C1～C4的烴類(lèi)化合物，熱值高達(dá)25．8～33MJ/m3，常作為輪胎熱裂解的能量來(lái)源[39]。熱解油是廢輪胎熱裂解的主要產(chǎn)物之一，熱值高達(dá)40～43MJ/kg[38]，其黏度低、輕質(zhì)餾分高，可作發(fā)動(dòng)機(jī)燃料油。熱解油與天然橡膠相容性高，再交聯(lián)能力強(qiáng)，也可作橡膠填充油使用[39]。熱解炭黑是橡膠中的有機(jī)物、無(wú)機(jī)物等附著在橡膠原有的炭黑表面而成的[3839,39,40]，其粒徑分布不均勻、含大顆粒粒子、灰分含量高、表面活性差，未經(jīng)處理難以直接替代普通商用炭黑，只能用作低等工業(yè)填料[39,40]。但是，熱解炭黑經(jīng)過(guò)改性之后，其與橡膠基體的界面結(jié)合能力、均一性有所提高[39]。針對(duì)不同目標(biāo)產(chǎn)物，選擇的熱裂解工藝也有所不同[41]。熱裂解是廢輪胎高值化利用和完全資源化利用處理手段。以微波熱裂解技術(shù)為例，處理廢輪胎1萬(wàn)t/年，可得毛收益約為1 441萬(wàn)元/（年·萬(wàn)t），約是直接作為燃料燃燒毛收益的4．3倍，是直接作為發(fā)電毛收益的3．4倍[42]。無(wú)害化處理是廢輪胎熱裂解的另一大優(yōu)勢(shì)。廢輪胎中含硫量為3%～5%，在熱裂解過(guò)程中可通過(guò)控制熱裂解工作條件控制含硫物質(zhì)轉(zhuǎn)化，將大部分含硫物質(zhì)轉(zhuǎn)化到熱解油或熱解炭黑中，使熱解氣中含硫物質(zhì)含量低于總含硫量的10%，氣體排放含硫量完全達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。熱裂解是在密閉環(huán)境中進(jìn)行，沒(méi)有氧氣參與，杜絕了二噁英的產(chǎn)生[18]。以廢輪胎的微負(fù)壓熱裂解技術(shù)為例，該技術(shù)可使廢輪胎生成35%的工業(yè)炭黑、40%的燃料油、15%的鋼絲以及10%的瓦斯可燃?xì)怏w，是實(shí)現(xiàn)廢輪胎百分之百減量化、無(wú)害化、資源化利用的手段，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程無(wú)廢水、廢氣和廢渣產(chǎn)生，安全環(huán)保節(jié)能[43]（見(jiàn)圖3、表2）。

圖3 廢舊輪胎熱裂解工藝流程圖[]

表2廢輪胎各回收利用方式的對(duì)比

2.2 廢輪胎各回收利用方式的對(duì)比分析

在我國(guó)，輪胎翻新以及生產(chǎn)膠粉可處理的廢輪胎量較少，生產(chǎn)再生膠又存在能耗大、污染風(fēng)險(xiǎn)高等問(wèn)題，輪胎衍生燃料雖然可有效利用廢輪胎的熱能，但其燃燒過(guò)程中有污染物排放且不利于緩解我國(guó)橡膠資源短缺的局面。對(duì)于輪胎翻新、再生膠以及膠粉中的廢輪胎和橡膠而言，多次回收利用會(huì)影響其性能并最終成為無(wú)法再回收的“垃圾”。廢輪胎的熱裂解可作為最終處置的方式，最大程度地回收廢輪胎中的各類(lèi)資源，幫助廢輪胎以及廢橡膠再次進(jìn)入產(chǎn)業(yè)鏈。熱裂解得到的產(chǎn)物經(jīng)過(guò)改性后可實(shí)現(xiàn)高值化，并可重新作為輪胎生產(chǎn)的原料。此外，熱裂解耗能遠(yuǎn)低于再生膠和膠粉。有數(shù)據(jù)顯示，生產(chǎn)每噸再生膠耗電1 200kW·h，生產(chǎn)每噸膠粉耗電600kW·h，裂解每噸廢橡膠僅耗電200kW·h[45]。我國(guó)天然橡膠占比較重的載重胎一般作為再生膠的原料，而主要使用合成橡膠的乘用車(chē)輪胎可為熱裂解行業(yè)提供大量原材料[18]。因此，對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，熱裂解技術(shù)無(wú)疑是目前處置廢輪胎最好的方式。

3 結(jié)論與展望

隨著全球汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，輪胎產(chǎn)量逐年增加。我國(guó)橡膠資源不足，需要大量進(jìn)口，橡膠資源的供需矛盾緊張。同時(shí)，大量廢舊輪胎隨之出現(xiàn)，已在全球范圍內(nèi)造成“黑色污染”。此外，我國(guó)廢舊輪胎的不當(dāng)處理如土法煉油、小型再生膠企業(yè)排污等已經(jīng)產(chǎn)生了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。我國(guó)必須要合理利用廢舊輪胎這一錯(cuò)位資源，既能有效地“變廢為寶”，同時(shí)又必須環(huán)境友好。本文比較了國(guó)內(nèi)外目前常用的廢輪胎的回收利用方式認(rèn)為：輪胎翻新雖然環(huán)境友好成本低，但在我國(guó)可解決的廢輪胎量太少；再生膠生產(chǎn)有脫硫過(guò)程，環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)高且能耗大；膠粉生產(chǎn)同樣有能耗大的問(wèn)題，且膠粉應(yīng)用領(lǐng)域有限；輪胎衍生燃料雖可有效回收熱能但有污染環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)，且對(duì)于橡膠資源短缺的我國(guó)而言，目前不應(yīng)已此法為主。熱裂解可將一條廢輪胎完全分解為35%的工業(yè)炭黑、40%的燃料油、15%的鋼絲以及10%的瓦斯可燃?xì)怏w[43]，實(shí)現(xiàn)百分之百的減量化、無(wú)害化，同時(shí)裂解產(chǎn)品經(jīng)過(guò)改性后，還可以作為輪胎生產(chǎn)的原料重新進(jìn)入產(chǎn)業(yè)鏈。因此，我國(guó)需大力發(fā)展推廣熱裂解技術(shù)，同時(shí)結(jié)合相關(guān)的政策立法，以期早日實(shí)現(xiàn)廢輪胎的完全無(wú)害化、資源化、減量化處理。