مدل انتشار کربن و تحلیل ارزیابی فرآیندهای مختلف بازیافت تایر

مدل‌ها و فهرست‌های بازیافت تایر در دنیا عبارتند از روکش مجدد تایر، تولید لاستیک بازیافتی، تولید پودر لاستیک بازیافتی و پیرولیز، که شامل هشت فرآیند متمایز است: روکش مجدد گرم، روکش مجدد سرد، گوگردزدایی مداوم اتمسفری، اکستروژن پیچی، سنگ‌زنی محیطی، سنگ‌زنی برودتی، پیرولیز اتمسفری و پیرولیز خلاء.

نتایج نشان می‌دهد که در میان چهار روش بازیافت، تولید روکش تایر بالاترین راندمان کاهش کربن را نشان می‌دهد و پس از آن لاستیک بازیافتی و تولید پودر لاستیک بازیافتی قرار دارند، در حالی که پیرولیز کمترین راندمان را نشان می‌دهد.

در میان هشت فرآیند، روکش سرد با نرخ کاهش کربن ۵۹.۳۰٪، مهم‌ترین اثر کاهش کربن را نشان می‌دهد. رتبه‌بندی راندمان کاهش کربن به شرح زیر است: روکش سرد، روکش گرم، سنگ‌زنی محیطی، گوگردزدایی مداوم اتمسفری، اکستروژن پیچی، پیرولیز اتمسفری، پیرولیز خلاء و سنگ‌زنی برودتی.

تجزیه و تحلیل حساسیت، همبستگی مثبتی را بین جرم مواد و مصرف انرژی مورد نیاز در مرحله تولید و کل انتشار کربن نشان می‌دهد. با این حال، تأثیر جرم مواد بر کل انتشار کربن به طور قابل توجهی بیشتر از مصرف انرژی است.

انتشار کربن یکی از دلایل اصلی گرمایش جهانی است و کاهش انتشار کربن برای محافظت از محیط زیست زمین و سلامت جسمی و روانی انسان بسیار مهم است. تایرهای فرسوده به راحتی تجزیه نمی‌شوند و تجمع طولانی مدت آنها می‌تواند مقدار زیادی از منابع زمینی را اشغال کند. در عین حال، مواد شیمیایی موجود در تایرها ممکن است به خاک نفوذ کنند و منجر به آلودگی خاک و آب شوند. هنگامی که تایر‌ها می‌سوزند، مقدار زیادی گازهای سمی و مضر مانند دی اکسید گوگرد تولید می‌کنند. این گازها نه تنها محیط جوی را آلوده می‌کنند، بلکه ممکن است تهدیدی برای سلامت انسان نیز باشند و به طور بالقوه باعث بیماری‌های تنفسی و التهاب پوست شوند. برخی از مواد شیمیایی موجود در تایرها ممکن است به سیستم عصبی انسان آسیب برسانند و بر رشد فکری و عملکرد سیستم عصبی تأثیر بگذارند.

ایجاد یک سیستم اقتصادی سبز، کم کربن و توسعه دایره‌ای برای لاستیک‌های فرسوده و بهبود کارایی بازیافت منابع تایر فرسوده، از اجزای مهم مرتبط با توسعه اقتصادی و اجتماعی پایدار هستند. در دسامبر 2021، طرح جامع کاری برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای در چین صادر شد که در آن، تصفیه زباله‌های جامد لاستیک و تایر فرسوده به عنوان یک پروژه کلیدی برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای ذکر شده است.

بازیافت سبز و کم کربن تایر‌های فرسوده یکی از وظایف کلیدی چین برای ایجاد جامعه‌ای سازگار با محیط زیست و صرفه‌جویی در مصرف منابع و دستیابی به توسعه اقتصادی پایدار است. در کشورهای توسعه‌یافته، آگاهی و توجه مردم به تأثیر بالقوه زیست‌محیطی صنعت لاستیک در حال افزایش است.

تجزیه و تحلیل کمی تأثیر زیست‌محیطی لاستیک‌ها در کل چرخه عمر آنها برای روشن شدن روند توسعه فناوری صنعت لاستیک بسیار مهم است. تحقیقات گسترده‌ای هم در داخل و هم در سطح بین‌المللی در مورد ارزیابی چرخه عمر بازیافت منابع تایر فرسوده انجام و دستاوردهای خاصی نیز حاصل شده است. وایدا مالکونیته و همکارانش مطالعه‌ای در مورد تأثیر زیست‌محیطی شکستگی تایر و احتراق سوخت بازیافت جامد بر اساس نظریه چرخه عمر انجام دادند.

تحقیقات محققان داخلی در مورد ارزیابی چرخه عمر تایرهای فرسوده عمدتاً بر دو جنبه زیر متمرکز است: اول، تجزیه و تحلیل تأثیر زیست‌محیطی کل چرخه عمر تایرها و شناسایی پتانسیل کاهش کربن آنها. دوم، مقایسه  و آنالیز فناوری‌های مختلف بازیافت لاستیک‌های ضایعاتی و یافتن مفیدترین روش بازیافت از نظر زیست‌محیطی است.

به عنوان مثال، شین چونلین و همکارانش از نظریه چرخه عمر و پایگاه داده چاپ YikeeFoot  برای ساخت مدل‌های لاستیک برای سیستم‌های کربن سیاه و کربن سیاه سفید استفاده کردند و تجزیه و تحلیل مقایسه‌ای از ردپای کربن چرخه عمر کامل آنها در طول مراحل تولید، حمل و نقل و بازیافت لاستیک ضایعاتی انجام دادند.

کوی نینگ یک روش ارزیابی چرخه عمر ساده شده را برای تجزیه و تحلیل بارهای مختلف محیطی در چرخه عمر لاستیک و بحث در مورد عوامل مؤثر مهم در چرخه عمر لاستیک اتخاذ کرد.

شو جیفنگ و همکارانش یک مدل ارزیابی چرخه عمر برای لاستیک‌های رادیال ایجاد کردند و اثرات بالقوه زیست‌محیطی لاستیک‌های رادیال را در طول چرخه عمر آنها ارزیابی و تجزیه و تحلیل کردند.

وانگ زیو اثرات صرفه‌جویی در انرژی و کاهش کربن فناوری‌هایی از جمله مرتب‌سازی هوشمند، خردایش در دمای پایین، پیرولیز کاتالیزوری، بازیابی گرمای زائد و استفاده با ارزش بالا را بررسی کرد.

کیو. زد. وانگ و همکارانش یک مدل پیش‌بینی هموارسازی نمایی سه‌گانه برای پیش‌بینی عرضه لاستیک‌های ضایعاتی از سال ۲۰۱۹ تا ۲۰۲۳ و همچنین تقاضا برای این لاستیک‌ها تحت سه سناریوی ساخت جاده ارائه شد.

علاوه بر این، یک تجزیه و تحلیل عملکرد برای ارزیابی انتشار کربن تولید شده در طول فرآیندهای تولید خرده‌های لاستیک، آسفالت اصلاح‌شده و آسفالت اصلاح‌شده با استایرن-بوتادین-استایرن (SBS) انجام شد. پتانسیل کاهش انتشار کربن هنگام استفاده از خرده‌های لاستیک در ساخت جاده برای ارتقای مدیریت پایدار لاستیک‌های ضایعاتی اندازه‌گیری شد.

پارک اس و همکارانش از گرمایش مایکروویو استفاده کردند و با بهره‌گیری از این واقعیت که لاستیک‌های ضایعاتی در درجه اول از کربن سیاه و لاستیک تشکیل شده‌اند، به گرمایش انتخابی و سریع دست یافتند. در حالی که لاستیک به مایکروویو پاسخ نمی‌دهد، کربن سیاه یک جاذب مایکروویو کارآمد است. با استفاده از این ویژگی، تابش مایکروویو می‌تواند فوراً کربن سیاه موجود در لاستیک‌های ضایعاتی را گرم کند و فرآیند کربن‌سازی را در عرض یک دقیقه تسهیل کند.

جی فو و همکارانش پیرولیز را یک فناوری بسیار کاربردی، مقرون‌به‌صرفه و سازگار با محیط زیست برای تصفیه لاستیک‌های ضایعاتی دانستند. آنها خواص محصولات پیرولیز و الگوهای توزیع آلاینده‌های تولید شده در طول مراحل مختلف عملیاتی (راه‌اندازی، بهره‌برداری پایدار و خاموشی) را مطالعه کردند. یافته‌ها، راهنمایی‌هایی را برای کاهش انتشار آلاینده‌ها و بازیافت محصولات پیرولیز ارائه می‌دهند.

کیو ژائو و همکارانش توصیه‌های عملی ارائه دادند و روندهای آینده را برای پیشبرد بازیابی منابع لاستیک‌های فرسوده (WT) شناسایی کردند. اهداف عبارت بودند از (1) بررسی سیستماتیک یافته‌های ارزیابی چرخه عمر موجود و مسیرهای فنی برای بازیابی منابع WT؛ (2) ارزیابی نقاط قوت و ضعف فناوری‌های فعلی از دیدگاه کاهش کربن و (3) بررسی روندهای آینده و ارائه مسیرها و پیشنهادهای بهینه برای توسعه فناوری.

کی اسلیوسارسکی و همکارانش دریافتند که ویژگی‌های اکسیداسیون تحت شرایط آنالیزور ترموگراویمتری فقط کمی تغییر می‌کند. در مقابل، افزودن ۱۵ درصد وزنی پیت و خاک اره در شرایط احتراق واقعی در دمای ۸۰۰ درجه سانتیگراد، زمان تأخیر احتراق را به ترتیب ۴۲٪ و ۷۸٪ کاهش داد، در حالی که انتشار SO2 به ترتیب ۷۳٪ و ۵۲٪ کاهش یافت.

گوگرد اضافی در خاکستر باقی مانده به شکل‌های CaS و CaSO4 وجود داشت. نتایج به‌دست‌آمده را می‌توان برای ادغام مخلوط‌های کربن حاصل از پیرولیز تایر ضایعاتی با پیت یا خاک اره در بخش انرژی به کار برد.

از طریق تجزیه و تحلیل وضعیت تحقیقات فعلی در مورد انتشار کربن چرخه عمر تایر در داخل و خارج از چین، اکثر مطالعات بر تأثیر فرآیندهای دفع یا بازیافت زباله بر محیط زیست تمرکز دارند، در حالی که تحقیقات نسبتاً کمی در مورد انتشار کربن در کل فرآیند چرخه عمر تایرها (فرآیند ترکیب مواد اولیه، فرآیند تولید تایر، فرآیند حمل و نقل تایر، فرآیند استفاده از تایر و فرآیند بازیافت تایر ضایعاتی) وجود دارد که نمی‌توانند به‌طور سیستماتیک و دقیق انتشار کربن تایرها را در هر مرحله از چرخه عمر آنها منعکس کنند.

از طریق تجزیه و تحلیل مراحل کلیدی مانند پیش تصفیه، تبدیل پیرولیز و تولید لاستیک بازیافتی، و با ادغام مطالعات موردی و روش‌های ارزیابی فنی. در حال حاضر، چهار روش اصلی برای بازیافت و استفاده مجدد از لاستیک‌های ضایعاتی وجود دارد، از جمله روکش لاستیک، لاستیک بازیافتی، پودر لاستیک بازیافتی و ترک خوردگی حرارتی.

روکش لاستیک عمدتاً شامل فرآیندهای روکش حرارتی و سرد است، در حالی که لاستیک بازیافتی عمدتاً شامل فرآیند گوگردزدایی مداوم در فشار اتمسفر و فرآیند اکستروژن پیچ است. پودر لاستیک بازیافتی عمدتاً شامل فرآیند خردایش در دمای محیط و فرآیند خردایش در دمای پایین است و ترک خوردگی حرارتی عمدتاً شامل فرآیند ترک خوردگی در فشار اتمسفر و فرآیند ترک خوردگی در خلاء است.

اگرچه این چهار روش تصفیه لاستیک ضایعاتی و هشت فرآیند مختلف می‌توانند تا حد زیادی در مصرف لاستیک خام صرفه‌جویی کنند. مواد، تأثیر روش‌های مختلف تصفیه و اشکال فرآیند بر ارتقاء انرژی و حفاظت از محیط زیست و همچنین بر محیط زیست و انتشار کربن شرکت‌ها، هنوز به صورت سیستماتیک و علمی ارزیابی و کمی نشده است. بنابراین، تحقیق در مورد ارزیابی انتشار کربن چرخه عمر استفاده از منابع تایرهای فرسوده اهمیت نظری و ارزش کاربرد عملی مهمی خواهد داشت.

 

فهرست انتشار کربن برای مرحله تولید تایر

تولید یک تایر 305/90R22.5 نیاز به مصرف لاستیک طبیعی، کربن سیاه، سیم فولادی و سایر مواد کمکی دارد. بر اساس وزن محاسبه شده 80 کیلوگرم برای هر تایر، ترکیب به شرح زیر است: 25٪ لاستیک طبیعی با وزن خالص تقریباً 20 کیلوگرم، 23٪ کربن سیاه با وزن خالص تقریباً 18.4 کیلوگرم و 18٪ سیم فولادی با وزن خالص تقریباً 14.4 کیلوگرم. مواد کمکی مانند اکسید روی فعال و گوگرد، به دلیل سهم نسبتاً کم آنها، ناچیز در نظر گرفته می‌شوند.

بر اساس داده‌ها و فرمول های به کار گرفته شده در دو فرمول خاص که در این مقاله وجود دارد، کل انتشار کربن برای مراحل تولید این تایر 1368.725 کیلوگرم و انتشار کربن برای مرحله حمل و نقل تایر 1931.58 کیلوگرم است.

 

 

فهرست انتشار کربن برای مرحله استفاده از تایر

انتشار کربن تولید شده در طول عمر مفید تایر در درجه اول از سوخت مصرف شده توسط وسیله نقلیه در طول دوره از نصب تایر تا پایان عمر مفید آن ناشی می‌شود و کل طول عمر عملیاتی را پوشش می‌دهد. میانگین عمر مفید یک تایر 70000 کیلومتر تعیین شده است. با در نظر گرفتن ضریب سهم سوخت 0.25 و مصرف گازوئیل 0.20 لیتر در هر کیلومتر، کل مصرف گازوئیل در طول چرخه عمر کامل یک تایر تقریباً 14000 لیتر محاسبه می‌شود. با اعمال ضریب تبدیل سوخت 0.25، کل مصرف گازوئیل برای 10 تایر به صورت 140000 لیتر × 25% = 35000 لیتر محاسبه می‌شود. با توجه به اینکه جرم 1 لیتر گازوئیل تقریباً 0.86 کیلوگرم است، 35000 لیتر گازوئیل برابر است با 35000 لیتر × 0.86 کیلوگرم بر لیتر = 30100 کیلوگرم.

میزان انتشار کربن برای مرحله استفاده از تایر با استفاده از یک فرمول خاص محاسبه می‌شود که فهرست انتشار کربن مربوطه در جدول 3 ارائه شده است. نتایج نشان می‌دهد که میزان انتشار کربن برای مرحله استفاده از تایر 79163 کیلوگرم است.

 

 

فهرست کاهش انتشار کربن برای فرآیند روکش مجدد گرم

فرآیند روکش مجدد گرم شامل اعمال لاستیک خام، فرموله شده طبق دستورالعمل ترکیب آج، بر روی پوشش تایر استفاده شده و به دنبال آن ولکانش مجدد است. در طول فرآیند بازسازی تایر، تهیه ترکیب آج یک مرحله حیاتی است. ترکیب مواد اولیه آن در درجه اول شامل لاستیک طبیعی، لاستیک استایرن-بوتادین (SBR) و کربن سیاه است.

یک دسته جدید ۲۰۰ کیلوگرمی از مواد اولیه ترکیب آج باید با نسبت‌های خاصی تهیه شود: ۴۵٪ لاستیک طبیعی، ۲۵٪ SBR و ۳۰٪ کربن سیاه. بخش پوشش از پوشش اصلی تایرهای فرسوده استفاده می‌کند؛ بنابراین، در محاسبه انتشار کربن، ورودی‌های پوشش استفاده شده و آب با انتشار صفر در نظر گرفته می‌شوند. فهرست کاهش انتشار کربن برای فرآیند روکش گرم در جدول 4 ارائه شده است.

فهرست کاهش انتشار کربن برای فرآیند روکش سرد

فرآیند روکش سرد شامل اعمال مستقیم یک روکش پیش ساخته بر روی تایر استفاده شده است. این روش تأثیر حرارتی کمتری بر تایر دارد اما به همان نسبت زمان بیشتری می‌برد. در طول فرآیند آماده‌سازی، ترکیب با استفاده از 45٪ لاستیک طبیعی، 25٪ لاستیک استایرن-بوتادین و 30٪ کربن سیاه فرموله می‌شود. روکش اصلی تایر که به پایان عمر خود رسیده است به عنوان ماده اولیه بدنه استفاده می‌شود. در محاسبه انتشار کربن، ورودی‌های روکش استفاده شده و آب دارای انتشار صفر در نظر گرفته می‌شوند.

فهرست کاهش انتشار کربن برای فرآیند روکش سرد در جدول 5 ارائه شده است.

 

فهرست کاهش انتشار کربن برای فرآیند گوگردزدایی مداوم جوی

محصولات اولیه فرآیند گوگردزدایی مداوم جوی، لاستیک بازیافتی و سیم‌های فولادی هستند. انتشار کربن مرتبط با ورودی آب صفر در نظر گرفته می‌شود. فهرست کاهش انتشار کربن برای فرآیند گوگردزدایی مداوم جوی در جدول 6 ارائه شده است.

فهرست کاهش انتشار کربن برای فرآیند پیرولیز اتمسفری

محصولات اولیه پیرولیز تولید شده توسط فرآیند پیرولیز اتمسفری شامل گاز پیرولیز، روغن پیرولیز، کربن سیاه و سیم‌های فولادی است. توزیع بازده تقریباً 40٪ برای روغن پیرولیز، 35٪ برای کربن سیاه، 15٪ برای سیم‌های فولادی و حدود 10٪ برای گاز پیرولیز است. فهرست کاهش انتشار کربن برای فرآیند پیرولیز اتمسفری در جدول 10 ارائه شده است.

فرآیند پیرولیز در خلاء به دما و فشار پیرولیز پایین‌تری نیاز دارد که می‌تواند وقوع واکنش‌های جانبی را به طور مؤثرتری محدود کند. بازده روغن پیرولیز عموماً بیشتر از پیرولیز اتمسفری است و منجر به تقریباً 55٪ روغن پیرولیز، 35٪ جامدات (20٪ کربن سیاه و 15٪ سیم‌های فولادی) و 10٪ گاز می‌شود.

انتشار کربن برای فرآیند پیرولیز در خلاء با استفاده از معادله (33)، کاهش کربن با استفاده از معادله (34)، مازاد کربن خالص با استفاده از معادله (35) و نرخ کاهش کربن با استفاده از معادله (36) محاسبه می‌شود. فهرست کاهش انتشار کربن برای فرآیند پیرولیز خلاء در جدول 11 ارائه شده است.

 

نتایج و تحلیل

1) تحلیل انتشار کربن: فهرست کاهش انتشار کربن چرخه عمر برای هشت فرآیند (بازسازی گرم، بازسازی سرد، گوگردزدایی مداوم اتمسفری، اکستروژن پیچ، سنگ زنی محیطی، سنگ زنی برودتی، پیرولیز اتمسفری، پیرولیز خلاء) تحت چهار روش بازیافت (بازسازی تایر، لاستیک بازیافتی، پودر لاستیک بازیافتی، پیرولیز) برای 1.2 تن تایر فرسوده ارائه شده است. همانطور که در جداول نشان داده شده است، کل انتشار کربن در طول چرخه عمر برای 0.8 تن تایر در مراحل تولید، حمل و نقل و استفاده تقریباً 82463.305 کیلوگرم است.

در میان این مراحل، مرحله استفاده از تایر، با تولید ۷۹,۱۶۳ کیلوگرم و سهم ۹۶٪ از کل، بیشترین میزان انتشار کربن را به خود اختصاص می‌دهد. پس از آن، مرحله حمل و نقل قرار دارد که با انتشار کربن ۱۹۳۱.۵۸ کیلوگرم، تقریباً ۲.۰۱٪ از کل را تشکیل می‌دهد. مرحله تولید، همانطور که در شکل ۱ نشان داده شده است، ۱۶۳۸.۷۲۵ کیلوگرم انتشار کربن را به خود اختصاص می‌دهد که ۱.۹۹٪ از کل را تشکیل می‌دهد.

 

نمودار زیر مازاد خالص کربن را برای هشت فرآیند بازیافت تایر نشان می‌دهد

شکل زیر نرخ کاهش کربن برای هشت فرآیند بازیافت تایر را نشان می‌دهد

 

در میان چهار روش معمول بازیافت تایر، رتبه‌بندی اثربخشی کاهش کربن به شرح زیر است: روکش تایر > لاستیک بازیافتی > لاستیک بازیافتی پودر > پیرولیز.

برای هشت فرآیند خاص، رتبه‌بندی اثربخشی کاهش کربن به شرح زیر است: روکش سرد > روکش گرم > سنگ‌زنی محیطی > گوگردزدایی مداوم اتمسفری >

اکستروژن پیچی > پیرولیز اتمسفری > پیرولیز خلاء > سنگ‌زنی برودتی

 

تحلیل حساسیت و اقتصادی

با توجه به محدودیت‌های فضا، این مقاله صرفاً بر تحلیل حساسیت انتشار کربن در مرحله تولید، همانطور که در شکل ۴ نشان داده شده است، تمرکز دارد.

شکل ۴ نشان می‌دهد که وقتی جرم مواد مورد نیاز در مرحله تولید تایر از ۹۰٪ به ۱۳۰٪ افزایش می‌یابد، کل انتشار کربن از ۱۲۷۶ کیلوگرم به ۱۶۷۸ کیلوگرم افزایش می‌یابد که نشان‌دهنده افزایش تقریباً ۳۱.۵٪ است. برعکس، وقتی مصرف انرژی در مرحله تولید از ۹۰٪ به ۱۳۰٪ افزایش می‌یابد، کل انتشار کربن از ۱۳۴۴ کیلوگرم به ۱۴۶۹ کیلوگرم افزایش می‌یابد که افزایشی حدود ۹.۳٪ را نشان می‌دهد. هم جرم مواد و هم مصرف انرژی در مرحله تولید، همبستگی مثبتی با کل انتشار کربن نشان می‌دهند؛ با این حال، تأثیر جرم مواد بر کل انتشار کربن به طور قابل توجهی بیشتر از مصرف انرژی است.

 منحنی تست حساسیت کیفیت مواد/مصرف انرژی در طول مرحله تولید تایر

 

مطالعه اقتصادی نشان می‌دهد که کل مصرف انرژی در کل چرخه عمر تایر تقریباً ۳۵۷,۹۶۸ مگاژول است. در میان این مراحل، مرحله تولید بیشترین انرژی را مصرف می‌کند که حدود ۴۲.۷۷٪ از کل را تشکیل می‌دهد. پس از آن مرحله تهیه مواد قرار دارد که تقریباً ۳۳.۲۳٪ از انرژی را مصرف می‌کند. مرحله استفاده از تایر حدود ۲۳.۵۸٪ از مصرف انرژی را تشکیل می‌دهد. انرژی مورد استفاده برای حمل و نقل تایر کمترین مقدار را دارد و تنها حدود ۰.۳۳٪ از کل انرژی را تشکیل می‌دهد.

در میان چهار فرآیند بازیافت – روکش مجدد، بازیافت پودر لاستیک، بازیافت لاستیک و پیرولیز – فرآیند روکش مجدد بالاترین نرخ بازیابی انرژی را نشان می‌دهد، در حالی که فرآیند بازیافت لاستیک دومین فرآیند مؤثر است. نرخ بازیابی انرژی برای فرآیند بازیابی پودر لاستیک 22.76٪ است، در حالی که این نرخ برای پیرولیز 21.74٪ است. به طور کلی، در بین چهار روش بازیافت، روکش کردن لاستیک بالاترین راندمان بازیابی انرژی را نشان می‌دهد و آن را به موثرترین رویکرد برای بازیافت لاستیک‌های فرسوده تبدیل می‌کند.

 

نتیجه‌گیری

(1) یک مدل محاسبه انتشار کربن برای چرخه عمر لاستیک ساخته شد. فهرست‌های کاهش انتشار کربن برای مراحل تولید، حمل و نقل، استفاده و بازیافت ایجاد شد که امکان محاسبه انتشار کربن، کاهش کربن، مازاد خالص کربن و نرخ کاهش کربن برای هر مرحله را فراهم می‌کرد.

(2) ارزیابی و تجزیه و تحلیل اثربخشی کاهش کربن برای هشت فرآیند تحت چهار روش بازیافت انجام شد: روکش کردن لاستیک، لاستیک بازیافتی، پودر لاستیک بازیافتی و پیرولیز. نتایج نشان می‌دهد که رتبه‌بندی اثربخشی کاهش کربن برای چهار روش بازیافت به شرح زیر است: لاستیک بازیافتی > روکش کردن لاستیک > پودر لاستیک بازیافتی > پیرولیز.

به طور خاص، رتبه‌بندی هشت فرآیند به شرح زیر است: روکش سرد > روکش گرم > سنگ‌زنی محیطی > گوگردزدایی مداوم اتمسفری > اکستروژن پیچی > اتمسفری پیرولیز > پیرولیز خلاء > سنگ‌زنی برودتی.

روکش کردن به طور مداوم مازاد کربن بالاتری نسبت به هر فرآیند بازیابی یا بازیافت مواد ارائه می‌دهد، زیرا بخش بزرگی از لاشه تایر را حفظ می‌کنیم.

(3) فرآیند روکش سرد مورد استفاده در تولید لاستیک بازیافتی، با نرخ کاهش کربن 59.30٪، مهم‌ترین اثر کاهش کربن را نشان می‌دهد و آن را به مسیر ترجیحی برای صرفه‌جویی در انرژی و کاهش انتشار در بازیافت تایرهای فرسوده تبدیل می‌کند. پس از آن فرآیند روکش گرم با نرخ کاهش کربن 54.50٪ قرار دارد. بنابراین، روکش کردن تایر نیز به عنوان روشی بسیار کارآمد و سازگار با محیط زیست برای بازیافت تایرهای فرسوده برجسته است.

(4) یافته‌های این مطالعه می‌تواند زیربنای نظری و راهنمایی لازم را برای گذار به صنعت بازیافت تایرهای فرسوده به سمت انرژی سبز کم کربن، تدوین سیاست در بخش تایر، توسعه استراتژیک شرکت‌های تایر و برنامه‌ریزی نظارتی توسط مقامات ملی فراهم کند. علاوه بر این، مبنای نظری برای ایجاد استانداردهای انتشار کربن شرکتی توسط دولت ارائه می‌دهد. با توجه به محدودیت‌های فضا، تحلیل حساسیت ارائه شده در این مقاله عمدتاً بر مرحله تولید از نظر کیفیت مواد و مصرف انرژی متمرکز است.

 

نویسندگان:

کیانگ وانگ و آئو لی
دانشکده مهندسی خودرو و ترافیک، موسسه فناوری هیلونگ‌جیانگ، هاربین چین

لینک اصلی: