Page 46 - 《橡塑智造与节能环保》2024年6期

节能环保新技术与产品

脱硫：废橡胶的解决方案

橡胶包括弹性体和热固性材料，其特征在于大的 1 当前的废橡胶处置途径
可变形性和在去除施加的载荷后恢复其形状的能力。 1.1 填埋
工业橡胶分为天然橡胶和合成橡胶。前者来源于天 轮胎单体填埋（即在经过认证的地点只堆放废
然橡胶胶乳，主要由聚（顺式-1,4-异戊二烯）组成， 轮胎）是最早的橡胶和轮胎处理途径之一，原因是可
聚（顺式-1,4-异戊二烯）是一种不饱和烃，由菊科家 利用的土地面积大且具有经济可行性，但缺点也很严
族、桑科植物和夹竹桃科的2000多种植物产生，但是 重。例如，填埋轮胎会释放金属和有毒化学品，如稳
商业上使用的胶乳几乎完全由巴西橡胶树胶乳制成。 定剂、增塑剂、阻燃剂和其他低分子量添加剂，从而
合成橡胶是由石油基碳氢化合物合成的单体，最 污染土壤并降低其肥力。此外，橡胶废物还是蚊子、
常见的是亚乙基丙烯二烯单体和苯乙烯-丁二烯橡胶、 啮齿动物和蛇的滋生地，是各种致命疾病的源头。在
氯丁二烯和异丁烯（EPDM、SBR、CR和IS）。 露天垃圾场或垃圾填埋场堆放的轮胎有易燃的危险，
近年来，对橡胶产品的需求稳步增长。2018年 轮胎起火后会燃烧数周，因为很难扑灭。 最重要的
全球天然橡胶（NR）产量最多为1390万公吨，其中 是，垃圾填埋无法回收有用的材料，无法作为第二代
绝大多数（91%）产自亚太地区；而欧洲、中东和非 原料重新用于橡胶工业，因此只有在所有其他废物管
洲（EMEA）的贡献率约为6.5%。天然橡胶主要用于 理技术（减量、再利用、再循环、能源回收）都无法
制造轮胎和一次性手套，其产量大幅增长，以满足与 实施的极少数情况下才能使用。出于这些原因，早在
疫情相关的日益增长的医疗保健需求。合成橡胶主要 1999年，欧盟委员会就禁止填埋报废轮胎，这推动了
用于生产运输业相关的轮胎，2022年总需求达到39亿 对橡胶废物管理替代方案的研究。
条。这种显著且不断增长的橡胶产量证明了这类材料 1.2 能源回收
的多功能性和广泛应用，但这也带来了如何管理日益 另一种橡胶废物管理方式是使用废橡胶作为燃
增多的橡胶垃圾的挑战。 料。例如，轮胎90%以上是有机的，热值为32.6 MJ/
橡胶废料是固体废物总量中相当大的一部分。此 kg，而煤炭的热值为18.6至27.9 MJ/kg。在美国和欧盟
类废料大部分来自运输业（汽车、卡车、越野车和摩 （EU），约45%和38%的消费后的废轮胎和工业废料
托车的轮胎）；同时橡胶废料的其他来源包括布料、 分别被用作非化石燃料的补充能源回收形式，包括燃

鞋类、密封圈、垫圈和家具。2020年，美国产生了970 烧、热裂解和气化。
万公吨橡胶废物，其中550万吨被填埋（55%），290 焚烧是将可燃物质氧化成惰性废物的过程。它是
万吨被燃烧用于能源（27%），只有210万吨被回收 一个高放热过程，在控制的高温（1000℃ 左右）下
（17%）。回收橡胶废料具有挑战性，改进相关政策 进行，很快就能自我维持。如果温度保持足够高，这
和技术的努力不断发展，以提高橡胶行业的可持续性 个过程只会产生 H2O、O₂和 CO₂；而处理温度太低则
和循环性。 会导致排放多种有毒气体，如二恶英或持久性有机污
由于大部分橡胶用于轮胎，所有关于脱硫的研究 染物 (POP)。 焚烧通常在轮胎工业中进行，以处理生
都针对由 NR 和 SBR 制成的废轮胎，其中最常见的是 产废物，并生产工厂自身的能源，它也是水泥窑、钢
硫磺硫化橡胶。考虑到采用循环经济的重要性，橡胶 厂、热电厂、纸浆和造纸厂、工业锅炉和污水处理设
脱硫酸盐的应用集中于如何将脱硫橡胶与不同的聚合 施中的常见利用方式。
物基质复合，以开发具有合适物理性质的生态可持续 在水泥生产中，使用极高的温度（2000℃）可
聚合混合物。 确保所有轮胎成分完全燃烧，将钢转化为氧化铁，将

14 橡塑智造与节能环保