廢舊輪胎作為水泥窯替代燃料的合理性

廢舊輪胎tire derived fuel 簡(jiǎn)稱(chēng)為T(mén)DF能源，廢棄輪胎是易燃品，其主要成分為橡膠（約占55%）和炭黑（約占27%），其次為鋼絲（約占12%）和硫（約占1%），其燃燒熱值高達(dá)7600kcal/kg 以上，且具有水分低的優(yōu)勢(shì)，可以作為水泥回轉(zhuǎn)窯的能源替代燃料（燃料替代率最高可以達(dá)到50%），尤其是在碳達(dá)峰碳中和的目標(biāo)下以及動(dòng)力煤價(jià)格高企的當(dāng)下，廢舊輪胎替代燃煤作為燃料有其合理和必然性。水泥窯在燒制水泥熟料的過(guò)程中需要大量的熱能，且燒制過(guò)程中最高溫度高達(dá)1300℃以上，如果將廢棄輪胎替代部分原煤，輪胎在水泥窯中經(jīng)高溫燃燒后：第一可消解滾滾黑煙和惡臭；其次燃燒過(guò)程中所產(chǎn)生的煙氣中的硫，可在水泥窯預(yù)熱器中被生料吸收，并不外排入大氣，因輪胎中的硫含量低，不會(huì)對(duì)水泥熟料的燒成過(guò)程和熟料品質(zhì)產(chǎn)生影響；第三，輪胎中的鋼絲高溫熔解后正可用作水泥熟料所需的鐵質(zhì)較正原料；第四，炭黑和橡膠燃燒后的灰燼也被吸收燒成為水泥熟料，并不外排任何固體廢物。因而通過(guò)水泥窯協(xié)同處置廢棄輪胎，可以消納大量廢棄輪胎的同時(shí)，還可部分取代水泥熟料燒制所需要的原煤，節(jié)省煤炭資源，又不新增氣、固體等二次排放污染，可謂一舉兩得。

廢舊輪胎作為替代燃料的特性

相同質(zhì)量的廢舊輪胎比標(biāo)煤多產(chǎn)生25%的熱量，即使用TDF能源替代煤時(shí)，1噸TDF燃料產(chǎn)生的熱量相當(dāng)于1.25噸標(biāo)煤。與單獨(dú)使用廢輪胎和煤作燃料相比，廢舊輪胎的使用可以明顯改善高灰煤的燃燒特性，尤其是其點(diǎn)火性能，表明廢輪胎與低質(zhì)煤可以共同燃燒，因此使用TDF替代能源可以減少優(yōu)質(zhì)煤炭的使用。

輪胎橡膠由60%的揮發(fā)性有機(jī)物，30%的固定碳和10%的灰飛組成。熱重分析顯示橡膠輪胎在250℃開(kāi)始高溫分解，，起始燃燒溫度約430℃，燃燒終止溫度約760℃。大體上，輪胎分解的固體灰分與水泥熟料融合。輪胎中15%左右的鐵絲，可以在回轉(zhuǎn)窯中的高溫中融化，并參與形成熟料礦物，替代了部分配料中的鐵質(zhì)原料。輪胎中的鋅和其他重金屬元素，很多研究和實(shí)際生產(chǎn)已經(jīng)證明，絕大部分被固化在熟料中，實(shí)際生產(chǎn)中的熟料質(zhì)量和排放指標(biāo)都沒(méi)有受到影響。另外采用輪胎切片替代燃料，窯尾排放廢氣中的NOx、SOx指標(biāo)也受到關(guān)注，大多數(shù)的研究報(bào)告說(shuō)明排放沒(méi)有明顯的變化，甚至NOx有降低的趨勢(shì)。水泥回轉(zhuǎn)窯中1600 攝氏度的高溫有利于廢輪胎膠片高溫燃燒；水泥窯燒成段停留時(shí)間長(zhǎng)，廢輪胎膠片燃燒時(shí)間充足；水泥窯不停旋轉(zhuǎn)，對(duì)物料的擾動(dòng)大，可以保證廢輪胎膠片完全燃燒；同時(shí)可在水泥窯窯頭和窯尾設(shè)置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以對(duì)污染物進(jìn)行有效的監(jiān)控。

廢舊輪胎作為替代燃料的處置工藝

水泥窯協(xié)同處置廢棄輪胎，應(yīng)將廢棄輪胎在穩(wěn)定燃燒溫度以上的區(qū)域投入，以保證焚毀效果。因此，建議將整輪胎先經(jīng)預(yù)處理切成碎片，再通過(guò)準(zhǔn)確計(jì)量后，喂入分解爐內(nèi)充分燃燒。

廢棄輪胎收集進(jìn)場(chǎng)后，經(jīng)自卸車(chē)或鏟車(chē)輔助卸料至廢棄輪胎堆棚暫存。根據(jù)進(jìn)廠輪胎外觀直徑確定是否需要抽絲作業(yè)，輪胎直徑≤1000mm 破碎作業(yè)時(shí)，經(jīng)鏟車(chē)將輪胎喂入料斗內(nèi)；輪胎直徑≥1000mm 在入破碎機(jī)之前進(jìn)行抽絲作業(yè)，經(jīng)過(guò)抽絲后的輪胎再入破碎機(jī)進(jìn)行破碎。經(jīng)皮帶輸送機(jī)輸送至破碎機(jī)進(jìn)行破碎，廢棄輪胎經(jīng)過(guò)破碎后形成粒徑≤50mm 的輪胎碎片，而后經(jīng)皮帶輸送機(jī)輸送，并在皮帶機(jī)尾端進(jìn)行一次磁選，分離出部分金屬，磁選后輸送至碎片暫存區(qū)儲(chǔ)存，再進(jìn)入入窯輸送系統(tǒng)。