循環經濟“黑科技”：廢舊輪胎脫硫再生技術

隨著全球經濟的高速發展和城市化進程的不斷加快，大量堆積的固體廢棄物成為生態環境的沉重負擔，嚴重限制了社會經濟的可持續發展和人類生活質量的進一步提高。循環經濟理念的出現為固體廢物的綜合管理提供了全新視角和廣闊發展空間，廢物資源化理念在全球掀起持續熱潮。

近年來，我國私家車保有量和貨車數量的快速增長使廢舊輪胎的產生量以每年8%-10%的速度急劇增加，廢舊輪胎資源化技術成為固廢處置行業的熱點?！堆h經濟促進法》和《中國輪胎翻修與循環利用行業“十二五”發展規劃》等一系列法律法規的逐步落地實施給輪胎循環利用行業和輪胎生產企業帶來了前所未有的發展機遇，大量資源密集型與技術型企業均在該細分領域積極進行戰略和技術布局。本篇文章將為您介紹世界前沿的廢舊輪胎橡膠脫硫技術的創新理念與前世今生，并對其在循環經濟發展中的價值進行深度剖析。

一、廢舊輪胎處理技術發展現狀及難點

據統計數據顯示，我國輪胎產量已連續10年位居世界前列，每年產生的廢舊輪胎數量位列全球首位。預計到2020年，我國廢舊輪胎產生量將達到2000萬噸。早在2010年，我國工業和信息化部制定的《廢舊輪胎綜合利用指導意見》就明確指出“提高輪胎翻新率、加強再生橡膠產業節能減排等重點發展任務”。2017年，工業和信息化部、商務部、科技部聯合印發《關于加快推進再生資源產業發展的指導意見》，將廢舊輪胎綜合利用列入再生資源產業發展重點領域。

目前，我國廢舊輪胎的主要處置方法為填埋和用作燃料焚燒。每年約有5億個廢舊輪胎被焚燒，造成大量有毒污染物的排放，能源回收率低下。歐美等發達國家在汽車工業領域發展較早，對廢舊輪胎的處理及資源化利用程度較高，廢舊輪胎回收率可達80%以上。幾十年來，這些國家不斷投入大量資金和人力進行廢舊輪胎回收利用技術的研發，已經取得了顯著的技術突破以及產業化成果。目前國際上常用廢舊輪胎循環利用方法包括再生膠生產、橡膠粉制造和熱裂解回收等。自上個世紀末以來，我國廢舊橡膠處理行業也開始采用以上幾種廢舊輪胎回收利用方法。

上述回收再生方式在實施初期因其可帶來一定的經濟價值從而受到社會各方面的認可，但隨著應用范圍的擴大，一系列的問題逐漸凸顯出來，其中包括：

1.再生過程對環境的二次污染問題：部分廢舊輪胎在處理工藝中涉及使用化學溶劑以及高溫高壓手段，將廢舊輪胎強行脫硫制造再生膠。該工藝過程不但對生態環境造成直接污染，而且對橡膠分子結構也造成破壞。

2.再生過程的高運營成本問題：比如熱裂解資源回收工藝，為保證產出質量以及廢氣控制要求，其工藝過程能耗相對較高。此外由于廢舊輪胎回收體系尚不完善，企業同時需要承擔回收過程中的運輸成本。

3.再生產品銷售渠道缺乏問題：目前再生橡膠產品的質量穩定性及可加工性能較差，造成市場需求相對有限。廢舊輪胎橡膠裂解生成的裂解油、裂解炭黑等再生工業原料產品缺乏行業標準，導致產品應用市場定位不夠明確，再生產品市場銷售面臨較大挑戰。

需要指出的是，在廢舊輪胎再利用方面，我國該細分領域市場特性以及相關上下游產業鏈完整性與歐美等發達國家在不同維度存在一定差異，為真正實現我國廢舊橡膠產業(含廢舊輪胎)的高速綠色發展，需要結合中國市場實際量體裁衣，從歐美引入市場匹配度高的先進循環再生工藝，為輪胎橡膠企業開辟新的技術創新路徑。

二、廢舊輪胎脫硫再生技術及其經濟價值

全球超過50%的橡膠用于輪胎制造，任何回收處理技術只有以實現廢舊輪胎的二次重復利用方能形成商業閉環。輪胎回收最大的難點在于反硫化即脫硫。在輪胎制造過程中，通過硫化作用，再經一系列加熱、固定等工藝，使橡膠具有不變黏、不易折斷等特性，從而達到使用標準。脫硫是指利用物理、化學或其他方法有選擇性地將硫化橡膠中的交聯硫鍵斷裂，同時保證聚合物鏈鍵不發生斷裂。通過此種脫硫方法回收的橡膠仍然保留著原來的分子特性，能夠直接重新用于橡膠制品生產。通過這種創新處理方法回收并重新利用廢舊輪胎橡膠，大大提高了廢棄輪胎的資源化程度，可以削減全球約10%的橡膠消耗量。脫硫技術對橡膠制造行業和市場的影響力不可小覷，該技術的產生和推廣是橡膠和輪胎制造工業循環經濟發展的重要推動力。

1. 輪胎橡膠脫硫與傳統橡膠化學再生技術

傳統的橡膠化學再生是將硫化橡膠通過加熱、添加化學藥劑和機械處理等一系列物理化學過程，使硫化膠結構破壞降解后重新具備可塑性，從而使處理后的硫化膠能夠投入新的橡膠復合材料生產。傳統橡膠再生過程中通常會對廢舊橡膠進行軟化、膨脹處理，同時通過剪切作用和化學作用降低粘度，使處于具有一定彈性的回收橡膠變成具有可塑性并能夠再硫化的橡膠。這種回收方式會造成C-C鍵斷裂進而縮短聚合物分子鏈。同時由于再生過程中會產生大量難以處理的化學溶液，為生態環境造成巨大負擔，這種方法在大部分北美國家已基本淘汰。

相較而言，橡膠脫硫是裂解硫化橡膠的單硫化（C-S-C），二硫化（C-S-S-C）和多硫化（C-Sx-C）交聯的過程，同時保持橡膠聚合物分子的主鏈完整，因此再生后的橡膠與新橡膠性質近乎相同。

2. 新型橡膠脫硫技術代表：特力馬(Tyromer)

加拿大滑鐵盧大學Tzoganakis教授開創性的發明了一種新型橡膠脫硫技術，并通過特力馬公司完成技術的商業化流程。該技術利用惰性超臨界二氧化碳以及先進的熱導機械擠壓技術，將膠粉連續快速轉化成為高品質的特力馬環保脫硫橡膠Tyromer-TDP，成功實現廢橡膠的綠色脫硫，無需有毒化學溶劑，且不產生其他廢棄副產物。相比于其他橡膠再生方法，該工藝大大降低了碳排放量以及空氣污染可能。該工藝的快速脫硫過程僅需1分鐘。處理每噸廢舊橡膠僅耗電400千瓦時。橡膠回收率高達99%，且回收后橡膠質量高，保質期長。

特力馬環保脫硫膠的抗拉強度、硬度、耐切割性能和撕裂測試等均符合國際標準。其抗拉強度可高達12兆帕，具體取決于輪胎膠粉類型、尺寸、質量和來源。對于一般市售的廢輪胎膠粉，生產出的脫硫膠抗拉強度范圍一般為6.6 -7.5 兆帕。特力馬環保脫硫膠擁有輪胎橡膠所需的一切動態性能，能夠重新用于輪胎制造(包括工程卡車、商用轎車、自行車輪胎)，并可作為多種橡膠制品的原材料，比如操場和塑膠地基質等。該技術為廢橡膠提供了環?？沙掷m且具高經濟效益的解決方案。

特力馬橡膠脫硫技術創造了一種嶄新的可再生資源。該專利技術成熟、穩定且回收率高，已在國際上斬獲多項大獎，是目前市場上最環保、最具經濟效益的廢輪胎橡膠回收方法，特力馬公司已在加拿大正式投產，其環保脫硫膠產品已在北美、歐洲、亞洲被國際知名混合橡膠生產商及一級輪胎制造商所采用，同時公司正在積極推進全球各地生產線的建立。這個具有重大環保革新意義的“黑科技”必將快速成為市場主導，帶動全球輪胎業的循環經濟發展。

3. 橡膠脫硫技術與循環經濟

目前多數產品生產行業仍采取“開發-制造-廢棄”的線性模式來面對日益增長的市場需求，循環經濟是將經濟活動與有限資源的消耗分離開來，將報廢的產品通過回收和處理賦予新生，使其能夠重新投入到新一輪的生產使用當中。循環經濟以重新定義增長模式為目標，以產品清潔生產、資源循環利用和廢物高效回收為手段，將對生態環境的破壞降到最低程度，并且最大限度地利用資源，從根本上降低經濟發展的社會成本，著眼于更加積極的生產及獲利方式。對于 我國而言，大力發展循環經濟，是走經濟可持續發展及新型工業化道路過程中的必選動作。

就廢舊輪胎橡膠再生行業而言，每條廢舊輪胎的平均重量約為9公斤，全球每年廢舊輪胎的生產數量超過10億條。如果每條新生產輪胎將再生橡膠添加率提高到5%，即可節約價值數十億美元的各類資源，并大大減少溫室氣體排放。中國是世界上主要的再生橡膠生產國，去年再生橡膠產量約為500萬噸。隨著再生橡膠的大量生產，再生過程即使僅添加1%的化學藥劑，按重量計算每年也需多使用5萬噸的藥劑，會對環境造成嚴重的負擔。橡膠脫硫技術的誕生直觀降低了橡膠行業的生產成本，延長了再生橡膠的使用周期，也增強了各方推動行業循環經濟發展的直接動力。

三、新型橡膠脫硫技術的發展前景

我國廢舊橡膠循環利用產業生產規模不斷擴大。據不完全統計，截止至2015年底我國已有登記注冊的輪胎翻新生產企業約800 多家，年產能約為 2000 萬條；廢輪胎循環利用企業約 1500 多家，再生橡膠年加工能力約 500萬噸，橡膠粉年加工能力約 100 萬噸，熱裂解年加工能力約20 萬噸。但是企業普遍規模較小，同時多數企業采用粗放型增長方式，這對行業和市場的長期穩定發展十分不利。企業未來應當著眼于更加環保且可持續發展的技術升級路徑，為企業發展贏得更廣闊的上升空間。

脫硫技術對輪胎和橡膠生產行業的未來市場走勢有著顯著影響，該技術能夠有效地減少化學再生橡膠的產量，優化行業資源消耗。脫硫技術的應用和推廣不僅會明顯減輕環境污染，同時幫助制造商、經銷商和消費者實現成本節約。脫硫再生橡膠相比全新橡膠材料價格優勢明顯，尤其當天然橡膠價格上漲時，那些已經使用脫硫橡膠的生產企業的市場競爭力與抗風險能力將會更加凸顯。

四、結語

目前世界上各大生產橡膠制品的企業都在積極布局嘗試各類橡膠再生技術，為企業及行業的可持續發展開拓新路徑。橡膠脫硫技術為輪胎行業和橡膠產業的循環經濟發展提供了開創性思路和拓展契機，終將進一步促進行業內企業更好地貫徹落實來自各層面的節能減排和固廢資源化要求。