废轮胎综合利用可研报告.docx
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废轮胎综合利用可研报告
40000吨/年废旧轮胎综合开发利用项目
可
行
性
研
究
报
告
编制：
开远市绿态环保科技工贸有限公司
二〇一四二月
附件：
项目专利技术证明材料
一、总论
1.1项目及建设单位基本概况
1.1.1项目名称
40000吨/年废旧轮胎综合开发利用工程项目
1.1.2项目建设地点
云南省红河州开远市低碳循环生态工业园区
1.1.3建设单位概况
开远市绿态环保科技工贸有限公司成立于2014年2月。
为推动开远市循环经济发展，促进红河州及周边地区废旧轮胎综合利用行业发展，提高资源综合利用技术和管理水平，开远市绿态环保科技工贸有限公司集研发、生产、销售等服务于一体，公司拥有强劲的产品开发优势，与国内科研院所及科研机构有着深入广泛的合作，采用有机高分子裂解技术把在经济生活中产生的废旧轮胎、废橡胶等废料进行无害化、资源化循环再利用，让废弃物变成再生能源。
1.2报告编制依据及原则
1.2.1项目编制依据
●《投资项目可行性研究指南》（试用版）；
●《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）；
●国家及行业相关的标准、规范及规定。
●2011年国家工信部和国家发改委出台【废旧轮胎综合利用指导意见】
●【国家鼓励发展的重大环保技术装备目录】【2011年版】，促使有机固体废物回收走上规范化、产业化发展的道路。
●中华人民共和国发展和改革委员会令第9号《产业结构调整指导目录》（2011年本）
●中华人民共和国工业和信息化部公告，2012年第32号，《废轮胎综合利用行业准入条件》（2012年）
●《开远市低碳循环生态工业园区控制性详细规划》
1.2.2项目编制原则
1、采用国内可靠的工艺技术，变废为宝，采用行业内创新的微负压回转式热裂解技术；
2、严格执行国家现行标准、规范，满足国家安全、环保、消防、节能等规范和标准；
3、合理规划项目施工总量，全面控制施工周期。
1.3项目开发研究范围
本报告的研究范围包括：
产品市场需求预测；产品方案及生产规模；工艺技术路线的选择；辅助设施；环境影响初步分析；节能措施、劳动保护与安全卫生；投资估算和财务评价等。
1.4项目建设背景和建设条件
1.4.1项目建设背景
社会的现代化，一方面，橡胶工业蓬勃发展，橡胶制品被普遍用于各种行业。
但是由于橡胶不易腐化，废旧制品与日俱增，堆积如山，已成为环境卫生的一大公害，且日趋严重，被人们称之为“黑色污染”。
目前，我国汽车年销售量目前居世界第一位，2009年首次突破1000万辆大关。
正在运行的汽车不低于1亿辆，按照每辆车平均每年更换2次轮胎计算，每年产生的废轮胎便高达8亿条，并以每年两位数的速度增长。
另外每年还有相当多的废轮胎通过各种渠道进口到我国。
因此，加强对废旧轮胎循环利用的管理已经刻不容缓目前，我国汽车年销售量目前居世界第一位，2009年首次突破1000万辆大关。
正在运行的汽车不低于1亿辆，按照每辆车平均每年更换2次轮胎计算，每年产生的废轮胎便高达8亿条，并以每年两位数的速度增长。
另外每年还有相当多的废轮胎通过各种渠道进口到我国。
因此，加强对废旧轮胎循环利用的管理已经刻不容缓。
橡胶废弃物最简单的处理方法就是制造再生橡胶粉和炼油。
生产再生橡胶粉，因其生产成本高、销售渠道窄、生产出的塑胶跑道等产品使用周期长等不利原因，制约着这个项目的进一步发展。
废橡塑炼油的新项目，一方面，因销路好,流动资金周转快,利润高而倍受世人关注。
另一方面，随着石油紧缺的势头与日俱增，进入九十年代以来，能源已成为制约各国经济发展的主要因素，已探明的全球陆地上的石油三十五年至四十五年后将开采完！
寻找新的能源已成为世界各国关注的问题。
我国地域广阔，人口众多，随着市场经济的迅速发展，车辆、机械的普及，石油市场需求在不断的增长，我国已由石油出口国变为石油进口国。
随着世界经济的突飞猛进，橡胶市场对碳黑的需求也越来越多，在众多的橡胶制品中，最廉价的N330碳黑的市场价格最少在2600元/吨，而我们的微负压回转式裂解设备生产的碳黑，除可以作为燃料外，还可以作为生产N330碳黑的原料，市场需求量大，前景广阔。
经过以上分析，利用微负压裂解设备对废轮胎进行处理，一方面解决了废轮胎的污染问题，另一方面扩大了原料油的来源，提高了经济效益。
1.4.2主要建设条件
项目所在地选址位于云南省红河州开远市低碳循环生态工业园区内，占地10000m2，外部交通运输条件较好，地理位置优越。
1.5主要研究结论
通过对该项目分析研究，具体研究结论如下：
1、变废为宝
废轮胎回收利用是全世界各国普遍存在和急需解决的问题，是节能减排和资源综合利用项目，符合产业发展政策。
公司采用微负压回转式热解有机原料处理技术可以有效处理废轮胎，变废为宝，且具有行业推广价值。
2、经济效益
本项目是环保节能型项目，变废为宝，增加企业产品附加值；企业每年上缴所得税200万元，实现税后净利润600万元，税后财务内部收益率为32%，表明该项目经济效益好，具有抗风险能力。
表1.5-1主要技术经济指标表
序号
项目
单位
指标
备注
1
生产规模
1.1
废轮胎处理量
吨/年
40000
1.2
燃料油
吨/年
18000
1.3
ECO炭黑
吨/年
14000
1.4
钢丝
吨/年
3200
2
总投资
万元
1200
2.1
固定资产投资
万元
900
2.2
流动资金
万元
300
3
营业收入
万元
3000
正常年
4
所得税
万元
200
正常年
5
净利润
万元
600
正常年
6
总投资收益率
%
66
7
内部收益率
%
32
7.1
所得税前
%
66
7.2
所得税后
%
50
8
投资回收期（税前）
年
3
9
投资回收期（税后）
年
4
二、产品市场分析与价格预测
2.1产品市场分析
今后几年国内燃料油需求量，将保持继续增长的势头，进口燃料油数量仍将继续增长。
现在国家已经取消了燃料油进口配额管理，今后国内燃料油的需求会进一步增加，今后几年燃料油年进口量预计在2500-3000万吨左右，炭黑进口量预计在400-500万吨。
2.2产品价格预测
众所周知，中国的原油价格为国家限价，与国际原油价格“脱节”，但燃料油的市场价格与国际原油期货价格存在着密切的联动机制，而且不受国家限价。
中长期来看，中国经济增长对能源需求仍将增加，燃料油市场在较长时间内依然会继续卖方市场的态势。
2012年第一季度平均市场价格为每吨5500元，炭黑同时也和原油价格相关联，目前2012年第一季度平均市场价格为每吨4500元。
三、资源条件评价
近数十年来，随着经济的发展和橡胶制品开发技术的进步，各类机动车辆及其他运输工具的轮胎、橡胶质壳体产品或电线包覆体等橡胶制品的需求量逐年大幅增加。
全世界每年的生胶消耗量约2000万吨，生产的橡胶制品约5000万吨，其中约50%是轮胎。
在美国，橡胶制品的生产量每年为500万吨，其中轮胎为每年300万吨。
橡胶制品数量的增长使其废弃品的数量也越来越多。
废旧轮胎是除废旧塑料外居世界第二位的废旧高分子材料，轮胎报废率高达55.4%，据统计，全世界的轮胎废弃量总计约2000万吨。
我国的形势更不容乐观，根据我国多年的生胶消耗量、橡胶制品产量和有机原料产生量的统计，橡胶制品产量约为生胶消耗量的2倍。
据国际橡胶研究组织统计，2012年我国生胶消费量（1000万吨）首次超过美国（500万吨），成为世界橡胶消费第一大国。
据估算，目前我国每年废旧轮胎产生量急剧增长，已超过3.12亿条，约800万吨，数量仅次于美国。
预计到2015年，我国废旧轮胎的产生量将达到5亿多条。
例如，上海每天产生1000多吨废旧轮胎，每年累计百余万吨；杭州机动车保有量已经超过了50万辆，成为国内为数不多的机动车超百万辆的城市之一，废旧轮胎污染问题十分严峻；全国一般区县每天也要产生30至40吨废旧轮胎，每年累计5000万余吨，城市垃圾中废旧橡胶要占到10%～15%。
废旧轮胎热解后剩余炭黑的相关参数表3.1如下：
表3.1热解炭和商用炭黑空隙特性
四、建设规模、产品方案
4.1建设规模
废旧轮胎综合开发利用工程项目拟每年处理废旧轮胎40000吨。
工程分两期完成，一期为每年处理废旧轮胎20000吨。
4.2产品方案
产品方案见表4.2-1。
表4.2-1主要产品规格数量表
产品名称
单位
一期
二期
相态
去向
燃料油
吨/年
9000
9000
液
出售
炭黑
吨/年
7000
7000
固
出售
瓦斯
吨/年
2000
2000
气
自用
钢丝
吨/年
1600
1600
固
出售
水分、灰分
吨/年
400
400
固
自用
4.3工艺流程
图1生产工艺流程图
4.4物料平衡
装置的物料平衡见表4.4-1。
序号
物料名称
数值
W%
吨/天
吨/年
一
原料
1
废旧轮胎
100
200
40000
二
产品
1
燃料油
45
60
18000
2
炭黑
35
46.6
14000
3
瓦斯气
10
13.2
4000
4
钢丝和灰分
10
13.2
4000
合计
100
133
40000
表4.4-1总工艺物料平衡表
五、技术方案及设备方案
5.1技术方案
5.1.1工艺技术选择
本项目采用河南亚太能源科技集团自行研发的微负压回转式废旧轮胎热裂解处理工艺技术。
该技术采用卧式回转裂解釜工艺可以有效处理废旧轮胎，并解决了废旧轮胎热解处理过程中出现的结焦和粘壁问题，是行业创新技术。
5.1.2工艺概况
废旧轮胎处理工程的工艺组成系统：
1、原料预处理系统：
由清洗机、粉碎机组成。
2、连续式自动化快速给料系统：
由物料输送带、螺旋进料器、液压进料器组成。
3、回转式微负压热裂解系统:
（1）采用无剥离技术,在热裂解前不需要将橡胶与钢丝分离，从而降低了能耗，大幅度提高了经济效益；
（2）采用微负压热裂解技术,热裂解采用微负压工艺技术，确保在生产过程中气体不外溢，提高热裂解效率，从根本上消除了由于气体外溢而引起的不安全隐患；（3）采用无氧（或贫氧）热裂解技术,热解炉采用先进、出料密封系统，改善了炉体的密封性能，使废轮胎胶粒处于无氧（或贫氧）状态下裂解。
这不仅减少了能源的损失，还使热解炉的安全生产有了保障；（4）采用了高效率的可燃性气体回收技术。
4、动静密封系统：
由出气管、活动球、活动轴、弹性管、压盖、出水口、支架套、支架、填料、冷却室、进水口、气渣分离器、上水口、止回板、内封盖、密封盖、出水口、空心轴组成。
5、油气旋风分离系统：
由分气包、旋风分离器组成。
6、催化系统：
由催化塔、分子筛、鲍尔环、吸附剂、催化剂组成。
7、快速冷凝系统:
由阻尼式冷凝器、箱式冷凝器、列管冷凝器、喷淋盘管冷凝器组成。
8、废气脱硫除尘系统和工业废气净化系统：
由雾化塔、水循环系统、喷雾系统、鲍尔环、UV紫外线发生器和臭氧发生器组成。
9、燃烧供热系统：
由燃油燃烧器、燃气燃烧器、生物质气化炉组成。
10、中央电控系统（PLC控制系统）:
由安装导轨、电源、CPU、储存卡、借口模块、DI模块、DO模块、AI模块、20针前连接器、40针前连接器、DP接头、DP线缆、编程电缆、上位机软件、PLC编程软件组成。
11、油水分离系统：
由循环油泵、油罐、磁翻板液位仪组成。
12、含油废水乳化燃烧系统：
由含油废水搅拌器、乳化机、加热器、燃烧器组成。
13、保温系统（换热系统）：
由陶瓷保温棉、保温固料、保温壳、保温涂料组成。
14、炭黑回收系统：
由全封闭曲绕式伸缩软管出渣系统和气力及管链式输送系统组成。
15、油品净化系统：
由油槽、换热器、再沸器、催化塔、冷凝系统、油水收集器、油水分离器、负压装置、燃烧系统、污染控制系统、电控系统组成。
5.1.3工艺过程
系统工艺过程描述：
原料经粉碎后由输送带送至料仓，由螺旋给料机输送到旋转主炉，旋转主炉可以通过控制室正反转开关控制转向，调整有机原料在主炉中的物料分布，物料总量控制在总容积三分之二以下，关闭进料密封门。
裂解炉剩余瓦斯管路输送，经主阀门进入剩余瓦斯一级和二级水封，之后经主炉下部燃烧室燃烧器燃烧。
瓦斯燃烧预热火道保温砖体，给炉膛蓄热。
主炉旋转受热，产生蒸汽和油气经主炉导气管及软连接进入分气包（分离塔）进入催化塔。
油气经过分气包和催化塔会有一部分油品分离下来，经溢流管路进入含油废水乳化燃烧系统回裂解炉膛燃烧。
油气经催化塔进入冷却塔，冷凝下来的油水经溢流管流入油水分离器，进行油水分离计量。
真空泵把缓冲罐抽成真空，在真空负压作用下不凝气经冷却塔塔顶管路进入缓冲罐，之后由真空泵进入一级和二级不凝气水封。
剩余瓦斯气经水封和不凝气水封产生的轻质油品经溢流管路流入轻油收集器。
热解产生的烟气经烟道管路进入降温强力雾化除尘塔喷淋除尘降温，由引风机排入工业废气净化器，最后达到无害化排放。
废旧轮胎经过热解后产生的炭黑由全封闭曲饶式伸缩软管进入气力和管链式输送系统到达封闭料仓，再转入炭黑生产车间。
冷却塔的循环水由冷却池供给；水封、真空泵水箱和除尘塔由水泵房供给，由于所用的水量少，系统运行时可人工控制补充。
设备给排水坚持循环用水的原则，保证自循环用水，少量蒸发水由系统用水供给。
5.1.4工艺技术特点
1、本工艺设计合理，制造工艺先进，自动化程度相对较高，安全设施完备；
2、采用微负压回转式裂解釜，受热均匀，裂解速度快，出油率高，气体无外溢；
3、采用高效的煤、油和瓦斯气混合燃料加热系统，系统产生的烟气通过强力雾化脱硫除尘和工业废气净化器以后排放可达到国家级排放标准，整套装置环保效果可以达到欧美国家最高标准并通过了美国EPI的环保认证；
4、油气冷却系统采用冷却塔间接冷却方式，这是成熟的技术，特别适合油气冷却燃料油回收；
5、炼油过程中产生的不凝气体，可直接作为裂解釜燃烧室燃料，大大节约了能源；
6、经过裂解产生的炭黑可以有效综合利用，达到国家EPC的质量认证；
5.1.5装置规模和年操作时数
装置规模为年处理废旧轮胎40000吨；装置年操作时间为10个月。
5.2设备方案
5.2.1非标设备
废旧轮胎热解处理工艺主要非标设备见表5.2.1。
序号
设备名称
数量
单位
材质
规格mm
1
原料预处理系统
8
台
316不锈钢
Φ2600×6600
2
快速给料系统
8
个
-6/A3
Φ900×2000
3
回转式微负压热裂解系统
8
个
-6/A3
Φ725×3600
4
动静密封系统
8
个
-6/A3
Φ1500×8000
5
油气旋风分离系统
8
个
-6/A3
Φ900×20000
6
催化系统
8
个
-6/A3
Φ900×20000
7
快速冷凝系统
8
个
-6/A3
Φ900×20000
8
废气脱硫除尘系统和工业废气净化系统
8
个
-6/A3
Φ1000×3500
9
燃烧供热系统
8
个
-6/A3
3000×6000
10
中央电控系统（PLC控制系统）
8
个
-6/A3
Φ1200×20000
11
油水分离系统
8
个
-6/A3
1200×1200
12
含油废水乳化燃烧系统
8
个
-6/A3
1000×1000
13
保温系统（换热系统）
8
个
20g
3000×7000
14
炭黑回收系统
8
个
-6/A3
3000×3000
15
油品净化系统
72
个
槽钢角钢
3000×5000
表5.2.1主要非标设备表
表5.2.2微负压回转式热裂解工艺设备主要参数
序号
名称
参数
1
主炉外型尺寸（mm）（长度×直径）
6600×2600
2
钢板厚度及材质
16mm/316不锈钢板
3
结构形式
卧式旋转
4
设备容积
30立方
5
24小时处理量
25-30吨
6
工作压力
微负压
7
主机转速
0.4转/分
8
燃料
瓦斯气
9
功率
30KW
10
冷却方式
喷淋直冷式
11
冷却水耗量（T/h）
循环水
12
驱动方式
外齿圈驱动
13
加热方式
直接
14
安装方式
有基础
15
噪声dB（A）
≤80
16
工作形式
半连续作业
17
主炉重量（T）
10
18
主炉最高耐热温度
800℃
19
每吨油燃料消耗
折合300KG标煤
注：
主炉选用316不锈钢板，主要是考虑该材质耐高温，并可减少有机原料结焦和粘壁现象。
5.2.2机电设备
废旧轮胎热解处理工艺主要机电设备见表5.2.2。
表5.2.2主要设备汇总表
序号
设备名称
规格
功率kw
单位
台数
备注
1
主炉减速机
JZQ500型
台
8
2
主炉电机
Y160M-6型
7.5
台
8
3
真空泵
2BV5121型
7.5
台
8
4
离心引风机
Y5-47型
3.0
台
8
5
除尘塔水泵
Y90L-2型
2.2
台
8
6
冷却水泵
Y160M-2型
11
台
8
7
冷却池给水泵
Y160M-2型
11
台
8
8
燃烧器鼓风机
CZR型
0.25
台
8
9
螺旋给料机
Y132S-4型
5.5
台
8
10
行走电机
90L-4型
1.5
台
8
11
卷扬机
JK-3D型
11
台
8
5.2.3阀门
废旧轮胎热解处理工艺主要阀门见表5.2.3。
表5.2.3主要阀门汇总表
序号
阀门位置
阀门
类型
型号
数量
单位
备注
1
主炉
进气阀
闸阀
DN100/25
8
个
控气阀
球阀
DN25/25
56
个
不凝气阀
球阀
DN25/16
8
个
除渣喷淋阀
球阀
DN25/16
8
个
2
分气包
溢流阀
闸阀
DN50/10
8
个
排污阀
闸阀
DN80/10
8
个
3
填料塔
溢流阀
闸阀
DN50/10
8
个
排污阀
闸阀
DN80/10
8
个
4
洗涤塔
排污阀
闸阀
DN80/10
8
个
5
喷淋水泵
进水阀
闸阀
DN80/10
8
个
喷淋阀
球阀
DN50/16
8
个
6
冷水池给水泵
进水阀
闸阀
DN80/10
8
个
7
缓冲罐
排污阀
闸阀
DN50/10
8
个
放散阀
闸阀
DN50/10
8
个
进气阀
闸阀
DN80/25
8
个
排气阀
闸阀
DN80/25
8
个
8
真空泵
进气阀
闸阀
DN50/16
8
个
出气阀
闸阀
DN50/16
8
个
9
真空泵
水箱
进水阀
闸阀
DN25/10
8
个
排水阀
闸阀
DN50/16
8
个
10
除尘塔
塔排污阀
闸阀
N80/16
8
个
水箱排污阀
闸阀
DN80/16
8
个
给水阀
球阀
DN50/16
8
个
水泵截止阀
截止阀
DN50/16
8
个
11
计量罐
排油阀
闸阀
DN80/16
8
个
12
剩余瓦斯主管路
进气阀
闸阀
DN150/10
8
个
进气阀
闸阀
DN200/25
8
个
排气阀
闸阀
DN250/10
8
个
13
剩余瓦斯水封A
溢流阀
闸阀
DN50/16
8
个
排污阀
球阀
DN50/10
8
个
进水阀
球阀
DN50/10
8
个
放散阀
球阀
DN50/10
8
个
14
剩余瓦斯水封B
溢流阀
闸阀
DN50/16
8
个
排污阀
球阀
DN50/10
8
个
进水阀
球阀
DN50/10
8
个
放散阀
球阀
DN50/10
8
个
15
不凝气水封A
泄压阀
DN25/16
8
个
放散阀
球阀
DN25/16
8
个
放散阀
球阀
DN50/16
8
个
给水阀
球阀
DN50/16
8
个
溢流阀
闸阀
DN50/10
8
个
排水阀
闸阀
DN50/10
8
个
排气阀
球阀
DN50/10
8
个
16
不凝气水封B
放散阀
球阀
DN50/16
8
个
给水阀
球阀
DN50/16
8
个
溢流阀
闸阀
DN50/10
8
个
排水阀
闸阀
DN50/10
8
个
5.2.4采用主要标准及规范
《钢制压力容器》GB150-1998
《钢制塔式容器》JB/T4710-2005
《钢制卧式容器》JB/T4731-2005
《钢制焊接常压容器》JB/T4735-97
《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
《石油化工设备和管道涂料防腐技术规范》SH3022-1999
《石油化工企业设计防火规范》GB50160-92
《石油化工工艺装置设备布置设计通则》SHY-3011-2000
5.3原料、产品及消耗定额
5.3.1原料
本项目的原料主要为废旧轮胎，其数量和性质见表5.3.1。
表5.3.1原料数量和性质表
序号
名称
单位
数量
执行质量标准
来源
备注
1
废旧轮胎
吨/年
40000
企业标准
废旧轮胎回收公司
自购
5.3.2产品及副产品
本项目产品为燃料油，副产品为炭黑和钢丝。
主要产品及副产品数量和规格见表5.3.2。
表5.3.2主要产品及副产品数量表
序号
产品名称
单位
数量
执行标准
备注
1
燃料油
吨/年
18000
行业标准
2
炭黑
吨/年
14000
企业标准
3
钢丝
吨/年
3200
企业标准
5.3.3消耗定额
每吨燃料油产品的原料的消耗见表5.3.3-1。
表5.3.3-1原料消耗对比表
序号
名称
单位
数量
执行质量标准
来源
备注
1
废旧轮胎
t/t
2.2
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