타이어 열분해 공장: 프로세스, 제품 및 올바른 시스템을 선택하는 방법

타이어 열분해 공장이란 무엇인가요?

타이어 열분해 공장은 열분해라는 열화학 공정을 통해 수명이 다한 고무 타이어를 귀중한 회수 물질로 전환하는 산업 시설입니다. 핵심 원리는 간단합니다. 폐 타이어는 밀봉된 무산소 반응기 내부에서 일반적으로 300°C ~ 700°C 사이의 고온으로 가열됩니다. 산소가 없으면 연소가 일어날 수 없습니다. 대신, 고무의 복잡한 폴리머 사슬은 열 분해를 거쳐 더 짧은 탄화수소 분자로 분해되어 연료유, 카본 블랙, 강철 와이어 및 가연성 가스로 수집됩니다.

세계적으로 폐 타이어 문제가 심각해지면서 이 기술이 점점 더 중요해지고 있습니다. 매년 전 세계적으로 1십억 개의 스크랩 타이어가 생성되는 것으로 추산됩니다.무게는 약 17백만 톤에 이릅니다. 기존의 폐기 경로(매립 및 비축)는 화재 위험, 지하수 오염 및 관련된 비생분해성 물질의 양으로 인해 많은 관할권에서 완전히 제한되거나 금지되고 있습니다. 타이어 열분해는 이러한 문제를 직접적으로 해결하여 지속적인 폐기물 흐름을 시장성 있는 상품 세트로 전환하는 동시에 타이어 폐기로 인한 환경적 책임을 줄입니다.

프로세스 작동 방식: 단계별

완전한 타이어 열분해 공장은 잘 정의된 일련의 단계를 따르며, 각 단계는 다음을 결정합니다. 최종 제품의 품질과 수량.

단계 1 - 공급원료 준비

전체 타이어 또는 사전 파쇄된 타이어 칩이 반응기에 투입될 준비가 되어 있습니다. 연속 열분해 시스템에서 타이어는 일반적으로 가공 전에 50-100mm 입자 크기로 파쇄됩니다. 공급원료가 작을수록 열 전달 효율이 향상되고 재료 흐름이 중단되지 않기 때문입니다. 배치 시스템은 반응기 설계에 따라 전체 타이어 또는 더 큰 부품을 직접 수용할 수 있는 경우가 많습니다. 강철 와이어와 섬유 보강재는 처리 전에 부분적으로 제거되거나 열분해 후 하류에서 분리될 수 있습니다.

단계 2 - 열분해 반응

준비된 타이어 재료는 밀봉된 열분해 반응기로 들어가며, 여기서 외부 열이 가해집니다. 일반적으로 가스 버너는 처음에 디젤이나 LPG에 의해 연소된 후 열분해 자체에서 생성된 가연성 가스에 의해 자생됩니다. 반응기 온도가 180°C에서 280°C까지 상승하면 가벼운 휘발성 화합물이 증발하기 시작합니다. 1차 분해 반응은 350°C와 500°C 사이에서 강화되며, 이 시점에서 고무의 탄화수소 함량 대부분이 오일 가스로 변환되어 반응기에서 지속적으로 빠져나갑니다.

단계 3 - 오일 가스 분리 및 응축

반응기에서 나오는 뜨거운 열분해 가스가 통과합니다. 더 무거운 부분과 가벼운 부분을 분리하는 매니폴드 시스템. 응축 가능한 분획은 다단계 응축기 시스템으로 들어가 급속 냉각되어 열분해 오일로 액화되어 저장 탱크에 수집됩니다. 비응축성 가벼운 가스(주로 수소, 메탄, 일산화탄소)는 버너 시스템에 연료로 다시 재활용되므로 공장이 정상 상태로 작동되면 외부 에너지 투입이 필요하지 않습니다.

단계 4 - 고체 제품 회수

석유 가스 생산이 완료되고 반응기 온도가 떨어지면 카본 블랙과 강철 와이어의 혼합물인 고체 잔류물이 반응기 챔버에 남습니다. 카본블랙은 자동 또는 수동으로 배출되어 저장소로 운반됩니다. 강선은 자석으로 분리되어 재활용을 위해 수집됩니다. 그런 다음 반응기는 다음 배치를 준비하거나 연속 작동 모드로 계속 회전합니다.

타이어 열분해의 4가지 귀중한 제품

타이어 열분해의 경제적 측면은 4가지 부산물의 품질과 시장성에 달려 있습니다. 제대로 운영되는 공장의 일반적인 중량별 생산량 분포는 약 40-45% 연료유, 35% 카본 블랙, 10% 강철 와이어 및 10% 가연성 가스 - 사실상 아무것도 낭비되지 않음을 의미합니다.

열분해 오일(40-45% 수율)

타이어 유래 열분해 오일은 C5 ~ C20 범위의 탄화수소의 복잡한 혼합물로, 발열량이 약 43 MJ/kg으로 상업용 연료유와 비슷합니다. 보일러, 시멘트 가마, 강철 용광로에서 산업용 연료로 직접 사용하거나 비표준 디젤 및 가솔린 분획으로의 증류를 통해 추가로 정제할 수 있습니다. 열분해 오일은 일반적으로 타이어 재활용 프로젝트의 주요 수익원입니다 대체 산업용 연료에 대한 꾸준한 수요와 상대적으로 간단한 보관 및 판매 물류로 인해 열분해유는 일반적으로 타이어 재활용 프로젝트의 주요 수익원입니다.

카본 블랙(약 35% 수율)

타이어 열분해에서 회수된 고체 탄소질 잔류물은 회수 카본 블랙(rCB)으로 알려져 있습니다. 원시 형태에서는 연료 보충제나 저급 고무 및 플라스틱 제품의 강화 충전재로 사용할 수 있습니다. 추가 가공(분쇄, 펠릿화 및 품질 업그레이드)을 거친 후 rCB는 타이어 제조, 코팅 및 산업용 고무 제품에 사용되는 사양을 충족할 수 있으며 훨씬 더 높은 시장 가격을 받을 수 있습니다. 지속 가능성 규정에 따라 제조업체가 재활용 콘텐츠를 포함해야 함에 따라 카본 블랙의 가치가 점점 더 높아지고 있는 제품입니다.

강선(약 10% 수율)

타이어에 내장된 강철 강화 벨트는 열분해 후 대부분 온전하게 복구됩니다. 공정 중에 잔여 고무가 연소되어 깨끗한 강철 와이어가 남고 이를 고철 딜러나 제철소에 직접 판매할 수 있습니다. 강철 와이어는 오일이나 카본 블랙보다 수익에 기여하는 것이 적지만 전체적인 경제성에 의미 있는 추가 처리가 필요하지 않습니다.

가연성 가스 (대략 10% 수율)

비응축성 열분해 가스(주로 수소, 메탄, 일산화탄소 및 경질 탄화수소)의 발열량은 최대 33 MJ/m³입니다. 대부분의 발전소 구성에서 이 가스는 반응기 버너 시스템으로 직접 다시 재활용되므로 열분해 공정은 시동 후 에너지 관점에서 대체로 자립적입니다. 잉여 가스는 현장 난방, 내연 기관이나 가스 터빈을 통한 발전에 사용될 수도 있고, 고급 구성에서는 화학 공급원료로 추가 처리될 수도 있습니다.

배치식 대 연속식: 어떤 플랜트 유형이 귀하에게 적합한가요?

타이어 열분해 공장 선택에서 가장 중요한 결정은 배치 작업과 연속 작업 중 하나를 선택하는 것입니다. 각 구성은 다양한 투자 프로필, 운영 규모 및 자동화 수준에 적합합니다.

A 배치 열분해 플랜트 일정된 양의 타이어 재료를 로드하고, 반응기를 밀봉하고, 열분해 주기(일반적으로 8~10시간)를 완료한 다음 고체를 배출하기 전에 냉각합니다. 잔여물 및 재장전. 이 설계는 운영상 유연하고 초기 자본 투자가 낮아 하루 1~20톤을 처리하는 중소 규모 프로젝트에 매우 적합합니다. 또한 기계 시스템이 단순하고 움직이는 부품이 적어 유지 관리 및 수리가 더 쉽습니다. 단점은 냉각 및 재장전 시간이 연속 작동에 비해 전반적인 처리량과 노동 효율성을 감소시킨다는 것입니다.

A 연속 열분해 플랜트 원자로가 멈추지 않고 24시간 내내 작동하는 동안 타이어 재료를 공급하고 고체 제품을 동시에 배출합니다. 이를 통해 일반적으로 하루 20~50톤의 처리량을 크게 높일 수 있으며, 출력 톤당 인건비가 낮아지고 합성가스 자체 재활용으로 연료 효율성이 높아지며 공정 조건이 안정적으로 유지되므로 제품 품질이 더욱 일관됩니다. 연속 시스템에는 더 높은 초기 투자와 더 정교한 제어 인프라가 필요하지만 상업적 규모의 프로젝트의 경우 운영 경제성이 훨씬 뛰어납니다.

환경 성과 및 규정 준수

기존 폐기보다 타이어 열분해를 주장하는 가장 강력한 주장 중 하나는 환경 프로필입니다. 산소가 부족한 밀폐된 환경에서 반응이 일어나기 때문에 소각 시 다이옥신, 푸란, 다량의 입자상 물질을 생성하는 개방 화염 연소가 발생할 수 없습니다. 생성된 가스는 포집하여 연료로 재활용하거나 배출 전 다단계 세정 및 활성탄 여과 시스템을 통해 처리하여 국제 대기 질 표준을 준수합니다.

현대식 타이어 열분해 공장에는 황 함유 화합물을 제거하기 위한 2단계 세정기와 탈황 장치, 가연성 가스가 오일 탱크로 되돌아가는 것을 방지하기 위한 워터 씰 역화 방지 시스템, 카본 블랙을 위한 먼지 제거 시스템 등 여러 단계의 환경 보호 장치가 통합되어 있습니다. 처리합니다. 잘 설계된 공장에서는 폐수 배출이 없으며 CE 및 ISO 14001 환경 관리 표준

수명주기 관점에서 타이어 열분해는 생성되는 제품의 탄소 강도도 감소시킵니다. 회수된 열분해 오일은 순수 석유 유래 연료를 대체합니다. 회수된 카본 블랙은 생산에 에너지 집약적인 순수 카본 블랙을 대체합니다. 회수된 강철 와이어가 1차 강철 생산을 대체합니다. 이러한 각 대체 제품은 측정 가능한 CO2 감소 이점을 제공하며, 이는 범위 3 배출 목표 및 ESG 약속

전체 타이어 열분해 라인의 핵심 장비

상업적으로 실행 가능한 타이어 열분해 작업은 단일 반응기 그 이상입니다. 전체 생산 라인은 여러 개의 상호 연결된 장비 시스템을 통합하며, 각 시스템은 전체 공장 효율성, 제품 품질 및 수익성에 영향을 미칩니다.

공급원료 준비는 타이어 파쇄기로 시작됩니다. 이 시스템은 전체 스크랩 타이어를 연속 반응기 공급에 적합한 50-100 mm의 균일한 칩으로 줄입니다. 또한 파쇄를 통해 열분해 전에 강철 와이어를 부분적으로 제거할 수 있어 카본 블랙 산출물의 순도가 향상되고 반응기 내부의 마모가 줄어듭니다. 고성능 파쇄기는 자기 분리와 다단계 크기 감소를 통합하여 강철, 반강 및 방사형 타이어를 일관된 처리량으로 처리합니다.

반응기 하류에서 열분해유의 품질, 즉 시장 가치는 응축 및 분리 시스템에 크게 좌우됩니다. 생 타이어 열분해 오일은 광범위한 증류 범위를 포함하며 직접 적용을 제한하는 무거운 유분, 물 및 황 화합물을 포함할 수 있습니다. 폐유 증류 장비 오일을 처리하면 이를 비표준 디젤, 나프타, 잔류 중유 등 고유한 연료 부분으로 분리하며 각각 정의된 사양과 더 넓은 시장 접근 권한을 갖습니다. 증류 업그레이드는 일반적으로 유분의 순 실현 가치를 크게 높여 짧은 투자 회수 기간 내에 추가 자본 비용을 정당화하는 경우가 많습니다.

회수된 카본 블랙 처리 장비는 견고한 측면에서 가치 사슬을 완성하고 rCB를 분쇄 및 분류하여 고무 합성 및 산업용 충전재 응용 분야의 입자 크기 사양을 충족합니다. 시장은 단순한 연소 연료 사용보다 훨씬 더 많은 비용을 지불합니다. 카본 블랙.

결론

타이어 열분해 공장은 세계에서 가장 지속적인 폐기물 관리 문제 중 하나에 대한 기술적으로 성숙하고 상업적으로 입증되었으며 환경적으로 건전한 솔루션을 나타냅니다. 폐타이어를 열분해유, 카본 블랙, 강철 와이어 및 가연성 가스로 전환함으로써 부채를 수익 창출 자산으로 전환하는 동시에 점점 더 엄격해지는 환경 규제를 충족합니다. 배치 구성과 연속 구성 사이의 선택은 처리 규모, 자본 가용성, 자동화 요구 사항에 따라 달라지며 통합 파쇄 및 오일 증류 장비를 통해 출력 제품의 가치가 크게 향상될 수 있습니다.

첫 번째 열분해 프로젝트를 평가하든 기존 작업을 확장하든 올바른 플랜트 구성과 장비 파트너를 선택하는 것이 가장 중요한 결정입니다. 당사의 엔지니어링 팀은 최적의 솔루션을 권장하기 위해 공급원료, 용량 요구 사항 및 현지 시장 상황을 평가할 수 있습니다.