Тамбовский государственный технический университет
 Скачать 2.63 Mb.
|
|
твёрдых полимерных отходов пуск в работу которой осуществляется при помощи запального устройства 5. Золошлаковые продукты сжигания из печи поступаютв сборник шлака 7, где гасятся и далее эвакуируются транспортёром 8. Печные газы поступают в камеру дожигания 9, где обезвреживаются при температуре выше Св пламени горелки 10. Дымососом 12 их затем через охладительные устройства 11, котел-утилизатор, водоподогреватсль и т.п. и выхлопную трубу 13 направляют в атмосферу. Образующуюся золу 14 в количестве 4 ... 6% отмассы отходов можно использовать в качестве наполнителя при производстве строительных материалов. 2.5. ЛИНИЯ ПО ПЕРЕРАБОТКЕ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ПЭТ-БУТЫЛОК ИЗ-ПОД НАПИТКОВ В ЧИСТЫЕ ХЛОПЬЯ ПЭТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ 450 ... 650 кг/ч Питатель пресс-пакетов 1 (рис. 2.12) ёмкостью 20 м вмещает примерно два пресс-пакета полимера. По мере продвижения материала 1 5 6 7 8 2 3 9 10 11 12 13 14 4 в питателе три вращающихся шнека разделяют спрессованные бутылки и подают их на конвейер предварительной сортировки 2. Конвейер предварительной сортировки 2 изготовлен из резиновой ленты шириной 760 мм, имеет длину приблизительном и высоту 750 мм. Приводится в движение электродвигателем-вариатором мощностью 0,37 кВт. Система предварительного измельчения ПЭТ состоит из наклонного конвейера 3, шредера с воздуходувкой 4 и первичной системой отсасывания с пылесборником. Бутылки измельчаются в частицы размером около 2,5 см, воздушный классификатор удаляет этикетки, затем материал подаётся в флотационную ёмкость 5. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Рис. 2.12. Линия по переработке использованных ПЭТ-бутылок: 1 – питатель пресс-пакетов; 2 – конвейер предварительной сортировки 3 – наклонный конвейер 4 – шредер; 5 – флотационная ёмкость; 6 – специальный конвейер 7 – система сепарации 8 – система отмывки и сушки 9 – загрузочный конвейер 10 – гранулятор 11 – наполнительная станция 12 – циклон Флотационная ёмкость 5 предназначена для удаления полипропиленовых крышечек и других включений из материалов плотностью ниже 1 г/см 3 . При загрузке материала в ёмкость плавучие частицы перемещаются в одну сторону с помощью крыльчатки. ПЭТ погружается на дно и выгружается из ёмкости с другой стороны с помощью специального конвейера 6. Система сепарации 7 предназначена для удаления посторонних частиц, образующихся при предварительном измельчении ПЭТ- бутылок. Представляет собой виброэкран. Посторонние частицы сепарируются от ПЭТ, который подаётся на систему отмывки и сушки 8. Система отмывки и сушки 8 представляет собой многоступенчатую систему вращающихся барабанов. Первая ступень предназначена для отмывки, вторая – для промывки, третья – для удаления воды, а четвёртая и пятая – для сушки. Моющее устройство снабжено соплами распылителя для удаления пищевых остатков и прочих загрязнений. По мере продвижения материала через 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 барабан загрязнения отмываются и удаляются вместе с водой. Система водоснабжения представляет собой замкнутый цикл использованная вода нагревается и очищается при помощи седементации и фильтрования. Во втором барабане материал промывается свежей водой. В третьем барабане из материала удаляется вода, поступающая в дальнейшем в водяной танк отмывки. Четвертый и пятый барабаны представляют собой ротационные сушилки. Воздух нагревается четырьмя нагревателями мощностью 30 кВт и циркулирует по системе. Температура воздуха контролируется и регулируется на главной контрольной панели. Защитные элементы предотвращают перегрев при сбоев системе управления. Загрузочный конвейер 9 представляет собой шнек диаметром 200 мм, который подаёт полимер в гранулятор 10. Устройство смонтировано на полу. Низкоскоростной мотор-редуктор мощностью 0,55 кВт обеспечивает необходимый вращающий момент. Гранулятор 10 перерабатывает материал в товарный продукт заданного размера. Гранулятор снабжён электродвигателем мощностью 22 кВт. Наполнительная станция 11 с вторичным отсасывающим устройством и циклоном 12 служат для удаления пыли. Содержание влаги в конечном продукте менее 2%, производительность линии колеблется в зависимости от насыпной плотности и влажности перерабатываемого материала. 2.6. ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ РЕЗИНОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Согласно новейшей статистике в Западной Европе ежегодно образуется около 2 млн. т изношенных шин, в России – приблизительно 1 млн. т шин и такое же количество старой резины дают резиновые технические изделия (РТИ). На предприятиях по производству шин и РТИ образуется много отходов, немалая доля которых повторно не используется, например отработанные бутиловые диафрагмы на шинных заводах, этиленпропиленовые отходы и т.п. Ввиду большого количества старой резины по-прежнему доминирующее положение в утилизации занимает сжигание, в то время как материальная утилизация до сих пор составляет незначительную долю, несмотря на актуальность именно этой утилизации для улучшения экологии и сохранения сырьевых ресурсов. Материальная утилизация не получила широкого использования из-за больших энергозатрат и высокой стоимости получения тонкодисперсных резиновых порошков и регенератов. Без экономического регулирования со стороны государства утилизация шин пока остаётся убыточной. В Российской Федерации отсутствует система сбора, депонирования и переработки изношенных шин и РТИ. Не разработаны методы правового и экономического регулирования и стимулирования решения этой проблемы. В большей части изношенные шины скапливаются на территориях автопарков или вывозятся в леса и карьеры. В настоящее время значительные количества ежегодно образующихся изношенных шин являются большой экологической проблемой для всех регионов страны. Как показывает практика, на региональном уровне эту задачу решить очень трудно. В России должна быть разработана и внедрена Федеральная программа по утилизации шин и РТИ. В программе необходимо заложить правовые и экономические механизмы, обеспечивающие движение изношенных шин от стадии образования до утилизации по схеме, представленной на рис. 2.13. Образование изношеных шин Автопарки предприятий и организаций Образование изношеных шин Образование изношеных шин Шиносервисные фирмы Сбор, сортировка и транспартировка изношенных шин Утилизация изношенных шин Специализиро- ванные фирмы. Предприятия - переработчики. Полигоны для депонирования. Предпри- ятия по переработке и утилизации шин энергетическая материальная в строительной индустрии восстонов- ление захоронение Рис. 2.13. Схема движения изношенных шин транспортировка - Энергетическая Материальная В строительной индустрии Восстановление Захоронение В качестве экономического механизма работы системы по утилизации шин в нашей стране обсуждаются два принципиальных подхода за утилизацию шин платит непосредственно их владелец загрязнитель платит за утилизацию шин платит изготовитель или импортёр шин – производитель платит. Принцип "загрязнитель платит" частично реализуется в таких регионах, как Татарстан, Москва, Санкт-Петербург и др. Реально оценивая уровень экологического и экономического нигилизма наших сограждан, успешное использование принципа "загрязнитель платит" можно считать бесперспективным. Лучшим для нашей страны было бы введение принципа "производитель платит. Этот принцип успешно работает в Скандинавских странах. Например, его использование в Финляндии позволяет утилизировать более 90% шин. Финансирование утилизации изношенных шин может происходить по схеме, представленной на рис. 2.14. Потребители шин Продавцы шин Производители новых шин. Оптовые импортеры шин. Импортеры автомобилей. Государственный фонд утилизации шин Фирмы по сортировке, сбору и перевозке шин Склади- рование шин Фирмы по переработке и утилизации шин Полезное использование шин и продуктов их переработки 2 3 4 4 4 5 Рис. 2.14. Схема финансирования утилизации изношенных шин 1–2 – плата за утилизацию шин при её покупке 3 – перевод денег в Госфонд для оплаты работ по утилизации шин и инвестиций 4 – оплата расходов по сбору, сортировке, перевозке, Оптовые импортёры шин. Импортёры автомобилей складированию и переработке шин 5 – доходы и расходы от полезного использования Плата за утилизацию шин должна быть дифференцирована в зависимости от размера шин и утверждена федеральным правительством. Предложенная модель финансирования утилизации изношенных шин позволит эффективно контролировать поступление денег в Госфонд утилизации шин от их производителей, а также от импортёров шин и автомобилей, а предприятиям, занимающимся утилизацией, своевременно получать оплату за свою работу. В этом случае указанный Госфонд имел бы возможность финансировать разработку новых технологий и оборудования по утилизации шин. 2.6.1. Дробление изношенных резинотехнических изделий Начальная стадия получения регенерата существующими промышленными методами из изношенных резиновых изделий покрышек, камер и др) – их измельчение. Измельчение шинных резин сопровождается некоторой деструкцией вулканизационной сетки резин, величина которой, оцениваемая по изменению степени равновесного набухания, при прочих равных условиях тем больше, чем меньше размер частиц получаемой резиновой крошки. Хлороформенный экстракт резин при этом изменяется крайне незначительно. Одновременно происходит также деструкция углеродных структур. Дробление резин, содержащих активный технический углерод, сопровождается некоторой деструкцией цепочечных структур по связям углерод – углерод в случае малоактивного технического углерода (термического) число контактов между частицами углерода несколько возрастает [23]. В общем изменения вулканизационной сетки и углеродных структур резин при дроблении должны, как ив случае любого механохимического процесса, зависеть от типа полимера, природы и количества наполнителя, содержащегося в резине, природы поперечных связей и густоты вулканизационной сетки, температуры процесса, а также степени измельчения резины и типа применяемого при этом оборудования. Размер частиц получаемой резиновой крошки определяется методом девулканизации резины, типом измельчаемой резины и требованиями к качеству конечного продукта – регенерата. Чем меньше размеры частиц крошки, тем более быстро и равномерно происходит набухание резины в мягчителях и нагреве до заданной температуры. Это приводит к получению более равномерно деструктированного материала, уменьшению содержания в девулканизате недостаточно девулканизованных частиц резины крупы) и, как следствие этого, получению более однородного по качеству регенерата, снижению количества отходов рафинирования и повышению производительности рафинировочного оборудования. Однако по мере уменьшения размеров частиц резиновой крошки возрастают затраты на её производство. В связи с этим при существующих в настоящее время способах получения резиновой крошки применение для получения регенерата шинной резиновой крошки с размерами частиц 0,5 мм и менее, как правило, экономически нецелесообразно. Поскольку в изношенных покрышках наряду с резиной содержатся другие материалы – текстиль и металл, при дроблении покрышек одновременно производится очистка резины от этих материалов. Если наличие металла в резиновой крошке является недопустимым, то возможное содержание в ней остатков текстиля зависит от последующего метода девулканизации резиновой крошки и типа текстиля. Для дробления изношенных резиновых изделий наиболее широко применяются вальцы (в РФ, ПНР, Англии, США) и дисковые мельницы (в Германии, Венгрии, Чехии. Используют для этого и ударные (молотковые) дробилки, роторные измельчители, например установки "Новоротор". Резины измельчают также экструзионным методом, основанным на разрушении резин в условиях всестороннего сжатия и сдвига. Предложен аппарат, в котором измельчаемый материал проходит между ротором и стенкой корпуса. Эффект измельчения при этом усиливается за счёт изменения величины и формы зазора между ротором и стенкой корпуса при вращении ротора. Сопоставление ряда действующих схем дробления изношенных покрышек показало, что по производительности оборудования, энерго- и трудоёмкости процесса лучшие показатели имеет схема, основанная на применении вальцов, чем на применении дисковых мельниц или роторной машины. Существующая на отечественных регенератных заводах технология измельчения изношенных покрышек позволяет получать резиновую крошку из покрышек с текстильным кордом. Дробление покрышек стек стильным кордом Сущность технологии (описанной на примере получения резиновой крошки 0,8 мм помола для производства регенерата термомеханическим методом) заключается в следующем (рис. 2.15). У покрышек на борторезательных станках вырезают бортовые кольца, которые выводят из производственного цикла. При этом покрышки одновременно режут на части в продольном направлении. Части покрышек затем разрезают на несколько частей, рубят на сегменты шириной 20 ... 40 мм на станке для резки старых покрышек и подают на дробильные вальцы первой стадии дробления, где их измельчают до частиц размерами до 20 мм. Просев осуществляется на одноярусной вибросеялке. Крошка, прошедшая через сито, после магнитной сепарации поступает на дробильные вальцы второй стадии дробления. После этих вальцов измельчённый материал направляется на вибросеялку. С верхнего сита непрерывно пневмотранспортом отбирается кордное волокно, просев через верхнее сито возвращается на вальцы, просев через нижнее сито – резиновая крошка (5 ... 7 мм) помола после магнитной и гравитационной сепарации подаётся на одноярусную вибросеялку. С сита непрерывно отбирается кордное волокно, просев через сито направляется на размалывающие вальцы с рифлёными валками производительность вальцов с рифлёными валками примерно на 30% выше производительности вальцов с гладкими валками. С вальцов крошка поступает на двухъярусную вибросеялку. С верхнего сита непрерывно удаляется кордное волокно, просев через верхнее сито возвращается на Целые п о к р ы ш к и 4 2 3 1 Кор дов ые отх оды 6 5 4 4 Дробленая резина 6 4 5 7 4 6 Рис . 2.15. Схема получения дроблёной резины из изношенных легковых и грузовых покрышек с применением машины для резки целых покрышек 1 – машина для резки на куски целых покрышек 2 – дробильные вальцы 3 – одноярусная вибросеялка; 4 – магнитные сепараторы 5 – двухъярусная вибросеялка; 6 – гравитационные сепараторы 7 – размалывающие вальцы размалывающие вальцы, а просев через нижнее сито (0,8 мм помол) после магнитной к гравитационной сепарации подаётся в бункер запаса готовой крошки. Выход резиновой крошки с массовой долей текстиля до 5% составляет около 64 ... 65%, количество кордных отходов, содержащих до 40% резины, равно 13,5 ... 14%, бортовых колец 17,5 ... 18%, потери – 3 ... 4%. 6 4 2 4 4 3 4 6 5 5 3 1 4 6 7 Дроблёная резина 2.6.2. Метод диспергирования Сущность метода заключается в диспергировании резины вводной среде под влиянием интенсивных механических воздействий в присутствии ПАВ, образующегося в результате омыления введённого в резину растворимого в ней эмульгатора, и активатора регенерации и последующем выделении регенерата из водной дисперсии резины методом электролитической коагуляции или термической сушкой. Диспергирование резины может осуществляться на вальцах или в двухчервячных смесителях непрерывного действия. Эффективность процесса диспергирования резины зависит при прочих равных условиях от степени оказываемого на неё механического воздействия, типа и содержания эмульгатора, концентрации и режима введения раствора омыляющего агента, природы и количества активатора регенерации резины. Принципиальная технологическая схема получения регенерата методом диспергирования приведена на рис. 2.16. В двухчервячный смеситель-пластикатор, снабжённый рубашкой, непрерывно подается дозаторами резиновая крошка и 5 ... 10% (мас.) эмульгатора или раствора (суспензии) активатора [1 ... 1,5 ч. нач. (мас.) резины в эмульгаторе. В этом аппарате происходят смешение компонентов смеси и пластикация резины вследствие деструкции её вулканизационной сетки под влиянием механических воздействий. От степени деструкции (пластичности) резины зависят последующая скорость поглощения ею водного раствора щёлочи и средний радиус частиц получаемой дисперсии. Пластицированный материал, выходящий из смесителя- пластикатора, поступает в первый смеситель-диспергатор, в котором под влиянием механических воздействий происходит внедрение в резину постепенно вводимого (в нескольких зонах по длине рабочей камеры) водного (5 ... 7%) раствора щёлочи, обеспечивается достаточный контакт эмульгатора и щёлочи и протекает реакция омыления эмульгатора щёлочью. В результате в этом смесителе образуется эмульсия воды в резине. Во втором смесителе-диспергаторе, работающем аналогично первому, завершается процесс омыленияэмульгатора щёлочью, происходит обращение фаз и образуется дисперсия резины вводе. В процессе диспергирования при взаимодействии щёлочи со смоляными и (или) жирными кислотами, содержащимися в эмульгаторе, образуются ПАВ, адсорбирующиеся на межфазной поверхности и снижающие уровень поверхностной энергии. Это приводит к снижению прочности и облегчению деформации резины. |