中國是世界輪胎生產和消費的第一大國,也是廢輪胎產生大國。據統計,2017年,中國汽車保有量為1.74億輛,汽車輪胎總產量約為6.1億條,同比增長7.9%,廢輪胎產生量約為3.4億條,重量達到1250萬噸,同比增長5%。預計到2020年,中國廢輪胎產生量將超過2000萬噸。
廢輪胎具有很強的耐熱、抗生物降解、抗機械破壞特性,數十年甚至更長時間都不會自然消失,此前由于缺乏有效集中治理手段,成為環境污染治理的世界性難題。廢輪胎粉碎設備回收利用是世界各國治理廢輪胎污染的主流方法,據統計,2017年,中國回收廢輪胎504.8萬噸,回收率僅為40%,未來市場成長空間巨大。
廢輪胎常用的處理辦法,包括了:輪胎翻新,破碎除磁做膠粉,做再生膠,還有新型的熱解工藝。熱解工藝被收錄進了《國家鼓勵發展的重大環保技術裝備目錄》,也是廢輪胎綜合利用指導意見書中比較推薦的處理辦法之一。廢輪胎經熱解工藝處理后,可以分解成燃料油,炭黑,鋼絲和裂解氣。
生產工藝流程
熱解項目主要原料為外購的干凈廢輪胎(每條已切成4~5塊;或者胎側切除,胎面套好),無需清洗、破碎、抽鋼絲等預處理工序,直接經皮帶輸送進入裂解爐內,進料工段約2小時,每臺設備進料10t左右。裂解爐內是一個持續升溫的環境,爐體內部在4小時內升溫至200~300℃,此時裂解氣開始處于穩定生成狀態,接下來的5~8小時內溫度緩慢爬升,當溫度到達450℃時,可認為輪胎裂解 已基本完成。裂解過程中產生大量煙氣,其成分主要包含重油(液態)、輕油(氣態)、裂解氣和少量水蒸氣等,煙氣經管道流入分汽包。在分汽包內,重油(約占廢輪胎質量的2%)下沉至渣油罐,通過油泵儲存在儲油罐內;氣態成分經管道進入循環水冷卻系統。在管道內冷卻后的煙氣分為液體和氣體,其中氣體為裂解氣,液體為輕油和水的混合物。液體流入油水分離器,分離出的輕質油分經油泵進入油罐儲存,少量含油廢水經霧化后噴入裂解爐燃燒室作為燃料使用;裂解氣經管道輸送至裂解爐燃燒室作為燃料使用。
經過8小時的裂解,除燃料油、裂解氣外,裂解爐內還會生成炭黑和鋼絲。爐體停止加熱后,項目采用空氣冷卻的方式,通過風機抽風不斷帶走爐體外壁熱量,冷卻工段持續時間約2小時。待爐體冷卻至200℃左右,操作人員打開一級、二級高溫出渣機出渣。待爐體冷卻至45℃左右,打開進料門上的出鋼絲口(1.1m×1.7m),將纏繞在一起的鋼絲整體拖出。由于本項目輪胎進料時為整條輪胎,無切割破碎工段,裂解過程中爐體不停轉動,因此出料時鋼絲絞結在一起,鋼絲上沾結的少量炭黑經輕敲或震動就能落下,鋼絲出料后直接打捆外運。每臺設備的炭黑鋼絲出料時間分別為2小時。整個輪胎裂解流程的總時間為24小時。
廢輪胎熱解工藝流程簡圖
廢輪胎分解出來的產品,大概的使用方向有以下這些:
1) 燃料油(40-45%)
廢輪胎生產出的燃料油主要用于以下行業及領域:
A.發電廠 B.玻璃廠 C.水泥廠 D.陶瓷廠 E.鋁廠
F. 鍋爐廠 G.中心供熱廠 H.顏料廠 I.輪船
2) 炭黑 (30 -35 %)
A.電纜護套 B.傳送帶 C.軟管及門墊 D.黑色尼龍袋
E.橡膠添加劑 F.自動零配件 G.絕緣材料 H.橡膠材料中的著色劑
I.塑料管 J.工業橡膠制品 K.消防材料 L.制碳棒做燃料
3) 鋼絲(10-15 %)
廢輪胎生產出的鋼絲主要銷售到鋼鐵廠。
4) 裂解氣(10--12 %)
裂解氣主要用于回收到燃燒室加熱主爐。如果設備規模較大,產生的裂解氣量多,也可進行暫存,通過發電機組進行發電。