Вторичная переработка шин пиролизом

Xaydarov Latif Rustamovich, teacher

Tursunov Paxlavon Kaxramon ugli, student Bukhara engineering-technological institute

Uzbekistan, Bukhara

RECYCLING TIRE PYROLYSIS

Summary: the technology of secondary processing of tires due to their chemical or physical processing by pyrolysis is given.

На сегодняшний день одним из наиболее распространённых видов твёрдых бытовых отходов являются изношенные автомобильные покрышки (шины). Общемировые запасы изношенных автомобильных шин оцениваются от 25 до 39 миллионов тонн при ежегодном приросте не менее 7 миллионов тонн. Из этого количества в мире только 23 % шин находят применение: сжигание с целью получения энергии, механическое размельчение для покрытия дорог. Остальные 77 % шин не утилизируются ввиду отсутствия рентабельного способа утилизации. Изношенные шины образуются и накапливаются в автохозяйствах, промышленных предприятиях, предприятиях шиномонтажа и автосервиса, а также в частном секторе. Во многих развитых странах мира имеются методы и программы, нацеленные на поддержку сбора и переработки отработанных покрышек. В большинстве случаев оплачивается сам факт утилизации автомобильных шин из расчёта 50 - 400 EUR за тонну. С каждым годом проблема утилизации отработанных шин заставляет искать новые технологии и устройства переработки шин, согласующиеся с новыми жесткими требованиями экологии, простоты устройства и его обслуживания, минимума оборудования и рабочих мест, актуальности и полезности, получения максимума полезного дешевого продукта, который был бы применим, как печное топливо, так и в ДВС.

В странах Европы индустрия утилизации отходов является самостоятельным сектором экономики и занимает существенное положение в производстве внутреннего валового продукта. Так, по данным Национального агентства по охране окружающей среды Франции, последние 12 лет система управления отходами обеспечивает 2% ВВП. Особое место в этой программе уделяется проблеме утилизации изношенных шин. 24 декабря 2003 г. г-н Раффарен, премьер-министр Франции, подписал национальный закон № 2002-1563 по правилам удаления изношенных шин. Из текста закона следует, что ответственность за утилизацию подобных отходов возложена на производителей и импортеров. Его вполне можно использовать для решения аналогичной задачи в России, где основные производственные мощности шинной промышленности принадлежат фактически трем холдинговым группам – «Амтел», НК «Татнефть» и ОАО «АК «Сибур». По данным ассоциации «Шиноэкология», годовая суммарная производственная мощность реально действующих в России предприятий по переработке изношенных шин составляет не более 65 тысяч тонн. Таким образом, можно с определенной уверенностью утверждать, что уровень переработки утильных шин не превышает 5–% от объема их образования. Иными словами, ежегодно на территории нашей страны образуется гора старых шин общим весом более 700 тысяч тонн. Эффективность реализации программ удаления изношенных шин с территорий напрямую зависит от возможностей использования продуктов их переработки. В зависимости от государственных приоритетов или экономических условий.

Выброшенные на свалки либо закопанные в землю шины разлагаются в естественных условиях не менее 100 лет. Шины обладают высокой пожароопасностью, а продукты их неконтролируемого сжигания оказывают вредное влияние на окружающую среду (почвы, воды, воздушный бассейн), так, как даже краткий список продуктов, образующихся при сжигании шин и попадающих в атмосферу, впечатляет: бифенил, антрацен, флуорантен, пирен – этот список можно продолжать. По данным Европейской ассоциации переработчиков шин (ЕТИА) Европейским Союзом принято решение о запрете с 2003 года сжигания в атмосфере и захоронения в земле изношенных автомобильных шин. Изношенные шины представляют ценное вторичное сырье, содержащее 45-55 % резины (каучука), 25-35 % технического углерода, 10-15 % высококачественного металла. Экономически эффективная переработка изношенных шин позволит не только решить экологические проблемы, но и обеспечить высокую рентабельность перерабатывающих производств. Проблема переработки изношенных автомобильных шин и вышедших из эксплуатации резинотехнических изделий имеет большое экологическое и экономическое значение для всех развитых стран мира, а невосполнимость природного нефтяного сырья диктует необходимость использования вторичных ресурсов с максимальной эффективностью.

Все методы переработки шин делятся на 2 большие группы: физические и химические. Самый распространенный физический метод – измельчение, позволяющее сохранить свойства и структуру полимеров. Для измельчения используются следующие методы:

• -    бародеструкция – дробление материала на крупные части и «отжим» резины из корда (конечный продукт –крошка с диаметром 0,8 мм и корд, который нужно утилизировать);

• -    обработка озоном –шины разрезаются на четыре части и в специальной камере подвергаются механическому и озоновому воздействию (конечный результат –крошка с диаметром 0,1-0,2 мм);

• -    механическое дробление на крошку;

• -    обработка высокой температурой –по сути это переработка шин в топливо, так как резина разлагается на составляющие, параллельно образуется газ, который можно использовать как топливо;

• -    взрыв с циркуляцией;

• -    обработка при низких температурах –для охлаждения используется жидкий азот, резина подвергается дроблению при температуре от -600 до -900^оС;

• -    «псевдосжигание» —сжигание в специальной камере при высоком давлении;

• -    переработка шин пиролизом при температуре 1000⁰С, в результате образуется газ, который можно использовать как топливо;

• -    прямое сжигание –шины сжигаются при избытке кислорода;

• -    косвенное сжигание –сжигание в присутствии газа, полученного в процессе пиролиза;

• -    восстановление.

Надо отметить, что ни один этих способов не в состоянии кардинально решить проблему 100%-ного использования шинного утиля. Все эти способы имеют свои преимущества и свои недостатки. Пиролиз -термическое разложение вещества при отсутствии или недостатке кислорода. При обычном пиролизе изношенных шин образуются, следующие продукты: твёрдый углеродный остаток; жидкость, в состав которой входят органические кислоты, дёготь, ароматические углеводороды; газовая фаза, содержащая водород, летучие углеводороды и оксиды углерода. С экологической точки зрения, процесс пиролиза обладает неоспоримыми преимуществами по сравнению со сжиганием. Некоторые известные схемы пиролиза изношенных шин могут быть безотходными. Однако в настоящее время не существует обоснованной и широко  используемой технологии пиролиза  изношенных шин.

Используемые технологические процессы пиролиза характеризуются большой длительностью по времени переработки изношенных шин в реакторе, а также наличием относительно больших по размеру не переработанных кусков в твердом углеродном остатке после пиролиза. Пиролиз как способ переработки изношенных шин в последние годы занимает одно из первых мест среди прочих способов, о чем свидетельствует большое количество публикаций, патентов, сообщений о действующих лабораторных и промышленных установках. Многие авторы полагают, что переработка утильных шин методом пиролиза будет наиболее экономически выгодным процессом в ближайшем будущем.

Преимущества пиролиза, как способа является:

• -    его универсальность, что дает возможность перерабатывать широкий ассортимент продукции;

• -    минимальные затраты энергии на подготовку сырья.

К недостаткам условно можно отнести деградацию полимерного сырья, связанную с тем, что при пиролизе мы получаем новые полупродукты, которые могут успешно использоваться в различных отраслях хозяйства.

На общую экономику процессов пиролиза влияют следующие факторы:

• -    качество исходного сырья и цена;

• -    применяемый технический метод пиролиза;

• -    производительность единичных аппаратов и выход основных продуктов;

• -    полнота квалифицированного использования побочных продуктов;

• -    потребность в получаемом продукте и его цена.

Как видно, одним из важнейших критериев является уровень производства. Одним из наиболее перспективных направлений в области переработки изношенных шин является способ пиролиза. Таким образом, актуальность проблемы состоит в совершенствовании технологических процессов пиролиза изношенных шин и в разработке устройств и систем контроля и управления пиролизной установкой по переработке изношенных шин, позволяющей повысить эффективность процессов пиролиза.