 |  | ||||||
 УДК 504.06 Методы утилизации автомобильных шин
Муратова А.Р., студент, Хасанов И.А., студент, Елизарьев А.Н., декан Уфимский государственный авиационный технический университет, Россия
Рассмотрены методы утилизации автомобильных шин. Проанализированы особенности, достоинства, недостатки каждого из методов.
Проблемой утилизации резинотехнических изделий обеспокоены почти все индустриально развитые государства. Экологически чистая переработка считается приоритетной. Автомобильная шина является важнейшим элементом колеса, поскольку обеспечивает контакт транспортного средства с дорожным покрытием. Она состоит из эластичной резино–металло–тканевой оболочки, устанавливаемой на обод колеса. Шина позволяет поглощать малозначительные вибрации, вызываемые неровностью дорожного покрытия. Наиболее распространенными видами шин являются низкопрофильные, слики, внедорожные, бескамерные, ассиметричные, беспрокольные. Изношенные шины являются одним из проблемных источников отходов по нескольким направлениям [1]:
Шины изготавливают из следующих компонентов: – натуральный каучук: основной компонент протекторных слоев; – синтетический каучук: часть протекторов легковых автомобилей, фургонов и шин 4x4; – технический углерод и диоксид кремния: используются в качестве усиливающего агента для повышения долговечности; – металлические и текстильные армирующие тросы: «каркас» шины, формирующий геометрическую форму и обеспечивающий жесткость; – многочисленные химические вещества: для уникальных свойств, таких как низкое сопротивление качению или сверхвысокое сцепление. Согласно требованиям современной нормативной базы время эксплуатации автомобильных шин после установки не должно превышать 5 лет с момента производства. Организация дополнительных производств, существенные материальные затраты, недостаточная эффективность процессов приводит к недостаточному объему переработки покрышек и в данный момент составляет не более 30%. При переработке шин образуются (рисунок 1) резиновая крошка и регенерат.
Рис. 1 – Переработка шин в резиновую крошку
Пластичный материал, подверженный технологической обработке есть главный регенератор, который также вулканизируется, получая вулканизирующие агенты. Полученные резиновые отходы (вулканизированные) перемалывают, получая резиновая крошку, при этом крошки от 0,02 – 3,0 мм в диаметре можно использовать как эластичный наполнитель, с помощью чего открывается возможность изготовления напольных покрытий промышленных объектов, множества видов асфальтобитумных смесей, спортплощадок и др. Шины содержат в своём составе углерод, сталь и органические масла, извлечение которых весьма затруднительно экономически выгодным методом. Жидкие углеводороды, как правило, есть результат пиролиза автомобильных шин. В мире существуют различные способы утилизации шин. Например, во Франции [2] изношенные шины используют в цементной промышленности. Результаты проведенного анализа современных производств показывают, что утилизация шин, в основном, предназначена для получения тепловой энергии. Механический метод измельчения заключается в механическом воздействии. Наиболее распространенные методы утилизации автомобильных шин механическим способом представлены ниже: 1) метод механического измельчения. Самый распространенный вариант переработки в мире. Технологический процесс переработки включает в себя три этапа (рис. 2): предварительная резка шин на куски; дробление кусков резины и отделение металлического и текстильного корда; получение мелкозернистого резинового порошка.
Рис. 2 – Технология механического измельчения
2) метод измельчения шин взрывом; 3) измельчение шин методом раздавливания мощным гидравлическим прессом; 4) механический способ измельчения автомобильных шин с использованием метода «озонового ножа». Озон содействует ускоренному старению и саморазрушению резины. Резина в некоторой степени разрушается, после чего доизмельчается механическим способом; 5) механический способ при повышенных температурах. Пиролиз – это процесс, который не только обеспечивает экологичность, но и считается высокопрактичной методикой, с помощью которой возможно получить различное вторичное сырье. Пиролиз позволяет переработать целые шины (кроме старой резиновой смеси, которая малопригодна для вулканизации). Продуктами системы пиролиза шин являются полукокс, нефть, сталь и неконденсирующиеся газы. Система пиролиза шин (рисунок 3) состоит из вращающейся печи с косвенным обогревом, извлечения стали, обработки полукокса, цикла измельчения и гранулирования, системы конденсации масла и системы очистки газа.
Рис. 3 – Пиролизная установка для переработки автомобильных шин
Измельченные и промытые стружки шин размером примерно два на два дюйма поступают на предприятие по переработке. Стружка подается во вращающуюся печь непрямого действия с помощью специальных конвейеров и воздушных затворов. В непрямой печи происходит реакция пиролиза, и стружка проходит три стадии внутри печи. Во–первых, резина становится хрупкой и отделяется от стали. На втором этапе нефть и газ вытесняются из каучука и уносятся из печи. На последней стадии пиролиза шины полукокс полностью перерабатывается в вещество, подобное саже, и отделяется от стальной проволоки. Сталь охлаждается, стальная проволока уплотняется и становится доступной для транспортировки в установку для вторичной переработки стали или в печь для обработки стали. Восстановленное пиролизное масло похоже на дизельное топливо по вязкости, теплотворной способности и другим параметрам качества, за исключением того, что оно имеет значительно более высокое содержание серы и более низкую температуру воспламенения. Еще одним продуктов является поток отработавшего газа пиролиза неконденсируемого масла, который можно применить в качестве технологического топливного газа для промышленного оборудования или сжигать в котле и использовать для производства пара. Пиролиз неизмельченных шин, в свою очередь, не нуждается ни в какой механической обработке. Таким образом, в работе рассмотрены основные методы утилизации шин. Проанализированы особенности, достоинства, недостатки каждого из них.
Библиографический список
| |||||||
 |  |
