废轮胎资源化利用现状

苏瑞景,关　杰,梁　波(上海第二工业大学环境与材料工程学院,上海201209)



废轮胎资源化利用现状

苏瑞景,关杰,梁波
(上海第二工业大学环境与材料工程学院,上海201209)

摘要:以废旧轮胎为例,综述了国内外废橡胶的回收利用、我国废轮胎的回收利用、常规资源化技术以及热解等处理方式的现状和发展趋势。热解技术是一种高效的、新兴的资源化处理技术,在废旧轮胎处理中受到了重点关注,详述了几种废旧轮胎热解技术应用现状、存在的突出问题及发展动向。指出热解技术的革新、热解产品的质量改善和资源化利用是未来的发展趋势,废轮胎的回收再利用具有较高的经济和环保价值,有利于解决我国橡胶资源短缺的问题。

关键词:废橡胶;轮胎;资源化;热解

0　引言

废橡胶属于高分子弹性材料之一,具有不熔或难熔性,强耐热、耐机械性、耐生物,因此在自然状态下难以降解,几十年都不会自然消失掉,长期堆放在露天,不仅会占用大量土地[1],而且极易滋生蚊虫、传播疾病、引发火灾,从而污染环境,是工业有害废弃物中危害最大的垃圾之一[2]。与废旧塑料白色污染相对应的黑色污染,主要是指废橡胶制品造成的污染,而其中又以废轮胎为最典型、最重要的污染物。

废轮胎浑身是宝,主要由合成橡胶和天然橡胶、纺织物、防老剂、碳黑、金属,以及增塑剂、氧化锌、硫磺等多种有机与无机物质组成,其中天然橡胶和合成橡胶混合物高达55%～60%[3],金属约占25%,主要是起增强轮胎的钢性和强度作用的优质钢丝[4]。这些物质具有较高的经济价值,因此废旧轮胎的再利用具有巨大的市场潜力。

目前,废轮胎的回收利用方式主要为直接利用,例如:轮胎翻新;粉碎后加工利用,如生产胶粉、再生胶;热能利用,如直接焚烧发电、热解。其中,热解是一种将废轮胎彻底地裂解为各种可用资源的技术,废轮胎热解后可获得高附加值的热解气、热解油、热解炭和钢丝,是目前废旧轮胎回收利用的热点方法,被认为是处理废旧轮胎最经济、最佳的途径之一。

1　废橡胶资源利用量和利用率

美国是废轮胎利用最好的国家,如表1所示,近10多年来美国、欧洲废轮胎的利用率基本稳定在76%～87%,如加上旧轮胎翻新量为10%～18%,其利用率可达85%～95%。目前,废旧轮胎利用率低、其价值得不到充分重视是我国废旧轮胎处理方面存在的最突出的问题。我国废旧轮胎回收率2002年为65%,2013年利用率为75%,尚未达到美国1996年的利用率水平。其中,旧轮胎翻新量约占总量的5%,废轮胎综合利用中的直接利用、土法炼油部分未计入。

从表中还可以看到,近10多年来,我国废旧轮胎产生量、利用量和利用率保持着一定速度的增长。这种状况在今后一段时期内依然存在,对利用行业来说既带来了机遇又带来了挑战。据工信部介绍[5-6],旧轮胎翻新量逐年上升,已由早先占比(与废旧轮胎生成量比较)7%上升到10%左右。

表1　废轮胎利用量和利用率[7]Tab.1 Utilized quantity and ratio of scrap rubbers

2　常规资源化利用技术

随着科学技术的大力发展,进入20世纪70年代以后,人们发现回收利用废橡胶可以节约大量原油,而这些原油是生产、合成橡胶所消耗的不可再生资源,于是人们开始把废橡胶称为“新型黑色黄金”[8],设法回收利用,从而开始了废橡胶利用的黄金时代。再生橡胶产业的蓬勃发展,使再生橡胶成为重要的橡胶补充资源。到2014年止,我国废旧橡胶的综合利用方式,主要为再生胶、胶粉和轮胎翻新3种[7]。其中,再生胶占71.3%,胶粉占7.5%,轮胎翻新占11.8%,其他形式占9.38%[5]。

2.1轮胎翻新

轮胎翻新具有较高的经济效益,附加价值最高。载重卡车轮胎通常可翻新3～4次,甚至7～8次,飞机轮胎可翻新次数高达12次。一条翻新轮胎所用的原材料不到新轮胎的1/3,可节约大量橡胶和炭黑等材料,其价格也仅为新轮胎的20%～50%。轮胎翻新可延长其使用寿命,每翻新一次,可重新获得相当于新轮胎60%～90%的使用寿命[9],经多次翻新,至少可使轮胎的总寿命延长1～2倍[10]。因此,翻新轮胎是废轮胎利用的最有效方式,在发达国家应用比较广泛,美、日及欧盟国家的轮胎翻新量占旧轮胎的10%～20%[7]。美国鼓励使用翻新轮胎,执行严格的质量标准,允许卡车、校车、民航飞机,以及农业、工业及矿业移动机械使用合格的翻新轮胎。

但轮胎翻新处理的方法一般只局限在轻卡和载重类的汽车轮胎上,对废轮胎的消耗和处理量有一定限度,并且轮胎翻新硫化过程中使用的橡胶化合物、溶剂和胶合剂所产生的挥发性有机物对人类健康和环境也具有一定的危害。轮胎翻新是废旧轮胎再利用的有效方式,但不是最终选择,各个国家及国际标准对轮胎的翻新次数都有限制,轮胎最终还是要进入“坟墓”,对于不能翻新的废旧轮胎,应采取更彻底的处理方式。

2.2再生胶

以废旧橡胶制品为原料,通过化学方法使其脱硫得到的再生橡胶称之为再生胶[11]。再生胶可以替代橡胶制品生产过程中的部分天然橡胶,将其按一定比例掺入胶料中,可降低生产成本,同时可以增加产品的耐磨性、改善胶料的加工性能。目前采用的再生胶生产方法有低温再生(TCR,Trelleborg Cold Reclaim powder)法、动态脱硫再生法(恩格尔科法)、常温再生法、微波脱硫法、低温相转移催化脱硫法、压出再生法以及辐射再生法。然而,由于再生胶生产过程中存在易污染环境、能耗大、效率低、生产工艺流程长等缺点,很多国家已经抛弃了这种方法,但在中国再生胶仍是废旧轮胎利用的主要产品,占废旧橡胶利用的71.3%,且生产技术水平低,二次污染严重。

2.3胶粉

通过机械方法,如切割、分离、粉碎、筛选以及研磨等方式,将废弃橡胶粉碎,得到的粉末状物质就是胶粉或者胶粒。胶粉的生产主要有低温冷冻粉碎、常温粉碎、水冲击、湿式研磨、干式研磨等工艺技术。相比于再生胶,由于机械过程是胶粉的主要生产方式,不存在脱硫工艺,耗费的能源相对较少,工艺较简单,不产生废水、废气、废渣,故产生的污染很少,而且胶粉具备良好的性能,可广泛应用于橡胶工业、建筑填料、混凝土改性材料等领域。通过生产胶粉或者胶粒来回收废旧橡塑产品,是集环保与资源再利用于一体的清洁方式,很多发达国家已摒弃再生胶而选择胶粉,胶粉也成为目前处理废旧轮胎最具有前途的方法之一[12]。

2.4焚烧

焚烧,又称热能利用,利用的是废塑料尤其是废轮胎的高发热量,它的燃烧热值约为27～37 kJ/g[13],单位发热量比煤高10%、比木材高69%、比焦炭高4%[14]。因此,废旧轮胎被认为是一种具有吸引力的潜在燃烧材料,可以代替燃料使用。目前废轮胎热能利用的方式主要是将其破碎后与各种可燃废物按照一定比例混合,配制出固体垃圾燃料,从而代替煤、油和焦炭等矿石燃料。这种方法在环保的同时,还可以资源化利用其成分,例如:废旧轮胎中的钢丝帘线和胎圈钢丝可以代替水泥制造中所需的铁矿石成分;用废旧轮胎焙烧水泥,可以少加或者不加铁矿石[15]。目前在一些发达国家焚烧法已经得到应用,但是由于此法的前期投资额较大,设备费用高,且灰分较难处理等问题,在发展中国家应用较少。在日本、美国以及欧洲的许多国家,不少发电厂、水泥厂、钢铁厂、造纸厂和冶炼厂都采用废旧轮胎作为燃料,在日本这种燃料已经占到了50%～60%[16-17]。

3　热解技术

废轮胎热解是在无氧或者惰性气氛中,通过外部加热打开化学键,将其最终分解成气态碳氢化合物、液态(热解油)以及固态的炭、钢丝等产品。这些产品经过加工处理可以转化成高价值产品,从而应用于不同场所,如:炭可以转化成活性炭或者炭黑甚至碳纳米管;液态产品中富含苯及其同系物,经过提纯可以转化为燃料油和苯;气态产品可以直接作为燃料燃烧,补偿或者提供热解过程所需的热量。热解是对废轮胎材料及其热能利用的最佳方式,在热解过程中,废轮胎中的有机物转化为可利用的能量,附加价值高。

相对于轮胎翻新过程中处理对象的局限性、消耗和处理量有一定限度、翻新硫化过程中引入的挥发性有机污染物以及处理不彻底的缺点,热解是将进入“坟墓”的废轮胎制品转化为再生资源从而进行回收利用的有效途径,是废轮胎的最终处理方式。相较于再生胶生产过程中易污染环境、能耗大、效率低、生产技术水平低、生产工艺流程长等缺点,热解可以实现废轮胎全面资源化利用,且生产技术水平高、效率高。目前胶粉制作上的几种方法都有限制性的缺点,如采用常温粉碎法的胶粉粒径比较大从而限制其应用、冷冻法制备胶粉成本高、胶粉应用上还需大量实验佐证,而热解可以充分回用燃气、油、炭黑、钢铁等产品,热解后无废弃物浪费,二次污染少,产物应用广泛。另外,相对于焚烧而言,热解技术处理废轮胎对环境更加安全。因此,热解法处理技术是废轮胎处理处置的主流方向。

3.1超临界热解

废旧轮胎超临界热解技术,利用了超临界均相体系中的超临界流体具有类似有机溶剂的良好的溶解性、流动性,同时又具有类似气体的扩散系数和低黏度的特性。常用的超临界流体有水和CO2,有研究发现正戊烷、乙醇、甲苯、氮也可以作为超临界流体使用。

Toshitaka等[18]尝试了在超临界状态下热解废轮胎,在0.7 L分批式操作高压釜内进行超临界反应,实验研究了废轮胎在水、正戊烷、甲苯及氮等不同超临界流体存在下的热解反应的变化。通过实验发现,不同溶剂的使用并未影响产品的产率,如:在653 K、5.2 MPa的操作条件下,油品的产率均为57%(质量分数),固体产率均为40%。Kershaw[19]探究了废旧轮胎在超临界介质中的萃取过程,分别考察了不同流体、温度对萃取结果的影响,发现温度对吸收率的影响超过流体种类,在特定的实验工况下产率可以高达66%～67%;Duan等[20]在超临界乙醇下混合热解了微藻类和废橡胶轮胎,发现温度、废橡胶/藻类质量比是影响生物油的产量和品质的2个关键因素。在最佳反应条件下,生物油产量最高为65.4%(质量分数)。在微藻类存在下,废橡胶轮胎更容易热解,两者之间存在显著的协同效应。在废橡胶/藻类质量比为1:1时,两者之间出现最高的协同效应值(37.8%)。在共热解过程中,两者之间的相互作用也有利于脱氮和脱氧作用,从而提高生物油的品质。生物油的发热量为35.80～42.03 MJ/kg,气相中的主要组分是二氧化碳、氢气和甲烷。Ivan 等[21]等运用24阶乘设计,将废旧轮胎制备的橡胶粉在超临界二氧化碳下以二苯二硫为脱硫剂进行了实验,并建立了多元线性回归模型。实验发现,温度、脱硫剂用量、温度与脱硫剂之间的相互作用是影响反应的主要参数。

3.2熔融盐热解

熔融盐热解是在高温条件下,利用熔融盐液体优良的传热性能,液体可充分与废旧轮胎接触,实现废旧轮胎快速高效热解,且热解过程传热损失少。熔融盐热解技术的原料前处理简单,可实现整个或半个轮胎及粉碎轮胎的热解。Stelmachowski[22]采用熔融盐技术热解废轮胎,在390～420°C的热解温度下得到的产物中,热解气为14%(质量分数,以C2～C8为主),热解油为41%(质量分数,以C2～C24为主),以及固体残留物(75%(摩尔分数)的C4～C10)。Alexandre-Franco等[23]使用LiCl-KCl、LiCl-KCl-KOH、KOH和HNO3分别作为熔融盐,在相对较低的温度下实现了废轮胎的脱硫和脱钙处理,并且利用X射线衍射仪对热处理后的废轮胎残渣进行了分析。实验发现,废轮胎中的硫通常转化为金属硫化物或者硫的各种化合物,比如Na2Zn-S2O4·H2O、KAl(SO4)2。废轮胎与熔融盐共热解能有效地降低产品中的灰分含量,其中尤以与LiCl-KCl-KOH熔融盐的共热解效果最好,灰分从废轮胎中的7.0%(质量分数)降低至产品中的4.9%(质量分数),与HNO3共热解的效果次之,产品中的灰分为5.8%(质量分数)。

3.3微波热解

废旧轮胎微波热解技术最大的亮点在于轮胎中含有大量的微波吸收材料,如金属氧化物、钢丝和碳等可以与微波互相作用,出现反射微波、感应电流和放电3种主要现象,从而改变微波电磁场场强的空间分布,形成局部高温,而这种局部高温可以成为热解的“内热源”,加速热解过程,这是其他轮胎热解技术所不具有的。微波与轮胎中钢丝的相互作用,有望实现轮胎不破碎的整体热解,省却了常规热解工艺中的轮胎预处理环节,节能降耗。Andrea等[24-25]对微波热解轮胎进行了较系统的研究,尤其是针对热解气、固、液三相产物,不仅检测了热解产物工业指标,如发热量、沸点、闪点等,而且釆用多种分析测试手段,如ICP-MS(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)、XRD(X-Ray Diffraction)、BET(Brunner-Emmet-Teller measurements)等,定性定量地分析了各相产物的具体成分。

废旧轮胎微波热解技术目前尚处在探索阶段,国内的相应文献较少,国际上只有美国、意大利、加拿大、西班牙等国的学者进行了一部分研究,能产业化的目前有加拿大的EWI公司[26]。EWI公司轮胎还原系统是在常压、氮气氛围下,用微波将轮胎分解,其目的是制取燃料油和炭黑。

3.4催化热解

废橡胶热解,其处理温度高,加热时间较长(一般长于3 h),并且原料需要事先处理为小块,而热解产品中又通常含有杂元素,降低了产品质量,使产品的应用受到限制,因此,通常附加其他反应装置以有效除去产品中的杂质。加入催化剂,可以降低反应活化能,在废旧轮胎热解过程中能够实现较低温度热解,同时催化剂的加入可以有效吸收热解过程中产生的酸性气体污染物,并定向地获得更多的目标产物。因此,在废旧橡胶热解过程中加入催化剂,在节能和工业经济效益上都具有研究价值[27]。

Ahoor等[28]在氩气气氛中使用MgCl2作为催化剂热解废轮胎,考察了热解过程的响应面建模参数,包括废轮胎颗粒大小、氩气流量、催化剂、时间和热解温度。结果发现,在热解温度407.3°C、热解时间1 800 s、氩气流量133.7 mL/min、颗粒大小12.5 mm、催化剂占比11.5%(质量分数)的条件下热解油产品最多。热解气产品最大化时的工作条件为:热解温度475°C、热解时间5 009 s、氩气流量250 mL/min、颗粒大小5.0 mm、催化剂占比0.1%(质量分数)。此外,Ahoor等还考察了热解油的物理特性,得到热解油的十六烷值为47、密度847kg/m3、运动黏度2.4 mm2/s和闪点48°C,同时热解油中的硫含量降低至0.38%(质量分数)。Elbaba等[29]研究了以Ni/Al2O3或Ni/白云石为催化剂,催化-气化两段式催化热解废轮胎制氢。相对于Ni/Al2O3,Ni/白云石有更高的理论产氢量以及实际产氢量,另外,在催化氧化过程中,Ni/白云石为催化剂时碳沉积相对较低,为2.8%(质量分数),而Ni/Al2O3为催化剂时碳沉积则达到了18.2%(质量分数)。同时使用透射电子显微镜(TEM,Transmission Electron Microscope)和能量散射X射线能谱仪(EDXS,Energy Dispersive X-ray Spectrometer)分析了催化热解过程中镍、硫和碳的生成过程。结果表明,在Ni/Al2O3催化过程中,硫主要沉积在镍催化剂表面,而在Ni/白云石催化过程中,无论是在金属簇或者镍催化剂表面都未发现硫沉积。在2种催化剂的氧化过程中,碳沉积具有和硫沉积一样的趋势。

3.5真空热解

废橡胶真空热解技术,即为在密闭的真空容器内完成反应。该技术主要采用真空泵抽真空对热解炉膛进行操作以保障反应容器中的负压条件,减少一次产物在高温区的停留时间,减少二次反应发生的可能性,从而减少副产品,提高热解油吸收率,并且可以实现在低温条件下热解。

Wang等[30]基于固定床反应器在真空条件下热解国内自行车轮胎,探索了温度对热解过程的影响,发现在最佳温度450°C条件下,得到热解油的最大产率为45.2%(质量分数),其热解值为41～43 MJ/kg。Lopez等[31-32]在真空(25和50 kPa)和不同温度(425和500°C)条件下,采用锥形喷动床反应器连续热解废轮胎,发现真空的主要作用是增加了热解油中的柴油份额,而且在真空条件下,异戊二烯的产率达到了7%(质量分数)。同时,真空对残余炭黑有积极影响,炭黑小孔堵塞率降低,从而比表面积增大。在425～600°C下连续操作,获得了1.8%～6.8%(质量分数)的热解气,44.5%～55.0%(质量分数)的热解油(C5～C10的烃类,在425°C下,含有19.3%(质量分数)的柠檬烯),9.2%～11.5%(质量分数)的焦油(＞C11)以及33.9%～35.8%(质量分数)的焦炭。Zhang等[33]研究了在真空(3.5～10 kPa)条件下,温度与添加剂(Na2CO3,NaOH)对废旧轮胎颗粒热解的特性。研究发现,无论添加剂存在与否,随着温度从450°C升至600°C,热解油产率都是先达到最大,随后减少。NaOH的加入对热解具有显著的促进作用,无添加剂时在550°C得到最大为48%(质量分数)的热解油产率,而添加3%(添加剂与废轮胎颗粒的质量比)的NaOH后,在480°C即可获得50%(质量分数)的热解油产率。Na2CO3对热解无促进作用。热解气的主要成分是H2、CO、CH4、CO2、C2H4以及C2H6。热解炭的比表面积与商业炭黑不相上下,但灰分(质量分数为11.5%)较高。

3.6常压惰性气体热解

对于在惰性氛围或者缺氧环境下常压进行的废旧轮胎的热解反应,热解温度是关键因素,可以根据目标产物将温度设定在不同的区间,温度既决定了热解产品收率,同时也影响着产物质量。该技术多应用在流化床中,惰性气体为载气,并设置一定流速以便于其将反应生成物(热解气)带出流化床。常用的惰性气体主要为氮气、氩气,惰性气体的种类和流速对热解产物的产率与组成有较大的影响。

Berrueco等[34]研究了在N2氛围下静态分批式反应器中废轮胎的常压热解,在加热速率5～80°C/min、热解温度300～720°C的条件下,热解温度决定了热解产物的成分,在600°C下热解时,得到了55%(质量分数)的热解油、10%的热解气以及35%的炭黑,同时随着热解温度的升高,热解油中芳烃的含量有上升的趋势。Acevedo等[35]在旋转烤炉中共热解了废旧轮胎中的增强纤维与劣质煤(1:1,体积比),考察了烤炉转速、最终裂解温度、氮流量以及加热速率对热结果的影响。发现:增加氮流量和烤炉转速、降低升温速率会增加热解油产量;热解油中芳香性烃类含量较少,含氧基团较多,从而导致轻质石油产生量较高;随着最终裂解温度的升高,产生的轻质石油与芳香族化合物增多,含氧基团减少。

3.7其他

随着研究的不断深入,废旧轮胎热解又逐步发展了等离子体热解[36-38]、生物质与废旧轮胎共热解[20,39-40]等新型技术,并成为热解技术发展的方向。等离子体热解技术的产物只有气、固两相,没有液体油类产物,且具有反应速度较快、热解气热值较高、产生的环境污染物较少等优点。废旧轮胎与生物质共热解,进料物质的C、H、O比例可通过调节原料的不同配比来实现,使产物的组成结构得到改变[41]。

4　结语

废橡胶制品的回收利用一方面可以回收高附加值的材料,具有较高的经济效益,另一方面可以节约资源,减少矿产资源的使用,具有很好的环保效益,因此具有广阔的应用前景。我国是一个橡胶消费大国,这也意味着在成为世界上最大的橡胶制品生产国及消费国的同时,也成为世界上最大的废橡胶产生国。我国在废橡胶资源化利用方面手段还比较落后,轮胎翻新、生产胶粉、生产再生胶是目前废轮胎的主要处理方式,且大多处在小作坊阶段。因此,我国应该借鉴发达国家的先进技术和经验,建立废旧橡胶制品、废轮胎资源化利用的区域性环境保护体系;在技术上,改变废轮胎粉碎工艺、生产绿色环保再生胶产品、淘汰煤焦油;大力发展热解产物的深加工,并努力拓展其应用领域。

参考文献:

[1]范仁德.废橡胶利用产业的新进展和我国的发展方向[J].中国橡胶,2000,18(13):3-4.

[2]钱敏,朱雅雄,杜清华.废旧轮胎综合利用前途无限[J].中国资源综合利用,2002,11:19-21.

[3]辛明瑞,宋金鹤,张铁珍.废橡胶热解技术研究进展[J].化工科技市场,2007,30(8):30-32.

[4]SHARMA V,FORTUNA F,MINCARINI M,et al.Disposal of waste tyres for energy recovery and safe environment[J].Applied Energy,2000,65(1/2/3/4):381-394.

[5]钱伯章.废旧橡胶循环利用与技术进展[J].橡塑资源利用,2010(4):30-40.

[6]钱伯章.我国废旧橡胶综合利用现状及发展[J].橡塑资源利用,2014(1):19-35.

[7]陆永其.我国与发达国家废橡胶资源利用比较[J].中国橡胶,2014,17:11-14.

[8]余晓丹.废轮胎热解油品的处理研究[D].浙江:浙江大学,2005.

[9]杨连威,盖国胜.废轮胎资源化处理技术研究[J].中国粉体技术,2008,14(4):233-237.

[10]庚晋,白杉.废旧轮胎回收利用现状和利用途径[J].橡塑技术与装备,2003,9:11-18.

[11]李赓.再生炭黑橡胶补强性能的研究[D].浙江:浙江大学,2006.

[12]陈守燕.废轮胎热解特性的试验研究[D].山东:山东大学,2005.

[13]汪群慧.固体废物处理及资源化[M].北京:化学工业出版社,2004.

[14]席北斗.有机固体废弃物管理与资源化技术[M].北京:国防工业出版社,2006.

[15]CHUNK S.Scrap tire problem nearly solved[N].Tire Business,1995-02-20(7-8).

[16]朱金华.面向轮胎行业逆向物流处理中心的选址规划[D].山东:山东大学,2006.

[17]金晶.废轮胎热解炭脱味降灰研究[D].上海:华东理工大学,2011.

[18]TOSHITAKA F,TETSUYA T,NORIAKI W,et al.Supercritical and supercritical extraction of oil from used automotive tire samples[J].Journal of Chemical Engineering of Japan,1985,18(5):455-460.

[19]KERSHAW J.Supercritical fluid extraction of scrap tires[J].Fuel,1998,77(9/10):1113-1115.

[20]DUAN P,JIN B,XU Y,et al.Co-pyrolysis of microalgae and waste rubber tire in supercritical ethanol[J].Chemical Engineering Journal,2015,269:262-271.

[21]IVAN M,MATTEO O,MANUELA A,et al.Full factorial experimental design to study the devulcanization of ground tire rubber in supercritical carbon dioxide[J].The Journal of Supercritical Fluids,2014,92:249-256.

[22]STELMACHOWSKI M.Conversion of waste rubber to the mixture of hydrocarbons in the reactor with molten metal[J].Energy Conversion and Management,2009,50:1739-1745.

[23]ALEXANDRE-FRANCO M,FERNANDEZGONZALEZ C,ALFARO-DOMINGUEZ M,et al.Devulcanization and demineralization of used tire rubber by thermal chemical methods:A study by X-ray diffraction[J].Energy &Fuels,2010,24:3401-3409.

[24]ANDREA U,STEFANO M,LUCA R,et al.Microwave pyrolysis of polymeric materials:Waste tires treatment and characterization of the value-added products[J].Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,2012,103:149-158.

[25]ANDREA U,BARBARA S,EMMA C,et al.Carbon from microwave assisted pyrolysis of waste tires[J].Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,2013,104:396-404.

[26]周龙.轮胎胶粉微波热解特性试验研究[D].山东:山东大学,2014.

[27]黄菊文,李光明,贺文智,等.废旧轮胎热解资源化技术研究进展[J].化工进展,2010,29:2159-2164.

[28]AHOOR A,ZANDI-ATASHBAR N.Fuel production based on catalytic pyrolysis of waste tires as an optimized model[J].Energy Conversion and Management,2014,87:653-669.

[29]ELBABA I,WILLIAMS P.Deactivation of nickel catalysts by sulfur and carbon for the pyrolysis-catalytic gasification/reforming of waste tires for hydrogen production[J].Energy &Fuels,2014,28(3):2104-2113.

[30]WANG L,FU B,XIAO G,et al.Production of liquid fuels from vacuum pyrolysis of chinese bicycle tire wastes[J].Asian Journal of Chemistry,2011,23(10):4578-4582.

[31]LOPEZ G,OLAZAR M,AGUADO R,et al.Vacuum pyrolysis of waste tires by continuously feeding into a conical spouted bed reactor[J].Industrial &Engineering Chemistry Research,2010,49(19):8990-8997.

[32]LOPEZ G,OlAZAR M,AGUADO R,et al.Continuous pyrolysis of waste tyres in a conical spouted bed reactor[J].Fuel,2010,89(8):1946-1952.

[33]ZHANG X,WANG T,MA L,et al.Vacuum pyrolysis of waste tires with basic additives[J].Waste Management,2007,28(11):2301-2310.

[34]BERRUECO C,ESPERANZA E,MASTRAL F J,et al.Pyrolysis of waste tyres in an atmospheric static-bed batch reactor:Analysis of the gases obtained[J].Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,2005,74:245-253.

[35]ACEVEDO B,BARRIOCANAL C.The influence of the pyrolysis conditions in a rotary oven on the characteristics oftheproducts[J].Fuel Processing Technology,2014,131:109-116.

[36]HUANG H,TANG L,WU C.Characterization of gaseous and solid product from thermal plasma pyrolysis of waste rubber[J].Environmental Science &Technology,2003,37(19):4463-4467.

[37]TANG L,HUANG H.An investigation of sulfur distribution during thermal plasma pyrolysis of used tires[J].Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,2004,72:35-40.

[38]TANG L,HUANG H.Some observations from studies of RF plasma pyrolysis of waste tires[J].Chemical Engineering Communications,2010,197(12):1541-1552.

[39]WANG W,CHANG J,CAI L,et al.Quality improvement of pyrolysis oil from waste rubber by adding sawdust[J].Waste Management,2014,34(12):2603-2610.

[40]ONAY O,KOCA H.Determination of synergetic effect in co-pyrolysis of lignite and waste tyre[J].Fuel,2015,150:169-174.

[41]曹青,吕永康,朱素渝,等.等离子条件下废轮胎与生物质的共热解[J].化工学报,2005,8:1571-1574.

Research Progress in Recycling of Waste Tyre

SU Ruijing,GUAN Jie,LIANG Bo
(School of Environmental and Materials Engineering,Shanghai Polytechnic University,Shanghai 201209,P.R.China)

Abstract:The recycling of waste rubber at home and abroad are reviewed,waste tire as example.The recycling status of waste tires in China,status quo and development of conventional recycling technology and pyrolysis disposal were reviewed.Pyrolysis technology is one kind of highly effective and the recycling of the emerging technology.It is in focused on the processing of waste tires.Several kinds of scrap tire pyrolysis technology application situation,existing problems and development trend is described.It is pointed out that the innovation,the quality of the pyrolysis products of pyrolysis technology improvement and utilization of the future development trend of recycling the waste tire has high economic and environmental value,which is helpful to solve the problem of rubber resources shortage in our country.

Keywords:waste ruber;tyre;recycling;pyrolysis

基金项目:上海高校青年教师培养资助计划(No.ZZegd14014)、上海第二工业大学校级科研项目(No.EGD13XQD19)、上海第二工业大学校培育学科项目(No.XXKPY1303)资助

通信作者:苏瑞景(1981–),女,河南濮阳人,讲师,博士,主要研究方向为固体废弃物资源化。电子邮箱rjsu@sspu.edu.cn。

收稿日期:2015-06-18

文章编号:1001-4543(2016)01-0020-07

中图分类号:X783

文献标志码:A