城市固體廢物的資源化-廢橡膠的資源化

固體廢物的資源化回收利用3廢舊橡膠資源化01廢舊橡膠組成P402廢舊橡膠管理體系P503廢舊橡膠資源化技術(shù)P604廢舊橡膠發(fā)展建議P19目錄CONTENTS廢舊橡膠組成：包括廢舊橡膠制品，即報廢的輪胎、人力車胎、膠管、膠帶、工業(yè)雜品等；另外，也包括橡膠制品廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的邊角料和廢品。廢舊橡膠是一種高分子污染物，屬于熱固性的聚合物材料，在自然條件下很難發(fā)生降解，棄于地表或埋于地下的廢舊橡膠可以幾十年不變質(zhì)、不腐爛，俗稱黑色污染。天然橡膠型合成橡膠型外胎類內(nèi)胎類膠鞋類工業(yè)雜品類黑色橡膠白色橡膠雜色橡膠按照顏色性質(zhì)按來源分類按用途分類硬質(zhì)橡膠軟質(zhì)橡膠按剛度性質(zhì)廢舊橡膠的分類國內(nèi)外廢舊橡膠管理體系：隨著科技的發(fā)展，為了有效回收利用廢舊橡膠，各國建立了不同的管理體系。加拿大美國中國1）嚴格的行業(yè)準入制度；2）專項基金收費和補償制度3）以法律方式強制實現(xiàn)資源配置，促進市場發(fā)展；4）政府強制性的廢輪胎回收利用計劃

目前，我國還沒有形成鼓勵廢舊輪胎資源再生和循環(huán)利用的制度體系、法律體系、政策體系和社會機制。企業(yè)之間盲目、無序競爭，市場管理不規(guī)范，使產(chǎn)品質(zhì)量好、技術(shù)先進的企業(yè)得不到應(yīng)有的支持。1）加拿大各省都成立了省廢舊輪胎回收利用協(xié)會。其主要目的是協(xié)同管理部門執(zhí)行和實施廢舊輪胎回收利用政策，促進會員間的信息和交流。2）回收利用計劃的費用主要來源于銷售新輪胎時征收的環(huán)保費，以便保證廢舊輪胎回收時的支出。目前小轎車征收2~4加元，大卡車征收5~6加元。廢舊橡膠主要是廢舊輪胎等橡膠制品，是國際公認的有害垃圾。然而以廢舊輪胎為主的廢舊橡膠，又是一種可以再生利用的資源。廢舊橡膠的資源化處理技術(shù)主要有原形改制、舊輪胎翻新、生產(chǎn)再生橡膠、生產(chǎn)膠粉和膠粒、熱分解、熱能利用等。橡膠綜合利用產(chǎn)業(yè)鏈示意圖①原形改制：通過捆綁、裁剪、沖切等方式，將廢舊橡膠（主要是廢舊輪胎)改造成有利用價值的物品。在污水和油泥堆肥過程中當作桶裝容器；經(jīng)分解剪切后可制成地板席、鞋底、墊圈等。研磨制成輪胎地板塊，主要用于運動場、跑馬場或其他設(shè)施的石子或木條的替代品用于碼頭作為船舶的緩沖器；用于構(gòu)筑人工礁或防波堤；用于作公路的防護欄或水土保護欄；用于建筑消音隔板等②舊輪胎翻新：舊輪胎經(jīng)局部修補、加工、重新貼覆胎面膠后，再進行硫化，恢復(fù)其使用價值的一種資源再利用方法。輪胎翻新延長了輪胎使用壽命，減少了廢輪胎的堆放對環(huán)境的污染，達到“自然資源—產(chǎn)品—廢舊品—再生資源利用”的循環(huán)生產(chǎn)方式，輪胎翻新和再生膠生產(chǎn)方式如圖所示:③生產(chǎn)再生橡膠：廢舊橡膠經(jīng)過粉碎、加熱、機械處理等物理化學(xué)過程，使其彈性狀態(tài)變成具有塑性和粘性，能夠再硫化的橡膠。硫化膠通常在熱、氧、機械力和化學(xué)再生劑的綜合作用下發(fā)生降解反應(yīng)，硫化膠的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)被破壞，從而使廢舊橡膠的可塑性有一定的恢復(fù)，達到再生目的。1）再生機理：通過脫硫技術(shù)破壞廢舊橡膠中硫化膠化學(xué)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)制成再生橡膠，其結(jié)構(gòu)的變化可用以下假定反應(yīng)式說明：（C5H8）6S（C5H8）6→

（C5H8）3S（C5H8）3+（C5H8）3+（C5H8）3→（C5H8）3S（C5H8）3+（C5H8）62）生產(chǎn)工藝：我國現(xiàn)在主要應(yīng)用的再生膠的制造方法有油法、水油法和高溫動態(tài)脫硫法制造再生膠，其具體的工藝流程和方法特點如下。工藝簡單，廠房無特殊要求，建廠投資低，生產(chǎn)成本少，無污水污染。但再生效果差，再生膠性能偏低，對膠粉粒度要求?。?8~30目），適用于膠鞋和雜膠品種及小規(guī)模生產(chǎn)。油法其工藝流程：廢膠→切膠→洗膠→粗碎→細碎→篩選→纖維分離→拌油→脫硫→捏煉→濾膠→精煉出片→成品工藝復(fù)雜，廠房有特殊要求，生產(chǎn)設(shè)備多，建廠投資大，膠粉粒度要求較小，生產(chǎn)成本較高。有污水排放，應(yīng)有污水處理設(shè)施。但再生效果好，再生膠質(zhì)量高且穩(wěn)定，適用于輪胎類、膠鞋類、雜膠類等再生橡膠的中大規(guī)模的生產(chǎn)。水油法廢膠→切膠→洗滌→粗碎→細碎→篩選成品←精煉出片←濾膠←捏煉←脫硫←稱量配合←纖維分離其工藝流程：廢舊橡膠不需要粉碎的太細，一般20目左右。使用膠種廣，生產(chǎn)效益好；高溫時可全部炭化；無污水排放，環(huán)境污染小，再生膠質(zhì)量好，生產(chǎn)工藝較簡單等優(yōu)點。但設(shè)備投資大，脫硫工藝條件要求嚴格，適合于各種廢膠品種的中大規(guī)模生產(chǎn)。高溫動態(tài)脫硫法④生產(chǎn)膠粉：廢舊橡膠通過機械方式粉碎后變成的粉末狀的物質(zhì)，既可做再生膠的中間原材料，又可以直接應(yīng)用。目前，膠粉除作為再生膠生產(chǎn)原料外，主要有三個方面用途：一是精細膠粉被大量應(yīng)用到防水卷材的生產(chǎn)；二是精細膠粉被批量應(yīng)用到橡膠制品及自行車胎、農(nóng)用車胎和載重斜交輪胎的生產(chǎn)；三是將廢舊輪胎膠粉應(yīng)用到公路鋪設(shè)領(lǐng)域。目前應(yīng)用已較成熟的工業(yè)化的膠粉生產(chǎn)的方法有：冷凍粉碎工藝和常溫粉碎法。冷凍粉碎工藝：在玻璃化溫度以下，廢舊輪胎本身脆化，此時受機械作用很容易被粉碎成粉末狀物質(zhì)，膠粉即按此原理，利用液氮為制冷介質(zhì)，廢舊橡膠深冷后用錘式粉碎機或輥筒粉碎機進行低溫粉碎。一般包括：低溫冷凍粉碎工藝、低溫和常溫并用粉碎工藝。廢舊橡膠預(yù)處理設(shè)備過程控制產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品和中間產(chǎn)品)廢棄物循環(huán)回用污染零排放以壓縮空氣為動力的送料器和封閉式管道輸送用液氮使廢舊橡膠溫度降低至玻璃化溫度以下進行粉碎。常溫粉碎法兩種方法：一種是粗碎和細碎在同一臺設(shè)備上完成；另一種是粗碎和細碎在兩臺不同的設(shè)備上完成。

進行該操作的兩個輥筒其中一個表面帶有溝槽，另一個表面無溝槽，即為溝光輥機。首先通過輸送帶將洗滌后的膠塊送入兩輥筒間進行破膠，然后將破碎后的膠塊和膠粉落入設(shè)備底部的往復(fù)篩中過篩，達到粒度要求的從篩網(wǎng)落下，通過輸送器入倉；未達到要求的膠塊，通過翻料再進入溝光輥機中繼續(xù)進行破碎。粗碎在兩只輥筒表面都帶有溝槽的溝輥機上進行，粗碎過的膠塊大小一般在6~8mm。然后進入光輥細碎機上進行細碎，其粒度一般為0.8~1.0mm（26~32目)。膠粉工廠粉碎設(shè)備與傳統(tǒng)的再生膠粉碎設(shè)備不同，都是專用的廢舊橡膠破碎機、中碎機和細碎機。同一設(shè)備不同設(shè)備⑤熱分解：將廢舊橡膠在高溫下分解提取燃氣、油、炭黑、鋼鐵等。據(jù)報道，采用此方法可從1噸廢舊輪胎中回收燃料油550kg、炭黑350kg。但由于設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜，治理費用高，這種回收利用方式目前較難推廣，具體工藝流程如圖所示。利用廢舊橡膠生產(chǎn)柴油和炭黑的工藝流程熱分解廢舊輪胎熱分解主要有熱解和催化降解。熱解主要有常壓惰性氣體熱解、真空熱解和融鹽熱解三種，但無論采用那種方法，都存在處理溫度高、加熱時間長、產(chǎn)品雜質(zhì)多等缺陷。催化降解則采用鋅和鈷鹽等作為催化降解劑，反應(yīng)速度快，產(chǎn)品質(zhì)量較熱解好。

熱分解工藝的設(shè)備投資較高，附加值低，更重要的是燃燒產(chǎn)生苯和二噁英類等致癌的有毒有害氣體，對大氣環(huán)境造成嚴重的污染，對人類和生態(tài)構(gòu)成嚴重威脅，目前在很多發(fā)達國家已經(jīng)明令禁止。⑥熱能利用：廢舊橡膠是一種高熱值材料，廢輪胎每千克的發(fā)熱量分別比木材高69%、比煙煤高10%、比焦炭高4%。熱能利用就是用其代替燃料使用。一般的利用有如下方法：一是直接燃燒回收熱能，此法雖簡單，但會造成大氣污染；二是將廢輪胎破碎后，按一定比例與各種可燃廢舊物混合配制成固體垃圾燃料。焚燒廢舊輪胎獲取能源將逐漸被淡化，原因如下：一、由于廢輪胎是橡膠、鋼絲、纖維等多種不同成分的復(fù)合體，給其利用增加了難度，熱能利用的技術(shù)設(shè)備也較少。二、隨著滾動阻力低的