Способ утилизации резиновых отходов

Классификация резиновых отходов и способов их переработки

Особенности химического строения эластомеров, заклю­чающиеся в наличии длинных молекул с радикалами, которые образуют прочную трехмерную структуру с поперечными связями, а также сложность надмолекулярных структур эластомеров придают им уникальные свойства, делающие их незаменимыми материалами для современного машиностроения и других отраслей экономики.

В то же время именно эти свойства, в ряде случаев усугубляю­щиеся сложной конструкцией изделия (например, шин), являются основой значительных трудностей, связанных с утилизацией отработанных резиноподобных материалов.

Изделия из резины, благодаря уникальным свойствам этого материала (прежде всего способности к большим обратимым деформациям), применяются во всех отраслях промышленности. Их изготавливают путем вулканизации резиновых смесей, основой которых является каучук. Состав резиновых отходов может быть очень различным и зависит от ассортимента продукции, который включает резинотехнические изделия, обувь и шины. В зави­симости от назначения резиновые изделия изготавливаются на основе различных каучуков, пластификаторов, наполнителей и других ингредиентов, а потому их смешение между собой не всегда целесообразно. Отходы резины образуются как в сфере произ­водства резиновых изделий, так и в сфере их потребления, т. е. при эксплуатации.

Резинотехнические изделия могут содержать в своем составе в качестве арматуры текстильные материалы и металл. Про­мышленные отходы образуются на всех стадиях изготовления резиновых изделий. С точки зрения утилизации отходов прин­ципиально важно, образовались ли они до вулканизации или после нее. Все резиносодержащие отходы можно классифицировать так, как изображено на рис. 9.14.

Резиновые отходы, образовавшиеся до стадии вулканизации, по свойствам мало отличаются от исходных резиновых смесей и могут возвращаться в производство без значительной обработки. Эти отходы являются ценным сырьем и перерабатываются не­посредственно на тех предприятиях, где образуются. Они могут быть использованы в производстве шлангов для полива, резиновых ковриков, кровельных материалов, рукавиц, поддонов для пола салонов легковых автомобилей и других неответственных изделий технического назначения.

Из них также изготавливают резиновые плиты для животно­водческих ферм. Содержание различных видов невулканизованных резиновых отходов в смеси для получения таких плит достигает 95 %(по массе).

Невулканизованные и частично вулканизованные резиновые отходы используют для изготовления шифера и кровли (соот­ветственно волнистых и плоских листов).

Более сложно обстоит дело с переработкой вулканизованных резин, поскольку в отличие от других материалов они обладают высокой эластичностью, т. е. способностью к обратимым и высо­ким деформациям, что затрудняет их измельчение, являющееся первой стадией переработки практически любых твердых отходов. Несмотря на это, вулканизованные резиновые отходы также яв­ляются ценным вторичным сырьем, но требуют перед утилизацией тщательной обработки и подготовки.

Известные способы переработки вулканизованных резино­содержащих отходов можно разделить на химические, физико-­химические и физические (рис. 9.15).

Химические методы переработки приводят к необратимым химическим изменениям не только резины, но и веществ, ее составляющих (каучуков, мягчителей и т. д.). Эти методы осуществляются при высокой температуре, вследствие чего про­исходит деструктивное разрушение материала. К химическим методам относятся сжигание и пиролиз.

Несмотря на то, что химические методы переработки отходов резины позволяют получить ценные продукты и тепло, такая утилизация является недостаточно эффективной, поскольку она не позволяет сохранить исходные полимерные материалы.

Физико-химические методы переработки отходов, под кото­рыми имеется в виду регенерация, осуществляемая различными способами, позволяют сохранить структуру сырья, использованного в процессе производства резины. При регенерации разрушается пространственная вулканизационная сетка за счет теплового, механического и химического воздействия на резину. Получаемый продукт — регенерат — обладает пластическими свойствами и используется при изготовлении резиновых смесей с целью замены каучука.

Физические методы переработки отходов представляют собой различные способы их измельчения с целью получения резиновой крошки (муки), наиболее полно сохраняющей свойства резины. Процесс измельчения резины достаточно сложен, поскольку, благодаря ее высоким эластическим свойствам, энергия, зат­рачиваемая на разрушение, расходуется в значительной степени на механические потери. Эффективность измельчения резины зависит от температуры и скорости приложения нагрузки. Если процесс измельчения происходит при температуре ниже тем­пературы стеклования полимера, то его деформации невелики и разрушение носит хрупкий характер.

Наиболее крупными по габаритам, многотоннажными и сложными по составу отходами резины являются шины. Поэтому в дальнейшем способы переработки резиносодержащих отходов мы рассмотрим на примере изношенных шин.

Производство шин для авто-, мототехники, дорожных и стро­ительных машин, колесных тракторов постоянно растет, а следовательно, непрерывно увеличиваются и отходы их пот­ребления. При этом накопление изношенных шин происходит по всей территории нашей страны, включая отдаленные и плохо освоенные территории, где сбор и транспортировка шин к месту их утилизации являются дорогостоящими мероприятиями и практически неосуществимы. Несмотря на значительную рас­средоточенность регионов накопления, шины являются основным источником сырья для получения вторичных материальных ресурсов, образующихся при переработке резиносодержащих отходов.

В этой связи следует упомянуть об опыте Японии, добившейся утилизации 75 % всех изношенных автопокрышек, в том числе 30 % используется для производства регенерата, 38 % — для получения тепловой энергии, 1 % — для производства восстановленных шин, остальное количество — для укрепления берегов и в дорожном строительстве без предварительной обработки.

Источник

Резина

А ведь это ценный ресурс.

Из автомобильных покрышек путем переработки можно с помощью недорогих технологий создать топливо, дорожные покрытия и много других полезных вещей, среди которых поделки и полезные в быту предметы, детские и спортивные площадки.

Вред природе

Свезенные на полигоны покрышки и прочие резиновые изделия наносят окружающей среде огромный вред.

• очень медленно разлагаются;
• легко возгораются;
• превращаются в рассадник для крыс;
• занимают огромные территории с плодородной почвой, на которой можно было бы выращивать ценные сельскохозяйственные культуры;
• сильно загрязняют водные источники (в том числе подземные).

Шины часто даже не хранят на свалках, а просто сжигают. Это очень сильно бьет по всей экосистеме.

Каждую тонну резины огонь превращает в почти 300 килограмм вредоносной сажи и более чем в 400 килограмм других токсичных субстанций.

Они опасны для здоровья и жизни человека и в целом негативно влияют на всю биосферу.

В Евросоюзе и многих других странах мира складировать резину можно только на неплодородных грунтах, а сжигать вообще запрещено.

Во Франции большая часть резины перерабатывается в крошку и идет на дорожные покрытия.

В Японии с помощью пиролизной технологии из нее, в основном, создают топливо.

Утилизация старой резины

Переработка шин, как и других РТИ, — очень выгодное дело. В резине, из которых они изготовлены, высокое содержание ценного синтетического каучука – вещества, из которого можно произвести топливо, а также много других полезных вещей и при этом совсем не оставить отходов.

Механическая переработка шин и РТИ в крошку

Чаще всего из использованных шин создают резиновую крошку. Дело это относительно несложное и мало затратное.

Чтобы такую крошку из шин произвести, нужно:

• от резины покрышек необходимо отделить все металлические элементы (корды, посадочные кольца), делается это сепараторами магнитного и циклонного типа;
• с помощью шредера, вальцевой дробилки и гидросита резину очищают и измельчают до микроскопических 30-50 мм;
• затем разделяют на отдельные фракции разного размера.

В зависимости от фракции и качества варьируется и цена резиновой крошки.

Помимо стандартного вышеописанного способа переработки покрышки в крошку, все шире используют и некоторые другие:

• шины измельчают с помощью продувки озоном;
• ударной волной.

В процессе продувки озоном шины полностью рассыпаются и превращаются в крошку. Ударная волна также вызывает подобный эффект.

Рекомендуем прочитать подробнее статьи об этом способе утилизации:

Полезные изделия из крошки

Резиновая крошка служит долго. Она очень прочна и вынослива к внешним воздействиям.

Крошке не вредят ни сильные морозы, ни удары, ни горючие вещества.

А еще ее легко красить и разделять на части. Вот почему этот материал – хороший вариант для декоративных покрытий.

Крошкой покрывают различные поверхности.

• полы автомастерских, автомоек, химических лабораторий и заводских цехов и складов, а также другие поверхности, в которых очень важны прочность и удароустойчивость (автомобильные бамперы, отбойники причалов и др.);
• разнообразные покрытия, в которых главное — это мягкость, хорошее сцепление с подошвой обуви и износоустойчивость (спортивные дорожки и площадки, поверхность кортов для игры в теннис, плитка для тротуара, входные ступеньки зданий);
• садовые и парковые дорожки, террасы и дачные веранды.

Крошка – хороший изоляционный материал. Из нее производят:

• подошвы резиновых сапог, ботинок и другой обуви;
• различные наполнители: особенно часто крошку используют для изготовления наполнителей для спортивного инвентаря;
• термо- и влагоизоляционные материалы для защиты и утепления различных зданий.

Подробнее об изделиях из резиновой крошки вы можете прочесть здесь.

Переработка в топливо пиролизом

Пиролиз – это возможность создать из шинной резины и других РТИ топливо с хорошей тепловой отдачей (высокой калорийностью) и не оставить никаких отходов.

При помощи специальной установки резину:

• плотно укладывают и отправляют в реторту;
• реторту помещают в специальную пиролизную вакуумную печь;
• там резину разогревают до очень высоких температур (более +500 градусов), чтобы она разложилась и превратилась в горючее высококалорийное вещество – пироуглерод.

Из пироуглерода (после дополнительной очистки) можно произвести синтетическую нефть, термолизный газ и технический углерод:

1. Термолизный газ по своим свойствам и теплоотдаче мало отличается от обычного природного газа. Его можно использовать в котельных небольших размеров.
2. Синтетическая нефть почти ничем не отличается от обычной ископаемой нефти. Из такого топлива (но только после перегонки) можно создать настоящий бензин и мазут. Также синтетическую нефть можно использовать для отопления различных больших помещений. Именно для этого ее применяют на североамериканских целлюлозно-бумажных фабриках и предприятиях по изготовлению цемента.
3. Технический углерод. Из этого вещества делают:

• мастичные основы, а также различные пигменты;
• наполнители для разнообразных резиново-технических изделий;
• ленты конвейеров;
• тротуарные покрытия;
• сорбенты.

Другие способы применения утилизированных РТИ

Резину можно переработать и без заводского оборудования и современных технологий. Каждому под силу создать из них какие-нибудь красивые декоративные или полезные в хозяйстве вещи или пустить на обустройство собственной дачи.

Из шин можно сделать:

1. Небольшой водоем – фонтан, пруд или бассейн (для этого просто нужно вырыть котлован, уложить в него покрышки и укрыть специальным материалом, защищающим от течей).
2. Альпийские горки, а также водопады.
3. Фундамент для небольшой постройки (сарая, беседки) или веранды; особенно этот фундамент хорошо подходит для грунтов, насыщенных влагой, так как покрышки – отличные гидроизоляторы.
4. Боксерскую грушу (ее можно сделать из одной или нескольких покрышек).
5. Жилища для цветов (палисадники, цветники, клумбы).
6. Предметы домашнего обихода – стулья, стильные столики, пуфики (просто красим старую покрышку и кладем сверху подушку как можно больших размеров).
7. Игрушки, фигурки и детские приспособления для игр, праздников и развлечений – качели, велосипеды, мотоциклы и автомобили (поездить, правда, на них не получится, так как их шины-колеса вкапываются в землю).

Для изготовления велосипеда или мотоцикла также понадобятся 2-3 доски, крепежные средства и яркая краска. В качестве руля можно использовать руль от какого-нибудь старого велосипеда.

Из изношенных покрышек можно создать и сказочных героев с животными, а также сделать разнообразные скульптурки.

Для изготовления поделок нужно использовать максимально старые покрышки. У них почти отсутствует запах резины, а все вредные пары давно «выветрились».

Итоги

Переработка шин и РТИ – дело экономически выгодное и экологически полезное.

Больших материальных затрат оно не требует, а поделки из шин сделать по плечу вообще каждому – для этого не нужны никакие специальные знания или дорогое оборудование.

Во многом переработка зависит от сознательности населения. Предлагаем ознакомиться с информацией о приеме резины на вторичную переработку.

Источник

Переработка резины

Переработка резины, РТИ

Проблема утилизации отходов в том числе отходов резины в современном обществе остается значительно важной, несмотря на развитие технологии производства новой технологичной и в меру экологическибезопасной продукции.
Складирование и утилизация и захоронение отходов экономически неэффективно и экологически небезопасно, так как при длительном хранении они могут выделять в окружающую среду вещества, способные привести к нарушению экологического равновесия.
К тому же, на момент утраты резиновыми изделиями их эксплуатационных свойств и качеств собственно полимерный материал претерпевает весьма незначительные структурные изменения, что порождает возможность и даже необходимость их вторичной переработки.
Наиболее перспективным представляются способы переработки отходов резиновых изделий, связанные с их измельчением, так как химические методы, такие как пиролиз и сжигание приводят к уничтожению полимерной основы материала.
Различные методы измельчения можно в зависимости от условий проведения процесса подразделить на криогенное измельчение и измельчение при положительных температурах. Несмотря на возможность получения тонкодисперсных порошков резин и малые энергозатраты на собственно процесс измельчения застеклованной резины, криогенная технология обладает весьма существенным недостатком, связанным с высокой стоимостью хладоагентов.

Технологические процессы и оборудование для переработки изношенных шин и других видов промышленных и твердых бытовых полимерных отходов (отработанных изделий из резины, текстиля, кожи, древесины и других природных и синтетических полимеров) осуществляются при положительных температурах. Результаты исследования различных полимеров и композиций показали возможность получения из них порошков, коротких волокон и крошки различной степени дисперсности и применения их в качестве добавок (или основы) при изготовлении новых изделий.

Известно, что в области положительных температур при определенных скоростях деформации и сложном характере нагружения эластомеры разрушаются с небольшими затратами энергии, что связано с существенным снижением ориентационных эффектов. Это дало основание провести широкие исследования с целью определения соотношения энергии разрушения каучуков и резин в единичном акте и энергии, затрачиваемой на измельчение.

Проведенные исследования дали возможность обосновать выбор высокотемпературного скоростного режима деформации, при котором работа разрушения имеет минимальное значение. На основании полученных результатов определены оптимальные конструктивные и технологические параметры процессов измельчения.
Помимо технологических факторов значительное влияние на характеристики процесса оказывает тип измельчителя и его конструктивные параметры. Результаты исследования кинетики измельчения эластомеров в различных аппаратах позволили разработать математические модели процессов измельчения в аппаратах периодического и непрерывного действия и инженерные методы расчета производительности соответствующих аппаратов, выбрать эффективные области применения измельчителей для получения из различных эластомеров и композиционных материалов на их основе продуктов различной степени дисперсности, создать научные основы процессов механического измельчения эластомеров различной природы и определить пути применения данного процесса в резиновой промышленности.
Классификация резин в РФ.

Различают следующие основные группы и типы резин по назначению:

По группам:

Общего назначения, cпециального назначения, в том числе:

• теплостойкие;
• морозостойкие;
• маслобензостойкие;
• стойкие к действию химически агрессивных сред, в том числе стойкие к гидравлическим жидкостям;
• диэлектрические;
• электропроводящие, в том числе антистатические;
• магнитные;
• огнестойкие;
• радиационностойкие;
• вакуумные;
• фрикционные (износостойкие);
• пищегого и медицинского назначения;

Для условий тропического и другого климата

По типам: получают также

• пористые, или губчатые
• цветные и прозрачные резины.

Состав резиновой смеси определяет свойства резинотехнических изделий (РТИ).

Резиновые смеси выпускаются в невулканизированном виде вальцованными или калдандрованными:

• вальцованные — в виде листов размером (500х700) мм, толщиной от 6 до 10 мм, масса одного упаковочного места от 30 до 50 кг.;
• каландрованные — в виде резинового полотна, намотанного в рулон: толщина каландрованного полотна — от 1,0 до 4,0 мм, ширина каландрованного полотна — от 500 до 1200 мм, масса рулона от 40 до 60 кг.

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 непереработанных 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. вместо 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.

1. Методы переработки резиновых отходов.

1.1. Физические методы переработки резиновых отходов

В настоящее время все большее значение приобретает направление использования отходов в виде дисперсных материалов. Наиболее полно первоначальная структура и свойства каучука и других полимеров, содержащихся в отходах, сохраняются при механическом измельчении.
Установление взаимосвязи между размерами частиц материала, их физико-химическими и механическими характеристиками и затратами энергии на измельчение и параметрами измельчающего оборудования необходимо для расчета измельчителей и определения оптимальных условий их эксплуатации.
Процесс измельчения, несмотря на кажущуюся простоту, очень сложный не только по определению характера, величины и направления нагрузок, но и по трудности количественного учета результатов разрушения.
Ниже представлена классификация имеющихся в настоящее время способов измельчения вторичных резин.

Способы измельчения вторичных резин

По температуре измельчения:

• При отрицательных температурах
• При положительных температурах

По механическому воздействию:

• Ударом
• Истиранием
• Сжатием
• Сжатием со сдвигом
• Резанием

Согласно данной классификации рассмотрим следующие технологии:

1.2. Низкотемпературная технология утилизации шин.

При низкотемпературной обработке изношенных шин дробление производится при температурах -60°С . -90°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°С . -120°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.

1.3. Описание технологической линии переработки шин.

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°С. -90°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.

1.4. Бародеструкционная технология переработки покрышек.

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.

Описание технологической линии:
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.

1.5. Полностью механическая переработка шин

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.

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 с помощью пресса для брикетирования (пакетировочного пресса).

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)

1.6. Новейшая технология переработки (утилизации ) шин

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 к 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.
Изношенные автомобильные шины как вторичный энергоресурс (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 Англии фирма «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). Пиролиз (от греч. pyr — огонь, жар и lysis — разложение, распад), превращение органических соединений в результате деструкции их под действием высокой температуры.
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 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°С, при 900°С 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 м 3 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

Само по себе шинное производство — одно из самых энергоемких — постоянно наращивает мощности. Уничтожение отработавших шин, пиролизом, описанным выше, еще более энергоемко, а для сжигания 3-4 тыс. покрышек требуется такое же количество кислорода, какое поглощает небольшой европейский городок за месяц.
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 100°С) вулканизацией с применением лент с заранее нанесенным рисунком. В большинстве случаев для этого используется лента, равная размерам основных типов покрышек. Однако та же Marangoni успешно реализует технологию восстановления покрышек с помощью готовых протекторов кольцеобразной формы. Специальный станок растягивает резиновое кольцо и надевает его на подготовленный бреккер.

Источник