1. Аналитическая часть
 Скачать 1.26 Mb.
|
1.2 Существующие технологии утилизации резинотехнических изделийСерьёзную проблему представляет складирование и переработка изношенных шин, число которых в мире составляет ежегодно несколько сотен миллионов штук. Бесконтрольное сжигание шин приводит к существенному загрязнению атмосферного воздуха. Известно так же, что шины не разлагаются, и через некоторое время после засыпки землёй и заравнивания свалки они восстанавливают свою форму и выходят на поверхность, становясь местом обитания грызунов и вредных насекомых. Большую часть изношенных шин (90%) вывозят на свалки и лишь незначительную часть утилизируют для различных целей, в частности, для получения регенерируемых материалов, дополнительного топлива и в строительстве. В шинах содержится около 25% технического углерода, который в процессе сгорания теряет некоторые из своих свойств и становится непригодным для повторного использования. Однако основные направления использования изношенных шин - регенерация резины, а также производство изделий, содержащих тонко размолотую крошку, например, в гидроизоляционных строительных материалах для сооружения дорог с усовершенствованным асфальто-резинобетонным покрытием, спортивных площадок и беговых дорожек. Хотя асфальтовые покрытия с добавлением резиновой крошки более дорогие, чем обычные асфальтовые, издержки компенсируются их большей долговечностью. У нас в стране и за рубежом построен ряд предприятий для производства регенерата из изношенных шин, которые раньше вывозили на свалку и сжигали. Регенерированная резина получается путем термической и химической обработки вулканизированной резины, в результате чего она девулканизируется и возвращается в состояние пластичности. Такая регенерированная резина используется главным образом в производстве шин, шлангов, вентиляторных ремней, конвейерных полотен и ряда других изделий. Образующийся при сжигании шин технический углерод можно утилизировать в качестве наполнителей при производстве труб из пластмасс, тары для мусора и материалов, в которых используются наполнители. Сталь, оставшуюся после сгорания шин с металлическим кордом, можно направлять как металлолом на металлургические предприятия. Для переработки шин с металлокордом наиболее приемлемыми окажутся технологии на основе пиролиза, газификации и сжигания. 1.2.1 ПиролизПиролиз изношенных шин дает возможность получать из этих отходов такие ценные продукты, как жидкое и газообразное топливо, технический углерод и металлолом. Пироляторы работают по следующей схеме. Изношенные шины без предварительного измельчения нагревают в герметически закрытом пиролизном реакторе до заданной температуры. При этом происходит дегазация резины; образующийся горячий газ циркулирует в замкнутой системе, по трубам. На стенках труб конденсируются содержащиеся в газе масла. Масло поступает в резервуар, а газ сжимают для складирования. В среднем при переработке 1 млн. шин можно получить 336 тыс. м3 жидких продуктов, 2,3 тыс. т технического углерода и около 400 т стали. Примерно 15% образующегося топлива расходуется на обогрев реактора. Установки стоимостью около 250 тыс. долл. Для переработки примерно 500 шин/сут окупаются примерно за один год [11]. 1.2.2 ГазификацияИзмельченные и очищенные от кордовой нити шины подвергают обработке продуктами сгорания топлива при температуре около 620-1000°С при отсутствии инертного наполнителя в аппаратах кипящего слоя. Содержание водорода в получаемом газе колеблется в пределах 25,2-44,2%, этилена - 11,6-16,4%, олефиновых углеводородов - 13,5-34%. С повышением температуры процесса газификации выход газа повышается, жидких продуктов уменьшается, а выход обуглившихся остатков технического углерода остается практически постоянным. Теплота сгорания получаемого газообразного топлива колеблется от 22,2 до 39,6 МДж/м3, КПД процесса составляет около 40% [11].1.2.3 СжиганиеНаименее затратной технологией утилизации отработанных шин является их сжигание и использование тепловой энергии. Для этого шины подвергают резке на куски крупностью 50-100 мм, которые добавляют к каменному углю, сжигаемому в котлах ТЭС или к топливу, используемому при производстве цемента во вращающихся печах. По данным [1] основными потребителями шин как топлива является цементное производство и целлюлозно-бумажные предприятия, причем цементные печи могут использовать шины целиком благодаря своим размерам. При этом используется как тепловая энергия шин, так и входящее в их состав железо. Несмотря на экономическую целесообразность использования шин как топлива в цементных печах, ограничение на их применение связано с изменением состава выбрасываемых газов и загрязнением окружающей среды. Действительно, как было показано в [2] при добавлении разрезанных шин (50-100 мм) к каменному углю, используемому в котельных, в количестве 2-6% наблюдалось увеличение суммарного содержания ПАУ в дымовых газах в 1,5-2 раза. Таким образом, прямое использование отработанных автошин как топлива с экологической точки зрения недопустимо, и очевидна необходимость разработки альтернативных технологий утилизации этого вида отходов [11]. |