Ежегодно на территории РФ остаётся около 12 млн



Скачать 133.44 Kb.
Дата09.08.2018
Размер133.44 Kb.
#43343


Экологическая утилизация автомобильных покрышек


План:

  1. Вступление

  2. Утилизация

  3. Утилизация энергии

  4. Восстановление шин

  5. Возможные направления использования резиновой крошки


Вступление:
Ежегодно на территории РФ остаётся около 12 млн. т. использованных автопокрышек. Из них перерабатывается менее 2%. Остальное вывозится на свалки, где скопилось около 200 млн т. автопокрышек – по сути неисчерпаемые запасы для получения качественного топлива. 

Вышедшие из эксплуатации изношенные шины являются источником длительного загрязнения окружающей среды:



  1. шины не подвергаются биологическому разложению;

  2. шины огнеопасны и,в случае возгорания, погасить их достаточно

сложно;

  1. при складировании они являются идеальным местом размножения грызунов, кровососущих насекомых и служат источником инфекционных заболеваний.

Вместе с тем, амортизированные автомобильные шины содержат в себе ценное сырье: каучук, металл, текстильный корд.
Шины представляют собой ценное полимерное сырье: в 1 т шин содержится около 700 кг резины, которая может быть повторно использована для производства топлива, резинотехнических изделий и материалов строительного назначения. В то же время, если сжечь 1 тонну изношенных шин, то в атмосферу выделяется 270 кг сажи и 450 кг токсичных газов.

Американские и шведские специалисты провели исследование, в результате которого выяснилось, что покрышки — довольно опасная часть автомобиля: пыль, возникающая вследствие износа резины, может вызывать серьезные заболевания.



Для справки:
Например, только в одной Швеции в атмосферу ежегодно выбрасывается около 10000 тонн резиновой пыли. В Лос-Анджелесе ежедневно выбрасывается около 5 тонн (и это при том, что Лос-Анджелес считается экологически чистым городом). А всего же во всем мире количество этих выбросов составляет более 1 миллиона тонн. Путем простых расчетов шведские ученые определили, что каждый день обычный гражданин Швеции вдыхает 6 граммов резиновой пыли, а американец — 13.

Что же касается России, то по предварительным оценкам этот показатель может доходить до 20 граммов на человека ежедневно.

Кроме того, даже если резина не эксплуатируется, она выделяет незначительное количество химических веществ (всего их может насчитываться до 100). Наиболее вредными канцерогенами являются бензпирен и другие полиароматические углеводороды, которых в шинах обнаружено до 15 соединений. Также в резине есть 4 из 12 видов N-нитрозаминов. Все эти вещества входят в список опасных ток-сикантов, который составляют Международная организация по исследованию рака и Агентство по охране окружающей среды США.

Для сравнения:
По оценкам исследователей, в резиновой пыли содержится больше канцерогенных веществ, чем в выхлопных газах двигателей, которые до этого считались традиционными источниками загрязнения окружающей среды.

Проблема переработки изношенных автомобильных шин и вышедших из эксплуатации резинотехнических изделий имеет большое экологическое и экономическое значение для всех развитых стран мира. 80% шин сделаны из нефти - потерянного, невозбновляемого природного ресурса, на поиски которого нефтедобывающие компании тратят огромные средства. Именно предлагаемые далее технология утилизации шин, а не их складирование, захоронение и сжигание – позволят сохранить природные запасы ценного сырья России, стимулировать развитие ресурсосберегающих, дешевых технологий, а также очистить и оздоровить окружающую среду для проживающего в стране населения.

Более того, изношенные шины помимо резины содержат большое количество армирующих текстильных и металлических материалов. Утилизация  покрышек и других резиновых отходов позволит освободить для использования по назначению значительные площади занимаемых ими земель. Не менее перспективным методом борьбы с накоплением изношенных шин является продление срока их службы, путем восстановления.

Более того, изношенные шины помимо резины содержат большое количество армирующих текстильных и металлических материалов.

Необходимо заставить отходы работать на свои нужды. 
Отходы – это полезные материалы, которые мы еще не научились использовать!

Перспектива и потенциал переработки изношенных шин и получения регенерата, резиновой крошки, металлического корда и текстиля заключается в широком спектре использования данных материалов и высоком спросе на рынке.





Утилизация:

Проблема утилизации резиновых отходов, в частности автомобильных покрышек, остается актуальной, несмотря на совершенствование технологии производства новых изделий. Складирование и захоронение отходов полимеров экономически неэффективно и экологически небезопасно, так как при длительном хранении они могут выделять в окружающую среду вещества, способные привести к нарушению экологического равновесия. Кроме того, к моменту утраты резиновыми изделиями их эксплуатационных качеств собственно полимерный материал претерпевает весьма незначительные структурные изменения, что обусловливает возможность и даже необходимость их вторичной переработки.


Наиболее перспективным представляются способы переработки отходов резиновых изделий, связанные с их измельчением, так как химические методы, такие как пиролиз и сжигание приводят к уничтожению полимерной основы материала. Различные методы измельчения можно в зависимости от условий проведения процесса подразделить на криогенное измельчение и измельчение при положительных температурах. Несмотря на возможность получения тонкодисперсных порошков резин и малые энергозатраты на собственно процесс измельчения застеклованной резины, криогенная технология обладает весьма существенным недостатком, связанным с высокой стоимостью хладоагентов.
1. Методы переработки резиновых отходов.

В настоящее время, все известные методы переработки шин можно разделить на две группы:



1. Физический метод переработки шин

2. Химический метод переработки шин
1. Физические методы переработки резиновых отходов

В настоящее время все большее значение приобретает направление использования отходов в виде дисперсных материалов. Наиболее полно первоначальная структура и свойства каучука и других полимеров, содержащихся в отходах, сохраняются при механическом измельчении.

Процесс измельчения, несмотря на кажущуюся простоту, очень сложный не только по определению характера, величины и направления нагрузок, но и по трудности количественного учета результатов разрушения.
Способы измельчения вторичных резин

По температуре измельчения:

- При отрицательных температурах

- При положительных температурах

По механическому воздействию:

- Ударом

- Истиранием

- Сжатием

- Сжатием со сдвигом

- Резанием



При отрицательных температурах

Криогенная технология измельчения покрышек основывается на одновременном использовании физических явлений, способствующих более эффективному протеканию процесса – ослабление связей между металлическим кордом и резиной за счет различия их коэффициентов термического расширения, что приводит к растрескиванию и частичному отделению резины от металла.

К достоинствам криогенной технологии переработки отходов относятся:

  1. высокая степень разделения отходов на компоненты;

  2. снижение энергозатрат на дробление;

  3. возможность получения высококачественных материалов;

  4. улучшение условий пожаробезопасности;

  5. улучшение условий труда и др.

В настоящее время для получения отрицательных температур в диапазоне от минус 60 до минус 110 ºС используется жидкий азот. Специфика применения жидкого азота заключается в том, что он имеет температуру минус 196 ºС, что приводит к значительным энергетическим затратам при его производстве и, соответственно, повышает стоимость переработки шин. Кроме того, применение жидкого азота требует организации надежного снабжения или наличия установки по его производству.

2. Химические методы переработки резиновых отходов

Несмотря на то что, химические методы утилизации отходов дают продукты, имеющие определенную ценность, их главный недостаток состоит в том, что не сохраняются исходные полимерные материалы- каучуки и волокна, т.е. ценность получаемых продуктов значительно ниже ценности исходных материалов. В связи с этим большой интерес представляют методы переработки, позволяющие наиболее полно сохранить структуру и свойства полимерных составляющих с тем, чтобы вернуть их в сферу производства.



Процесс пиролиза:

Разделанные на куски покрышки, загружаются в корзину, после чего при помощи тельфера или другого подъемного механизма, корзина помещается в пиролизную установку (реактор), где подвергается нагреванию до 500 °С без доступа кислорода (процесс пиролиза), в результате чего образуется парогазовая смесь, которая под естественным давлением направляется в систему конденсации и после в газгольдер, вследствие конденсации образуется синтетическая нефть, неконденсируемый остаток пиролизного газа с целью окончательной очистки проходит через угольные фильтра и попадает в топку, где сжигается для поддержания процесса. Излишки газа могут сбрасываться или использоваться для бытовых и прочих нужд. Длительность процесса пиролиза (активный режим) 10-12 часов, включая загрузку корзин. Далее пиролизная установка переводиться в режим охлаждения. По прошествии 12-ти часов, пиролизная установка открывается и при помощи тельфера происходит выемка корзины, которая перемещается в охладитель где находится 10-12 часов, после чего извлекается из охладителя и устанавливается в грохот, где углеродсодержащий остаток (технический углерод) подвергается отделению от металлокорда.






При таком способе, с 1-й тонны автопокрышек мы получаем:

  • газ пиролизный - 100 мЗ;

  • синтетическая нефть 350-400кг;

  • технический углерод 250-300кг;

  • металлокорд 200-250кг.

Технический углерод, применяется, как наполнитель в производстве неответственных резин, тех -пластин, транспортерных лент и т.д. Так же это пигмент для производства красок. Углерод более низкого качества используется в строительстве (швы, тротуарная плитка, кирпич, бетонных изделиях).

Синтетическая нефть, по своему составу, очень идентична с природной нефтью. Основные составляющие: Дизельная, бензиновая, битумная фракции. Может реализовываться, как печное топливо и мазут. А именно присадка для ДТ - 37%, цена на 25% ниже самого ДТ; присадка для бензина - 33%.

Газ, может реализовываться для работы мини котельных. При работе одного котла образуется 100 мЗ газа, на собственные нужды (работа 80кВт горелки в течении 9 рабочих часов) спользуется всего лишь 50мЗ.

Металлокорд, реализовывается, как металлолом, либо после дополнительного обжига в качестве вязальной проволоки.

Утилизация энергии:
Существуют два способа сжигания с целью утилизации энергии: прямой и косвенный.

+ В первом случае шины, грубоизмельченные или целиком, сжигают в избытке кислорода. Иногда грубоизмельченные шины добавляют к другому сжигаемому материалу для повышения его теплотворной способности (теплотворная способность резины составляет 32 ГДж/т, что соответствует углю высокого качества).

Одним из главных недостатков переработки сжиганием является тот факт, что при сжигании изношенных шин, как и при сжигании нефти, уничтожаются химически ценные вещества, содержащиеся в материале изношенных шин.



+ Во втором случае на сжигание поступает газ, полученный в процессах переработки изношенных шин, например, при пиролизе (основаны на термическом разложении отходов при отсутствии или большом дефиците кислорода с целью сохранения углеводородного сырья). Пиролиз (от греч. pyr — огонь, жар и lysis — разложение, распад), превращение органических соединений в результате деструкции их под действием высокой температуры.

Энергия горючего газа используется для получения горячей воды или водяного пара при помощи теплообменников.


На Международной выставке-конгрессе "Высокие технологии. Инновации. Инвестиции“ был представлен проект ЗАО "Камея“ (Петербург) по созданию эффективной системы сбора и комплексной утилизации покрышек в Петербурге и Ленинградской области. Сутью проекта является оригинальный способ утилизации измельченных автопокрышек совместно с горючим сланцем, который позволяет на газогенераторах, стоящих в городе Сланцы, утилизировать до 100 тыс. тонн старых покрышек и резины в год, при этом получая жидкое и газообразное топливо.

Жидкие и газообразные продукты пиролиза можно использовать не только как топливо. Жидкие продукты пиролиза можно использовать в качестве пленкообразующих растворителей, пластификаторов, мягчителей для регенерации резин. Пек пиролизной смолы является хорошим мягчителем, который может использоваться самостоятельно или в смеси с другими компонентами. Тяжелая фракция пиролизата как добавка к битуму, использующемуся в дорожном строительстве, может повысить его эластичность, устойчивость к холоду и влаге.

Из газообразной фракции пиролиза можно выделять ароматические масла, пригодные для применения в производстве резиновых смесей. Низкомолекулярные углеводороды могут быть использованы в качестве сырья для органического синтеза и в качестве топлива.

Восстановление шин

Само по себе шинное производство — одно из самых энергоемких — постоянно наращивает мощности. Уничтожение отработавших шин, пиролизом, описанным выше, еще более энергоемко, а для сжигания 3-4 тыс. покрышек требуется такое же количество кислорода, какое поглощает небольшой европейский городок за месяц.

1:2 - таково соотношение продаж новых и восстановленных покрышек в странах Западной и Центральной Европы и Скандинавии.

Как это не покажется странным, но среди фирм, занимающихся восстановлением покрышек, лидируют шинные заводы.

Существует несколько технологий восстановления изношенного протектора. Наиболее распространены нарезка и горячая вулканизация специальной гладкой ленты с одновременным формированием рисунка (этот процесс был хорошо известен у нас в стране как «наварка»).

Однако, самые большие надежды и перспективы связаны на сегодняшний день именно с «холодной» (при температурах до 100С) вулканизацией с применением лент с заранее нанесенным рисунком. В большинстве случаев для этого используется лента, равная размерам основных типов покрышек.


Процесс восстановления

Утилизация автомобильных шин – не единственный выход из создавшегося положения. Существует еще и восстановление шины – полный ремонт, в ходе которого обновляются ее протектор и боковина. Восстановление шины – наиболее экологичный и экономичный способ решения проблемы. На этот процесс затрачивается приблизительно 5 литров сырой нефти, в отличие от 35 литров, необходимых для производства новой автопокрышки.


Процесс начинается с визуального контроля, в результате которого отсеиваются покрышки с видимыми дефектами. Затем следует проверка шины под давлением, после которой колесо поступает на участок, где с него снимаются остатки старого протектора.

После устранения мелких дефектов, вскрытых после снятия старого протектора, осуществляется процесс подготовки каркаса к обработке клеем. Затем наносится клей, в состав которого входят вещества, активизирующие процесс вулканизации, и прокладочная лента, по составу напоминающая сырую резину. После всех этих операций на шину накладывается протектор фирмы.



Следующий этап - закладка колеса в оболочки, называемые энвелопами. Полученный "бутерброд" подается в автоклав, где при температуре чуть ниже +100С происходит "холодная вулканизация". На финишных же операциях осуществляется проверка покрышки под давлением и придание колесу товарного вида.

Возможные направления использования резиновой крошки:


  • порошковая резина с размерами частиц от 0,2 до 0,45 мм используется в качестве добавки (5…20%) в резиновые смеси для изготовления новых автомобильных покрышек, массивных шин и других резинотехнических изделий. Применение резинового порошка с высокоразвитой удельной поверхностью частиц (2500-3500 см. кв/г), получаемой при его механическом измельчении, повышает стойкость шин к изгибающим воздействиям и удару, увеличивая срок их эксплуатации;

  • порошковая резина с размерами частиц до 0,6 мм используется в качестве добавки (до 50…70%) при изготовлении резиновой обуви и других резинотехнических изделий. При этом свойства таких резин (прочность, деформируемость) практически не отличаются от свойств обычной резины, изготовленной из сырых каучуков;

  • порошковую резину с размерами частиц до 1,0 мм можно применять для изготовления композиционных кровельных материалов (рулонной кровли и резинового шифера), подкладок под рельсы, резинобитумных мастик, вулканизованных и не вулканизованных рулонных гидроизоляционных материалов;

  • порошковая резина с размерами частиц от 0,5 до 1,0 мм применяется в качестве добавки для модификации нефтяного битума в асфальтобетонных смесях.

Следует привести некоторые результаты исследования ее влияния на эксплуатационные свойства асфальтобетона. При исследовании изучалось влияние количество вводимой в асфальтобетонную смесь резиновой крошки по количеству и размерам частиц на трещиностойкость асфальтобетона и коэффициент сцепления колеса автомобиля с поверхностью проезжей части дороги.

  1. Установлено, что применение резиновой крошки в асфальтобетоне в два раза повышает коэффициент сцепления на мокром покрытии. На сухом покрытии существенных изменений нет.

  2. При использовании резиновой крошки от 0 до 1.0 мм трещиностойкость возрастает на 30 процентов. С уменьшением размера частиц трещиностойкость увеличивается. Особенно эффективно применение частиц крошки от 0.14 мм и меньше. Частицы меньше 0.08 за время перемешивания распадаются, составляющие модифицируют битум, улучшая его свойства.

  3. При небольших размерах частиц крошка распределяется по массе асфальтобетонной смеси более равномерно повышая упругую деформацию при отрицательных температурах.

  4. Объем дробленой резины в составе таких усовершенствованных покрытий yдолжен составлять около 2% от массы минерального материала, т.е. 60…70 тонн на 1 км дорожного полотна. При этом срок эксплуатации дорожного полотна увеличивается в 1,5 - 2 раза.

Такие порошки (размерами частиц от 0,5 до 1,0 мм) используются также в качестве сорбента для сбора сырой нефти и жидких нефтепродуктов с поверхности воды и почвы, для тампонирования нефтяных скважин, гидроизоляции зеле ных пластов и т.д.; резиновая крошка с размерами частиц от 2 до 10 мм используется при изготовлении массивных резиновых плит для комплектования трамвайных и железнодорожных переездов, отличающихся длительностью эксплуатации, хорошей атмосферостойкостью, пониженным уровнем шума и современным дизайном; спортивных площадок с удобным и безопасным покрытием; животноводческих помещений и т.д.
Каталог: upload -> tmp-picture
tmp-picture -> Игры на уроках английского языка Игры при изучении английского алфавита 1 Игра
tmp-picture -> «Цветочек на ладошке»
tmp-picture -> Опробуйте новый для себя опыт, вы удивитесь самому себе. Я верю, что все мы способны сделать эволюционный скачок в развитие своего сознания
tmp-picture -> «Память храня» (Церковь иконы Божьей Матери «Неупиваемая чаша»)
tmp-picture -> Кроме этого, существует понятие
tmp-picture -> Первое и основное направление реабилитации
tmp-picture -> Бег — один из самых популярных видов тренинга видимо потому, что не нужно никакого специального оборудования. Обулся и беги
tmp-picture -> Богатые клетчаткой, сложными углеводами, полноценными белками
tmp-picture -> Опробуйте новый для себя опыт, вы удивитесь самому себе. Я верю, что все мы способны сделать эволюционный скачок в развитие своего сознания

Скачать 133.44 Kb.

Поделитесь с Вашими друзьями:




База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница