高哈爾?努拉里,李國(guó)峰,古麗娜爾?圖爾遜

（新疆應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工技術(shù)系, 新疆奎屯 833200）

當(dāng)前，中國(guó)已經(jīng)成為世界上最大的汽車輪胎生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。汽車輪胎的日益增加造成了廢舊輪胎數(shù)量的迅速上升，廢舊輪胎是一種需要占用大量環(huán)境空間的廢物，并且難以壓縮、收集和消除，其成分包括一些危險(xiǎn)元素，如鉛、鉻、鎘和其他重金屬，不具有生物降解性。若處置和管理不當(dāng)，廢舊輪胎不僅會(huì)造成資源浪費(fèi)，還會(huì)對(duì)健康和環(huán)境造成威脅［1-3］。

由于輪胎具有開(kāi)放性結(jié)構(gòu)，堆放的輪胎很容易因縱火或其他偶然原因而發(fā)生火災(zāi)，如雷電，一旦燃起便難以控制和撲滅，并且會(huì)持續(xù)燃燒數(shù)月，產(chǎn)生煙霧和有毒油性污染物，影響土壤、航道和空氣。此外，廢舊輪胎老化的同時(shí)會(huì)釋放刺激性氣體，刺激呼吸道，容易引起呼吸道疾病。

據(jù)統(tǒng)計(jì)［4-7］，中國(guó)產(chǎn)生的廢舊輪胎以每年8%~10%的速度增加，如此巨大的數(shù)量，已經(jīng)成為人們面臨的嚴(yán)峻的環(huán)境挑戰(zhàn)之一。如何有效地將廢舊輪胎回收利用，將“黑色垃圾”變廢為寶，已經(jīng)成為科研工作者們普遍關(guān)注的熱點(diǎn)。

1 廢舊輪胎的資源化利用現(xiàn)狀

1.1 廢舊輪胎的處理現(xiàn)狀

目前，中國(guó)對(duì)于廢舊輪胎的處理方法主要是采用集中掩埋以及集中燃燒兩種方式，但由于廢舊輪胎不能自然降解并且含有大量的含硫有機(jī)物與炭黑等有害物質(zhì)，集中淹埋會(huì)污染土壤，直接燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化硫等有害氣體，對(duì)人體及生態(tài)都會(huì)造成極大損害。據(jù)相關(guān)研究報(bào)道［8-10］，我國(guó)廢舊輪胎年產(chǎn)生量巨大，但無(wú)害化利用率只有60%。對(duì)廢舊輪胎實(shí)施無(wú)害化處理的技術(shù)和能力還不夠高，已經(jīng)嚴(yán)重阻礙我國(guó)廢舊輪胎的回收再利用。

1.2 廢舊輪胎的處理政策

廢舊輪胎是可以再利用的資源。廢舊輪胎循環(huán)利用和綜合利用水平是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要標(biāo)志之一。中國(guó)“十三五”規(guī)劃提出，要大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，這為廢舊輪胎的處理和技術(shù)發(fā)展，提供了政策方向。可持續(xù)發(fā)展的需要、生產(chǎn)者責(zé)任的延伸，以及企業(yè)社會(huì)責(zé)任感的增強(qiáng)，正引領(lǐng)眾多輪胎企業(yè)關(guān)注廢舊輪胎處理，并引導(dǎo)這個(gè)產(chǎn)業(yè)走向新的發(fā)展之路。

相關(guān)人員研究表明［8-10］，廢舊輪胎處理企業(yè)需要國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的支持，從技術(shù)層面和政策法規(guī)等方面對(duì)廢舊輪胎的再利用項(xiàng)目進(jìn)行扶持和鼓勵(lì)，盡快制定稅費(fèi)扶持性政策措施，對(duì)已經(jīng)投資運(yùn)營(yíng)的廢舊輪胎處理企業(yè)進(jìn)行排查，使政策盡早落地生效；從環(huán)保預(yù)算中拿出一定的補(bǔ)貼資金，對(duì)采用較先進(jìn)工藝技術(shù)處理的企業(yè)實(shí)行政府補(bǔ)貼；借鑒國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，鼓勵(lì)新輪胎和橡膠制品生產(chǎn)時(shí)，采用再生碳黑的優(yōu)惠政策。

中國(guó)環(huán)保在線認(rèn)為，對(duì)于廢輪胎的回收利用要實(shí)行嚴(yán)格的審批制度，可適時(shí)出臺(tái)相關(guān)政策以鼓勵(lì)規(guī)范輪胎的循環(huán)利用，并予以一定的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，通過(guò)經(jīng)濟(jì)杠桿提高企業(yè)從事廢舊輪胎的資源化利用的重視程度。

總而言之，國(guó)家有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)盡快進(jìn)行調(diào)研論證，通過(guò)頂層設(shè)計(jì)和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，包括出臺(tái)相關(guān)法規(guī)，規(guī)范廢舊輪胎的收購(gòu)、存儲(chǔ)、運(yùn)輸和處理，來(lái)科學(xué)有效解決這一現(xiàn)實(shí)難題，千萬(wàn)別讓廢舊輪胎成為新的“黑色污染源”，進(jìn)而成為影響公眾身心健康和環(huán)境治理的新的絆腳石。

2 廢舊輪胎的資源化與無(wú)害化處理技術(shù)

2.1 翻新及直接利用技術(shù)

輪胎的生產(chǎn)采用的是一種高分子的難溶彈性材料，因此其在回收的過(guò)程中，進(jìn)行資源化利用是非常合適的，例如在進(jìn)行開(kāi)展畜牧養(yǎng)殖業(yè)修筑棚舍的過(guò)程中，除了常用的木材等原材料之外，還可以將廢棄輪胎作為原材料進(jìn)行使用，既降低了修建棚舍的成本，又使得修建的棚舍在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行了加固。同時(shí)在體育器材中也可以將廢舊輪胎進(jìn)行改造使用，例如在一些拉力器及跑步機(jī)等上面添加一些廢舊輪胎，可以減緩器材的磨損程度等。這些手段對(duì)于廢舊輪胎的處理技術(shù)要求普遍不高，且直接易操作。除此之外對(duì)于一些磨損程度不高的廢舊輪胎進(jìn)行二次的翻新利用，可以降低輪胎本來(lái)的原材料使用量，使得輪胎的生產(chǎn)成本得以下降，進(jìn)而降低了在此過(guò)程中的橡膠能源消耗［11-12］。

2.2 轉(zhuǎn)化為可燃性燃料

廢舊輪胎具有較高的熱值，因此其燃燒價(jià)值斐然，在輪胎的主要組成中含有大量的碳元素、氫元素、氧元素，燃燒價(jià)值要比原煤高出7% 左右［13］。但是要想將廢舊輪胎轉(zhuǎn)化成可燃性燃料，以此實(shí)現(xiàn)其熱能的高價(jià)值利用，在技術(shù)應(yīng)用方面仍舊是不容樂(lè)觀的，因?yàn)樵谄溥M(jìn)行轉(zhuǎn)換為可燃性燃料的過(guò)程當(dāng)中，直接將廢舊輪胎進(jìn)行焚燒，會(huì)產(chǎn)生酚類等有機(jī)廢氣物質(zhì)危害到人們的健康；同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的NO2、H2S等有毒有害氣體，對(duì)環(huán)境污染也造成了極大的危害。所以在進(jìn)行直接燃燒時(shí)，為減少其對(duì)人體和環(huán)境造成的危害，則要求廢舊輪胎的燃燒需要在特定的設(shè)備中進(jìn)行，并通過(guò)有效的工藝將其燃燒產(chǎn)生的有害物質(zhì)進(jìn)行及時(shí)的轉(zhuǎn)化吸收。

2.3 熱轉(zhuǎn)化處理技術(shù)

目前對(duì)廢舊輪胎研究熱點(diǎn)的技術(shù)手段就是熱轉(zhuǎn)化技術(shù)［14］，該技術(shù)需要對(duì)廢舊輪胎進(jìn)行預(yù)處理，隨后進(jìn)行粉碎分選處理，之后將處理之后的膠粒在裂解爐中進(jìn)行熱解反應(yīng)，最后在催化劑作用下，將其分解成一些油類物質(zhì)、碳?xì)漕惢衔镆约皻堄嗵細(xì)堅(jiān)?/p>

晁夫奎等［15］系統(tǒng)綜述了廢舊輪胎的資源化利用技術(shù)，分析指出當(dāng)裂解溫度在450℃時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體二惡英，嚴(yán)重破壞環(huán)境。研究表明，廢舊輪胎的熱轉(zhuǎn)化處理技術(shù)尚不成熟，如何解決污染氣體的排放、如何提高裂解產(chǎn)物的質(zhì)量仍然是技術(shù)難題。

3 資源化與無(wú)害化技術(shù)處理研究分析與展望

在進(jìn)行廢舊輪胎的資源化與無(wú)害化處理技術(shù)的選擇問(wèn)題上，首先最應(yīng)該被考慮的是其直接或間接的被利用，其次可考慮通過(guò)采用再生技術(shù)使其產(chǎn)生再生橡膠，最后再考慮使用熱解處理技術(shù)和工藝設(shè)備進(jìn)行徹底的處理，以達(dá)到廢舊輪胎的全面應(yīng)用。

3.1 翻新工藝技術(shù)

進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)廢舊輪胎回收加工利用行業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展的時(shí)期。最主要的再循環(huán)方式之一輪胎翻新開(kāi)始受到越來(lái)越多的關(guān)注，雖然我國(guó)現(xiàn)有輪胎翻新企業(yè)近500家，但是90%以上的企業(yè)屬于小型加工企業(yè)，技術(shù)、設(shè)備、工藝水平比較落后，許多已經(jīng)破產(chǎn)。近年來(lái)國(guó)內(nèi)自己開(kāi)發(fā)和國(guó)外進(jìn)口了部分新設(shè)備、新技術(shù)和新工藝，從而使得廢舊輪胎翻新產(chǎn)品的質(zhì)量得到了提高。但是由于成本過(guò)高，大部分的中小投資型企業(yè)根本無(wú)法進(jìn)行正常生產(chǎn)。因此，著重研發(fā)各類新型輪胎翻新工業(yè)機(jī)械，并致力于環(huán)保領(lǐng)域內(nèi)的新成果轉(zhuǎn)化、配套設(shè)備開(kāi)發(fā)、新技術(shù)應(yīng)用推廣將是廢舊輪胎實(shí)現(xiàn)翻新的成功保障。

3.2 焚燒工藝技術(shù)

與煤炭的燃燒比較，廢舊輪胎具有較高的熱能價(jià)值，且其燃燒過(guò)程中硫化物與氮化物的產(chǎn)生含量相比較小，被很多學(xué)者認(rèn)為是一種較為有潛力的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，可以將其用作煤炭的替代物，對(duì)于廢舊輪胎的燃燒處理可視作一種較為有效的終結(jié)性處理技術(shù)手段。在國(guó)外歐美等國(guó)家［16-17］，有許多企業(yè)都采用將廢舊輪胎作為成本較低的可燃性燃料，例如一些發(fā)電廠、造紙廠、水泥廠、冶煉廠等重工業(yè)企業(yè)，同時(shí)有55%以上的廢舊輪胎都會(huì)被用作可燃性材料，用于熱能的開(kāi)發(fā)利用。而在我國(guó)對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)還停留在初期的研究階段，相對(duì)比而言，我國(guó)的廢舊輪胎儲(chǔ)量較大并且傳統(tǒng)的再生橡膠工藝無(wú)法將其完全利用，因此對(duì)于廢舊輪胎在燃燒方面的熱能開(kāi)發(fā)利用是一項(xiàng)較為可觀的研究方向。

3.3 熱解工藝技術(shù)

熱解技術(shù)來(lái)源于廢舊輪胎的煉油工藝［18］。近些年來(lái)隨著我國(guó)工業(yè)的不斷發(fā)展，在一些地方大力鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行熱解工藝設(shè)備的優(yōu)化與升級(jí)。但其實(shí)在進(jìn)行回收利用的過(guò)程中，不難發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行熱解工藝造成企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益并不景氣，且經(jīng)常會(huì)遇到熱解油類制品的品質(zhì)堪憂等問(wèn)題，使得熱解技術(shù)在一定程度上并未得到實(shí)質(zhì)性的利用。因此，積極開(kāi)發(fā)研究廢舊輪胎熱解工藝新技術(shù)、新設(shè)備，追求實(shí)用性和市場(chǎng)化是后續(xù)的研究方向。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)的廢舊輪胎的產(chǎn)量較大，在進(jìn)行廢舊輪胎資源化與無(wú)害化處理時(shí)，需要具備一個(gè)具有發(fā)展?jié)撃艿膽?zhàn)略規(guī)劃。通過(guò)對(duì)廢舊輪胎的無(wú)害化與資源化利用，能夠有效地改善國(guó)內(nèi)橡膠資源緊缺與生態(tài)環(huán)境污染等問(wèn)題。但是為了能夠真正地做好廢舊輪胎的資源化與無(wú)害化處理，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)技術(shù)的研發(fā)與工藝的優(yōu)化，并積極探索尋找出一條適合我國(guó)國(guó)情發(fā)展的廢舊輪胎技術(shù)研發(fā)路線，在緩解我國(guó)橡膠資源匱乏的困境的同時(shí)，能夠促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的循環(huán)發(fā)展，并減緩環(huán)境污染問(wèn)題。