Юнеп bc unep/chw. 0/6/Add. 1/Rev. Базельская конвенция


Восстановление протектора



страница10/14
Дата24.04.2018
Размер1.45 Mb.
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14

1. Восстановление протектора


123. Ниже перечислены три различных вида процесса восстановления протектора: восстановление верхнего покрытия, наложение нового покрытия и отбортовка:

a) шины с восстановленным верхним покрытием - это шины, с которых удаляется протектор и на которые накладывается новый протектор;

b) у шин с наложенным нового покрытия также удаляется протектор, однако в данном случае накладываемый новый протектор шире, чем у шины с восстановленным верхним покрытием, так как он частично покрывает и боковины шин;

c) шины с отбортовкой – это шины, с которых удаляется протектор, а новый слой резины накладывается от одной стороны до другой, покрывая всю нижнюю часть шины, включая боковины.



    124. Восстановление протектора должно проводиться в строгом соответствии с условиями, предусмотренными в установленных технических нормах, сертифицированными компаниями, которые соблюдают нормативные положения и законы.

125. В некоторых случаях важным критерием восстановления протекторов шин является контроль количества восстановлений. В соответствии с правилом № 108 (Единообразные предписания, касающиеся утверждения для производства пневматических шин с восстановленным протектором для автотранспортных средств и прицепов к ним) и № 109 (Единообразные предписания, касающиеся утверждения для производства пневматических шин с восстановленным протектором для коммерческих транспортных средств и прицепов к ним), шины для легковых автомобилей могут восстанавливаться только один раз, в то время как грузовые и авиационные шин, благодаря их прочной структуре, допускают более частое восстановление протектора (как правило, до четырех раз для грузовых шин, и до 10 раз для авиационных шин) при условии соблюдения стандартов качества. Кроме того, следует учитывать срок службы исходной шины, который не должен превышать семь лет.

126. Восстановление протектора шин для мотоциклов запрещено в некоторых странах по соображениям безопасности. В целях обеспечения соответствия стандартам безопасности восстановление протектора шин должно осуществляться только квалифицированными компаниями, а шины должны быть сертифицированы, с тем чтобы гарантировать безопасность и соблюдение стандартов качества. Поэтому важно, чтобы потребители приобретали шины с восстановленным протектором у компаний, которые соблюдают правила систем восстановления протекторов сертифицируют свои шины.

127. Экологические последствия восстановления протектора шины, в целом, имеют положительный характер. Для восстановления протекторы шины требуется значительно меньше материалов и энергии, чем для производства новой шины; соответственно сокращаются и другие последствия. Ряд авторов опубликовали данные, отражающие в общем плане экономию энергии и материалов при восстановительном ремонте шин. При восстановлении протектора используется значительная часть резины и вся ткань и сталь в шине. Указывается, что расход энергии на восстановление меньше, чем для производства новой шины, хотя на практике сокращение расхода энергии варьируется в зависимости от типа восстановительного ремонта (горячая вулканизация, холодная вулканизация или прессование). По имеющимся оценкам, восстановление протектора может существенно сократить общие затраты энергии и выбросы парниковых газов, а также уменьшить количество образующихся утильных шин28.

128. Восстановление протектора шин благоприятно для окружающей среды с той точки зрения, что благодаря ему уменьшается производство отходов, так как возрастает полезный срок службы шин и тем самым их окончательная утилизация происходит позднее. С учетом аспектов образования утильных шин важно отметить, что восстановление протектора может производиться ограниченное число раз. Поэтому использование покрышек низкого качества может, в долгосрочной перспективе, привести к увеличению общего объема утильных шин в стране.

129. В процессе восстановления протектора использование сырья нежелательно, и это увеличивает срок эксплуатации шин, перенося их удаление в качестве отходов на более поздний срок. Среди примеров способов для минимизации отходов - использование шин с восстановленным протектором на служебных транспортных средствах и периодические технические осмотры, которые способствуют к восстановлению использованных шин.

2. Рециркуляция при обычной/криогенной температуре


130. Использованные целые шины могут быть повторно использованы другими способами, однако в большинстве процедур рециркуляции применяются измельченные шин, поскольку такой каучук пригоден для различных видов применения. Возможны различные типы измельчения или дробления шин в зависимости от предполагаемого вида конечного использования.

131. На рис. V схематически показана конструкция типичной установки по измельчению утильных шин при положительных температурах, включая различные этапы процесса и соответствующую систему контроля. Процесс называется измельчением при положительных температурах, поскольку все этапы разрушения осуществляются при температуре окружающей среды или близкой к ней, т.е. без использования охлаждения для охрупчивания резины.

Рисунок V
Схема установки по переработки утильных шин при положительных температурах





Источник: Reschner (2006).

Перевод текста к рисунку V



Example of an ambient scrap tire recycling system

Пример системы рециркуляции утильных шин при положительных температурах

A - Preliminary Shredder

А – Предварительный измельчитель

B – Granulator

B – Гранулятор

C – Steel and Fiber Removal

C – Удаление стали и волокон

D – Consecutive Fine Grinding Steps

D – Этапы последовательного измельчения

E – Pneumatic Conveying System

E – Пневматическая система подачи

F – Windsifter

F – Установка сортировки частиц

G – Secondary Magnetic Separation

G – Вторичная магнитная сепарация

H – Fiber and Dust Removal

H – Удаление волокон и пыли

(courtesy of CIMP France)

(схема предоставлена "СИМП-Франс")

132. При такой схеме установки шины подвергаются нескольким операциям:

a) сначала шины измельчаются в предварительном шредере на куски размером 2 дюйма (50 мм);

b) затем эти куски поступают в гранулятор, где куски шин измельчаются до размера менее 3/8 дюйма (10 мм);

c) сталь извлекается при помощи магнита, а волоконная фракция извлекается путем использования сочетания вибрирующих сеток и вентиляторных просеивателей;

d) производится несколько этапов последовательного измельчения для получения гранулята соответствующего размера, обычно от 10 до 30 меш (0,6-2 мм).

133. Обработка при положительной температуре может осуществляться на больших, полностью автоматизированных заводах, мощность которых в настоящее время составляет до 65 000 тонн сырья в год; такие заводы могут обрабатывать все типы пневматических шин (в том числе для легковых автомобилей, микроавтобусов, грузовых автомобилей и землеройных машин). Заводы производят гранулированный и порошковый каучук высокой степени однородности и чистоты, а также стальные фракции, готовые для переплавки на сталеплавильных заводах. Весь получаемый гранулят может иметь размер не более 10 меш (2,0 мм).

134. Для процесса измельчения при положительных температурах характерно образование шума и пыли и большое потребление энергии (120–125 КВтч/т). Для обеспечения охраны здоровья и безопасности рабочих оборудование должно быть оснащено соответствующими вентиляционными системами, противопожарными системами и аварийными выключателями на всех механизмах. Обязательным должно быть использование армированной обуви, перчаток, защитных очков и наушников, а также защитных касок. Следует также предусмотреть подходящее место для хранения измельченной резины. Это место должно быть защищено от воздействия солнечных лучей.

135. Эти меры неизбежно повлияют на стоимость эксплуатации и обслуживания системы. В том, что касается здоровья работников, сначала следует принимать меры коллективной защиты, а затем уже меры индивидуальной защиты.

136. Процесс рециркуляции шин называется "криогенным", поскольку целые шины или куски шин при помощи жидкого азота охлаждаются до температуры ниже - 80ºC. При такой температуре резина становится такой же хрупкой, как стекло, и измельчение может производиться путем сминания и перемалывания. Такой вид измельчения упрощает перемалывание и извлечение стали и волокон, в результате чего получается более чистый конечный продукт.

137. Основным недостатком является стоимость, поскольку сам процесс начинается с кусочков шин. Другими словами, к стоимости первоначального измельчения добавляются расходы, связанные с высокой стоимостью жидкого азота. Данный процесс также требует принятия мер эксплуатационной безопасности для предотвращения производственных аварий.

138. На рис. VI приводится схема криогенного процесса.

Рисунок VI


Криогенная рециркуляция утильных шин



Источник: Reschner (2006).

Перевод текста к рисунку VI



Example of a cryogenic scrap tire recycling system

Пример системы криогенной рециркуляции утильных шин

A – Preliminary Shredder

A – Предварительный измельчитель

B – Freezing tunnel

B – Охлаждающий туннель

C – Hammer mill

C – Дробилка

D – Steel and Fiber Removal

D – Удаление стали и волокон

E – Dryer

E – Сушилка

F – Classifier

F – Разделитель

G – Secondary Grinding Step

G – Этап вторичного измельчения

H – Product Storage Silos

H – Хранилище продукции

139. Криогенный процесс включает следующие этапы:

a) сначала шины измельчаются в предварительном шредере на куски размером 2 дюйма (50 мм);

b) куски шин размером 2 дюйма (50 мм) охлаждаются в непрерывно работающем охлаждающем туннеле до температуры ниже  120°C;

c) в дробилке эти куски раздробляются на гранулы различного размера;

d) производится извлечение стали и волокон;

e) материал высушивается;

f) материал разделяется на гранулы требуемого размера;

g) получается тонкодисперсный резиновый порошок.

140. В таблице 14 показаны сопоставительные параметры продуктов, полученных при помощи системы рециркуляции при положительных температурах и при помощи криогенного процесса.

Таблица 14


Сравнение – рециркуляция при положительных температурах и криогенная рециркуляция

Параметр

Положительные температуры

Криогенный процесс

Рабочая температура

Температура окружающей среды, макс. 120° C

Ниже  80° C

Принцип измельчения

Разрезание, разрывание, сдвиговое измельчение

Дробление криогенно застеклованных кусков резины

Морфология частиц

Пористые и шершавые, высокие значения удельной поверхности

Ровные и гладкие, низкие значения удельной поверхности

Дисперсность частиц

Относительно низкая дисперсность частиц, на каждом этапе измельчение лишь до определенного размера

Высокая дисперсность частиц (от 10 мм до 0,2 мм) за всего лишь один этап переработки

Потребление жидкого азота

Не применимо

0,5-1,0 кг жидкого азота на кг шин на входе

Источник: Reschner (2006).

141. Рециркуляция при положительной температуре и криогенная рециркуляция могут быть объединены таким образом, чтобы произведенный при положительной температуре резиновый гранулят в дальнейшем перерабатывался в мелкий порошок не крупнее 80 меш (0,2 мм) с использованием конкретной криогенной технологии, которая обеспечивает высокую чистоту и позволяет использовать порошок в сложных видах применения, таких как производство резиновых смесей для изготовления новых шин.

142. В таблице 15 показана номенклатура, использующаяся для классификации шинной продукции в зависимости от ее размера.

Таблица 15


Переработка использованных шин: размер материалов

Размер материала

Минимум

(мм)

Максимум

(мм)

Порошок

0

1

Гранулят

1

10

Стружка

0

40

Обрезки

10

50

Куски (мелкие)

40

75

Куски (крупные)

75

300

Фрагмент

300

½ шины

Источник: доклад SR 669 HR Wallingford (2005).

3. Девулканизация и регенерация


143. Регенерация представляет собой процедуру, при которой каучук шины преобразуется, используя механические процессы, термическую энергию и химические вещества, в такое состояние, в котором он может смешиваться, обрабатываться и вновь вулканизироваться. Принцип этого процесса – девулканизация, которая заключается в разрушении межмолекулярных связей химической структуры, таких как углерод-сера (C-S) и/или сера сера (S S). Они придают материалу долговечность, эластичность и устойчивость к растворителям. Регенерат каучука используется для изготовления продуктов, имеющих ограниченный спрос и применение, поскольку его механические свойства хуже свойств первоначального материала.

144. Девулканизация состоит из измельчения и разрушения химических связей, что может быть достигнуто посредством применения четырех процессов, которые весьма различаются по стоимости и технологии, а именно: химического, ультразвукового, микроволнового и биологического29.

145. Химическая девулканизация представляет собой периодический процесс, когда измельченные частицы (от 10 до 30 меш) смешиваются с реагентами в реакторе при температуре около 180ºC и давлении 15 бар. После завершения реакции продукт фильтруется и высушивается для удаления нежелательных химических компонентов и затем упаковывается для сбыта.

146. В ультразвуковом процессе измельченные частицы каучука (от 10 до 30 меш) загружаются в загрузочный ковш и затем подаются в экструдер. Экструдер механически проталкивает каучук. Это механическое воздействие разогревает частицы и размягчает резину. При прохождении размягченной резины через полость экструдера она подвергается воздействию ультразвуковой энергии. Сочетание тепла, давления и механического перетирания является достаточным для достижения различных степеней девулканизации.

147. При микроволновом процессе термическая энергия быстро и единообразно воздействует на утильную резину. Однако, при использовании микроволнового процесса структура любого вулканизированного каучука должна быть достаточно полярной, чтобы абсорбировать микроволновую энергию в достаточной степени для достижения девулканизации. Единственное разумное применение микроволновой девулканизации – смеси, содержащие в основном полярный каучук, что ограничивает применение этого метода. Например, компания "Глобал ресорс корпорэйшн" (Соединенные Штаты) разработала технологию, позволяющую подвергать материалы на основе нефтепродуктов, такие как утильные пневматические шины, микроволновому излучению особой частоты в течение времени, достаточного для частичного разложения материалов на масла и пригодный к использованию газ30.

148. Имеющаяся информация об экологических последствиях девулканизации ограничивается химическим и ультразвуковым процессами. В обоих случаях имеют место выбросы атмосферных загрязнителей и жидких фильтратов.

149. В докладе, опубликованном "Калрекавери инк." в 2004 году, сообщается о выбросах приблизительно 50 органических соединений, включая бензол, толуол и гептаны, вблизи участков вулканизации, применяемой для восстановления протектора в шинах, а также на участках экструзионного восстановления протекторов. Существует также вероятность выбросов сероводорода и, в результате окисления сероводорода, двуокиси серы. В этой связи для данного процесса требуются фильтры для контроля выбросов и скрубберы для удаления двуокиси серы. Жидкий фильтрат, появляющийся в результате работы скруббера, должен быть надлежащим образом обработан, до слива в водоемы.


    150. В таблице 16 приводится информация о стоимости и производительности девулканизации каучука.

Таблица 16
Оценка расходов на производство девулканизированного каучука

Позиция

Химический процесс

Ультразвуковой процесс

Производительность (кг/ч)

34

34

Капитальные затраты (103 долл. США)

166

163

Стоимость эксплуатации и обслуживания (103 долл. США)

172

136

Источник: Calrecovery Inc. "California Integrated Waste Management Board" (2004).

4. Промышленные и потребительские товары


    151. В последние годы резко вырос объем рынка промышленных и потребительских товаров с использованием порошкового и гранулированного каучука. Эти материалы используются в большом и постоянно растущем количестве видов применения, в том числе для производства искусственного дерна, обустройства поверхностей детских площадок и спортивных площадок, модификации асфальта и битума, основы напольных покрытий, контейнеров для морских перевозок, транспортных контейнеров, конвейерных лент, автомобильных ковриков, обуви, черепицы, половых покрытий, активированного угля, подстилок для скота и термопластичных эластомеров. Наиболее важные виды применения кратко описаны ниже.

    a) Искусственный дерн

    152. Гранулят каучука используется в искусственном дерне двумя способами: в качестве наполнителя спортивных площадок с искусственным покрытием и в производстве упругих покрытий, сооружаемых на месте или изготавливаемых заранее. Стандартная площадка с искусственным дерном содержит 100-130 тонн заполнителя (гранулята каучука). Если присутствует еще и упругое покрытие, то содержание гранулята увеличивается еще на 60 80 тонн.

    153. При использовании в качестве заполняющего материала гранулят заменяет первичные материалы, таких как этилен пропилен диен мономер и термопластичные эластомеры. Он используется в покрытии площадок для таких контактных видов спорта, как футбол, американский футбол и хоккей. Мировые ежегодные темпы роста после 2001 года превышали 25 процентов и, как ожидается, сбыт материала будет и далее демонстрировать двузначные показатели роста

    154. Искуственное покрытие для футбольных полей рекомендовано к применению Международной федерацией футбольных ассоциаций ввиду высоких эксплуатационных качеств в отношении проведения мяча, стоимости обслуживания, независимости от водоснабжения и положительных социальных аспектов (ввиду умеренной цены).



    b) Игровые и спортивные площадки

    155. Упругость и шумозащитные свойства резинового гранулята становятся очевидными, при строительстве игровых площадок для детей, спортивных дорожек и других спортивных поверхностей. Резиновый гранулят смешивается с полиуретаном и верхний слой часто окрашенные. Европейский союз выпустил обязательные стандарты (EN 1177), касающиеся упругости поверхностей общественных игровых площадок.



    c) Применение в составе прорезиненного бетона

    156. Прорезиненный бетон лучше поглощает энергию удара и меньше подвержен растрескиванию. В Бразилии проводилась работа по использованию прорезиненного бетона в строительстве дорожных барьеров и в изготовлении других продуктов с использованием смеси из обычного бетона, каучука, щебня и стекловолокна.

    157. Другие виды применения по производству промышленных и потребительских товаров рассматриваются в работах Хайлэндса и Шульмана (см. сноску 29) и центра "Квестор" (2005). Они включают:


a) спортивные покрытия;

b) безопасные покрытия пола в закрытых помещениях;

c) покрытия для детских игровых площадок;

d) облицовка транспортных контейнеров;

e) конвейерные ленты;

f) коврики для автомобилей;

g) обувь;

h) подкладка для ковров;

i) кровельная плитка;

j) покрытие для полов;

k) активированный уголь (технический углерод);

l) подстилки для скота;



    m) термопластические эластомеры.

d) Применение в дорожном строительстве

158. Гранулированные материалы, полученные из утильных шин, используются в изготовлении модифицированного каучуком асфальта в Соединенных Штатах, Западной Европе и Бразилии. Известны два основных процесса для изготовления гуммированного асфальта: мокрый процесс и сухой процесс31.



    159. При сухом процессе каучуковая крошка добавляется непосредственно в асфальт и происходит определенная реакция между каучуком и битумами. Этот процесс подходит для горячей укладки асфальта и для ремонта дорожного покрытия.

    160. При мокром процессе каучуковая крошка традиционно используется в качестве модификатора битума. Каучуковая крошка смешивается с битумом и затем в смесь добавляется вяжущее вещество. Идеальный размер частиц для мокрого процесса - от 0,6 до 1,5 мм. Перед трамбованием материал нагревается до 149-190°C. Тем самым этот процесс является более дорогостоящим, чем обычный асфальт, и возникает вероятность выброса токсичных веществ как в процессе изготовления, так и укладки. Мокрый процесс, согласно имеющимся данным, позволяет улучшить физические свойства по сравнению с сухим процессом.

    161. Гуммированный асфальт пока еще не нашел широкого применения и его экологические последствия пока полностью не изучены. Для его использования также требуются более существенные первоначальные инвестиции. В Европе лишь 1 процент каучукового гранулята используется для покрытия автомагистралей, что обеспечивает удаление лишь немногим более четверти процента утильных шин, образующихся в Европе. Конгресс Соединенных Штатов начал требовать применения гуммированного асфальта в проектах с федеральным финансированием в 1991 году, однако в силу экологических и медицинских озабоченностей был вынужден отменить это требование пятью годами позже32. В нескольких штатах в Соединенных Штатах гуммированный асфальт используется в проектах по строительству автомагистралей, однако исследования в отношении его воздействия на экологию и здоровье рабочих продолжаются33. На сегодняшний день применение гуммированного асфальта обеспечивает удаление менее чем 2 процента шинных отходов34.

    162. В последние годы на рынке появилось новое поколение битумных модификаторов на основе переработанного резинового порошка в сочетании с исходным материалом (полукристаллический полиоктаномер). Этот материал заменяет традиционные исходные битумные модификаторы, такие как стирол-бутадиен-стирол, и продается по сопоставимой цене. Преимущество новых модификаторов состоит в том, что они позволяют предупредить такие проблемы, как выбросы токсичных веществ в процессе производства и применения и другие виды воздействия на окружающую среду, непригодность для использования с существующим оборудованием для дорожного строительства, высокая температура при уплотнении, скользкая поверхность и проблема испарений при удалении асфальта35.

    163. Национальный институт охраны здоровья и гигиены труда Соединенных Штатов в своем докладе, упомянутом выше, пришел к выводу о том, что образование дыма от гуммированного асфальта не превышает пределы, установленные компетентными органами по вопросам безопасности и здравоохранения36. Состав выбросов и дыма может меняться, однако они образуются в основании асфальта, а не в резине. Во всех случаях выбросы и дым не превышают пределов, установленных каким-либо разрешительным или регулирующим органом Соединенных Штатов.

    164. В рамках недавней рецензируемой оценки в течение жизненного цикла также установлено, что сценарий, при котором шины перерабатываются и используются для производства битумных модификаторов нового поколения, по сравнению со сценарием совместного сжигания шин в цементных печах, обеспечивает значительные экологические преимущества по категориям воздействия, таким как потенциал глобального потепления, окисление и общая потребность в энергии (DTC & IFEU 2008)37.

    165. Использование резины в асфальте весьма затратно и не всегда позволяет обеспечить соблюдение стандартов, разработанных отдельными штатами США. В некоторых штатах до сих пор не разработаны стандарты использования шинной резины в производстве асфальта. В штатах, где обычно используется гуммированный асфальт, доля шин в этом виде применения колеблется от 10 до 85 процентов. Использование утильных шин в производстве дорожных покрытий является экономически эффективным, выгодным видом применения отслуживших шин, и рынок для такого вида использования выглядит перспективным. Шинная резина является отличной добавкой к асфальту и способствует сокращению растрескивания и отверждения с течением времени, что позволяет продлить срок службы покрытий.

5. Гражданское строительство


    166. Использование утильных шин в гражданском строительстве предусмотрено стандартом ASTM 6270/1998B Американского общества специалистов по испытаниям материалов (АОИМ), а также Технической специкацией Европейского комитета по стандартизации (ЕКС) (CEN/TS) 14243:2010.

    167. Утильные шины в гражданском строительстве применяются во множестве случаев, зачастую заменяя такие строительные материалы, как почва или песок. Они также могут использоваться как щебень в таких строительных проектах, как строительство дорожного основания и набережных, систем очистки стоков, в качестве материалов-наполнителей и при обустройстве свалок.

    168. В ряде стран были разработаны и применяются руководящие принципы, примеры стандартной практики и показатели выщелачиваемости для применения в сфере гражданского строительства. В руководящих принципах, разработанных властями штата Теннесси в США, содержится перечисление сфер применения утильных шин в гражданском строительстве.

    169. АОИМ разработало стандарт использования утильных шин в гражданском строительстве (стандарт ASTM 6270/1998B), где содержатся руководящие указания относительно проверки физических свойств, освещены вопросы конструкции и способности производства результатов выщелачивания у переработанных и целых утильных шин, вместо традиционных материалов гражданского строительства, таких как камень, гравий, почва, песок, легкий щебень и прочих материалов-наполнителей.

    170. Агентство по охране окружающей среда Англии и Уэльса разработало показатели выщелачиваемости для материалов, предназначенных для использования в гражданском строительстве, в частности в при строительстве шумовых барьеров, укреплении свалок и т.д. (см. добавление II, часть В настоящих руководящих принципов), где указаны ограничительные значения для химических показателей используемых материалов.

    a) Обустройство свалок

    171. Виды временного применения утильных шин в обустройстве свалок должны носить временный характер и ни при каких обстоятельствах не должны являться частью постоянно действующих конструкций, поскольку это создает высокий риск появления скрытой свалки мусора, а также создает неприемлемый риск пожара на свалке. Временные виды применения могут включать:


a) сбор фильтрата;

b) защитный слой для геоткани;

c) дренажная прослойка в кровле свалки;

d) наполнитель для систем отвода свалочного газа;

e) временное покрытие для свалок;

f) временные дороги;

g) связки шин на подъездных дорогах к свалке.


    172. Для этих целей используются целые шины, разрезанные шины (до 300 мм), куски шин (50 мм-300 мм) и обрезки шин (10 мм – 50 мм). Выбор степени измельчения шин зависит от стоимости переработки шин и их транспортировки, их наличия, а также от экологических требований на месте объекта. Выбор также зависит от типа проекта свалки и существующих нормативно правовых требований.

    b) Легкие наполнители и укрепление почв

    173. Шины используются в качестве легкого наполнителя в целом ряде строительных проектов, например, в качестве легкого наполнителя в подпорных конструкциях и в береговых ограждениях, в цельносварных опорах мостов и при укреплении и стабилизации склонов, частично заменяя собой каменную засыпку или гравий и наполненные каменной засыпкой габионы, в зависимости от конкретного проекта. Для этой цели используются целые шины, разрезанные шины (до 300 мм), куски шин (50 мм - 300 мм) и обрезки шин (10 мм - 50 мм)



    c) Борьба с эрозией

    174. Благодаря своей прочности и стабильности шины обладают идеальными свойствами для использования в проектах по борьбе с эрозией. Шины используются как для борьбы с береговой и речной эрозией в целях абсорбирования энергии, создаваемой двигающейся водой, приливными или водными потоками, а также потоками дождевой воды. Утильные шины также используются при экологическом восстановлении эродированных оврагов или небольших каньонов методом заполнения, а также при создании противоэрозийных барьеров, тем самым становясь частью эродированного ландшафта, который впоследствии должен быть вновь озеленен



    d) Шумопоглощающие барьеры

    175. Шумопоглощающие барьеры из шин используются для снижения уровня шума вдоль автомагистралей. В шумопоглощающих барьерах используются целые шины, измельченные шины или маты и специальные маты, изготовленные из каучукового гранулята. В настоящее время для этих целей разрабатывается несколько видов барьеров.



    e) Теплоизоляция

    176. Фрагменты, куски и обрезки шин используют в качестве теплоизолирующего материала. Теплоизолирующие свойства шин приблизительно в семь-восемь раз выше теплоизолирующих свойств гравия. В странах с умеренным климатом и очень низкими температурами они могут использоваться для теплоизоляции дорожных и уличных структур, в том числе в качестве подложки для асфальта для уменьшения трещинообразования при морозах и в качестве заполнителя при прокладке труб, в особенности водопроводных. Доказано, что дренажные конструкции вдоль автомагистралей, изготовленные из шин, препятствуют замерзанию в очень холодные зимы.

    177. Использование измельченных утильных шин в качестве легкого заполнителя в дорожном строительстве стало еще одним полезным видом применения отслуживших шин, например, на лесовозных дорогах в районах со слабой почвой38. Их малый вес является значительным преимуществом при размещении в мягком грунте, поскольку этот материал оказывает гораздо меньшую нагрузку на почвенную основу, чем природный щебень39.

6. Пиролиз


178. Пиролиз представляет собой процесс термического разложения без доступа воздуха или при таких условиях, когда концентрация кислорода достаточно низка, чтобы не допускать возгорания.

179. Некоторые технологии пиролиза позволяют получить нефть с низким энергетическим содержанием (по сравнению с дизельным топливом), синтетический газ, известный как синтез газ (с низкой удельной теплотой), техуглерод (сажа) и сталь. Однако современные технологии, которые позволяют провести термическое разложение пластика в шинах в разреженной атмосфере, приводят к образованию масел, которые сопоставимы по вязкости и теплотворной способности с дизельным топливом и бензином.

180. Синтез-газ, полученный с помощью этих методов, может иметь теплотворную эквивалентную пропану и имеет высокие теплотворные свойства. Полученная сталь может использоваться в качестве высококачественной арматурной стали для производства новых кордов для шин.

181. Пиролизная сажа, получаемая в результате применения определенных методов в этом процессе, имела низкую коммерческую ценность, поскольку она состоит из смеси различных видов технического углерода, использовавшихся при изготовлении шины. Свойства конечного продукта отличаются от свойств исходных видов техуглерода, которые использовались при изготовлении шин. Однако современные методы позволяют получить сажу, сравнимую с исходным техуглеродом.

182. В некоторых случаях необходимо повысить качество пиролизной сажи путем измельчения частиц для производства новых продуктов. При помощи резонансной дезинтеграции из пиролизной сажи получаются тонкодисперсные углеродные продукты. В процессе резонансной дезинтеграции гранулы сажи подвергаются многократному воздействию ударных волн высокой энергии, что приводит к мгновенному появлению углерода со средним диаметром основных частиц 38 нанометров в агрегатах и агломератов размером от 100 нанометров до 10 микрон40.

183. Другая возможность – использование пиролизной сажи в качестве активированного угля. Углеродная сажа обычно активируется путем применения пара, который является обычным побочным продуктом этого процесса.

184. Как и при любом другом процессе, могут возникнуть риски, связанные с неправильным проведение процесса пиролиза. Такой материал как полученная методом пиролиза сталь может быть загрязнена углеродом и не может использоваться в качестве сырья на рынках переработки металлов. Обычно извлеченная сталь имеет форму перепутанной, занимающей большой объем массы, которую трудно и дорого обрабатывать и перевозить.

185. В Соединенных Штатах экономическая целесообразность пиролиза до сих пор не доказана. Такие попытки предпринимались более 30 раз, однако никогда не приводили к развертыванию полноценного производства; инвесторы потеряли миллионы, а государства вынуждены были проводить дорогостоящие очистные работы. Процесс пиролиза может приводить к образованию опасных утильных пиролитических масел, которые требуют соответствующего регулирования.

186. Процесс пиролиза обычно протекает путем термической деструкции, и в результате этого процесса могут появляться бензиновые и дизельные эквиваленты, газ, эквивалентный пропану, сталь и очищенная углеродная сажа, которые могут повторно использоваться для производства новых продуктов.

7. Совместная переработка


187. Термин "совместная переработка" означает использование отходов в производственных процессах, таких как производство цемента, извести или стали. В ходе этого процесса может производиться выработка энергии, а также материалов из отходов41. В данном разделе рассматривается только совместная переработка в печах для обжига цемента. Более подробная информация о совместной переработке в печах для обжига цемента представлена в технических руководящих принципах экологически обоснованной совместной переработки в печах для обжига цемента.

188. Исследования использования шин в печах для обжига цемента не дают однозначных результатов относительно последствий совместной переработки для появления заметных уровней опасных веществ. Таким образом, вопросы целесообразности разрешения совместной переработки шин в цементных печах необходимо решать в каждом отдельном случае, поскольку безопасность такого сжигания зависит от соблюдения надлежащих правил эксплуатации, а также от конкретных свойств используемых шин и печей.

189. В Европе в цементной промышленности рекуперируется значительное количество отходов для замены обычных видов ископаемого топлива и/или сырья. После соответствующей обработки отдельные фракции отходов могут соответствовать требованиям, позволяющим использовать их экологически безопасным образом на цементных заводах.

190. В настоящее время шины являются распространенным дополнительным видом топлива в цементных печах, и их использование в этом виде применения позволяет извлекать энергию из утильных шин для замены ископаемых видов топлива. Соответствующие национальные органы регулируют этот процесс и считают его приемлемым вариантом, при условии соблюдения указанных мер управления процессом и критериев допуска, а также при условии выполнения требований соответствующего законодательства (в Европейском Союзе эти требования изложены в Директиве по сжиганию отходов 2000/76/EC).

191. Совместная переработка является способом рекуперации энергии и материалов из отходов и может использоваться для частичной замены топлива и сырья при производстве цементного клинкера. В принципе, сами характеристики процесса сжигания клинкера позволяют вести экологически безопасную деятельность по переработке отходов в энергию и материалы. Основные характеристики процесса использования отходов можно резюмировать следующим образом:

a) максимальная температура около 2000°C (основная система нагрева, температура пламени) во вращающихся печах;

b) период удержания газа около восьми секунд при температуре выше 1200°C во вращающихся печах;

c) температура материала около 1450°С в зоне спекания вращающейся печи;

d) окисляющая газовая атмосфера в печи;

e) период удержания газа во вторичной системе нагрева более двух секунд при температуре выше 850°С; в декарбонизаторе период удержания предусматривается более продолжительный период ожидания и более высокая температура;

f) температура твердых веществ 850°С во вторичной системе нагрева и/или обжиговой печи;

g) равномерные условия выгорания при колебаниях нагрузки вследствие высоких температур при достаточно длительном времени удержания;

h) разрушение органических загрязнителей вследствие высоких температур при достаточно длительном времени удержания;

i) адсорбция газообразных компонентов, таких как фтороборная кислота, соляная кислота и диоксид серы, на щелочные реагенты;

j) большой потенциал удержания частиц тяжелых металлов;

k) короткое время удержания выхлопных газов в диапазоне температур, который ингибирует повторный синтез полихлорированных дибензо-p-диоксинов и полихлорированных дибензофуранов;

l) полное использование минеральных компонентов топлива и отходов в качестве компонентов клинкера, и, соответственно, одновременная переработка материала (например, в качестве компонента сырья) и рекуперация энергии, независимо от теплотворной способности;

m) отсутствие образования связанных с продуктами отходов в силу полного использования материала в матрице клинкера; тем не менее, некоторые цементные заводы в Европе удаляют сопутствующую пыль с помощью химическо-минералогического включения нелетучих тяжелых металлов в матрицу клинкера.



a) Требования к качеству

192. Стабильное качество отходов имеет существенное значение. Чтобы гарантировать характеристики утильного топлива, необходимо наличие системы обеспечения качества. Как правило, отходы, приемлемые в качестве топлива и/или сырья, должны обеспечивать повышение эффективности цементной печи в том, что касается теплотворной способности и/или использования материалов. Поэтому высокая теплотворная способность (25~35 МДж/кг) шин по сравнению с углем (18,6-27,9 МДж/кг) является весьма привлекательным фактором.

193. Утильные материалы, используемые в качестве сырья и/или в качестве топлива в цементных печах, должны соответствовать различным стандартам качества, поскольку топливный пепел полностью захватывается клинкером, и сводить к минимуму негативное воздействие на состав клинкера и выбросы в атмосферу.

b) Выбросы

194. В части II приложения C к Стокгольмской конвенции цементные печи для совместного сжигания опасных отходов указаны в качестве промышленного источника, потенциально способного генерировать и выбрасывать в окружающую среду сравнительно большие количества полихлорированных дибензо-p-диоксинов, полихлорированных дибензофуранов, гексахлорбензола и полихлорированных дифенилов.

195. Пересмотренный проект руководящих принципов, касающихся наилучших имеющихся методов, и предварительное руководство по наилучшим видам природоохранной деятельности, относящимся к статье 5 и приложению С к Стокгольмской конвенции, принятые на Конференции Сторон Конвенции в 2007 году, касаются этого вопроса и содержат ценную информацию. В руководящих принципах имеется следующее положение:

"Процесс сжигания в печи имеет потенциал образования и последующего выброса химических веществ, перечисленных в приложении С к Стокгольмской конвенции. Кроме того, возможны выбросы из мест хранения. Хорошо продуманные условия технологического процесса, а также установка соответствующих устройств первичной очистки могут позволить такую эксплуатацию цементных печей для сжигания опасных отходов, которая сводит к минимуму образование и выброс химических веществ, перечисленных в приложении С, до уровня концентрации ПХДД и ПХДФ в дымовых газах <0,1 нг I-TEQ/Nm3 (содержание кислорода 10%), в зависимости от таких факторов, как использование экологически чистых видов топлива, утильного сырья, температура и удаление пыли. В случае необходимости, должны применяться дополнительные вторичные меры по сокращению таких выбросов".

196. Однако согласно выводам Фонда научно-промышленных исследований, основанных на 1700 измерениях полихлорированного дибензо-p-диоксина и полихлорированного дибензофурана с 1990 года по 2004 год, большинство цементных печей могут обеспечить уровень выбросов в размере 0,1 нг TEQ/Nm3. В этих данных представлены выбросы из цементных печей в развитых и развивающихся странах, пользующихся различными источниками топлива, в том числе топлива, полученного из опасных отходов и шин42. Совет министров по окружающей среде Канады пришел к аналогичному выводу, заявив, что "имеющиеся данные испытаний в цементной отрасли указывают на выбросы диоксинов и фуранов из цементных печей на уровне, не превышающем 80 пг/м3, с одним исключением. На сегодняшний день 80 пг/м3 является самым низким пределом выбросов, который установлен национальным стандартом Канады на основе имеющихся технологий и возможностей"43.

197. Набор данных о различных уровнях выбросов при использовании отходов в качестве сырья и/или топлива (включая использование пневматических утильных шин в качестве топлива), а также о наилучших имеющихся технологиях сокращения выбросов, приводится в справочном документе о наилучших имеющихся методах производства цемента, извести и окиси магния44.

198. Тем не менее, данные ряда научных исследований, посвященных выбросам во время совместной переработки шин в цементных печах, являются противоречивыми. Что касается образования выбросов, сторонники топливо, получаемого из шин, утверждают, что при применении мер по оптимизации процесса наряду с совершенствованием и оптимизацией печных систем и обеспечением стабильности работы печей совместная переработки шин и других опасных отходов ничем не отличается от сжигания обычного угля. Важно также применять современные, хорошо продуманные методы сокращения выбросов, и обеспечивать надлежащее техническое обслуживание.

с) Методы мониторинга и измерения сокращения выбросов

199. Контроль и мониторинг процессов имеет существенное значение для сохранения низкого уровня выбросов. Для борьбы с выбросами может быть установлено определенное дополнительное природоохранное оборудование. Необходимы специальная система контрольных и эксплуатационных мер для соблюдения стандартов охраны окружающей среды, безопасности и качества. В зависимости от типов используемых отходов и их характеристик, необходимо учитывать точки подачи материала в печь, а также то, каким способом топливо подается в печь, поскольку это может влиять на выбросы.

200. Основными экологическими проблемами, связанными с производством цемента, являются выбросы в атмосферу и потребление энергии. При производстве цемента в атмосферу могут поступать, например, выбросы пыли, оксида азота, оксида серы, оксида углерода, обычного органического углерода, полихлорированных дибензо-p-диоксинов и полихлорированных дибензофуранов, а также металлов.


    201. Если данные мониторинга указывают, что в ходе проверочного сжигания превышены установленные пределы выбросов, сжигание должно быть прекращено до установления и устранения причин нестабильности. Сжигание шин на постоянной основе должно быть разрешено, только если данные из проверочного сжигания показывают, что совместная переработка не будет создавать дополнительные риски для окружающей среды. Анализ, проведенный в европейском сегменте цемента, показал, что он редко является источником значительных выбросов ПХДД/ПХДФ, поскольку:

    a) большинство печей для обжига цемента в Европейском союзе соответствуют уровням выбросов 0,1 нг I-TEQ/Nm3, если установлены устройства первичной очистки;

    b) использование отходов в качестве топлива и сырья, закладываемого во входное отверстие печи для обжига или машины для предварительной кальцинации, по всей видимости, не влияет и не меняет выбросы стойких органических загрязнителей (СОЗ). (88, SINTEF, 2006)].


202. Могут быть приняты меры для сведения к минимуму выбросов полихлорированных дибензо-p-диоксинов и полихлорированных дибензофуранов и достижения уровня выбросов 0,1 нг полихлорированных дибензо-п- диоксинов и полихлорированных дибензофуранов I TEQ/Nm3. Эти меры включают последовательный и стабильный процесс работы печи, эксплуатирующейся в соответствии с указанными контрольными параметрами, что оказывает положительное воздействие на объем выбросов из печи и на использование энергии. Этот результат может быть достигнут путем применения следующих мер:

a) оптимизация контроля процесса, включая компьютеризированные автоматические системы контроля;

b) использование современных систем подачи топлива;

c) минимизация использования топливной энергии посредством применения, насколько это возможно, предварительного нагрева и предварительного обжига, с учетом фактической конфигурации печи;

d) тщательный отбор и контроль веществ, поступающих в печи: выбор и использование однородных видов сырья и топлива с низким содержанием серы, азота, хлора, металлов и летучих органических соединений, если это практически осуществимо.

203. При сведении к минимуму возможности повторного образования полихлорированных дибензо-p-диоксинов и полихлорированных дибензофуранов наиболее важными считаются следующие основные меры:

a) быстрое охлаждение отходящих газов цементообжигательной печи до температуры ниже 200°C в длинных мокрых и сухих печах без предварительного подогрева. В современных печах с предварительным нагревом и предварительным обжигом эта способность уже предусмотрена;

b) ограничение времени удержания печных газов и кислорода в зонах, где температура варьируется в пределах от 300°C до 450°C;

c) ограничение или недопущение использования альтернативного сырья в сырьевой смеси, если оно включает органические материалы;

d) недопущение использования утильного топлива в процессе включения и остановки печи;

e) мониторинг и стабилизация важнейших параметров процесса, т.е. гомогенности сырьевой смеси и подачи топлива, регулярности дозировки и избытков кислорода45.

204. Более подробная информация о наилучших имеющихся технологиях сокращения выбросов, например, выбросов оксида азота, оксида серы, оксида углерода, обычного органического углерода, полихлорированных дибензо-p-диоксинов и полихлорированных дибензофуранов и металлов, приводится в справочном документе о наилучших имеющихся методах в цементной промышленности46. Однако это решение подвергается сомнению по двум основным причинам:

а) использование шин для производства энергии уменьшает возможность их использования в качестве более ценного продукта для других целей. Это следует оценивать в контексте иерархии переработки отходов. Естественно, когда существует возможность повторного использования шины или рециркуляции материалов, эти варианты предпочтительнее, но их всегда следует оценивать, применяя методологию жизненного цикла, с учетом альтернативных способов переработки отходов и замены природных ресурсов;

b) озабоченность возможностью выбросов во время процесса горения.

205. Что касается Европейского союза, то начиная с 2008 года директивой по сжиганию отходов 2000/76/EC вводятся более низкие уровни выбросов. Вследствие этого цементообжигательные печи, не превышающие эти уровни, будут выведены из эксплуатации. От такого ужесточения ограничений прежде всего пострадали цементообжигательные печи, основанные на мокром процессе. В этих печах перерабатывается около 20 процентов утильных шин, используемых в цементной промышленности.

206. Другой фактор, который начинает препятствовать использованию в качестве топлива традиционных ископаемых видов топлива, таких как кокс, связан с выбросами двуокиси углерода. В настоящее время на долю сжигания ископаемых видов топлива приходится 40 процентов выбросов в цементной промышленности. К 2020 году, по прогнозам, спрос на цемент возрастет на 180 процентов по сравнению с уровнем 1990 года. Цементная промышленность, в рамках "Инициативы по устойчивому развитию цементной промышленности", поставила целью сохранять выбросы на уровне 1990 года, несмотря на растущий спрос. Это означает сокращение выбросов двуокиси углерода примерно на 40 процентов47.


8. Совместное сжигание на установках для получения электроэнергии


207. Согласно исследованию Менезеса48, сжигание представляет собой термический процесс окисления при высоких температурах в диапазоне от 800ºC до 1300ºC, используемый для ликвидации органических отходов, снижения объема и токсичности. Независимо от того, в каких целях производится сжигание, необходимо строгое применение контроля выбросов в соответствии с законодательством.

208. Исключительно важно в процессе сжигания строго контролировать такие переменные как температура горения, время нахождения, турбулентность (отражающую степень смешивания между кислородом и отходами, которая должна быть как можно выше, чтобы улучшать уничтожение молекул), концентрацию кислорода и диаметр частиц.

209. На заводах, где в качестве топлива используются эластомеры, такие как шины и другие изделия, должна использоваться самая современная технология, чтобы не допускать всевозможных выбросов ввиду большого разнообразия и концентрации добавок, использующихся в этих полимерах. Газы, образующиеся в результате горения эластомеров, содержат элементы с высоким уровнем токсичности и поэтому нуждаются в очистке. Диоксины, фураны и полициклические ароматические углеводороды - это побочные продукты процесса горения, которые требуют особого контроля ввиду того серьезного ущерба, который они могут причинить здоровью человека и окружающей среде. Многие потенциально вредные материалы могут образовываться в результате сжигания топлива, такого как уголь и нефть, в дополнение к шинам; это означает, что процесс сгорания должен проводиться при обеспечении соответствующих условий сгорания и контроля за выбросами в целях выполнения всех необходимых мер.

210. Например, сжигание - это технология, требующая существенных капиталовложений и вызывающая протесты общественности. На ряде заводов были отмечены проблемы в процессе эксплуатации, в результате которых было подорвано надежное снабжение электроэнергией. Сжигание – это капиталоемкий процесс. Замена топливом, полученным из шин, части других видов твердого топлива в существующих установках для сжигания, как правило, требует ограниченных инвестиций в соответствующее измерительное оборудование для контроля добавления топлива, полученного из шин. Существует немного систем, предназначенных исключительно для сжигания утильных шин, и они характеризуются большой капиталоемкостью в том, что касается производства электроэнергии, в первую очередь из-за своей относительно небольшой экономии за счет масштаба. Некоторые из таких заводов, а также системы, работающие на древесине и других возобновляемых источниках энергии, столкнулись с трудностями, касающимися экономической жизнеспособности.

211. Некоторые установки по сжиганию отходов, включая такие заводы как "Гумми Майер" (Германия), "Сита Элм энерджи" (Соединенное Королевство) и "Модесто таярз" (Калифорния) были закрыты в результате этих проблем. Заводы, продолжающие работать, включают "Экзетер" (Соединенные Штаты), "Марангони" (Италия) и "Эбара" (Япония).


Каталог: Portals
Portals -> Послепродажное обслуживание сущность и значение послепродажного обслуживания
Portals -> 1. Сущность и значение ремонтного обслуживания. Формы организации и виды ремонтного обслуживания. Сущность и значение ремонтного обслуживания
Portals -> Методы получения органических нитросоединений
Portals -> Перечень экзаменационных заданий для студентов 2 курса ф-та хтиТ спец. Оосирипр
Portals -> Учебной программы для студентов 2 курса специальности оосирипр
Portals -> Міністерства адукацыі Рэспублікі Беларусь
Portals -> Вопросы к экзамену для студентов 2 курса факультета тов
Portals -> Учебного материала по органической химии к экзамену


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница