Технология утилизации шин методом пиролиза

По данным Росстата в Российской Федерации на 1000 человек населения число собственных автомобилей составляет 305 единиц [1]. Исходя из того, что численность населения составляет 148,9 млн человек, общее количество личных автомобилей составляет примерно 45,5 млн единиц. Срок службы автомобильной шины в среднем составляет 5 лет, зачастую реальный срок оказывается ниже, в районе 3–4 лет [2, 3]. Таким образом, каждые 4–5 лет количество изношенных шин возрастает больше, чем на 181 тыс. шт. или, если брать среднюю массу одной шины 7 кг, то прирост составляет 1,2 млн т. Если брать в расчет грузовой транспорт, то эта цифра возрастает до 2 млн т и выше.

Постоянный прирост отработанных шин является проблемой не только в России, но и во всем мире. Их неконтролируемое сжигание ведет к загрязнению атмосферы сажей, окисью углерода, цианистыми соединениями, диоксидами.

Поскольку резина высокоустойчива к воздействию факторов окружающей среды, накопление больших объемов отработанных покрышек создает серьезную экологическую проблему.

Решить ее помогут современные и инновационные технологии переработки отработанных шин. Стоит отметить, что несмотря на существование множества способов переработки в России, их внедрение имеет довольно ограниченный характер. В основном это связано со значительными материальными затратами и организацией дополнительных производств, которые трудно сделать достаточно эффективными из-за сложности протекающих процессов.

В настоящее время разработано довольно большое количество способов переработки изношенных автомобильных шин. Эти способы позволяют получать новые виды продукции для химических производств, дорожного и гражданского строительства и т. д. Бывшие в употреблении автомобильные шины являются источниками углеводородов, как предельных, так и непредельных. Помимо этого, в них содержится металлокорд и углеродный остаток. Для того, чтобы добыть эти компоненты используют процессы термической деструкции материала шин, в частности, процесс пиролиза.

Пиролиз – это процесс термического разложения вещества без доступа воздуха, при температуре от

Одним из инновационных и передовых методов является метод СВЧпиролиза. СВЧ-Пиролиз – это новое направление в переработке шин. При воздействии микроволнового поля на обрабатываемый материал распределение энергии происходит одновременно по всему объему, поэтому нагрев материала происходит значительно быстрее, чем при обычном пиролизе (который происходит при конвекционном нагреве).

Вследствие того, что сам механизм нагрева материала в поле СВЧ принципиально отличается от обычного нагрева, значительно отличается и состав газообразных и жидких продуктов. Т. к. нагрев происходит одновременно по всему объему, то данная технология позволяет сократить время и увеличить глубину переработки в сравнении с традиционным пиролизом.

Однако, несмотря на данные плюсы, у этой технологии есть существенные особенности, которые ограничивают ее применение. Во-первых, в процессе СВЧ-Пиролиза шин образуются углеводороды, которые заново легко полимеризуются в высокомолекулярные смолистые соединения. При подборе оптимальных режимов можно добиться продукта с минимальным содержанием высокомолекулярных углеводородов и серосодержащих соединений, но практика показывает, что для этого потребуются дополнительные добавки в виде гидроксида калия (КОН) [4].

Во-вторых, метод СВЧ-Пиролиза на практике применялся только в лабораторных условиях. Внедрение данной технологии в промышленных масштабах ограничивается тем, что излучатель сверхвысоких частот требует существенных капитальных вложений, в сравнении с классической печью для пиролиза. Высокие затраты означают увеличенную себестоимость продукции.

Также сама технология требует углубленных знаний на стыке физики и химии, что делает затруднительным подбор компетентных кадров.

Можно сделать следующий вывод: технологию СВЧ-Пиролиза возможно применять для получения химических продуктов пиролиза, однако, для того чтобы применять данную технологию в промышленных масштабах необходимо снизить стоимость готовых продуктов.

Классический пиролиз автомобильных шин при помощи конвекционного нагрева. Данная технология основана на том, что отработанные автомобильные шины загружаются в реторту и герметично закрываются. Далее происходит нагрев загруженных материалов без доступа воздуха. В отличие от СВЧпиролиза нагрев происходит не так равномерно, однако оборудование для технологии конвекционного нагрева стоит существенно дешевле. Для начала процесса деструкции подогрев тигля емкости с отработанными автомобильными шинами осуществляется от внешнего источника. Со временем, как только начнется данный процесс, газ, который будет образовываться в ходе пиролиза, будет подогревать тигли практически исключая потребность в постоянной подаче тепла извне.

Читайте также: Автодом в керчи шины

В ходе пиролиза образуются четыре основных продукта:

• металлокорд. Металл, образующийся в ходе переработки пригоден для дальнейшей реализации на пункты приёма металла;
• пиролизная жидкость. В зависимости от выбранных технологических режимов возможно получать различный фракционный состав жидкого продукта. Так, изменяя температуру и время термического воздействия на шину, можно получить бльшую фракцию легких или тяжелых углеводородов, в зависимости от того, какая цель стоит перед производством;
• технический углерод. Данный продукт можно вновь использовать в резинотехнической промышленности, а также в лакокрасочной промышленности, строительстве дорог или, как твердое топливо (после необходимой обработки) [9]. По некоторым данным технический углерод может содержать до 92–99 % чистого углерода, что допускает его применение для получения углерод-углеродных материалов (УУМ). УУМ – это новый класс пористых композитных материалов, сочетающих преимущества как графита, так и активных углей [5].
• пиролизный газ. Данный продукт может использоваться как топливо для теплогенераторов или горелок. Одновременно с этим лучшее применение для данного газа является его использование, как топлива для поддержания необходимой температуры в технологическом процессе пиролиза [5].

В сравнении с другими методами переработки отработанных шин, такими, как сжигание, дробление/криогенное дробление в резиновую крошку, захоронение шин в землю, пиролиз является наиболее экологически чистым способом переработки. Это связано с тем, что технология пиролиза не предусматривает контакта сырья с атмосферой в ходе технологического процесса, что практически исключает вредные выбросы в ходе производства.

По выбору пиролизная установка может быть стационарного или динамического типа. При использовании стационарной печи тигли герметично закрываются и остаются неподвижными на протяжении всего цикла термической деструкции. При эксплуатации установок с подвижной печью, реторта вращается или перемешивает сырье методом «пьяной бочки».

Данные манипуляции позволяют быть технологии более энергоэффективной благодаря равномерному нагреву содержимого. Помимо этого, при перемешивании металлокорд скатывается в клубки, которые проще извлекать из массы готового продукта.

На российском рынке переработкой шин методом пиролиза занимается ряд компаний, например, компания Пиролиз-Экопром, г. Нижний Новгород. Данная компания постоянно модернизирует собственные установки, однако вопрос избытков пиролизного газа до сих пор решается не конденсацией в отдельные емкости, а дожиганием излишков в атмосфере. На востоке страны компания ЭкоСтар также занимается утилизацией отработанных автомобильных шин в пиролизных печах. Т. к. эта компания занимается комплексной переработкой отходов, то большая часть топлива идет на отапливание собственных мощностей. Данный факт подтверждает применимость продуктов переработки шин.

Обращаясь к зарубежному опыту, стоит отметить, что переработка автомобильных шин методом пиролиза применяется уже довольно давно.

Примером может служить Англия, где около 20 лет назад в эксплуатацию введен завод по переработке шин мощностью 50 тыс. т в год. В процессе переработки получается 3–4 тыс. т легкого дистиллята, 20 тыс. т жидкого топлива, 17 тыс. т твердого топлива и 5–7 тыс. т металла. Стоимость завода составила 12 млн долларов. Компания «Energy Research International Inc» (США) с помощью своей установки может перерабатывать до 1 млн (примерно 10 тыс. т) легковых покрышек в год [6]. Высокого уровня переработки достигли также многие европейские страны: Финляндия, Швеция и Норвегия. Стоит отметить, что в цену новой шины для легкового автомобиля, при покупке, входит еще и 1,75 евро за утилизацию плюс 24 % НДС на эту сумму. Например, финский автовладелец платит этот сбор и тогда, когда покупает новый автомобиль. Один из методов утилизации заключается в переработки шин методом пиролиза [7].

Пиролиз – это один из перспективных способов переработки шин, суть которого заключается в получении углеводородов различного состава и других компонентов, пригодных для дальнейшего применения. Существуют различные способы получения необходимых продуктов: СВЧ и конвекционный пиролиз, как было описано выше, в теории пиролиз возможен под воздействием инфракрасного излучения. [8] Каждый метод имеет свои особенности, у каждого есть свои преимущества и недостатки. Исследования в области переработки шин помогают в борьбе с неконтролируемым приростом отходов резинотехнических изделий, а также помогают внедрять инновационные методы переработки на отечественных предприятиях.

Читайте также: Что лучше шины хакапелита или бриджстоун

Д. А. Упоров, А. В. Румянцева,
Уральский федеральный университет, Екатеринбург, Россия
Сборник трудов XIII международной научно-практической конференции «Система управления экологической безопасностью»

Видео:Киевский школьник изобрёл новый способ утилизации шинСкачать

Пиролиз шин

Каждый год в России становится всё больше и больше машин, значит и количество отслуживших свой срок шин тоже растёт. Чаще всего они оказываются на свалках, это естественно вредит экологической системе Земли. За границей пользуется спросом утилизация автопокрышек пиролизным методом, но в нашей стране, к сожалению, эта технология не признана.

Видео:Переработка шин как бизнес | ПромышленностьСкачать

Переработка шин методом пиролиза

Пиролиз – новый метод обработки отходов автопроизводства, при котором получается вторичное сырьё и окружающая среда не получает никакого ущерба. Данный метод превращения использованных шин в востребованный продукт позволяет разделить их на полезные составляющие.

Видео:Станок для удаления металлического корда | Переработка шинСкачать

Как происходит пиролиз автошин?

Пиролизная переработка автошин протекает в три этапа:

1. В первую очередь покрышки режутся на переднюю и боковые части специальными ножами. Потом их, поместив в герметичную ёмкость (реторту), отправляют в разогретую печь.
2. При нагревании до 1000 градусов происходит деформация резинового материала, он разлагается, и одновременно выделяется газ. Пиролиз отличается от других процессов переработки тем, что процесс протекает без подачи кислорода. После завершения разложения ёмкость извлекается и заменяется другой.
3. На третьем этапе сырьё остывает в течении длительного времени, а потом делится на металлокорд и углеродистый остаток. Пиролиз шин — это безотходный процессом переработки резины, всё получившиеся вторичное сырьё успешно применяются в разных видах промышленности, например, в нефтепроизводстве и приносят неплохую прибыль.

Видео:Пиролизная установка Барс для утилизации пластика и резины в топливо.Скачать

Можно ли сделать оборудование своими руками

Систему для обработки автопокрышек пиролизом можно установить самостоятельно. Основными элементами такой установки являются металлические трубы разного диаметра. Для контролирования поступления топлива необходимы вентиля и краны. Чтобы следить за процессами, происходящими внутри системы, устанавливаются термометры. Чтобы изготовить камеру сгорания можно использовать 200 литровую бочку из металла, а ретортой станет бидон, который доработан герметичными соединениями.

Такое оборудование будет работать на бытовом уровне. Но для последующей обработки сырья необходимо дополнительное оборудование, да и экономическая выгода тоже едва ли будет заметна, так как объём перерабатываемых шин невелик. Чтобы получить из автопокрышек хорошее топливо, стоит применять готовое пиролизное оборудование, созданные специалистами на производстве. В таких агрегатах имеются следующие добавочные устройства:

• скруббер – с помощью химических веществ получаемый при пиролизе газ охлаждается, происходит его частичная конденсация;
• чтобы снизить процент влажности газовую смесь перед тем, как подать в печь пропускают через сепаратор;
• газообразная масса окончательно преобразуется в жидкость в конденсаторе;
• чтобы вредные вещества, образующиеся при горении не загрязняли атмосферу, устанавливаются фильтры.

Видео:Установка по переработке шин и других отходовСкачать

Плюсы пиролиза автошин

Этот метод применяется в самых различных промышленных отраслях: машиностроение, нефтехимия, производство бумаги. Чем же этот способ лучше других?

Во-первых, урон, наносимый природным экосистемам минимален, по сравнению с результатами сжигания РТИ.

Во-вторых, этот процесс практически безотходный, очень эффективный и мало затратный в энергетическом плане. Оборудование потребляет очень мало электроэнергии.Всё, что образуется в результате при пиролизе не нуждается в дополнительной переработке и удачно применяется в промышленности.

В третьих – этот способ универсальный, позволяющий преобразовывать разное сырьё.

И четвёртое – в итоге получаются новое топливо и сырьё. При пиролизной переработке система может обеспечить себя топливом самостоятельно.

Видео:Переработка шин методом пиролиза с получением топлива и углеродаСкачать

Пиролизная переработка шин

Пииролиз автопокрышек способен стать очень выгодным делом, если всё заранее согласовать с экослужбами. Пиролиз позволяет перерабатывать практически любые отходы. Огромные свалки использованных шин таят немало опасности и вреда, поэтому в Европе они запрещены.

Вопрос утилизации резины должен решаться на высших уровнях власти. Франция часть шин сжигает, часть утилизируется в крошку, а остальное используется вторично. А в Америке использованные шины идут на производство дизельного топлива. Именно при пиролизной утилизации автопокрышек получается топливная жидкость.

Видео:Удивительные Способы Использования Выброшенных ШинСкачать

Виды пиролиза

В зависимости от того, как протекает процесс переработки и от того, что получится на выходе, пиролиз бывает разных видов.

1. При низкотемпературном режиме образуются до 80 % коксового остатка – угля. Этот вид переработки называется торрефикация.
2. Медленный пиролиз (карбонизация) – происходит очень долго и требует среднюю температуру.
3. При 500 градусном нагреве происходит так называемый быстрый пиролиз. Сырьё в печи находится всего около 5 секунд, в итоге получается жидкость, 70 % которой вода.
4. Газификация – при таком пиролизе при больших температурах количество газа выделяется на 50-70 % больше, по сравнению с другими типами переработки.

Читайте также: Таблица взаимозаменяемых размеров шин

Жидкометаллический пиролиз отработавших автомобильных шин

Один из новейших типов пиролиза — процесс, когда обработка резины производится в расплавленном свинце. Кроме привычных продуктов при выходе получается вещество (лимонен), используемое в дальнейшем качестве растворителя.

Преимуществом такого пиролиза будет и то, что расплавленный металл является отличным проводник тепла. Это позволяет сократить расходы на электричество почти в 200 раз.

Сухой пиролиз и его разновидности

Существует пиролизная обработка, которая протекает без добавления кислорода -сухой пиролиз, протекающий при разных температурных режимах. Для выработки угля, смолы, необходимых в производстве каучука, сухой пиролиз происходит при 400-500 градусах.

При повышении градусов образуется больше газа. При доведении температуры до 900 градусов в результате получают твёрдое или жидкое сырьё. Сухой пиролиз позволяет обеззаразить получаемый продукт, а также получать топливо и разнообразные материалы.

Окислительный пиролиз

Самым чистым в экологическом плане методом переработки автопокрышек является окислительный пиролиз. При такой обработке происходит обеззараживание продуктов нефтепереработки, а сырьё можно применять в любом виде – пластмассовое, резиновое.

Побочные вещества самоуничтожаются. Этот метод не требует больших экономических затрат и поэтому востребован в промышленности.

Видео:Переработка Автомобильных Шин | Пиролиз Покрышки в Биотопливо и ГазСкачать

Виды пиролиза по типу сжигаемого материала

Разнообразие подходящих для пиролизной обработки материалов весьма велико. В России, кроме пластика и шин пиролизным сырьём становится метан, древесина, углеродистые соединения.

Чтобы превратить метан в ацетилен необходимо применение веществ, которые при высокой температуре катализируют процесс. Тримеризация метана происходит при наличии активированного угля и не тратит много энергии. А производство ацетилена сначала наоборот требует высокой температуры.

Древесина перерабатывается при маленьких температурах. Пиролиз данного сырья практически безотходное и выделяет такие материалы, как метанол, уксусную кислоту, смолы, ацетон.

Методом крекинга происходит доработка углеродсодержащих соединений, при этом образуется бензол, этилен и другие углеводородные соединения.

Видео:Пиролиз автомобильных шин и покрышекСкачать

Преимущества пиролиза шин

Переработка РТИ с использованием пиролизных установок наделена преимуществами перед другими способами:

• продукты данного метода не являются токсичными и вредными, поэтому не опасны в экологическом плане;
• пиролиз – производство без отходов, всё, что выходит в итоге потом используется в промышленности вместо вторсырья;
• этот вид обработки шин энергетически экономичен;

Пиролизация отходов автопроизводства — это единственно правильный метод, защищающий экологическую обстановку, выгодный для построения бизнеса и экономичный при затратах, позволяющий получать вторичное сырьё для создания другого сырья (энергии, электричества).

Видео:Переработка шин в Европе | Европейский подход к переработке шинСкачать

Продукты, получаемые на выходе

Условия протекания пиролиза влияют на конечный результат обработки. Основными продуктами являются газ, жидкость, металлический корд и коксовый остаток. Интенсивное протекание процесса пиролиза при средних температурах обуславливает выделение углеродистой жидкости.

Это – синтетическая нефть, по составу почти как природная, и если её подвергнуть дополнительной обработке, то получится состав, которым можно заменить горючие материалы: масло, бензин, солярку. Одной резиновой покрышки достаточно для выработки 30 литров такой нефти. В качестве топлива для котлов и печей можно использовать пиролизное масло.

Коксовые твёрдые остатки выходят при малоинтенсивном изменении температуры под влиянием повышенного давления. Они могут применятся в виде твёрдого топлива, их используют при изготовлении утеплителей, транспортёрных лент, новых автопокрышек. Углеродсодержащие остатки добавляются в производстве лаков и красок вместо красителя, а также при изготовлении цемента.

Некоторая часть шины не подвергается изменению под действием больших температур, тогда получается металлический корд.

При термической обработке материала выделяется пиролизный газ. По составу очень похож на природный, и неконденсируемый остаток его после переработки используется для поддержания горения в печи.

Вопрос утилизации любых отходов во всём мире является очень серьёзным. И чтобы не сделать нашу планету огромной свалкой, человек должен подумать о том, как помочь природе в вопросах переработки тех материалов, с которыми сама она справиться не может.

• Свежие записи
  • Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
  • Скрипят амортизаторы на машине что делать
  • Из чего состоит стойка амортизатора передняя
  • Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
  • Для чего нужны амортизаторы в автомобиле

  
  

  источники:

  https://fasad-adelante.ru/tehnologiya-utilizatsii-shin-metodom-piroliza

  🌟 Видео

  Переработка (утилизация) шин в топливо пиролизными установками "Т-ПУ1"Скачать

  

  Как Перерабатывают Автомобильные Шины в ЕвропеСкачать

  

  Пиролизная установка "Мини Реактор" 2019Скачать

  

  Переработка шин в топливо. Завод АЭРОЭНЕРГОПРОМ.Скачать

  

  Электричество из автошин методом пиролизаСкачать

  

  Переработка промышленных отходов: как устроены пиролиз и утилизация?Скачать

  

  Линия для пиролиза шин. Пиролизный завод. Переработка шин пиролизом. Пиролизные установки.Скачать

  

  Переработка резины, как бизнес. Шины и резиновая крошка. Сколько на этом можно заработать?Скачать

  

  Обзор китайских установок пиролиза по утилизации отходовСкачать