国外废轮胎焚烧处理技术

摘要：介绍了废轮胎的焚烧处理装置，即机械炉排焚烧炉、回转窑焚烧炉和流化床焚烧炉。阐述了各种焚烧炉的工作特点以及优缺点。指出了废轮胎焚烧炉应用及设计过程中需要注意的问题。
关键词：废轮胎；焚烧；处理装置
轮胎是重要的石油化工产品。它独特的物理化学性能使其在生产生活中得到了广泛的应用。
与此同时，也造成了轮胎的大量废弃。据美国EPA的统计数据，1996年美国排放的废轮胎为390万t。而且废轮胎的排放量以24万t/a的速度递增。日本、欧盟、韩国以及我国废轮胎的排放量分别达到80万t/a、220万t/a、17万t/a和100万t/a[1～4]。由于废轮胎是不可生物降解的，所以随意丢弃堆放的废轮胎不仅为蚊蝇、老鼠提供了栖息的场所。而且时刻有发生火灾的危险。焚烧法具有操作简单方便，可以达到废弃物“减量化、能源化和无害化”的处理目标。而且从目前的技术条件来看，这种方法也是经济性很好的一种处理方法。在美国，作为燃料被焚烧的废轮胎约占57%[5]。本文对废轮胎的焚烧处理技术进行了综述。
1轮胎的组成和特点
轮胎是高分子化合物(NR、SBR、BR等)通过硫发生交联反应生成的。硫在轮胎中起到硬化橡胶并防止其高温变形的作用。碳黑用来强化橡胶并且增强摩擦阻力。加速剂、硬脂酸和氧化锌在轮胎生产过程中起到控制硬化过程及改善轮胎性能的作用。图1和表1分别给出了典型轮胎组成及工业和元素分析。

图1轮胎组成
表1轮胎的工业分析和元素分析

由此可以看出，与煤相比废轮胎具有更高的热值，水分和灰分含量低等优点。所以废轮胎适合作为燃料来焚烧回收能源。而且当焚烧低热值的城市生活垃圾时，添加废轮胎作为辅助燃料可能比煤更加有效和节约。
2焚烧炉炉型
废弃物焚烧炉的炉型很多，主要可分为以下几种：炉排式焚烧炉；流化床焚烧炉；回转窑焚烧炉。
2.1机械炉排焚烧炉
图2是典型的机械炉排焚烧炉[6，7]。废轮胎进入燃烧室后在机械炉排往复运动的推动下逐步向下运动，先后经过干燥段、燃烧段和燃烬段。这样废轮胎经历了水分蒸发、挥发分析出并燃烧及焦炭燃烬的过程。在炉排的尾部灰渣落入灰斗。考虑到上面提到的废轮胎的特殊性，有时会采用机械炉排做第一燃烧室，其后设置后燃室的方案以保证燃烧所需的燃烧面积，实现废轮胎的完全燃烧。

1-风机；2-送灰装置；3-纺织物过滤器；4-烟气热交换器；5-烟气净化装置；6-蒸汽透平；7-发电机
图2机械炉排焚烧炉结构示意
机械炉排焚烧炉的优缺点，见表2。
表2机械炉排焚烧炉的优缺点

2.2回转窑焚烧炉
图3是典型的回转窑焚烧系统。回转窑是一个略微倾斜内衬耐火材料的钢制空心圆筒。一般情况下其长径比为2～10，转速1～5r/min，安装倾角1～3°。废轮胎进入回转窑后，在干燥和点燃区释放出水分及挥发分。挥发分与空气混合进入二燃室进行完全燃烧。窑体里的残留物排入灰斗。目前废轮胎焚烧炉中以水泥回转窑的应用最广泛。废轮胎可以不经破坏就投入回转窑中焚烧。在回转窑得到充足的氧气供应，维持约1500℃的燃烧温度，达到有机物的彻底破坏。同时废轮胎中的金属也是水泥生产中所需要的，这样可以减少额外的金属添加量。

1-给料斗；2-燃烧器；3-回转窑；4-缓冲室；5-二次燃烧器；6-二次燃烧室；7-烟气净化系统和灰分离器；8-净化塔；9-灰渣沉淀系统
A-净化溶液；B-废轮胎料；C-燃烧器用油；D-燃烧器给风；E-水；F-净化循环水
图3回转窑焚烧炉结构示意
回转窑焚烧炉的优缺点，见表3。
表3回转窑焚烧炉的优缺点

2.3流化床焚烧炉
图4是流化床焚烧炉系统。流化床焚烧炉内衬耐火材料，下面由布风板构成燃烧室。流化床床层中有大量的惰性物料如：煤灰、河沙等，作为流化介质。预热空气由布风板进入床层，使流化介质处于流化状态。由于床料热容量很大，所以床内有优越的传热传质环境。二次风的扰动可以延长物料在床内的停留时间，保证完全燃烧。流化床焚烧炉的优缺点，见表4。
表4流化床焚烧炉的优缺点

1-轮胎研磨器；2-输送装置；3-轮胎储存箱；4-砂储存装置；5-石灰石储存装置；6-流化床炉；7-点火装置；8-对流区；9-纤维过滤器；10-烟囱
图4流化床焚烧炉结构示意

3结语
各种焚烧炉有其各自的优缺点。具体采用什么样的炉型要根据具体的情况来定。焚烧法较其它的处理方法可以回收能源，但也存在以下问题，需要人们在实践中逐步克服：