Утилизация шин

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 каче стве 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 изготов         лении 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.

Изношенные автомобильные  шины как вторичный энергосурс (химические методы переработки)

Речь идет о методах, приводящих к глубоким необратимым изменениям структуры полимеров. Как правило, эти методы осуществляются при высоких  температурах и заключаются в  термическом разложении (деструкции) полимеров в той или иной среде  и получению продуктов различной  молекулярной массы. К этим методам  относятся сжигание, крекинг, пиролиз.

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). 

Так в США Фирма "Waste Management Inc" сооружает установки по дроблению шин и поставляет резиновую крошку в качестве топлива на целлюлозно-бумажные комбинаты и цементные заводы. Также резиновая крошка как топливный материал используется в виде 10% добавки при сжигании угля.

Этой же фирмой проводится эксперимент по сжиганию резины крупного дробления (до 25 мм) в циклонных топках энергетических котлов. Доля резины составляет 2-3% от массы угольного топлива.

Сложность процесса дробления  изношенных шин (особенно с металлокордом) стимулировала развитие технологии сжигания шин в цельном виде. В Англиифирма "Avon Rubber" эксплуатирует печи для сжигания шин в цельном виде с 1973 г., т.е. имеет уже почти 20-летний опыт в этой области.

В США, в свою очередь, развивается  строительство электростанций, использующих в качестве топлива только автомобильные  шины. Фирма "Oxford Energy" построила и эксплуатирует в г. Модесто электростанцию мощностью 14 МВт для сжигания  50 тыс. т. шин в цельном виде. На основании успешного опыта сжигания шин в США планируется построить 12 таких электростанций.

В Великобритании рассматривается  вопрос строительства электростанций мощностью 20-30 МВт для сжигания 12 млн. шин в год массой 90 тыс. т. 

 

Из стран СНГ по такой  технологии работают лишь в Казахстане.

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).

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.

Так при термообработке целых  и измельченных шин наиболее высокий  выход масел наблюдается при 500^оС, при 900^оС отмечается наибольший выход газа. При этом выход продуктов определяется только температурой, а не размерами кусков шин. Из тонны резиновых отходов можно получить пиролизом 450-600 литров пиролизного масла и 250-320 кг пиролизной сажи, 55 кг металла, 10.2 м³ пиролизного газа.

В  США в настоящее время фирмой "Firestone Tyres" проведены успешные опыты по  трансформированию резины в метанол с получением пылевидной сажи, соответствующей стандарту для резинотехнического производства. Первая установка имеет производительность по метанолу 300 т/сутки. Установка рассчитана на переработку шин легковых автомобилей диаметром 50 см. Основным процессом деструкции резины для  дальнейшего трансформирования продуктов разложения в метанол является пиролиз в окислительной камере при температуре 1000 °С. Для переработки шин необходимо их разрезать на части с отделением борта, который используется как побочный  товарный продукт.

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

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

И тут наступает очередь  цифр.

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.

Так  компания Marangoni (Италия) кроме производства покрышек для грузовых и легковых автомобилей и автобусов выпускает оборудование и материалы не только для восстановления покрышек, но и для их безотходной утилизации.

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. Однако та же Marangoniуспешно реализует технологию восстановления покрышек с помощью готовых протекторов кольцеобразной формы. Специальный станок растягивает резиновое кольцо и надевает его на подготовленный бреккер.

 

 В конце прошлого года под Минском  был запущен минизавод СП "Белретред",занимающийся восстановлением шин грузовых автомобилей по технологии фирмы "Эллерброк" (Германия). Сущность данной технологии заключается в том, что новый протектор предварительно вулканизируется на предприятии фирмы "Эллерброк", а затем "приклеивается" к предварительно подготовленному каркасу при температуре около +100С. При этом исключается возможность вторичной вулканизации и повреждения каркаса шины за счет ослабления связи между резиной и кордом. Под "приклеиванием" в данном случае подразумевается "автоматическая вулканизация", которая осуществляется при помощи специальных химических веществ, ускоряющих данный процесс.

Предприятие дает на свою продукцию  гарантию 1 год.

Процесс восстановления

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 "Эллерброк".

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.

В России по технологии холодной вулканизации работают: ООО “Скай”, дилер германской компании Vergolst в Северо-Западном регионе, Чеховский шиновосстановительный завод (ЧШЗ); «Совтрансавто-Брянск»,работающий по технологии американской компании Bandag;  завод РТИ  (г. Копейск).

Заключение

Для примера, цена одного нового колеса карьерного самосвала (в зависимости  от грузоподъемности) составляет  8000$ - 20000$, а восстановление методом холодной вулканизации обходится в 2 - 5 раз дешевле. Шины легковых автомобилей, в виду их большего распространения и при том значительно меньшей стоимости, восстанавливать не всегда выгодно, поэтому целесообразно их утилизовывать для получения гранулята или использывать их как вторичный энергоресурс.

Доклад подготовлен по материалам сети Internet

А также по материалам журнала "АВТОМОБИЛИ", 1998

Статья "Мы не так  богаты, чтобы выбрасывать дорогие  автомобильные покрышки" Автор:Леонид Круглов                                                              

 ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Низкотемпературная  технология

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Бародеструкционная технология

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 

Полностью механическая переработка

ПРИЛОЖЕНИЕ 4