告别化石能源,用可再生资源也能造轮胎了
图片来源:Wikimedia Commons
只要电池内的能量来源于可再生资源,远程电动车就能摆脱石油等液态燃料的关键性限制了。然而,就算是用太阳能电池板充电的特斯拉也不能完全摆脱化石燃料的限制。即使生产过程中我们对所使用的化石燃料的派生忽略不计,汽车内部还有很多来自石油的塑料配件。再者,就算你不把这些和化石燃料相关的东西包括在内,你还是会陷入僵局——汽车的轮胎总不能忽略不计吧。
轮胎的生产过程
汽车轮胎算得上是任何汽车中的最不环保的一部分了。它们是用树上长的天然橡胶和异戊二烯制成的。异戊二烯来源于石油,通过化学的裂化反应而获得;它是所有轮胎中的关键分子。尽管科学家在过去付出了巨大努力,用可再生资源研发轮胎总是渴望而不可及的目标,事实证明这的确具有极大挑战性。直至最近,来自明尼苏达大学的团队表明他们已完善一个三步式的化学工艺,通过这个工艺,我们可以从类似树木和草等可再生生物中提取异戊二烯。
为了用可再生资源生产轮胎,科学家过去集中精力于生物过程的研究。具体来说,研究人员尝试了生物的发酵——这是一个类似生产乙醇的过程——但这些尝试都失败了。事实证明,要从微生物中提取异戊二烯分子是极具挑战性的。
来自明尼苏达大学可持续发展聚合物中心的团队也在生物过程中应用了微生物,但他们加入了一些新步骤,以生产稳定的异戊二烯分子。化学工程和材料学副教授Paul Dauenhauer和他的同事开始用源于生物的糖做试验,这里的生物包括玉米、树木等所有生物。接着,这些糖发酵并产生衣康酸。加入金属催化剂后,衣康酸与氢反应并形成甲基-四氢呋喃,四氢呋喃就是合成异戊二烯的关键中间分子。
在实验室中的搅拌釜反应器中,生物衍生的化学物质进行催化转化并形成可再生分子。图片来源:明尼苏达大学
最后一步就是把脱水的甲基-四氢呋喃转化成异戊二烯,这就是突破的所在。科学家在明尼苏达大学发现了另一种用于此项实验的催化剂,名为P-SPP(Phosphoros Self-Pillared Pentasil)。这种神奇的催化剂有着显著的高达90%的催化效率,也就是说,大部分催化而得的产物都是异戊二烯。
“类似S-PPP的新型含P沸石催化剂有着惊人的效果,” Dauenhauer说。“这种新型的固体酸催化剂展现出显著提升的催化效果,这使得可再生的异戊二烯成为一种可能。”
作为世界知名的高分子化合物专家和明尼苏达大学化学工程和材料学的董事教授,Frank Bates说:“经济友好型的生物源异戊二烯具备扩展国内汽车轮胎生产的潜力,人们可以使用可再生、现成的资源来生产轮胎,而非化石燃料。这项发明也会极大地影响很多其他技术先进的橡胶产品。”
蝌蚪五线谱编译自zmescience,译者 李二宝,转载须授权
在中国,随着汽车数量的迅速增加,如何处理大量的废弃轮胎,并进一步满足节约能源以及环保的需要,已经成了不容回避的问题,旧轮胎正急需从失落的世界里走出来。
废旧轮胎的再利用无非是以下几种形式:旧轮胎翻新、废轮胎生产胶粉、制作再生胶。但无论哪种形式,目前在我国的利用率均比较低,总体利用率只有45%左右。相当一部分废旧轮胎资源用于生产低档产品或堆放在边缘地方,污染环境,浪费资源。
造成上述情况的原因很多,但根本是我国废旧轮胎的回收利用还没有一部正规的管理法规,市场不规范,回收体系未建立起来,目前主要有进城打工的农民自发收购,广大群众对轮胎翻新再利用的观念淡薄。再有我国新轮胎再生产和设计过程中没有考虑翻修再使用。一般行驶里程仅十万公里,仅有4%的胎体能翻新一次,没有对消费者承诺行驶里程,翻新再使用里程与翻新次数。少数企业为了降低成本,在新胎生产中大量使用再生胶,影响了轮胎使用寿命。还有我国载重汽车超载限严重,使用轮胎的广大用户缺乏轮胎保养知识,不按磨耗极限去考虑翻新、修补,往往一胎跑到报废为止。
过去,废旧轮胎的“黑色污染”也曾给发达国家带来较大的环境危害。因此,从上世纪八十年代开始,发达国家逐步将废旧轮胎回收利用纳入法规化轨道,如美国的《轮胎回收利用法》、法国的《废弃物及资源回收法》、德国的《循环经济与废弃物管理法》、日本的《促进循环型社会基本法》、韩国的《资源节约与再生使用促进法》以及我国台湾省的《废轮胎清除回收处理办法》等,并普遍建立了回收处理收费制度,从收取废旧轮胎处理费入手,支持废旧轮胎的循环利用。而在我国,据称一部《废旧轮胎回收利用管理条例》即将出台,届时废旧轮胎的循环利用有望实现体系化。
目前,仅从轮胎翻新领域来说,按照发达国家的技术、设备水平,我国至少要落后10-20年。市场的落后,以及新政策的即将出台,这某种程度上对企业来说也意味着商机的存在。因此有企业大举进入轮胎翻新市场也不足为奇,而在用户角度来说,使用已经被科学证明为安全的翻新轮胎,多省几个钱有什么不好?毕竟在一个运输车队,除了员工的工资之外,最大的日常开支便是更换轮胎。所以不论从大的方面,还是小的方面来说,再把旧轮胎当成鸡肋已经显得有些不合时宜。
随着 汽车 工业的快速发展,我国废旧轮胎(固体形态污染源)产生量增长迅速,每年约为3亿多条,折合重量已突破1000万吨。提高对废旧轮胎的综合利用率,是对这些“固体废物”进行资源化利用和无害化处置的有效途径,对于实现“碳达峰”“碳中和”意义重大,不仅有助于发展循环经济,促进橡胶工业绿色可持续发展,而且有助于节约橡胶资源、降低能源消耗、减少并逐步消除“黑色污染”。“十四五”开局,废旧轮胎循环利用需要乘势而上,以创新驱动,推动绿色发展。
搭上生态文明建设快车
废轮胎(橡胶)从机器的这一端进去,再出来时,已经变身为再生油、炭黑、钢丝等产品,裂解率超过了99.5%,而且,烟气排放指标符合所有项目所在地最严格排放要求。这套设备是山东省 济南恒誉环保 科技 股份公司 的产品,其 工业连续化有机废弃物热解生产线荣获了国家 科技 进步二等奖 。
旧轮胎翻新再利用,废轮胎(橡胶)循环利用、“吃干榨净”,使废旧轮胎实现“减量化、再利用、资源化”,正是这个行业的时代使命。 恒誉环保的技术研发,是这个行业 科技 创新的一个缩影,也见证了整个行业由数量到质量的转变。
仅以废轮胎(橡胶)的热裂解处理方式为例,来自中国轮胎循环利用协会的数据显示,2019年,通过热裂解方式处理废轮胎(橡胶)约为100万吨(不含“土法炼油”;其中连续自动化裂解装备处理量约为15万吨),比行业“十三五”预测2020年产量50万吨翻了一倍。
“十三五”,是整个行业的重要转折点。目前,我国的废旧轮胎综合利用已初步形成旧轮胎翻新再制造、废轮胎生产再生橡胶、废轮胎生产橡胶粉和废轮胎(橡胶)热裂解等四大板块,废旧轮胎循环利用产业链已初步形成。
过去,由于行业传统工艺技术和装备在加工处理废轮胎(橡胶)过程中仍存在环境污染问题,被大家称为“黑色污染”发源地。至“十三五”收官之时,整个行业状况得到了有效改观。
作为战略性新兴产业,我国废旧轮胎综合利用取得丰硕成果。中国轮胎循环利用协会会长朱军表示,“十三五”期间,在国家产业政策指引下,全行业产业发展能力不断增强,产品由数量增长向质量提升转变,生产工艺技术及装备水平得到明显提升,生态环保意识持续增强。
这样的变化要得益于党的十八大以来我国生态文明建设的战略部署。“十三五”期间,国家出台了一系列相关产业政策,扶持废旧轮胎综合利用行业规范发展。至2020年底,相关重要规范文件达10件之多,其中,2017年之前出台的文件占到7成。文件的宣贯与执行,既促进了行业形成共识,同时也成为催动行业绿色升级的动力。“黑色污染”正在褪“黑”,行业迈入“绿色黄金”时代。
迎难而上 推动全面绿色转型
得益于绿色技术研发的进步,我国废旧轮胎综合利用正在逐步改变粗放型的增长方式,在改变“黑色污染”“二次污染”方面有了明显进步和改观。
目前,我国大部分大中型再生橡胶生产企业已基本实现了生产过程中对废水、废气的综合治理;再生橡胶生产先进适用技术与环保型助剂的研发和应用,则为行业向低碳绿色转化提供了转型契机;用连续自动化裂解工艺技术处理废轮胎(橡胶),解决生产过程中的环境污染和运行安全问题已成为行业的共识。
然而,不能回避的是,行业发展依然面临较大的生态环境保护的压力。据协会2020年的调查统计,在废旧轮胎综合利用四大领域中,环保压力依然排在靠前位置。有企业反映,只要所在区域空气质量不达标,环保部门就会责令关停,环保“一刀切”现象比较普遍。环保审查日趋严格,企业整改压力大。
4月23日,在中国轮胎循环利用协会召开的行业绿色发展座谈会上,一些企业表达了同样的担心:“环境部门对整改要求很严格,不放过任何细节。”“我们整改资金投入太大,有点泰山压顶。”
以牺牲环境为代价,这是“伪”战略性新兴产业。面对现实,许多企业有清醒的认识。
“发牢骚没用,只能迎难而上。若不整改,那只能关门走人。”一位山东企业代表说。
“我们要在生产环节管理上多下点功夫,提高安全性。”一位河北企业代表说。
“环保只会越来越严,我们一定要做环保评级,企业规范发展才有出路。”一位吉林企业代表说。
以再生橡胶领域为例,经过两年多的努力,相关标准《环境标志产品技术要求 再生橡胶及其制品》已经完成并即将发布。中国轮胎循环利用协会参与了这项环境标准的制订工作,提供了不少行业数据和建议。中环联合认证中心有关人士介绍,制订再生橡胶及其制品的环境标志标准,可通过标准的引导作用,树立再生橡胶及其制品的环保榜样,推广绿色产品、环保工艺,推动废轮胎(橡胶)再生行业绿色转型升级,促进行业 健康 有序发展。
不抬头看路,企业走不远。转变生产方式与推动 科技 创新并举,才能不断推进行业绿色化改造,促进行业、产业实现全面绿色转型。
在朱军看来,“十四五”行业发展要以绿色发展为宗旨,以生态环境保护为根基,以创新发展为驱动力,以废旧轮胎资源化、无害化利用为目标,积极 探索 适合我国国情、对世界轮胎循环利用事业发展可借鉴、对人类生态环境保护有贡献的“中国方案”。
加快构建废旧轮胎综合利用体系建设
建立健全绿色低碳循环发展经济体系,促进经济 社会 发展全面绿色转型,是解决我国资源环境生态问题的基础之策。 按照党的十九大部署,要加快建立健全绿色低碳循环发展的经济体系确保实现“碳达峰”“碳中和”目标,推动我国绿色发展迈上新台阶。
今年2月,《国务院关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》出台,对废旧轮胎等再生资源回收利用,提出了提升资源产出率和回收利用率的要求。
当前,废旧轮胎综合利用体系建设仍存在一些“卡脖子”难题。在4月22日中国轮胎循环利用协会的年会上,有专家谈到,废旧轮胎具有资源属性、环保属性和经济属性,涉及 社会 资源与环境保护的公共服务领域,属于半公益性事业,仅靠市场机制难以有效实现资源合理配置。轮胎生产者(消费者)责任延伸制度缺失。
朱军指出,国家尚未对废旧轮胎综合利用专项立法,缺少用法律、市场和技术等手段控制环境污染与 社会 资源的浪费;尚未建立“污染者付费,利用者补偿”的回收处理收费补偿制度。如何建立起在法律框架下实施政府主导、公众参与、市场化运作的管理运营模式,已成为废旧轮胎综合利用亟待解决的问题。
体系建设不可能一蹴而就,更多的是要久久为功。 朱军表示,行业“十四五”规划接力“十三五”未完成事业,继续配合政府主管部门建立和完善废旧轮胎综合利用法律法规体系、废轮胎回收体系,推行轮胎翻新再制造技术质量保障体系和服务体系建设。
改革没有回头箭。方向既明,正如许多企业所认识到的,全行业绿色转型势在必行,势在提速进行。在此其中,还需要政府、 社会 、行业组织、企业力往一处使,共同推进我国废旧轮综合利用的减碳事业。
废轮胎回收再利用项目不在国家补助的政策范围,只有一些企业享受地方政策补贴,而且我国至今没有关于废旧轮胎回收利用的具体立法。
废旧轮胎回收再利用的方法如下:
废旧轮胎原形直接利用:一批废旧轮胎被直接用作软性保护材料、个性设计材料,但这些用途的废旧胎用量很少,不到1%;
热分解:废轮胎在高温下分离提取燃气、油、炭黑、钢铁等,但效率极低,采用此方法只能从1吨废轮胎中回收燃料油55公斤,炭黑35公斤;
旧轮胎翻新:轮胎翻新是轮胎再利用的最有效的手段,但中国的轮胎翻新只包含一部分卡客车轮胎,轿车轮胎的翻新几乎等于零;
生产再生橡胶:这种技术是一种新技术,也是解决旧轮胎利用的重要手段,但投入成本较大,回收投资时间较长,所以厂家不能满足在的需要;
生产硫化橡胶粉胶:这也是一门新兴的技术,粉工业在我国刚起步,生产企业才几十家,年产量不到5万吨,还没有形成新兴的产业。
废旧轮胎再利用有几种方式。对于胎体相对完好的轮胎进行翻新使用,或是通过原形改制,将废旧轮胎裁剪成不同尺寸的胶条,并编织成弹性防护网、防撞挡壁、防滑垫排等,来抵挡建筑和爆破工地落石、保护船坞、临时加固路面等。
而一些胎体破损较严重的轮胎则会被物理分解生产成精细的胶粉,应用到塑料产品以及建筑材料中;或是通过热裂解来生产橡胶烃和炭黑、燃料油等。此外,废旧轮胎焚烧还可用于发电。
随着化工科技的发展,轮胎回收再利用的方式也不乏创新。在法国,废旧轮胎被制作成消音墙,不仅成本低廉,消音效果超出意料;德国企业在轮胎制品中加入20%的胶粉,可以延长轮胎的使用寿命。
扩展资料实际上,废旧轮胎的利用空间远不止如此。近日,我国首条低碳环保高速公路——重庆至成都高速公路重庆段建成通车,其路面摊铺物就采用了废旧轮胎作原料生产的橡胶沥青。中国铁建投资公司董事长李宁透露,新产品使有害气体沥青烟的排放减少了90%,温室气体排放减少了近50%,节能40%。
“但多少令人遗憾的是,与废旧轮胎的巨大市场空间相比,我国的废旧轮胎利用潜力还没有得到充分挖掘。”我国废旧橡胶制品应用研究领域资深专家、青岛科技大学教授纪奎江说,我国年生产轮胎已超过8亿条,废旧轮胎超过4亿条,但废旧轮胎的工业化回收率不足50%(发达国家普遍在90%以上)。
参考资料:人民网-废旧轮胎需要真正的绿色转身
废旧轮胎可以炼油!
废旧轮胎炼油的原理是当今流行的热裂解技术,把轮胎裂解成油气,然后经过冷凝气冷凝成轮胎油,此时轮胎油也叫毛油、一遍油,会有一小部分水蒸气进入到轮胎油中。其中,不凝可燃气可以回炉燃烧,分汽包里面会残留一部分渣油,也叫重油,可以回炉重炼,会有较大的声响,有一定危险性,或者直接掺入轮胎油中销售(不推荐)。
废旧轮胎炼油也是合法的。首先设备是合法的,按照国标GB/T 32662-2016废橡胶废塑料裂解油化成套生产装备的内容,废轮胎炼油设备分为连续式和间歇式废橡胶、废塑料的裂解油化成套生产装备。所以这种设备的合法性毋庸置疑。其次是工信部出台了相应的废轮胎资源利用行业指导规范,指导该行业健康有序发展。
我们再来了解下废旧轮胎和它的多重资源化利用方式:
废旧轮胎主要由橡胶组成,属于不熔或难熔的高分子弹性材料,它们的大分子分解到不影响土壤中植物生长的程度需要数百年。越积越多的废旧轮胎长期露天堆放,不仅占用大量土地,而且极易滋生蚊虫传播疾病(登革热等),严重恶化自然环境、破坏植物植被、严重危及地球生态环境。并可能引发火灾,威胁人们的生命及财产安全,被称之为“黑色污染”。在一些地区,废旧轮胎被用作燃料,严重的污染使周围寸草不生。填埋、燃烧等处理固体废弃物的方法对废旧轮胎都不适用。
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、热裂解。其中, 热裂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。
旧轮胎翻新是国际公认的轮胎减量化、再利用和资源化的首选方式;
再生橡胶已成为继天然橡胶、合成橡胶之后,我国橡胶工业不可或缺的第三大橡胶资源;
橡胶粉直接应用是被国际公认的废轮胎环保型、资源型的无害化加工利用方式;
热裂解是废轮胎循环利用的最后环节,是将废轮胎“吃干榨净”的重要手段。
目前,全球废旧轮胎再利用主要方式有:旧轮胎翻新(中国10%,美国60%,欧洲30%以上)、直接燃烧(作为燃料使用,是欧美发达国家主要利用方式)、高温热裂解(国内外较少应用的处理方式)、制备再生胶(世界500多万吨,中国370多万吨)、制备胶粉(直接应用50多万吨)。
据统计,2013 年中国产生的废旧轮胎数量近3亿条,重量达到1080万吨,美国为470万吨,欧洲为340万吨,日本超100万吨。
目前,全球废旧轮胎再利用主要方式有:旧轮胎翻新(中国10%,美国60%,欧洲30%以上)、直接燃烧(作为燃料使用,是欧美发达国家主要利用方式)、高温热裂解(国内外较少应用的处理方式)、制备再生胶(世界500多万吨,中国370多万吨)、制备胶粉(直接应用50多万吨)。
在欧洲,废轮胎40%用于能源利用、38%用于原材料、9%用于翻新以及9%出口。作为原材料的废旧轮胎有80%左右用于生产胶粒、胶粉,少量生产再生胶。胶粒、胶粉主要用于人工草皮、运动场地铺设、改性沥青等。
在美国,废旧轮胎90%被重新利用。他们鼓励使用翻新轮胎,允许民航飞机、卡车、校车、工业、农业机械使用翻新轮胎。废胎主要是热能利用和生产胶粉。废胎胶粉用来制备体育场和游乐场铺设、改性沥青等。
在日本,2013年共产生废旧轮胎9700万条,主要被造纸厂和钢厂的热能利用。2012年,废轮胎用于循环再利用和生产橡胶粉占15%。
世界各国应用废轮胎胶粉改性沥青比例,美国30%、南非90%、印度50%、欧洲40%、日本50%、中国只有10%。
废旧轮胎炼油设备好的有:
1、东盈环资
河南东盈环资科技有限公司隶属于东盈控股旗下,是一家集工艺设计、技术研发、生产制造、销售、售后服务于一体的综合性环保设备制造企业。
公司主要经营:固废、危废处理分选设备、裂解设备及相关环保处理净化设备,设备产品涵盖有废轮胎裂解处理设备、废塑料裂解处理设备、油泥油土热解处理设备。
废机油废矿物油蒸馏精加工设备、废电缆电线电路板等金属塑料分选设备等,以及尾气净化、烟气脱硫净化处理等相关环保配套设备。
2、欧迪菲
郑州欧迪菲机械设备有限公司成立于2004年。公司具备设计研发能力,拥有一支高素质的研发技术团队,已有包括废塑料炼油设备、废机油炼油设备、废轮胎炼油设备等全系列产品。
公司将建立多方面的合作关系,以敏锐的市场洞察力,捕捉行业前沿信息,不断开拓市场的深度和广度,实现以“效益追逐梦想,以质量占领市场,以人才开创未来,以品牌立信天下”的宏伟目标。
3、钟鸣
商丘市钟鸣环保设备有限公司是一家集研发、生产和销售的现代化企业,公司专注于裂解设备和蒸馏设备领域,拥有专业的研发人员3名,工程师6名,技术员18名。
公司一贯坚持“质量至上、服务至上”的宗旨,凭借高质量的产品,良好的誉,优质的服务,产品畅销全国20多个省份,出口马来西亚、泰国、韩国、菲律宾、葡萄牙、俄罗斯、中东地区等60多个国家。
目前公司主营产品:废塑料、废轮胎、废橡胶等固体废弃物的裂解设备和废机油、原油等蒸馏设备,10年来,从第一代产品升级到目前第八代产品。
并且建立了完善的服务体系,从售前的技术指导到上门安装和售后培训,公司对客户秉承终身服务的原则确保在技术和使用上无后顾之忧。
4、华音
新乡市华音再生能源设备有限公司成立于1993年,公司专注于采用特有的裂解系统对不同种类的固体废弃物进行分解,并得到热解燃料油,可燃性气体和炭黑作为终端产物。
华音公司包含从设备生产,项目建立到大型交钥匙工程的一站式服务。
5、裕盛源
青岛裕盛源环保科技有限公司,现位于青岛即墨区蓝村镇王家辛庄工业园,占地 60 亩,拥有 800 平方米的综合性办公楼和 22000 平方米的标准化生产车间。
现有员工 62 名, 研发技术人员 16 名,专业从事废旧循环再利用和相关工艺技术研发、设备制造的企业。