產業觀點｜國際期刊盤點廢輪胎熱裂解反應器：螺旋式為何走向工業化？
2025 年 8 月，葡萄牙阿威羅大學（University of Aveiro）與波爾圖大學（University of Porto）的研究團隊在國際期刊《Journal of Environmental Chemical Engineering》發表一篇文獻回顧，系統整理廢輪胎熱裂解的反應器設計、操作條件與產業應用，並盤點了數十件相關專利。文中指出，全球 2019 年產生的廢輪胎約 3,090 萬公噸，熱裂解能同時回收材料與能源，是循環經濟下最具潛力的處理途徑之一。
反應器是熱裂解技術的核心。以下整理論文對五種主要反應器的比較，並分享環拓的實務經驗。
五種反應器一覽
| 反應器 | 特點 | 主要挑戰 |
|---|---|---|
| 固定床 | 結構簡單、成本低，實驗室最常用 | 熱傳慢、殘渣易累積，難以放大 |
| 流體化床 | 熱傳與質傳快，可連續操作 | 耗能與投資高，進料需磨成約 0.1–2 mm 細粒 |
| 螺旋式（Screw／Auger） | 以螺旋輸送物料，轉速即可控制停留時間；熱傳好、結構精簡、容易放大，可處理多種進料 | 大尺寸或不規則進料容易卡料；裂解氣在爐內停留較久 |
| 旋轉窯 | 可連續操作，能處理不同尺寸的進料 | 熱損失大，溫度分布不均 |
| 攪拌式 | 加熱均勻、溫度梯度小 | 耗能高、機械磨耗大，不易放大 |
依論文內容摘要整理。
螺旋式反應器：論文怎麼看
螺旋式反應器利用旋轉的螺旋，把物料推過加熱、無氧的爐管，透過調整轉速就能控制物料在爐內的時間。論文認為它熱傳效率好、能連續運轉、結構精簡且容易放大，與流體化床並列為比固定床更適合工業化的設計。
論文也點出螺旋式的課題：大尺寸或形狀不規則的進料容易卡料，以及裂解氣在爐內停留較久，可能引發二次反應、影響產品品質。文中引用的先導規模試驗連續運轉超過 100 小時，證實了螺旋式的穩定性與再現性；但作者在結論也坦言，業界仍缺乏商業規模工廠的長期運轉數據。
環拓的實務經驗
1. 環拓的連續式系統採用螺旋式反應器。從反應器到碳黑精製皆由環拓自主設計、台灣製造，相關系統已取得台灣發明專利（I916255）、台灣新型專利與日本實用新案。
2. 穩定運轉從前處理開始。針對論文提到的卡料風險，環拓在進料前先除去鋼絲，再經粗碎、細碎，將胎片控制在 3 公分以下、含鋼量低於 1%。進料尺寸一致，是螺旋式反應器長期連續運轉的基礎。
3. 不只是試驗，而是十多年的商轉。環拓屏南廠 2013 年啟用，是全球首座 24 小時商業化運轉的廢輪胎熱裂解廠，連續式系統稼動率逾 90%，目前每年處理 2.4 萬噸廢橡膠。這正是論文所說業界最缺乏的「商業規模長期運轉經驗」。
4. 能源自給，產品回到供應鏈。製程產生的可燃氣體回收作為加熱燃料，不需外部能源；產出的粗碳黑精製為再生碳黑（rCB），裂解油處理為 TPO，並取得 ISCC PLUS 驗證。論文也指出，rCB 要回到輪胎製造，關鍵在穩定的品質，這也是環拓持續投入研磨與精製的原因。
結語
學術研究已清楚描繪各種反應器的優缺點，產業真正的門檻在於「放大」與「長期穩定」。環拓以屏南廠的商轉經驗為基礎，提供熱裂解設備銷售與技術授權，協助客戶把驗證過的技術複製到世界各地。了解更多：設備銷售。
參考文獻：Maganinho, C., Silva, C. M. C., Costa, S. M. R., Mendes, A., Rocha, J., Silva, C. M., & Portugal, I. (2025). Advances in the pyrolysis of end-of-life tires: A critical review of reactor systems, process conditions and industrial applications. Journal of Environmental Chemical Engineering, 13, 118667. DOI: 10.1016/j.jece.2025.118667（開放取用）。本文為環拓依論文內容整理之摘要與觀點，論文未涉及環拓，環拓與原作者及期刊無合作關係。