Giới thiệu

Khi thế giới đang vật lộn với các vấn đề về rác thải ngày càng gia tăng, các giải pháp sáng tạo đang nổi lên để biến rác thải thành các nguồn tài nguyên có giá trị. Một trong những giải pháp đó là nhiệt phân lốp xe, một quy trình chuyển đổi lốp xe hết hạn sử dụng thành các vật liệu có thể sử dụng như dầu, muội than và thép. Với hàng triệu lốp xe thải ra mỗi năm, nhiệt phân lốp xe là một giải pháp thay thế thân thiện với môi trường cho các phương pháp xử lý truyền thống như chôn lấp và đốt.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về quy trình nhiệt phân lốp xe, các lợi ích của quy trình này và các sản phẩm có giá trị thu được từ lốp xe thải. Cho dù bạn là người đam mê bảo vệ môi trường, chủ doanh nghiệp đang tìm kiếm các giải pháp bền vững hay chỉ đơn giản là tò mò về các sáng kiến ​​quản lý chất thải, hướng dẫn này sẽ giúp bạn hiểu cách nhiệt phân lốp xe biến rác thải thành giá trị.

Nhiệt phân lốp xe là gì?

Nhiệt phân lốp xe là một quy trình nhiệt hóa học phân hủy lốp xe cũ khi không có oxy. Không giống như quá trình đốt cháy, đốt cháy các vật liệu thải, nhiệt phân sử dụng nhiệt độ cao để phân hủy lốp xe thành các phân tử nhỏ hơn, tạo ra các sản phẩm phụ có giá trị như dầu, muội than, dây thép và khí tổng hợp.

Nhiệt phân là một giải pháp hấp dẫn vì nó cho phép thu hồi vật liệu từ lốp xe hết hạn sử dụng, giúp giảm gánh nặng cho môi trường do thải bỏ không đúng cách. Không phát thải khí độc hại và có khả năng tái sử dụng lốp xe thành các sản phẩm hữu ích, nhiệt phân lốp xe là một thành phần quan trọng của nền kinh tế tuần hoàn trong quản lý chất thải.

Vấn đề về lốp xe thải

Lốp xe là vật dụng không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại, nhưng chúng lại đặt ra một thách thức đáng kể về chất thải. Hàng năm, hàng triệu lốp xe đã đến cuối vòng đời của chúng. Trước đây, nhiều lốp xe thải đã bị đưa vào bãi rác, gây ra thiệt hại lâu dài cho môi trường. Do bản chất không phân hủy sinh học, lốp xe có thể vẫn còn nguyên vẹn trong nhiều thế kỷ, chiếm không gian bãi rác có giá trị và thải ra các hóa chất độc hại vào đất và nước ngầm theo thời gian.

Đốt cũng đã được sử dụng để quản lý lốp xe thải, nhưng phương pháp này có những nhược điểm. Việc đốt lốp xe thải ra khí thải độc hại, bao gồm dioxin và furan, góp phần gây ô nhiễm không khí và gây nguy cơ sức khỏe cho cộng đồng xung quanh. Đây chính là lúc nhiệt phân lốp xe phát huy tác dụng như một giải pháp thay thế thân thiện với môi trường, biến lốp xe thải thành nguồn tài nguyên có giá trị.

Quy trình nhiệt phân: Phân hủy lốp xe thải

Quy trình nhiệt phân lốp xe hoạt động bằng cách nung lốp xe thải trong lò phản ứng ở nhiệt độ cao, thường là từ 400°C đến 800°C, trong môi trường không có oxy. Việc không có oxy rất quan trọng vì nó ngăn chặn quá trình cháy và thay vào đó thúc đẩy quá trình phân hủy nhiệt của lốp xe. Quy trình có thể được chia thành bốn giai đoạn chính:

1. Xử lý sơ bộ

Trước khi bắt đầu quá trình nhiệt phân, lốp xe thải được xử lý sơ bộ để loại bỏ chất gây ô nhiễm và chuẩn bị cho quá trình phân hủy. Xử lý sơ bộ có thể bao gồm cắt lốp xe thành những mảnh nhỏ hơn để tối ưu hóa quá trình phân hủy và tách các thành phần kim loại, chẳng hạn như dây thép, khỏi cao su.

2. Làm nóng và phân hủy nhiệt

Sau khi hoàn tất quá trình xử lý sơ bộ, vật liệu lốp xe được đưa vào lò phản ứng nhiệt phân. Lò phản ứng được nung nóng, thường bằng cách sử dụng nguồn năng lượng bên ngoài hoặc khí tổng hợp được tạo ra trong quá trình này. Khi nhiệt độ tăng lên, cao su trong lốp xe bắt đầu phân hủy thành các hydrocacbon nhỏ hơn. Các hydrocacbon này cuối cùng sẽ bốc hơi, để lại các vật liệu rắn như muội than và dây thép.

3. Ngưng tụ và thu gom khí

Khi cao su phân hủy, các hydrocacbon bay hơi được thu thập và ngưng tụ thành dạng lỏng, tạo ra dầu nhiệt phân, còn được gọi là dầu có nguồn gốc từ lốp xe. Bất kỳ khí nào không ngưng tụ được tạo ra trong quá trình này, chẳng hạn như khí tổng hợp, đều có thể được thu giữ và tái sử dụng làm nhiên liệu để làm nóng lò phản ứng, giúp quá trình này tiết kiệm năng lượng hơn.

4. Tách các sản phẩm phụ

Sau khi nhiệt phân, vật liệu rắn còn lại, chủ yếu là muội than và dây thép, được tách ra và thu thập để tiếp tục xử lý hoặc bán. Các sản phẩm cuối cùng của quá trình nhiệt phân lốp xe là dầu, muội than, dây thép và khí tổng hợp—mỗi loại đều có ứng dụng có giá trị riêng.

Sản phẩm có giá trị từ quá trình nhiệt phân lốp xe

Một trong những lý do chính khiến quá trình nhiệt phân lốp xe được chú ý là do nó tạo ra nhiều sản phẩm hữu ích. Những sản phẩm này không chỉ làm giảm lượng chất thải đổ ra bãi rác mà còn mang lại lợi ích kinh tế bằng cách tạo ra các vật liệu có giá trị cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

1. Dầu nhiệt phân (Dầu có nguồn gốc từ lốp xe, TDO)

Dầu nhiệt phân là một trong những sản phẩm có giá trị nhất thu được từ quá trình nhiệt phân lốp xe. Chất lỏng nhớt, sẫm màu này có thể được sử dụng thay thế cho nhiên liệu hóa thạch truyền thống trong nhiều ứng dụng khác nhau. Một số công dụng chính của dầu nhiệt phân bao gồm:

• Nhiên liệu cho lò hơi và lò nung công nghiệp: Dầu nhiệt phân có thể được sử dụng làm nhiên liệu sưởi ấm trong các ngành công nghiệp sử dụng lò hơi, lò nung và lò sấy. Đây là giải pháp thay thế bền vững hơn cho các loại nhiên liệu thông thường như than và dầu diesel.
• Pha trộn với dầu diesel: Trong một số trường hợp, dầu nhiệt phân có thể được pha trộn với nhiên liệu diesel để cung cấp năng lượng cho thiết bị công nghiệp và máy phát điện, giúp giảm mức tiêu thụ nhiên liệu từ dầu mỏ.
• Nguyên liệu cho nhà máy lọc dầu: Dầu nhiệt phân cũng có thể được tinh chế thêm để sản xuất nhiên liệu và hóa chất chất lượng cao hơn, cung cấp nguyên liệu có giá trị cho ngành công nghiệp hóa dầu.

2. Than đen

Than đen là bột đen mịn thường được sử dụng làm chất gia cường trong các sản phẩm cao su, bao gồm cả lốp xe mới. Trong quá trình nhiệt phân lốp xe, than đen còn lại sau khi cao su phân hủy có thể được thu gom và xử lý để tái sử dụng trong một số ngành công nghiệp:

• Sản xuất cao su: Than đen thu hồi (rCB) có thể được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm cao su mới, bao gồm lốp xe, ống và dây đai, giúp giảm nhu cầu về than đen nguyên chất.
• Sản phẩm nhựa: Than đen cũng có thể được thêm vào nhựa như một chất tạo màu và chất gia cường, cải thiện độ bền và độ chắc của các sản phẩm như túi nhựa, hộp đựng và đường ống.
• Mực in và sơn: Than đen là thành phần chính trong chất tạo màu đen được sử dụng trong mực, sơn và lớp phủ, cung cấp màu sắc và khả năng chống tia cực tím.

3. Dây thép

Lốp xe có chứa dây thép như một phần cấu trúc bên trong, mang lại độ bền và độ ổn định. Trong quá trình nhiệt phân, dây thép này được tách ra khỏi cao su và có thể được thu hồi để tái chế. Thép tái chế có thể được nấu chảy và sử dụng trong sản xuất các sản phẩm thép mới, giúp giảm nhu cầu khai thác quặng sắt thô và giảm thiểu tác động của sản xuất thép đến môi trường.

4. Syngas

Syngas, hay khí tổng hợp, là hỗn hợp các loại khí, chủ yếu là hydro, mêtan và carbon monoxide, được tạo ra trong quá trình nhiệt phân. Syngas có một số ứng dụng:

• Nhiên liệu để làm nóng lò phản ứng nhiệt phân: Một trong những ứng dụng phổ biến nhất của syngas là làm nhiên liệu cho chính lò phản ứng nhiệt phân. Bằng cách sử dụng syngas để duy trì nhiệt độ cao cần thiết cho quá trình nhiệt phân, quá trình này trở nên tiết kiệm năng lượng hơn và tự duy trì.
• Phát điện: Trong một số trường hợp, syngas có thể được sử dụng để tạo ra điện bằng cách cung cấp năng lượng cho tua bin khí hoặc động cơ, góp phần thu hồi năng lượng từ chất thải.

Lợi ích về mặt môi trường và kinh tế của quá trình nhiệt phân lốp xe

Nhiệt phân lốp xe mang lại một số lợi thế so với các phương pháp xử lý lốp xe truyền thống, khiến nó trở thành một giải pháp hấp dẫn để quản lý lốp xe thải.

1. Giảm chất thải chôn lấp

Nhiệt phân lốp xe giúp giảm khối lượng lốp xe thải ra bãi chôn lấp. Bằng cách chuyển đổi lốp xe hết hạn sử dụng thành vật liệu có giá trị, quá trình này làm giảm tác động môi trường của quá trình xử lý lốp xe và tiết kiệm không gian bãi chôn lấp cho các loại chất thải khác.

2. Lượng khí thải thấp hơn so với quá trình đốt

Không giống như quá trình đốt, tạo ra khí thải độc hại, nhiệt phân lốp xe diễn ra trong môi trường không có oxy, dẫn đến mức độ ô nhiễm thấp hơn như dioxin và furan. Điều này khiến nhiệt phân trở thành một giải pháp thay thế sạch hơn để quản lý lốp xe thải.

3. Thu hồi năng lượng

Nhiệt phân lốp xe cho phép thu hồi năng lượng dưới dạng dầu nhiệt phân và khí tổng hợp. Những nhiên liệu này có thể được sử dụng để tạo ra nhiệt hoặc điện, giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch thông thường và thúc đẩy hiệu quả năng lượng.

4. Tạo ra giá trị kinh tế

Bằng cách sản xuất ra các vật liệu có giá trị như dầu nhiệt phân, muội than và thép, nhiệt phân lốp xe tạo ra các cơ hội kinh tế. Các doanh nghiệp tham gia vào hoạt động quản lý chất thải, sản xuất nhiên liệu và tái chế vật liệu có thể hưởng lợi từ các sản phẩm phụ của quá trình nhiệt phân lốp xe, biến những thứ từng là sản phẩm thải thành nguồn tài nguyên có lợi nhuận.

5. Hỗ trợ cho nền kinh tế tuần hoàn

Nhiệt phân lốp xe là một phần không thể thiếu của nền kinh tế tuần hoàn, nhấn mạnh vào việc giảm thiểu chất thải, tái sử dụng vật liệu và tái chế sản phẩm để kéo dài vòng đời của chúng. Bằng cách chuyển đổi lốp xe thải thành vật liệu có thể tái sử dụng, nhiệt phân góp phần tạo nên nền kinh tế bền vững hơn và tiết kiệm tài nguyên hơn.

Tương lai của nhiệt phân lốp xe

Khi thế giới tiếp tục chuyển sang các hoạt động quản lý chất thải bền vững hơn, nhiệt phân lốp xe đang ngày càng được chú ý như một giải pháp khả thi để xử lý lốp xe đã hết hạn sử dụng. Các tiến bộ về nghiên cứu và công nghệ tập trung vào việc cải thiện hiệu quả của quá trình nhiệt phân, nâng cao chất lượng vật liệu thu hồi và mở rộng phạm vi ứng dụng cho các sản phẩm phụ của quá trình nhiệt phân.

Trong những năm tới, chúng ta có thể mong đợi thấy nhiều nhà máy nhiệt phân lốp xe được thành lập trên toàn thế giới, đặc biệt là ở những khu vực mà việc xử lý lốp xe thải là vấn đề cấp bách. Ngoài ra, nhận thức ngày càng tăng về lợi ích môi trường của nhiệt phân có thể thúc đẩy nhu cầu về các giải pháp quản lý chất thải bền vững.

Kết luận

Nhiệt phân lốp xe là một công cụ mạnh mẽ để biến lốp xe thải thành các nguồn tài nguyên có giá trị, mang lại lợi ích cho cả môi trường và kinh tế. Bằng cách thu hồi các sản phẩm phụ có giá trị như dầu nhiệt phân, muội than và thép, quy trình này giúp giảm chất thải chôn lấp, giảm lượng khí thải và tạo ra các cơ hội kinh tế mới. Khi trọng tâm toàn cầu về tính bền vững tiếp tục tăng lên, nhiệt phân lốp xe sẽ đóng vai trò thiết yếu trong tương lai của hoạt động quản lý chất thải, biến những thứ từng là chất thải thành các sản phẩm có giá trị.

Tư liệu tham khảo

1. Beston Pyrolysis Plant. Wide applications of the end products of tire pyrolysis process. Available at: https://bestonpyrolysisplant.com/wide-applications-end-products-tire-pyrolysis-process/

2. Contec. Pros and cons of pyrolysis. Available at: https://contec.tech/pros-and-cons-of-pyrolysis/

3. Eco Green Equipment. Waste tire pyrolysis explained. Available at: https://ecogreenequipment.com/waste-tire-pyrolysis-explained/

4. Springer Link. A comparison of tire pyrolysis products from fixed and moving bed reactors (2014). Available at: https://link.springer.com/article/10.1007/s40518-014-0019-0

5. Waste Tire Oil. How tire pyrolysis process works. Available at: https://wastetireoil.com/Pyrolysis_faq/Pyrolysis_Plant/how_tire_pyrolysis_process_work984.html

6. Weibold Academy. Tire pyrolysis: products, applications, and viability. Available at: https://weibold.com/weibold-academy-tire-pyrolysis-products-applications-and-viability

7. Frontiers in Energy Research. Turning waste into value: tire pyrolysis explained (2024). Available at: https://www.frontiersin.org/journals/energy-research/articles/10.3389/fenrg.2024.1415901/pdf

8. LinkedIn Pulse. Understanding tire oil pyrolysis technology - Catherine Lu. Available at: https://www.linkedin.com/pulse/understanding-tire-oil-pyrolysis-technology-catherine-lu

9. Metso. Tire pyrolysis process and technology. Available at: https://www.metso.com/portfolio/tire-pyrolysis/

10. National Center for Biotechnology Information. Tire pyrolysis: environmental benefits and economic impact. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10097134/

11. ScienceDirect. Tire pyrolysis process efficiency and recovery of valuable products (2020). Available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378382020308730

12. ScienceDirect. A review of the tire pyrolysis market (2022). Available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0956053X22002835

13. ScienceDirect. Advances in tire pyrolysis technology and product applications (2022). Available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360128522000314

Giới thiệu về GTST

GTST, viết tắt của Green Technology Solutions Trading, nổi trội trong thương mại quốc tế bằng cách tập trung vào các mặt hàng xanh và cung cấp vật liệu bền vững, ít carbon cho các nhà sản xuất để giảm lượng khí thải CO2 và thúc đẩy nền kinh tế tuần hoàn. Bằng cách tích hợp các công nghệ tiên tiến, chúng tôi giúp các doanh nghiệp giảm thiểu lượng khí thải carbon và đóng góp vào các nỗ lực ứng phó với biến đổi khí hậu toàn cầu, định vị mình là đơn vị dẫn đầu trong các hoạt động thương mại thân thiện với môi trường.

‍