废轮胎绿色高值化全产业链再利用的关键技术装备及其应用  南京绿金人高科有限公司 任冬云  橡胶是我国的重要战略资源，我国的橡胶消耗量连续多年居世界首位，但我国的天然橡胶超过75%需要进口；与此同时，我国的废旧橡胶产生量也居全球首位，据统计，2015年我国废旧轮胎产生量约3亿条，重量约达1200万吨。废轮胎的绿色化、资源化、高值化再利用是我国固体废弃物回收与利用的重要组成部分，对于我国可持续发展战略和生态文明建设等具有重要的意义。 

      目前，我国形成了以制备再生橡胶为主，轮胎翻新、胶粉、热裂解等技术协同发展的废橡胶循环再利用局面。但是，我国当前废旧轮胎回收及综合利用体系仍存在诸多不足，比如：综合利用水平低、环保压力大；规模小、分散、不规范；技术含量低等。对此，国家相继出台了20余部政策法规引导、规范废橡胶行业的发展，特别在2016年工信部、财政部出台的“重点行业挥发性有机物削减行动计划工信部联节（2016）217号”，工信部、科技部、环保部出台的“关于发布《国家鼓励的有毒有害原料（产品）替代品目录（2016年版）》的通告--工信部联节（2016）398号” 工信化部、商务部、科技部出台的“关于加快推进再生资源产业发展的指导意见--工信部联节（2016）440号”等文件，进一步指明了行业的发展思路和方向。  为了解决传统废旧橡胶脱硫再生技术及胶粉再应用技术所存在的瓶颈问题和科学难题，北京化工大学从“八五”期间开始，针对不同种类、目数的胶粉，形成了系列关键技术及装备，初步实现了废橡胶的绿色高值化全产业链再利用。 

        一，绿色高效连续制备再生橡胶技术装备  将20目～30目的废载重钢丝子午胎胶粉用于制备再生橡胶。在“十二五”863课题等项目的资助下，将材料、化学、机械3个学科的知识交叉应用于废轮胎再生领域，突破了多阶螺杆连续脱硫绿色制备再生橡胶的系列关键技术，并由南京绿金人橡塑高科有限公司自主设计、制造了年产3000吨和5000吨再生橡胶生产线，分别在北京路德永泰环保科技有限公司、河北茂祥橡胶制品有限公司、京环兴宇（唐山）橡塑环保科技有限公司建成了产业化生产线，使用效果良好。本技术装备已获授权中国发明专利13项，实用新型5项，拥有自主知识产权；生产的再生橡胶达到甚至优于传统高温高压动态脱硫所得性能；生产过程无任何废水产生，经环境监测部门检测，排放空气质量符合环保要求；单台产量约为0.8吨/小时，经权威第三方机构检测，吨能耗小于750度/吨；设备安全性大大提高，用工人数仅为传统技术的1/3。该技术装备的成功研发彻底解决了再生橡胶行业污染大、能耗高、产品质量不稳定的难题，真正实现了从废胶粉制备再生橡胶整个工艺流程的环保、节能、安全、连续、产品性能的优异、稳定。经中国物流与采购联合会、中国循环经济协会、江苏省经信委分别组织专家鉴定为“国内外首创，国际领先”，并获评省部级科学技术发明一等奖。  此外，在废橡胶再生技术领域，北京化工大学团队在国内率先开展了废橡胶的超临界CO2脱硫技术，并获授权发明专利2项，发表英文SCI文章3篇；在国内率先开展了微生物脱硫废胶粉技术，并获授权发明专利3项，发表英文SCI文章4篇。

       二，废轮胎胶粉沥青系列制备技术、装备、产品  将40目废胶粉用于胶粉改性沥青系列产品，在教育部重大项目、北京市基金项目、北京市教委科技成果转化与产业化等项目的资助下，针对国内橡胶沥青技术存在的普遍技术难点，如高温生产能耗及污染大、设计施工及使用不便捷、综合造价成本高等问题，自主发明了低温高剪切原位改性制备高性能胶粉改性沥青技术、橡胶沥青温拌技术、连续制备液体再生橡胶技术装备及其在沥青中的应用技术等，形成了路用性能更优、存储更稳定、经济性更佳的废轮胎胶粉沥青系列制备技术产品系列产品。  该相关技术已授权了7项发明专利，经教育部组织专家鉴定为“国际领先”，并获评省部级一等奖。该技术现已铺设了多条胶粉改性沥青道路；南京绿金人橡塑高科有限公司设计制造的LJR-75T连续制备液体再生橡胶生产装备，经客户使用生产制备得到的液体再生橡胶黏度低、分子量适中、产品附加值高。

       三，精细胶粉的绿色高值化再利用技术装备  针对60目～80目的精细胶粉，相继开发了系列关键技术，如：  1）废橡胶粉/树脂热塑性弹性体及其防水卷材的反应加工制备技术，获得国家自然科学基金的资助，授权了2项国内专利和1项国际专利，《新一代耐老化热塑性TPEP橡胶防水卷材》获北京市科技进步二等奖，目前技术产品在北京东方雨虹股份有限公司大范围推广使用；

       2）废橡胶制备节能微孔渗灌管技术，通过高性能渗灌管工业化生产关键设备的自主开发、工业化试生产过程中配方及工艺的优化、并进行了渗灌管应用效果评价以及节水渗灌示范园的建设，制备得到的废胶粉基微孔渗罐管，在管壁上通过橡胶粉颗粒间的空隙无规则的分布着毛细微孔，在一定压力作用下均匀的渗水，到达对农作物节水模式下的灌溉效果。

     产品具有如下优势：1、输送距离长。本技术制造的渗水管输送距离可以达到100～150 米；

    2、强度高；3、抗紫外线；4、节能环保。该渗灌管技术在城市、乡村各地具有普遍使用意义，市场前景广阔。可以广泛应用于以下各个方面：沙漠化治理（灌溉）、园林绿化（建筑绿化、市政园林绿化灌溉）、农业灌溉、渔业的高效增氧设施等。

      3） 废橡胶制备低成本高性能建筑用板材技术，利用废胶粉制备具有高强度、高硬度、高模量以及良好无缺口抗冲击强度的特种橡胶制品，该技术受到了国家自然科学基金、北京市科技新星计划项目、北京市自然科学基金等项目的支持，授权了4项发明专利，屋面瓦、树脂地板和建筑模板等三种产品均达到了国家现有相关产品标准，该仿木材料产品机械性能及耐老化性能优异，同时兼具优良的耐化学腐蚀和绝缘性能，所获得仿木制品与木质材料加工方式相似，可据、可刨、可车、可刻、能打磨、能热整形，制品的刚度大、韧性强，可与硬木产品相媲美，产品安装工序简便，形式灵活多样，是一种成本低廉、性能优异的新型产品。该产品适用范围广泛，用作各种用途室外装饰及相关产品，如围栏护栏、室外地板、屋面瓦、公园休憩桌椅、格栅屏风、标识牌、抗腐蚀覆盖层等。 

      四，废旧轿车子午线轮胎可控终极热裂解制备化学单体及高品质炭黑技术  制备再生橡胶的胎源以全钢载重子午线轮胎为主，而大量的半钢轿车子午线轮胎仍未找到有效的处理办法。

    我国，废旧半钢轮胎通常被小作坊拿来偷偷炼油，但此法污染严重，已被国家明令取缔。而传统的废旧轮胎热裂解制备油和炭黑的技术，由于制备的炭黑品质不过关，经济效益难以保证。对此，项目团队在现有热裂解技术基础上，通过对废橡胶热裂解的可控深入研究，将其最终制备为乙烯、丙烯等化学单体，并制备高品质炭黑，从而解决半钢轿车子午线轮胎绿色再利用的难题和传统热裂解技术经济效益不佳的现状，以实现废旧橡胶的 “吃干榨净”。  以上系列技术、装备、产品的自主研发，对不同粒径大小的胶粉进行了针对性的高值应用技术开发、环保装备制造和高附加值产品的开发技术，制备的产品和延伸制品可以广泛应用于交通、化工、农业和城建等国民经济重要产业，初步形成了废胎回收、胶粉制备、胶粉高值应用的产业链，有利于我国废橡胶行业的绿色转型和橡胶产业的可持续发展。