Технологии утилизации шин

Технологии  утилизации шин.

Реферат.

Выполнил: Рождественский Михаил                       
 

Введение

 
Динамичный рост парка автомобилей  во всех развитых странах приводит к постоянному накоплению изношенных автомобильных шин. По данным Европейской Ассоциации по вторичной переработке шин (ЕТРА) в 2000 году общий вес изношенных, но не переработанных шин достиг:

в Европе-2,5 млн. тонн;

в США-2,8 млн. тонн;

в Японии-1,0 млн. тонн;

в России-1,0 млн. тонн.

В Москве ежегодно образуется более 70 тыс. тонн изношенных шин, в Петербурге и Ленинградской области - более 50 тыс. тонн...

 Объем их  переработки методом измельчения  не превышает 10%. Большая часть  собираемых шин (20%) используется как топливо. Вышедшие из эксплуатации изношенные шины являются источником длительного загрязнения окружающей среды: 
-шины не подвергаются биологическому разложению; 
-шины огнеопасны и, в случае возгорания, погасить их достаточно сложно; 
-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.

 
Проблема переработки изношенных автомобильных шин и вышедших из эксплуатации резинотехнических изделий имеет большое экологическое и экономическое значение для всех развитых стран мира. Невосполнимость природного нефтяного сырья диктует необходимость использования вторичных ресурсов с максимальной эффективностью, т.е. в место гор мусора мы могли бы получить новую для нашего региона отрасль промышленности - коммерческую переработку отходов.

 

Не менее  перспективным методом борьбы с  накоплением изношенных шин является продление срока их службы, путем восстановления. 

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

1. Физический метод
2. Химический метод

Рассмотрим их более подробно.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ  ТЕХНОЛОГИЯ УТИЛИЗАЦИИ

 

 
При низкотемпературной обработке  изношенных шин дробление производится при температурах -60 град.С ... -90 град. С, когда резина находится в псевдохрупком состоянии. Результаты экспериментов  показали, что дробление при низких температурах значительно уменьшает энергозатраты на дробление, улучшает отделение металла и текстиля от резины, повышает выход резины. Во всех известных установках для охлаждения резины используется жидкий азот. Но сложность его доставки, хранения, высокая стоимость и высокие энергозатраты на его производство являются основными причинами, сдерживающими в настоящее время внедрение низкотемпературной технологии. Для получения температур в диапазоне -80 град.С ... -120 град.С более эффективными являются турбохолодильные машины. В этом диапазоне температур применение турбохолодильных машин позволяет снизить себестоимость получения холода в 3-4 раза, а удельные энергозатраты в 2-3 раза по сравнению с применением жидкого азота. Технология не внедрена. Производительность линии 6000 т/год.   
 
 
 
 
 
 

ОПИСАНИЕ  ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ  ЛИНИИ 

Схема линии представлена в приложении 1.  Изношенные автомобильные шины подаются в машину для удаления бортовых колец. После этого шины поступают в шинорез и далее в ножевую роторную дробилку. Затем следует магнитный сепаратор и аэросепаратор. Для охлаждения порезанные и предварительно очищенные куски резины подаются в холодильную камеру, где охлаждаются до температуры -50 град.С...-90 град.С. Холодный воздух для охлаждения резины подается от генератора холода воздушной турбохолодильной машины. Далее охлажденная резина попадает в роторно-лопаточный измельчитель, откуда она направляется на повторную очистку в магнитный сепаратор и аэросепаратор, где отбирается резиновая крошка менее 1 мм ... 0,5 мм, а также более крупная и затаривается в мешки и отправляется к заказчику.  

  

2. БАРОДЕСТРУКЦИОННАЯ  ТЕХНОЛЛОГИЯ

 
 

Технология  основана на явлении "псевдосжижения" резины при высоких давлениях  и истечении её через отверстия специальной камеры. Резина и текстильный корд при этом отделяются от металлического корда и бортовых колец, измельчаются и выходят из отверстий в виде первичной резино-тканевой крошки, которая подвергается дальнейшей переработке: доизмельчению и сепарации. Металлокорд извлекается из камеры в виде спрессованного брикета. Производительность линии 6000 т/год. В настоящее время реализованы и успешно работают 2 перерабатывающих завода: "Астор"(Пермь), ЛПЗ(Лениногорск,Татарстан) 
 
 

ОПИСАНИЕ  ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ  ЛИНИИ 

   Схема линии представлена в приложении 2.  Автопокрышка  подаётся под пресс для резки шин, где режется на  фрагменты массой не более 20 кг. Далее  куски подаются в  установку высокого давления.

В установке  высокого давления шина загружается  в рабочую камеру, где происходит экструзия резины в виде кусков размерами 20-80 мм и отделение металлокорда.

После установки высокого давления резинотканевая крошка и металл  подаются в аппарат очистки брикетов для отделения металлокорда (поступает в контейнер)от резины и текстильного корда, выделение бортовых колец. Далее остальная масса подаётся в магнитный сепаратор, где улавливается основная часть брекерного металлокорда. Оставшаяся масса подаётся  в роторную дробилку , где резина  измельчается до 10 мм.

Далее вновь в кордоотделитель, где  происходит отделение резины от текстильного корда и  разделение резиновой крошки на две фракции:

· менее 3 мм;

· от 3 до 10 мм.

Отделившийся  от резины текстильный корд поступает  в контейнер.

В случае если резиновая крошка фракцией более 3 мм интересует потребителя как  товарная продукция, то она фасуется в бумажные мешки, если нет, то она попадает в экструдер-измельчитель.

После измельчения вновь в кордоотделитель. Текстильный корд - в контейнер, а резиновая крошка - в вибросито, где происходит дальнейшее её разделение на три фракции: 

I - от 0,3 до 1,0 мм;

II - от 1,0 до 3,0 мм;

III - свыше  3,0 мм.  

Фракция резиновой крошки более 3 мм возвращается в экструдер-измельчитель, а резиновая крошка I и II фракции отгружается покупателю. 
 
 
 

3. ПОЛНОСТЬЮ МЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА

 
 

В основу технологии переработки заложено механическое измельчение шин до небольших кусков с последующим механическим отделением металлического и текстильного корда, основанном на принципе "повышения хрупкости" резины при высоких скоростях соударений, и получение тонкодисперсных резиновых порошков размером до 0,2 мм путем экструзионного измельчения полученной резиновой крошки. Производительность линии 5100 т/год.  
 

 

ОПИСАНИЕ  ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ  ЛИНИИ 

Технологический процесс включает в себя три этапа: 
- предварительная резка шин на куски; 
- дробление кусков резины и отделение металлического и текстильного корда; 
- получение тонкодисперсного резинового порошка.

Схема линии представлена в приложении 3. 
На первом этапе технологического процесса поступающие со склада шины подаются на участок подготовки шин, где они моются и очищаются от посторонних включений. 
После мойки шины поступают в блок предварительного измельчения - агрегаты трехкаскадной ножевой дробилки, в которых происходит последовательное измельчение шин до кусков резины, размеры которых не превышают 30х50 мм. 
На втором этапе предварительно измельченные куски шин подаются в молотковую дробилку, где происходит их дробление до размеров 10х20 мм. При дроблении кусков обрабатываемая в молотковой дробилке масса разделяется на резину, металлический корд, бортовую проволоку и текстильное волокно. 
Резиновая крошка с выделенным металлом поступает на транспортер, с которого свободный металл удаляется с помощью магнитных сепараторов и поступает в специальные бункеры. После металлические отходы брикетируются. 
На третьем этапе куски резины подаются в экструдер-измельчитель. На этой стадии обработки происходит параллельное отделение остатков текстильного волокна и отделение его с помощью гравитационного сепаратора от резиновой крошки. Очищенный от текстиля резиновый порошок подается во вторую камеру экструдера-измельчителя, в котором происходит окончательное тонкодисперсное измельчение. 
По выходу из экструдера - в вибросито, и где осуществляется рассев порошка на 3 фракции. 

1-ая  фракция                               -0,5…0,8   мм 
2-ая фракция                              - 0,8…1,6   мм 
3-яя дополнительная фракция - 0,2…0,45 мм (поставка по заказу)

В приложении 4 представлено сравнение вышеназванных  технологических  линий по затратам электроэнергии и по выходу товарного продукта.   
 
 

4. НОВЕЙШАЯ  ТЕХНОЛОГИЯ

 

Золотая медаль 26-го Международного салона изобретений, прошедшего весной 2000 года в Женеве, присуждена способу озонной переработки  изношенных шин, предложенному группой  российских ученых и инженеров. Суть технологии - в "продувании" озоном автомобильных покрышек, что приводит в полному их рассыпанию в мелкую крошку с отделением от металлического и текстильного корда.

При этом новая технология значительно экономнее  всех существующих и, кроме того, абсолютно экологически безвредна - озон окисляет все вредные газообразные выбросы. В России созданы две опытные озонные установки, их суммарная производительность - около 4 тыс. тонн резиновой крошки в год.

  
 
 

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