輪胎裂解廠 “活性炭吸附 + 催化燃燒” 廢氣處理方案

一、輪胎裂解廠廢氣特性分析
輪胎裂解是將廢舊輪胎通過高溫熱解轉化為燃料油、炭黑和鋼絲等產物的過程。在此過程中，會產生成分復雜、危害較大的廢氣，其主要特性如下：
污染物成分復雜：廢氣中含有揮發性有機物（VOCs），如苯、甲苯、二甲苯、非甲烷總烴等；還包含硫化氫、氨等惡臭氣體；以及少量粉塵、焦油等顆粒物 。這些污染物不僅對大氣環境造成污染，還會對人體健康產生嚴重危害，如苯具有致癌性，長期接觸會引發白血病等疾病。
濃度波動大：受輪胎原料成分差異、裂解溫度和時間變化等因素影響，廢氣中各污染物濃度波動范圍大。例如，VOCs 濃度可能在 500 - 3000mg/m3 之間波動，給廢氣穩定處理帶來挑戰 。
易燃易爆：廢氣中的 VOCs 和可燃氣體與空氣混合后，易形成爆炸性混合物，當達到一定濃度范圍（爆炸極限），遇到火源或靜電等能量源，就可能發生爆炸，存在較大安全隱患 。

二、“活性炭吸附 + 催化燃燒” 工藝原理
（一）活性炭吸附原理
活性炭具有豐富的孔隙結構和巨大的比表面積，能通過物理吸附和化學吸附作用，將廢氣中的 VOCs 等污染物吸附在其表面 。當輪胎裂解廢氣通過活性炭吸附裝置時，VOCs 分子會被吸附在活性炭孔隙內，使廢氣得到凈化。隨著吸附過程的進行，活性炭逐漸達到吸附飽和，此時需要對其進行脫附再生，以恢復吸附能力。
（二）催化燃燒原理
催化燃燒是在催化劑的作用下，使廢氣中的可燃污染物在較低溫度（250 - 400℃）下發生氧化反應，分解為二氧化碳和水 。從活性炭吸附裝置脫附出來的高濃度 VOCs 廢氣，經過預熱后進入催化燃燒裝置。在催化劑（如鉑、鈀等貴金屬催化劑）的作用下，VOCs 與氧氣發生反應，釋放出熱量，實現污染物的無害化處理 。同時，催化燃燒產生的高溫氣體可通過熱交換器回收熱量，用于預熱進氣，降低運行能耗 。
三、工藝流程設計
1.廢氣收集：在輪胎裂解設備的進料口、出料口、裂解爐排氣口等廢氣產生點，安裝集氣罩和收集管道，確保廢氣收集效率≥95% 。集氣罩采用不銹鋼材質，具有良好的耐腐蝕性和強度，管道設計合理，保證廢氣順暢輸送至處理系統 。
2.預處理：收集到的廢氣先進入預處理裝置，通過過濾器去除廢氣中的粉塵、焦油等顆粒物，防止其堵塞活性炭吸附裝置和催化燃燒裝置 。過濾器采用可更換的濾芯，定期清理或更換，以保證過濾效果 。
3.活性炭吸附：經過預處理的廢氣進入活性炭吸附塔，塔內裝填蜂窩狀活性炭，其具有通氣阻力小、吸附效率高的特點 。設置多組吸附塔，實現交替吸附，保證廢氣連續處理 。當某一吸附塔內的活性炭吸附飽和后，切換至脫附狀態，同時啟用備用吸附塔進行廢氣吸附 。
4.活性炭脫附：采用熱空氣脫附方式，將熱空氣通入吸附飽和的活性炭床層，使吸附在活性炭上的 VOCs 脫附下來，形成高濃度的 VOCs 廢氣 。熱空氣溫度控制在 120 - 150℃，脫附出的廢氣經管道收集后送入催化燃燒裝置 。
5.催化燃燒：高濃度的 VOCs 廢氣進入催化燃燒裝置，在催化劑的作用下進行氧化反應 。裝置內設有溫度控制系統，實時監測和調節反應溫度，確保反應穩定進行 。催化燃燒后的高溫氣體經過熱交換器，將熱量傳遞給待處理的廢氣，實現熱量回收利用，降低能耗 。最后，達標后的廢氣通過煙囪高空排放 。
四、主要設備選型與參數設計
（一）活性炭吸附塔
1.數量：3 臺（2 臺吸附，1 臺脫附再生，交替運行）。
2.單臺處理風量：根據廢氣總處理風量和吸附時間確定，確保廢氣在吸附塔內的停留時間≥2s 。例如，若廢氣總處理風量為 10000m3/h，則單臺吸附塔處理風量為 5000m3/h 。
3.尺寸：直徑 2500mm，高度 5000mm 。
4.活性炭參數：選用碘值≥800mg/g、比表面積≥1000m2/g 的蜂窩狀活性炭，單臺裝填量 6m3 。
（二）催化燃燒裝置
1.型號：根據廢氣處理風量和 VOCs 濃度選型，如處理風量為 5000m3/h 的 RCO - 5000 型催化燃燒裝置 。
2.催化劑參數：采用貴金屬催化劑，催化活性≥98%，使用壽命≥8000 小時 。
3.運行溫度：催化反應溫度 250 - 400℃，熱回收效率≥90% 。
4.處理能力：能夠穩定處理濃度在 3000mg/m3 以下的高濃度 VOCs 廢氣 。
（三）預處理過濾器
1.類型：采用中效過濾器 + 高效過濾器兩級過濾。
2.過濾效率：中效過濾器對粒徑≥1μm 的顆粒物過濾效率≥85%，高效過濾器對粒徑≥0.3μm 的顆粒物過濾效率≥99.97% 。
3.更換周期：根據廢氣中顆粒物濃度，中效過濾器每 3 - 6 個月更換一次，高效過濾器每 6 - 12 個月更換一次 。
五、安全與環保措施
（一）安全措施
1.防爆設計：整個處理系統采用防爆型設備，如防爆風機、防爆電機、防爆電控柜等；在設備和管道上設置泄爆片、阻火器等防爆裝置，防止爆炸事故發生
2.監測報警：安裝在線可燃氣體濃度監測儀，實時監測廢氣中 VOCs 濃度，當濃度達到爆炸下限（LEL）的 25% 時，立即報警并啟動應急通風系統；設置溫度、壓力監測裝置，實時監控設備運行參數，確保系統安全穩定運行 。
3.防靜電措施：對設備和管道進行防靜電接地處理，避免靜電積聚產生火花；在活性炭吸附塔等易產生靜電的部位，采用防靜電材料 。
（二）環保措施
1.廢水處理：活性炭脫附過程中產生的冷凝水含有一定污染物，需送入企業廢水處理站，經過隔油、生化處理等工藝，確保達標排放 。
2.固廢處理：更換下來的飽和活性炭屬于危險廢物，按照危險廢物管理規定進行收集、儲存，委托有資質的單位進行處理，防止二次污染 。
3.噪聲控制：對風機、水泵等產生噪聲的設備采取降噪措施，如安裝隔音罩、減震墊等，確保廠界噪聲符合相關標準 。
六、運行管理與維護
（一）日常運行管理
1.建立運行臺賬：詳細記錄各設備的運行參數，包括廢氣流量、溫度、壓力，活性炭吸附塔的進出口 VOCs 濃度，催化燃燒裝置的反應溫度、催化劑活性等 通過實時監測數據，及時掌握設備運行狀態，發現異常及時調整 。
2.定期巡檢：安排專人每天對設備進行巡檢，檢查設備管道是否泄漏、閥門是否靈活、儀表是否正常工作、安全裝置是否可靠等，確保設備正常運行 。
（二）設備維護保養
1.活性炭吸附塔：定期檢測活性炭的吸附性能，當吸附效率下降到一定程度時，及時進行脫附再生或更換活性炭；對脫附系統的熱空氣管道、風機等設備進行檢查和維護 。
2.催化燃燒裝置：定期檢查催化劑的活性，當催化劑活性下降時，及時進行再生或更換；對催化燃燒裝置的加熱系統、溫度控制系統進行維護，確保反應溫度穩定；對熱回收系統進行檢查，提高能源利用效率 。
3.預處理過濾器：按照規定的更換周期，及時更換過濾器濾芯；定期清理過濾器表面的積塵，保證過濾效果 。