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廢舊橡膠的回收處理方法主要有堆放填埋、能量回收、原料回收和再利用。堆放填埋會(huì)浪費(fèi)空間資源,造成環(huán)境污染,已經(jīng)被各國(guó)政府逐漸禁止。能量回收是通過(guò)燃燒等方式,將廢舊橡膠作為燃料回收其中的熱值。但是廢舊橡膠的焚燒會(huì)產(chǎn)生二氧化硫,二噁英,揮發(fā)性有機(jī)物等,造成空氣污染,因此也被逐漸淘汰。原料回收主要通過(guò)裂解得到熱處理產(chǎn)物,回收廢舊橡膠中的有機(jī)組分。再利用包括原型利用、橡膠再生和制造膠粉。下面將對(duì)廢舊橡膠回收再利用途徑中主流的三種回收處理方法進(jìn)行詳細(xì)介紹:制造膠粉,橡膠再生和熱裂解煉油。
廢舊橡膠經(jīng)加工粉碎即可制得不同粒徑的膠粉,對(duì)膠粉進(jìn)行活化或摻混可進(jìn)一步得到功能各異的復(fù)合材料,實(shí)現(xiàn)廢舊橡膠的回收再利用。廢舊橡膠的粉碎方法主要有三種:常溫粉碎法,低溫粉碎法,濕法粉碎法。
(1)常溫粉碎法
常溫粉碎法是指在常溫下通過(guò)機(jī)械剪切作用將廢舊橡膠粉碎成膠粉的方法。常溫粉碎法制得的膠粉粗糙度大,有利于進(jìn)一步活化改性。與其它粉碎方法相比,常溫粉碎法耗能小,成本低,且工藝流程短,是當(dāng)前制備膠粉最經(jīng)濟(jì)適用的方法,在工業(yè)化生產(chǎn)中有著重要地位。
(2)低溫粉碎法
低溫粉碎法是將廢舊橡膠冷卻至玻璃化溫度下,再進(jìn)行機(jī)械粉碎的方法。該方法可以得到粒徑更細(xì)的膠粉,并且降低粉碎過(guò)程中氧化和熱的影響。低溫粉碎的冷卻方法主要有空氣膨脹制冷和液氮制冷。其中,液氮冷卻成本較高,設(shè)備復(fù)雜,有較大的限制;而空氣膨脹制冷成本低,實(shí)施性強(qiáng),具有廣闊的發(fā)展前景。
(3)濕法粉碎法
濕法粉碎法是指將廢舊橡膠經(jīng)常溫粉碎而成的膠塊浸在溶液中,然后進(jìn)行進(jìn)一步粉碎的方法。濕法粉碎法通常制得的膠粉粒度大于200目,表面粗糙,補(bǔ)強(qiáng)效果好。然而該方法成本高,工藝復(fù)雜,在工業(yè)化生產(chǎn)上受限。
廢舊橡膠
廢舊橡膠再生是指通過(guò)各種方法使S-S鍵、C-S鍵斷裂,在保護(hù)橡膠分子主鏈的前提下,破壞橡膠交聯(lián)結(jié)構(gòu),使硫化橡膠恢復(fù)加工性能,實(shí)現(xiàn)硫化橡膠的重復(fù)利用。廢舊橡膠的再生方法主要有物理方法、化學(xué)方法和生物方法。
(1)物理再生方法
物理方法是指利用機(jī)械和高溫等物理作用使交聯(lián)鍵斷裂的方法,主要包括:微波再生、超聲波再生、電子束輻射再生、遠(yuǎn)紅外線再生、機(jī)械再生和超臨界流體再生。其中,超臨界流體再生利用超臨界流體優(yōu)異的溶劑性質(zhì),溶脹硫化橡膠并使活化劑均勻滲透交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)之間,促進(jìn)脫硫反應(yīng),完成廢舊橡膠的脫硫再生。
(2)化學(xué)再生方法
化學(xué)方法是通過(guò)再生劑與化學(xué)鍵的作用,降低交聯(lián)鍵的鍵能,促進(jìn)交聯(lián)鍵斷裂,恢復(fù)廢舊橡膠的加工性能。再生劑主要包括:DE-link再生劑,RRM再生劑,R.V再生劑和其它一些從植物中提取的再生劑。
(3)生物再生方法
生物方法是利用微生物或酶的作用,促進(jìn)交聯(lián)鍵斷裂,達(dá)到廢舊橡膠脫硫的目的。生物再生不需要高溫、高壓等條件,設(shè)備要求簡(jiǎn)單,成本較低,但微生物和酶的作用難以深入到廢舊橡膠內(nèi)部,脫硫作用有限。生物再生方法使用的菌種主要有:硫桿菌、酵母菌和硫化葉菌等。
廢舊橡膠的熱裂解是將原料在惰性氣氛下加熱,使其中的有機(jī)組分分解,得到固、液、氣三相產(chǎn)物。其中,氣體產(chǎn)物主要組分為H2、CH4、CO、CO2和一些小分子烴類物質(zhì)。液體產(chǎn)物是由一系列烷烴、烯烴、芳香烴、多環(huán)芳烴組成,具有很高的熱值,適合作為燃料油。同時(shí),其中豐富的烯烴和芳烴含量也可作為化工原料。固體產(chǎn)物主要是炭黑,經(jīng)過(guò)活化處理后,可作為商業(yè)活性炭。
廢橡膠熱裂解煉油設(shè)備
以上便是對(duì)廢舊橡膠回收再利用途徑的詳細(xì)介紹。