Page 100 - 2020-15

橡塑技术与装备（橡胶） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (RUBBER)

废轮胎的热裂解处理工艺工程化分析

康永
( 榆林市瀚霆化工技术开发有限公司 , 陕西 榆林 718100)

摘要 ： 本文介绍了废轮胎热裂解工艺流程以及裂解原理，并按照项目预先设计的处理量计算了体系的物料平衡和热量平衡。
对项目运营期的主要污染因素进行了分析，提出了具体的防治措施。
关键词 ： 工程化分析 ；工艺流程 ；裂解原理 ；物料平衡 ；热量平衡 ；污染因素
中图分类号 ： TQ330.9 文章编号 ： 1009-797X(2020)15-0046-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2020.15.011

（接上期） 态经济科技有限公司在上海市奉贤区建立了废旧轮胎
综合利用与资源化示范基地，目前该工厂运行情况良
（3）裂解气燃烧废气 (G3)
好。根据该公司委托上海市环境监测中心对裂解气燃
a. 裂解气的性质
烧废气（未经任何废气治理措施，直接监测）成分的
轮胎在不同的裂解温度下产生的热解气成分不
监测报告，其中污染物成分和浓度如表 10 所示。
同，可以用一、二次反应理论来阐释 ：当热解温度较
颗粒物成分 ：主要包括铁、铅、锌、铜、镍等，
低时，废轮胎首先发生生成大分子脂肪烃类 ( 主要为 -4 -4 3
含量 0.2×10 ~5.5×10 mg/m 。
烯烃 ) 的一次反应 ；热解温度较高或停留时间较长时， 3
裂解气密度 ( 标准状况下 ) 约为 0.714 kg/m ，标
一次反应产物继续发生二次反应，二次反应有两个方 3 3
准状况下 1 t 裂解气的体积为 1.4×10 m ，则本项目年
向，一是生成小分子气态烃的裂化反应，另一种是生 6 3
产裂解气 4.2×10 m /a。由于裂解气的热值与天然气
成芳香烃、大分子缩合焦状物质的芳香环化反应，甲
相当，根据《产排污系数手册 4430 工业锅炉产排污
烷和氢气为芳香环化反应的副产物。热解温度在较低 7
系数表 - 燃气工业锅炉》计算废气产生量为 5.712×10
的 450 ℃时，热解产物主要为一次反应产物，即氢气、 3
m /a。
甲烷、乙烷、乙烯等低分子烃类浓度较低，而丁烷、
根据硫平衡求算，项目裂解气燃烧废气中 SO 2 产
戊烷等大分子烃类浓度较高。
3
生量为 21.3 t/a，经计算其浓度为 353 mg/m ，未完
对轮胎回转窑 450 ℃的裂解气成分分析，裂解气 3
全燃烧的 H 2 S 为 0.23 t/a，浓度为 4.1 mg/m 。上述两
的主要组分如表 9 所示。
种污染物的浓度均高于上表中的浓度，为保守评价，
由表 9 可知，轮胎热解气主要为烃类，另外还有
SO 2 、 H 2 S 源强的确定以硫平衡为准。综合确定燃气废
少量的 CO、NO、CO 2 和 H 2 S。烃类组分主要为甲烷，
气的常规指标为如表 11 所示。
NOX 主要以 NO 的形式存在， H 2 S 的含量较低，热解
本项目裂解气燃烧废气经碱式喷淋脱硫除尘净化
气可视为一种较清洁的燃料。
塔处理后通过 6 根 15 m 高的排气筒排放。6 根排气筒
b. 裂解气燃烧废气源强
对应的设备型号、功率以及排放的废气参数均相同，
项目轮胎热裂解共产生裂解气 3 000 t/a，其中 2
工作时间相同，每个厂房的三根排气筒排成一字型，
350 t/a 供给裂解炉燃烧室燃烧，剩余 650 t/a 进废气
间距均为 18 m，符合等效条件，即 1# 厂房、2# 厂房
燃烧室燃烧掉。项目采用风机鼓风的方式促使裂解气
各有 1 根等效后的排气筒 ( 记为 A、B 排气筒 )，分别
完全燃烧，根据裂解气成分可知，燃烧产物的主要成
位于 2# 排气筒、5# 排气筒的位置，高度为 15 m。
分是 H 2 O、CO 2 、NOx、SO 2 ，除此之外，由于可能存
在一定比例的裂解气无法完全燃烧，燃烧废气中还可
作者简介 ：康永 (1981-)，男，研究生，工程师。现从事
能含有颗粒物、烃类、硫化氢等污染物。上海绿人生 复合材料研究工作。
收稿日期 ：2019-10-29

·46· 第 46 卷 第 13 期