廢輪胎煉油可行性報告

目錄

一、項目背景

二、承接單位簡介

三、核心熱解處理工藝方案

四、廢輪胎處理工藝選擇

五、生產(chǎn)工藝流程

5.1.生產(chǎn)流程簡述

5.2.輪胎熱解設(shè)備工藝流程參考圖

六、設(shè)備特點(diǎn)

6.1.輪胎熱解設(shè)備效果參考圖

七、技術(shù)參數(shù)

八、設(shè)備聯(lián)組可燃?xì)夤?jié)能利用

8.1.裂解氣的循環(huán)利用（聯(lián)合機(jī)組裂解處置系統(tǒng)）

8.2.六臺設(shè)備的串聯(lián)裂解狀態(tài)示意

九、營運(yùn)期主要污染因素分析

9.1.主要產(chǎn)污環(huán)節(jié)及污染因素分析

9.2.工程污染源強(qiáng)分析

十、檢測報告

一、項目背景

我國是世界輪胎生產(chǎn)和消費(fèi)的**大國，也是廢輪胎產(chǎn)生大國。2015年世界輪胎產(chǎn)量達(dá)到19.8億條，同時，全球每年產(chǎn)生約15億條廢輪胎。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國汽車廢輪胎產(chǎn)生量在3.3億條左右，重量達(dá)到1200萬噸。中國每年產(chǎn)生的廢輪胎、廢舊橡膠，正以8%－10%的速度急劇增加，成為不能被忽視的一種新污染。

廢輪胎是不溶或者難溶的高分子彈性體，其高彈性、高韌性會在50-150℃內(nèi)不會產(chǎn)生任何變化，具有非常強(qiáng)的抗熱、抗生物、抗機(jī)械性，幾十年不會自然降解。在其他方面中，隨著現(xiàn)代橡膠工業(yè)的發(fā)展，輪胎的耐磨性和耐腐蝕性也越來越高，使得廢輪胎對大自然中的生物降解基本上是“免疫”的。大量的廢舊輪胎長期露天放置不僅占用了大面積的土地，而且經(jīng)過日曬雨淋后，非常容易滋生蚊蟲，傳播疾病；埋入地下的橡膠還會污染地下水源、破壞土壤的結(jié)構(gòu)，使糧食作物減產(chǎn)30%。除此之外，還容易引起火災(zāi)。

廢輪胎的回收再利用一直是各國政府和業(yè)界關(guān)心的話題。另一方面，廢輪胎“一身是寶”，可以生產(chǎn)出再生橡膠、橡膠瀝青、防水材料等產(chǎn)品。在熱解處理過程中，還可以分離提取可燃?xì)?、燃料油、炭黑、鐵絲或直接熱能利用，產(chǎn)業(yè)潛力很大。

由此可見，被稱為“黑色污染”的廢輪胎，處理好了是可再生資源，處理不好則變?yōu)橛卸?、有害的垃圾。如何防止廢輪胎對環(huán)境的污染，并對其進(jìn)行有效回收利用，是中國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展必須解決的問題。

據(jù)中國資源綜合利用協(xié)會介紹，今后3年內(nèi)，國家將針對資源蘊(yùn)涵量大的廢塑料和橡膠等大宗固體廢舊物資，開發(fā)綜合高效利用廢塑料橡膠利用項目共設(shè)置了幾大課題。一是針對生活垃圾中的廢塑料，將開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的塑料垃圾高效穩(wěn)定熱解資源化處理關(guān)鍵技術(shù)與裝備，提高塑料垃圾的資源化利用率和熱解產(chǎn)品質(zhì)量，建設(shè)年熱解萬噸級生活塑料垃圾的技術(shù)示范生產(chǎn)線。二是針對廢舊橡膠催化熱解，將開發(fā)具有獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的催化熱解高值化利用技術(shù)與裝備，提高廢舊橡膠催化熱解制優(yōu)質(zhì)燃油、炭黑及活性炭的技術(shù)與質(zhì)量，并建成年催化熱解20000噸廢舊橡膠的示范工程。

二、承接單位簡介

山東齊興化工科技有限公司位于山東淄博，始創(chuàng)于1997年，是一家以新能源燃油、工業(yè)助劑、石化添加劑、煉化設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的企業(yè)，研發(fā)人員從事研發(fā)生產(chǎn)30余年，具有先進(jìn)的技術(shù)理念和豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗，產(chǎn)品先后通過國家環(huán)保產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心、國家石油化工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心、應(yīng)急管理部化學(xué)品登記中心、工業(yè)部機(jī)械內(nèi)燃機(jī)研究院、山東省質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢測，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，產(chǎn)品被評為中國自主創(chuàng)新產(chǎn)品、中國綠色產(chǎn)品等，深受廣大客戶的青睞。

主要產(chǎn)品及服務(wù)：環(huán)保工業(yè)、車用燃料油及助劑、新型煉化設(shè)備、可再生資源液化設(shè)備的制造、銷售及系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計、煉化工藝升級等。

公司秉承“科技創(chuàng)新、質(zhì)量**、客戶至上”的原則，守合同，重信譽(yù)，愿與國內(nèi)外各界朋友精誠合作、共謀發(fā)展。

三、 核心熱解處理工藝方案

熱解是一種能夠?qū)崿F(xiàn)有機(jī)廢棄物減量化、資源化、無害化的處理技術(shù)。熱解技術(shù)采用間壁加熱的方式，在常壓、低溫、無氧的生產(chǎn)條件下，對有機(jī)廢棄物進(jìn)行加熱，將油、水等成分汽化，熱相分離產(chǎn)生的不凝氣體經(jīng)凈化處理后可作為燃料，產(chǎn)生的輕質(zhì)油可回收利用，整個系統(tǒng)最終排放的只有處理后固相和煙氣。熱解技術(shù)原理圖見右圖。

常用的熱解裝置有流化床、固定床、回轉(zhuǎn)爐和螺旋推進(jìn)等處理裝置。由于常見有機(jī)廢棄物中成分不均勻，含有部分膠質(zhì)、瀝青和一定的水分，所以加熱處理過程中很容易產(chǎn)生結(jié)焦粘壁的情況，因此本方案選擇回轉(zhuǎn)爐?；剞D(zhuǎn)爐熱解設(shè)備**的特點(diǎn)是對物料有很好的混合效果，可以得到更均勻的熱解產(chǎn)物。采用間壁式加熱方式，物料不與氧氣直接接觸，不發(fā)生氧化反應(yīng)，故不會產(chǎn)生二噁英。該套系統(tǒng)加熱燃料有多種選擇，如煤炭、油、天然氣、粉煤灰、生物質(zhì)、熔巖、熱風(fēng)等。本項目選擇自產(chǎn)輪胎油加熱。

四、廢輪胎處理工藝選擇

處理工藝的選擇

有機(jī)固廢的快速的增長，不僅是人類生活水平逐步提升**的證明，更是經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的見證。然而，“產(chǎn)業(yè)廢棄物—廢輪胎”的隨意丟棄與堆放，卻危害著周邊的環(huán)境及人們的生活。常用的處理廢舊輪胎方法有：

l 直接利用：廢輪胎直接利用率很低，不到廢輪胎產(chǎn)生量的1%；

l 直接燃燒：對煙氣處理的配置要求很高，目前在我國還未成為主流的處置方法，且在運(yùn)行過程中稍有不慎又會造成二次污染，比如有可能會產(chǎn)生劇毒致癌物二噁英；

l 舊輪胎翻新：目前我國輪胎翻新率僅為26:1，尤其是轎車輪胎的翻新率幾乎為零。同時，舊輪胎翻新對原料的質(zhì)量要求較高，這是目前許多輪胎翻新廠家面臨的**難題；

l 處理再利用：處理再利用技術(shù)方面主要有舊輪胎翻修、改制輪胎、制再生膠和制膠粉等。雖然這些工藝暫時能解決廢橡膠的循環(huán)利用，但是處理量有限而且高耗能、高污染最終還要成為廢棄物；

理論與實踐證明，其上述無論哪一種方法，均不能對“產(chǎn)業(yè)廢棄物—廢舊橡膠”有效的處理。根據(jù)我公司“產(chǎn)業(yè)廢棄物—電子主板”、“工業(yè)廢棄物—廢輪胎”及“城市廢棄物—生活垃圾”等有機(jī)固廢處理的實驗、研究以及項目的建立與實施，完美的證明了利用“微負(fù)壓回轉(zhuǎn)式裂解設(shè)備”高溫、無氧裂解（沒有明火、不發(fā)生爆炸、安全可靠）是最行之有效的方法。

首先，采用裂解法處理廢輪胎更加徹底；

其次，裂解產(chǎn)物應(yīng)用范圍廣泛，**工業(yè)價值，其裂解油、裂解氣可替代部分石化燃料；

最后，采用裂解法進(jìn)行輪胎回收利用，不產(chǎn)生二次污染。徹底解決有機(jī)固廢對空氣、土壤以及水的污染。

五、生產(chǎn)工藝流程

5.1.生產(chǎn)流程簡述

本項目所采用的熱解炭化裝置，適用于多種原料，包括并不局限于：廢輪胎、廢塑料、鋁塑、油泥、油漆渣、亞克力等。根據(jù)物料狀態(tài)可以選擇是否進(jìn)行預(yù)處理，包括切割破碎、壓縮打捆、烘干、熱熔、乳化等方式。預(yù)處理的目的是盡可能降低物料的含水量、含雜質(zhì)量，以及壓縮物料密度減少進(jìn)入熱解爐后所占用的空間，為保障熱解處理過程中高產(chǎn)高效穩(wěn)定生產(chǎn)做準(zhǔn)備。

物料經(jīng)過預(yù)處理后，通過進(jìn)料機(jī)輸送進(jìn)入熱解爐。不同物料可以選用不同進(jìn)料裝置，包括螺旋進(jìn)料機(jī)、液壓進(jìn)料機(jī)、輸送帶進(jìn)料機(jī)，特殊物料也可選用人工上料。進(jìn)料工段約2~3 小時，物料密度不同實際裝載量不同，需要具體分析。

熱解爐內(nèi)是一個持續(xù)升溫的環(huán)境，處理常規(guī)材料的情況下，爐體內(nèi)部在4小時內(nèi)升溫至200~300℃，此時熱解氣開始處于穩(wěn)定生成狀態(tài)；接下來的5~8小時內(nèi)溫度緩慢爬升，當(dāng)溫度到達(dá)420℃時（不同物料處理溫度要求不同，需要具體分析），可認(rèn)為物料熱解處理已經(jīng)基本完成。熱解過程中產(chǎn)生大量熱解油氣，其成分主要包含重油（液態(tài)）、輕油（氣態(tài)）、熱解氣和少量水蒸氣等。油氣經(jīng)過出氣口管道流入分氣包，在分氣包內(nèi)，重質(zhì)成分凝聚后形成重油（有時也稱為渣油，這部分油的比例根據(jù)物料不同而有區(qū)別。以常見物料廢輪胎為例，約占總物料質(zhì)量的2%。）；重油下沉至渣油罐，通過油泵儲存在儲油罐內(nèi)。輕質(zhì)油氣成分經(jīng)氣包進(jìn)入冷卻系統(tǒng)（可以根據(jù)物料情況以及客戶需求選用不同冷卻系統(tǒng)，常見冷卻系統(tǒng)為：一體式箱式冷卻系統(tǒng)、列管冷凝系統(tǒng)、盤管冷卻系統(tǒng)、水浸式冷卻系統(tǒng)、水夾套式冷凝器等）。油氣通過冷凝系統(tǒng)降溫后，最終會分解為輕油和少量水的混合液體以及熱解氣。液體流入油水分離器（也叫做燃料油暫存罐），分離出的輕質(zhì)油分經(jīng)油泵進(jìn)入油罐儲存，少量含油廢水經(jīng)霧化后噴入熱解爐燃燒室作為燃料使用；熱解氣經(jīng)管道輸送至熱解爐燃燒室作為燃料使用。經(jīng)過8-10小時的熱解反應(yīng)，除燃料油、熱解氣外，熱解爐內(nèi)還會生成炭黑和鋼絲（輪胎特有）。爐體停止加熱后，項目采用空氣冷卻的方式，通過風(fēng)機(jī)抽風(fēng)不斷帶走爐體外壁熱量，冷卻工段持續(xù)時間約 2 小時。待爐體冷卻至適宜溫度后，操作人員打開密閉出渣機(jī)操作出渣。每臺設(shè)備的炭黑（鋼絲）出渣時間約為3小時。整個熱解處理流程的總時間約為24小時。

如果是處理鋼絲胎，出渣出鋼絲則分為兩種情況：

一、整胎或套胎含主鋼絲進(jìn)料處理時，常溫或者高溫先出炭黑；然后打開主爐大門出鋼絲。由于熱解過程中爐體不停轉(zhuǎn)動，因此鋼絲會纏繞在一起，方便鋼絲整體拖出。鋼絲出料后可以直接或者壓縮打捆后銷售。

二、輪胎塊或含鋼絲橡膠粒處理時，碎鋼絲可以混合炭黑從出渣口直接排出爐外；用磁選機(jī)分離鋼絲與炭黑，然后分別打捆、打包對外銷售即可。

5.2.輪胎熱解設(shè)備工藝流程參考圖

六、設(shè)備特點(diǎn)

2 設(shè)備：采用自動化程度高、產(chǎn)品生成率和品質(zhì)高、生產(chǎn)速度快、安全性能強(qiáng)、操作簡便的熱解行業(yè)***的設(shè)備之一。

2 一體式主爐機(jī)殼：采用一體式設(shè)計，保溫效果好，且便于運(yùn)輸與安裝。

2 熱解主爐兩端增加一體式車床加工托帶，設(shè)備運(yùn)行更加平穩(wěn)，對于出氣口處的震動影響降低到最小，有效減少油氣泄漏問題，減少密封部分故障率。

2 加大式支撐托輪：本套設(shè)備采用最新的自調(diào)式拖輪，能夠有效的分解支撐爐體的受力點(diǎn)，使熱解設(shè)備更加平穩(wěn)、安全、可靠的運(yùn)行。

2 **研發(fā)設(shè)計主爐防粘壁裝置，有效減少生產(chǎn)過程中物料粘壁的問題。該裝置能降低清理頻率，縮短設(shè)備的保養(yǎng)時間和保養(yǎng)成本，增加生產(chǎn)時間，延長主爐使用壽命。

2 加強(qiáng)型密封設(shè)計，有效提高設(shè)備安全性及環(huán)保性。

2 水箱式冷卻系統(tǒng)：一體式箱式設(shè)計，便于運(yùn)輸與安裝。冷卻管道置于水中與冷卻塔共同作用對可凝析油氣循環(huán)冷卻，冷卻效果好出油率高、油品質(zhì)量好、使用壽命長。兩端彎頭便于拆卸易清理維護(hù)。

2 可燃?xì)饣厥障到y(tǒng)：不可凝可燃?xì)馔ㄟ^兩級安全水封返回爐膛充分燃燒，不僅節(jié)省燃燒，而且避免造成二次污染。

2 安全性：充分人性化設(shè)計及自動化防爆系統(tǒng)控制，有效減少閃爆情況的發(fā)生幾率。

2 適用范圍：如廢輪胎、廢塑料、廢橡膠、生活垃圾、餐廚垃圾、廢油漆渣、油泥污泥、油田垃圾、電鍍污泥等有機(jī)固廢。

6.1.輪胎熱解設(shè)備效果參考圖

七、技術(shù)參數(shù)

八、設(shè)備聯(lián)組可燃?xì)夤?jié)能利用

8.1.裂解氣的循環(huán)利用（聯(lián)合機(jī)組裂解處置系統(tǒng)）

本項目共計6套裂解爐，為充分利用裂解氣，6套廢輪胎裂解設(shè)備串聯(lián)運(yùn)行。**臺裂解爐由室溫升至200~300℃的4個小時內(nèi)由燃料油燃燒作為燃料供熱，4小時后，裂解氣的產(chǎn)生趨于穩(wěn)定狀態(tài)，在為自身供給裂解爐燃料的同時，部分可作為第二臺裂解爐的啟動燃料；當(dāng)?shù)?臺裂解爐運(yùn)行4小時后，可同時為第3臺裂解爐提供燃料，以此類推，最終當(dāng)?shù)?臺裂解爐運(yùn)行4小時后，第1臺裂解爐剛好進(jìn)料完成、開始裂解，第6臺裂解爐產(chǎn)生的裂解氣即可為第1臺裂解爐供氣。這樣，6臺裂解爐即可以晝夜不間斷連續(xù)運(yùn)行。若中間因為原料供應(yīng)、人員等問題需要停止運(yùn)行，則再次啟動時重復(fù)上述步驟。6臺設(shè)備的串聯(lián)裂解狀態(tài)示意如下表所示。

8.2.六臺設(shè)備的串聯(lián)裂解狀態(tài)示意

根據(jù)工程經(jīng)驗和熱量衡算，本項目輪胎熱裂解無法消耗全部的裂解氣，多余的裂解氣可通過閥門和管道導(dǎo)入廢氣燃燒室燒掉。

九、營運(yùn)期主要污染因素分析

9.1.主要產(chǎn)污環(huán)節(jié)及污染因素分析

根據(jù)生產(chǎn)工藝流程及原輔材料分析，項目在生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生的污染物包括廢水、廢氣、及噪聲。污染物匯總情況如下：

1）、廢氣

廢氣產(chǎn)污工序及污染物排放情況詳見下表。

廢氣產(chǎn)生情況

2）、廢水

廢水產(chǎn)污工序及污染物排放情況詳見下表。

廢水產(chǎn)生情況

3）、噪聲

項目生產(chǎn)過程中，廠區(qū)內(nèi)噪聲源主要來自設(shè)備如臥式旋轉(zhuǎn)裂解爐、燃燒室鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、油泵、水泵、冷卻塔等的運(yùn)行噪聲。

9.2.工程污染源強(qiáng)分析

1）、廢氣

本項目輪胎裂解過程中裂解爐全密閉且保持微負(fù)壓狀態(tài)，各管道密封性良好，確保爐內(nèi)氣體和生成的炭黑顆粒不外泄。本項目廢氣污染源主要包括少量炭黑塵廢氣、燃料油燃燒廢氣、裂解氣燃燒廢氣和儲油罐區(qū)廢氣等。

（1）炭黑塵廢氣（G1）

本項目生成的炭黑無研磨造粒工序，出料后直接打包外運(yùn)。炭黑塵廢氣可能產(chǎn)生的工段為鋼絲出料和炭黑出料工段。

裂解爐停止加熱、冷卻至50℃左右后，裂解產(chǎn)生的廢鋼絲出料。由于裂解爐內(nèi)為干燥狀態(tài)，炭黑全部堆積在裂解爐底部，廢鋼絲表面沾染的炭黑輕敲即可落下。在鋼絲敲打、拖拽過程中可能會使出料口附近產(chǎn)生少量炭黑塵廢氣。根據(jù)一般工程經(jīng)驗，輪胎高溫裂解后生成的炭黑粒徑約為80~100目，即0.15~0.2mm，粒徑較大。裂解過程中生成的炭黑顆粒相互碰撞產(chǎn)生極少數(shù)細(xì)顆粒，大多位于裂解爐底部，因此鋼絲出料時主要擾動位于上層的大顆粒炭黑，產(chǎn)生的炭黑塵廢氣量很少。

炭黑出料時，為避免撒漏和產(chǎn)生粉塵廢氣，項目采用的封閉式螺旋出渣集中出渣，炭黑在出渣過程中被封閉地槽內(nèi)，**限度地防止了炭黑塵的外泄散逸。

綜上所述，鋼絲出料和炭黑包裝時產(chǎn)生的炭黑塵量很少，在保持設(shè)備良好的密閉性和經(jīng)常灑水降塵的情況下，散逸到廠房外的炭黑塵量極少，場界處炭黑塵能夠滿足《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）的標(biāo)準(zhǔn)要求，對周圍環(huán)境影響很小。

（2）燃料油燃燒廢氣（G2）

項目采用燃料油燃燒為每條串聯(lián)機(jī)組的首臺運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行預(yù)熱，燃料油燃料燃燒廢氣經(jīng)堿式噴淋脫硫除塵凈化處理后排放，設(shè)計除塵效率85~90%（取85%）、脫硫效率70%、脫氮效率20%。根據(jù)以上產(chǎn)污系數(shù)及本項目采用的工藝廢氣凈化效率計算燃料油燃燒煙氣污染物產(chǎn)生、排放情況詳下表。

燃料油燃燒廢氣產(chǎn)生、排放情況

本項目燃燒油燃燒廢氣通過廠房頂部12m高的排氣筒排放。根據(jù)上表鍋爐煙氣污染物排放濃度理論計算可知，項目燃料油燃燒廢氣經(jīng)處理后，煙塵、SO₂、NO_x排放濃度能達(dá)到《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB37/2375-2013）。

2）、廢水

（1）用水情況

循環(huán)冷卻用水

項目輪胎熱裂解產(chǎn)生的煙氣通過循環(huán)水進(jìn)行冷卻，每2臺裂解爐配備一套冷卻設(shè)備，即共設(shè)置3套循環(huán)水冷卻設(shè)備（冷卻塔循環(huán)水量每臺30m³/h）。冷卻水在循環(huán)過程中有一定的蒸發(fā)量，并定期排污，根據(jù)一般工程經(jīng)驗，冷卻塔每天運(yùn)行時間為10小時，每套冷卻設(shè)備的循環(huán)水損耗量約為3m³/d（按循環(huán)量的1%計）。

（2）廢水產(chǎn)生

項目營運(yùn)期產(chǎn)生的廢水主要包括循環(huán)排污水、含油廢水和職工生活污水。

① 循環(huán)排污水（W1）

項目共設(shè)置3套循環(huán)冷卻設(shè)備，配備有3臺冷卻塔。冷卻水在循環(huán)一段時間后需要定期補(bǔ)水，排水量為按循環(huán)水量的0.3%計，則每套設(shè)備排水量0.9t/d，3套設(shè)備排污量為2.7t/d。根據(jù)一般工程經(jīng)驗，循環(huán)排污水中的主要污染物為溶解性總固體，濃度約為1000~1200mg/L，能夠滿足《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T 18920-2002）中道路清掃水質(zhì)要求（1500mg/L）。本項目循環(huán)排污水經(jīng)沉淀后用于廠區(qū)（全部硬化）的道路清掃降塵，自然蒸發(fā)，不排入地表水體。

②含油廢水（W2）

本項目在熱裂解過程中，由于輪胎自身含有少量水分（約占輪胎質(zhì)量的0.5%），高溫條件下水蒸氣與裂解產(chǎn)生的輕油氣混合在一起，經(jīng)冷卻和油水分離后，絕大多數(shù)輕油進(jìn)入輕油儲罐，少量輕油與水不易分離，即為含油廢水。因該廢水中的油分有一定助燃作用，本項目將該部分含油廢水高壓霧化處理后噴入裂解爐燃燒室燃燒，生成的少量燃燒廢氣與裂解氣燃燒廢氣一同排放。

（3）噪音

項目生產(chǎn)過程中的噪聲源主要為臥式旋轉(zhuǎn)裂解爐、燃燒室鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、油泵、水泵、冷卻塔等。主要噪聲設(shè)備的噪聲源情況及設(shè)備位置詳見下表。

主要噪聲源一覽表

經(jīng)濟(jì)效益分析

注：上表數(shù)據(jù)均參考2024年上半年市場平均值。