多年来，废弃轮胎一直是一个严峻的环境难题。其耐用性使得它们难以被分解，而焚烧又会释放有害污染物。研究人员逐渐将目光转向热解技术，这是一种将废轮胎转化为有价值产品的热化学过程，其产物为热解油（TPO）、回收炭黑（rCB）和可燃性气体。

在过去20年里，人们对轮胎热解的兴趣急剧增加。最近一项对2000年至2024年间发表的1400多篇研究报告的分析表明，这一领域的研究速度正在加快。尤其是自2020年以来，在日益增长的环境问题和对废弃物可持续管理需求的推动下，中国、印度和欧洲诸国已成为该领域科研成果工业化的主要贡献者。科学家们主要致力于优化热解技术，以提高效率、提升产品质量，并将其推广到工业应用中去。

热解研究报告明显增多

致力于废轮胎热解研究报告的数量显著增加，反映出废弃物向可持续处理方式的转变。2000年时，相关研究成果极少，但到2024年，已有超过1,400篇出版物问世。这一趋势与全球范围内更加严格的环境政策相一致，例如欧盟对轮胎填埋的限制以及中国对替代性废物处理技术的投资等。  

研究人员尤其关注三个关键领域：即共热解技术的开发、热解油的精炼和回收炭黑（rCB）的提纯。这些领域对于废轮胎热解潜力的最大化，并确保其商业可行性至关重要。

共热解技术取得进展

传统的热解技术仅涉及对轮胎的处理，而共热解技术——将废轮胎与生物质或塑料等其他材料结合——已显示出令人瞩目的成果。研究表明，这种方法能够增加生物油的产量并提高可燃气体的产率。  

微波辅助共热解是一项提高工艺效率的创新技术。研究人员通过使用炭黑作为微波吸收剂，实现了更好的加热分布和更高质量的产出。此外，化学活化剂如ZnCl₂和KOH也被用于提高气体和液体的产率，使得该工艺在大规模应用中更具有可行性。  

然而，共热解技术也面临一些挑战。不同材料之间的加热不均匀以及微波辅助工艺难以放大规模，仍然是工业应用的障碍。尽管如此，催化共热解技术的进展表明，这种方法可能很快就能优化并适用于大规模生产。

提升热解油在燃料应用中的性能

废轮胎热解过程中最有前景的副产品之一是热解油料，它具有作为替代燃料的潜力。然而，其高硫含量和多环芳烃（PAHs）的存在限制了其直接使用，需要进一步精炼。  

研究人员已开发出加氢处理和氧化脱硫（ODS）技术来提升其质量。研究表明，像Co/SBA-15和氮掺杂生物炭（nitrogen-doped biochar）这样的催化剂可以去除高达99%的硫，使热解油料更清洁、更稳定。此外，超声波辅助溶剂萃取在减少PAH含量方面也显示出显著效果。  

尽管取得了这些进展，挑战依然存在。精炼热解油的成本仍然较高，且某些方法需要使用有毒溶剂。需要进一步研究以开发出成本效益高、可规模化生产的解决方案，使热解油成为一种具有竞争力的燃料替代品。

回收炭黑的精制与再利用

轮胎热解的另一项有价值产品是回收炭黑（rCB），这种材料可用于制造轮胎、颜料和吸附剂。然而，rCB中残留的灰分和结合橡胶等杂质限制了其可用性。  

近年来，基于酸化法的脱矿物质处理和物理活化技术的进步提高了rCB的质量，使其成为传统炭黑的更可行的替代品。通过使用盐酸和磷酸的双重酸处理，灰分含量减少了98%以上。同时，高温下的CO₂活化增加了其表面积，使其在水净化和能量存储应用中更具实用性。  

尽管这些方法改善了rCB的性能，但规模化生产和成本仍然是挑战。酸处理会产生有害废物，而高温活化需要大量能源。然而，随着研究人员不断优化这些技术，rCB有望在循环经济中发挥更重要的作用。

扩大规模以实现工业应用

尽管废轮胎热解技术已取得显著进步，但其商业化应用仍相对缓慢。高昂的初始成本、能源密集型工艺以及监管挑战对大规模生产构成了障碍。许多最有效的精炼方法仍局限于实验室环境。  

然而，过去二十年的研究已表明，热解技术是处理废轮胎的一种可行解决方案。如果能够适当扩大规模，这一工艺可以将废轮胎转化为宝贵资源，有助于减少环境污染，同时为化石燃料和传统原材料提供可持续的替代品。通过持续投资于技术整合、协调和规模化，这一逐渐成熟的行业正逐步克服广泛应用的障碍。

结论

过去二十年来，废轮胎热解研究报告的指数级增长，表明了对可持续发展和资源回收的更广泛承诺。科学家们在优化共热解、精炼热解油以及提升回收炭黑方面取得了显著进展，使这些工艺在大规模工业应用中更具可行性。然而，成本控制、规模效益和环境影响方面的挑战，仍然是该项技术广泛采用的主要障碍。  

轮胎热解的未来之路需要持续的创新、政府激励和行业协作。在适当的支持和技术进步下，热解将在可持续废弃物管理和循环经济中发挥关键作用。真正的挑战在于如何把实验室成果转化为工业化生产、规模化生产的稳定性与污染物控制成本。未来研发将集中于催化热解定向调控、热解回收炭黑表面官能团改性，以及AI驱动的工艺优化系统。从政策层面来看，欧盟碳边境税机制可能将热解产物纳入低碳材料认证体系，可能会进一步刺激全球产业链的整合。

综上所述，废轮胎热解已突破实验室阶段，步入产业化爆发期，技术迭代与跨区域合作正重塑全球循环经济的发展格局。