Мар 29 2001

Переработка изношенных автомобильных шин

Опубликовано в 08:50 в категории Утилизация отходов

Переработка изношенных автомобильных шин

с металлокордом в товарный продукт

Н.Д. Рашевский1, В.С. Кроник2, В.А. Мороз2, И.П. Неелов2

1Фирма "АРК", г. Харьков, Украина

2ИП "Экотехника", г. Харьков, Украина

Пневматические покрышки на основе резины с металлическим и текстильным кордом имеют ограниченный (до 3-х лет) срок эксплуатации.

С ростом производства средств транспорта, подъемно-крановых и других специализированных механизмов на пневморезиновом ходу возрастает объем изношенных покрышек с металлическим и текстильным кордом.

>

Объем образования изношенных только автомобильных шин в среднем составляют 2,0…5,0кг/год на душу населения. Уровень их утилизации во всем мире не превышает 10%.

Изношенные покрышки не подвергаются естественному разложению, гниению, поэтому накапливаются на полигонах, занимая значительные площади земельных угодий, рассеиваются в оврагах, лесах, водоемах, загрязняя окружающую среду. Изношенные шины находят применение при устройстве различных ограждений, предохранения берегов от размывания, буферных поддонов и др., но это имеет ограниченный, локальный характер.

В тоже время изношенные шины являются источником ценного углеводородного сырья, лома легированной стали и текстильного материала в виде натуральных и синтетических волокон. Поэтому проблема утилизации изношенных шин и других аммортизированных резинотехнических изделий актуальна с экологической и экономической сторон.

С учетом этого во всем мире ведутся исследования, опытно-конструкторские работы по созданию совершенных способов рециклинга изношенных шин – многотоннажного, компактного источника вторичного сырья.

Практикуется сжигание изношенных шин как топлива в печах производства цемента, обжига и сушки рудных материалов, в топках электростанций и т.д. Однако в силу неполного сгорания в атмосферу с дымовыми газами выбрасываются токсичные органические вещества, в т.ч.

типа бенз (а) пирены, оксид углерода, диоксид серы, сажа. Поэтому указанный способ не может быть приоритетным для утилизации изношенных шин.

1.Предлагается технология глубокого "сухого" безкислородного пиролиза изношенных шин и других резинотехнических изделий. Технология включает стадии измельчения их до фракции 20…25 мм, затем, совместно с металло - текстильным кордом, проводится термический (Т – 600…1000° С) пиролиз в безкислородной среде, разделение газообразных, жидких углеводородов как вторичных энергоносителей, измельчение пирокарбона-заменителя технического углерода активированного угля. Процесс технологически сложен, требует специальной подготовки обслуживающего персонала, особых условий ведения процесса. Оборудование металлоемкое (250 тонн), энергоемкое (до 1 кВт/тонну; природного газа 8 м3/тонну сырья), практически не апробировано в промышленных условиях на данном виде сырья. Ликвидность целевых продуктов не обосновывается. Стоимость только комплекса оборудования более 2000тыс. долл. США, в т.ч. более 1600 тыс. долл. США на установки пиролиза, разделение парогазовой смеси, переработки пирокарбона. Кроме этого, не исключаются газовые выбросы с комплексом токсичных компонентов (СО, NОx, SO2, пыль и др.). С учетом этого, предлагаемый проект сухого пиролиза бесперспективен в практике утилизации изношенных шин резинотехнических изделий сложного химического состава.

2.В мировой практике широкое применение получили методы измельчения изношенных шин с активацией процесса токами высокой частоты, озоном, жидким озоном, нагревом СВЧ, растворением и др.

Измельчение изношенных шин при воздействии ТВЧ, СВЧ, озоном, растворителями находится на стадии исследований. Предполагаемые энергозатраты, низкая производительность, необходимость специальной подготовки производства и условий труда исключают возможность их практического применения.

Механическое измельчение изношенных шин с металлокордом и предварительной обработкой их в жидком азоте инициируют фирмы ИНТЕК-400, Кунштоф Рециклинг (ФРГ). При этом удельный расход N2 (ж) составляет более 0,6 кг/кг сырья, электроэнергии 1700 кВт/тонну, в т.ч. до 70% электроэнергии расходуется на производство N2 (ж). Производство N2 (ж) требует сложнейшего оборудования, соответствующего уровня обслуживания, особый условий труда, исключение выбросов в атмосферу. При этом достигается выход резиновой крошки с фракцией всего лишь до 1,0мм и пониженными резино-механическими свойствами.

С учетом этого предлагаемый криогенный метод измельчения изношенных шин с отделением металлокорда не обеспечивает основной задачи – тонкого измельчения. Сложность технологии, высокие капитальные энергозатраты исключают целесообразность использования этого метода в условиях утилизации аммортизированных изделий.

3.Специалисты фирм Украины и России (ООО "Экоинвест", НПП "Эковторполимермаш", НПП "Роса" и др.) предлагают метод механического измельчения изношенных шин с металлокордом с использованием охлажденного воздуха. Последний специально охлаждается (-80…-110°С) посредством соответствующего холодильно-компрессорного оборудования. При этом фракция целевого продукта на уровне 0,2 мм, отделение металлокорда соответствует требованиям, обеспечивается экологическая безопасность производства.

Введение дополнительного процесса охлаждения воздуха не повышает уровень качества рециклинга, т.к. увеличиваются капитальные и энергетические расходы на производство резиновой крошки из изношенных автомобильных шин с металло - текстильным кордом.

Фирмы "Экотехмаш", РИЦ "Росполимер", НИИШТ (Россия) предлагают метод механического измельчения изношенных шин с текстильным кордом до крошки 0,5 мм при обычных условиях.

ЦИМП (Франция, Испания) также предлагает метод многоступенчатого механического измельчения изношенных шин с металло - текстильным кордом до фракции 3…7 мм. Отмечается низкая производительность, высокий уровень износа оборудования.

Находится в эксплуатации завод утилизации изношенных шин с металлотекстильным кордом, (г. Дрогобыч, Львовская обл.) на основе криогенного измельчения (технологии и оборудование ФРГ) и другие шиноремонтные заводы, РТИ и т.д.

4.Авторами настоящего сообщения предлагаются апробированные технология и комплекс оборудования утилизации изношенных автомобильных шин с металло - текстильным кордом, амортизированных РТИ, кабельной продукции, транспортерных лент, противогазов и др. изделий на основе резины способом многоступенчатого механического измельчения их в эластичном состоянии в резиновую крошку (0,1…1,0 мм) и тонко измельченный резиновый порошок (10…20 микрон).

Сырьем для предлагаемого производства являются изношенные автомобильные шины с металло - текстильным кордом диагональной радиальной конструкции, соответствующие ГОСТу 8407-86, гр.3.1.2. – "сырье вторичное" резиновое. Максимальный диаметр шин 1200 мм, ширина профиля – 240…320 мм, а также другие аммортизированные изделия на основе резины, указанные выше.

Технологический процесс и оборудование комплексной линии обеспечивают следующие операции.

Процесс начинается с удаления бортовых колец покрышек на станке СШ. Бортовые кольца собираются в контейнеры. Оставшаяся часть покрышек передается на ленточный конвейер КЛ, транспортирующий их в ножевую двухвалковую дробилку ДНВ-2-400 первичного измельчения, где происходит дробление покрышек до кусков размером 60…120мм, совместно с металло - текстильным кордом. Далее ленточным конвейером куски резины передаются в дробилку ДРН-1 для вторичного измельчения до размера в пределах 14 мм, затем продукт ленточным конвейером КЛ-5 подается на магнитный барабанный сепаратор ПБСР 60/50, где происходит интенсивное отделение металлокорда из дробленной резины.

Из магнитного сепаратора фракция подаются ленточным конвейером КЛ-5 на однорядную вибрационную сетку НА51948 для рассева материала и выделения кордной составляющей. Фракция резины 14 мм и менее, прошедшая сетку отбирается ленточным конвейером КЛ-5 и подается на второй магнитный сепаратор ПБСР 60/50. Фракция 14 мм возвращается конвейером КЛ-4 на домол в дробилку ДРН-1, текстильный корд вентиляторами отсасывается через циклон и после отделения собирается в тару.

Из второго магнитного сепаратора фракция резины 14 мм и менее подается в аэросепаратор АВС-1, где производится второе отделение текстильного волокна от резины. На выходе из аэросепаратора резина передается системой винтовых конвейеров к каждой из двух параллельно установленных линий измельчения резины (ЛИР-1), где резиновая крошка измельчается в роторных измельчителях от 14 до 3…5 мм и далее поступает в дисковые мельницы, где обеспечивается измельчение до дисперсии 0,5…1,0мм. Выходящая из мельниц крошка проходит классификатор и разделяется на две фракции.

Фракция более 1,0мм возвращается на доизмельчение, менее 1,0мм отбирается от пневмосистемы в товарную упаковку.

Транспортные операции производятся с помощью ленточных, винтовых конвейеров и пневмоситемем. С целью повышения экономической эффективности рециклинга изношенных шин возможна модернизация процесса, обеспечивающая получение тонко измельченного резинового порошка (10…20 микрон). Для этого, после роторных измельчителей резиновая крошка (3…5мм) направляется в вихревые мельницы с охлаждаемыми камерами циркулирующим хладагентом (на схеме не показаны). Разработка одной фирмы (г. Харькова).

Возможно также совершенствование линии, установкой в место СШ устройства удаления металлокорда и бортовых металлических колец методом индуктивного локального нагрева ТВЧ. Что должно значительно упростить процесс измельчения и увеличить объемы переработки изношенного сырья. Разработка специалистов (г. Одесса).

Производство переработки изношенных шин по предлагаемой нами технологии является экологически чистым металлокорд, кордное волокно улавливается в магнитных -, аэросепараторах. Твердые частицы резины, волокнистого корда улавливаются в циклонах, рукавных фильтрах и направляется на дальнейшую переработку. Химические вредные вещества по данной технологии не образуются. Вода оборотная потребляется только для охлаждения узлов оборудования в количестве до 3м3/час.

Выбросы в атмосферу резиновой пыли составляет – 0,0235 г/сек; текстильной до 0,00055г/сек. Имеется заключение специалистов ведущих научных организаций резины и полимеров об экологической чистоте данного способа.

Производительность предлагаемого производства составляет около 1,0 тонн в час, с учетом выхода основной продукции в виде:

– Резина дробленная (0,1…1,0мм) – 65 % или 650кг/т сырья, соответствующая по составу, количеству примесей ТУ 38.108035-87;

– Бортовые металлокольца – 7 % или 70кг/т сырья, с остатками резины до 20 %.

– Металлокорд (марки стали 60С2А, 60ГС) до 25 %или 250кг/т сырья;

– Кордное волокно до 2,5 % или 25гк/т, с остатками резины до 70 %.

– Резиновой и резинотекстильной пыли до 0,5 % или 5кг/т сырья, улавливается в циклонах и рукавных фильтрах.

– Фактический выход готовой продукции и других компонентов, их фракционный состав, наличие примесей будут уточняться в процессе пусконаладочных работ и эксплуатации производства.

По опыту эксплуатации аналогичного оборудования стойкость режущих инструментов составляет: заточка ножей на борторезательном станке через 10 часов; 2-х валковой дробилке – 500час; скоростной дробилке 40час; роторной дробилке – 40 час.

Предлагаемая линия утилизации изношенных автошин обеспечивает возможность отбора измельченных кусков, крошки резины на каждой стадии и реализации их с учетом коньюктуры рынка:

– Ботовые металлические кольца с остатками резины направляются на переплав;

– Дробленая резина (60х60;60х120мм) после первой стадии измельчения, может использоваться как добавка к коксу (до 20 %), в доменном производстве или как сырье регенераторным предприятиям;

– Резиновая крошка (14мм) после второй стадии измельчения может использоваться в производстве гидроизоляционных, кровельных материалов и для регенерации в каучук;

– Резиновая крошка (3…5мм) после третьей стадии помола может использоваться в дорожном строительстве (добавка в асфальт до 20 %), по данным СоюзДорНИИ потребность неограниченная, а также в производстве изделий строительного назначения для покрытия тротуаров, площадок и дорожек спорткомплексов, животноводческих ферм, шифера, черепицы, рубероида и др.

– Резиновая крошка (0,1…1,0мм на четвертой стадии помола) имеет неограниченные области применения в производстве бризола, изола, мастик, различных резино-технических изделий, под рельсовых подкладок железнодорожного и городского транспорта и т.д.

Получение мелкодисперсионного порошка резины (10…20 микрон), это качественно высокий уровень рециклинга, используется в качестве компонентов шумопоглощающих красок и покрытий, а также высокоэффективной сорбционной очистки нефтепродуктов, цена реализации на моровом рынке увеличиваются в 3…5 раз, по сравнению с грубо измельченном резиной.

Выделенный металлокорд с остатками резины пакетируется и реализуется на переплав. Отходы волокнистого корда с остатками резины могут перерабатываются в гидро-, тепло-, шумоизоляционные плиты и др.

Предлагаемые технология и комплекс оборудования могут использоваться для утилизации крупногабаритных отходов производства и потребление полимеров: слитков, контейнеры, изношенных труб большого диаметра, кабельная продукция, а также смешанные бытовые отходы пластмасс до товарных вторичных термопластов.

Линия производства резиной крошки комплектуется серийно изготавливаемым и нестандартным оборудованием. Основные аппараты и узлы апробированы в промышленных условиях

Занимаемая площадь до 1000м2, высота 8,5м, категория В. Энергопотребление 0,6 кВт/кг сырья.

Предлагаемые технология и оборудование являются практическим решением утилизации изношенных шин и других видов отходов на основе резины и полимеров.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.