Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Реферат на тему:

«Утилизация и вторичное использование автопокрышек»

Омск-2013

Содержание

Введение

1. Рециклинг шин: технологии и оборудование

2. Переработка и утилизация шин

3. Способы утилизации автомобильных покрышек

4. Методы переработки автопокрышек

5. Как происходит утилизация покрышек

Заключение

Список литературы

Введение

В настоящее время в мире ежегодно образуется большое количество изношенных автомобильных шин, а перерабатывается и используется в качестве вторичного продукта лишь 15% от их общего объема. Остальная часть изношенных автомобильных шин из-за отсутствия приемлемых процессов и технологий накапливается и складируется на территориях предприятий и организаций. Накапливать и складировать отработанные шины бесконечно невозможно, т.к. для этого необходимы большие площади земель. Данный вид отходов также представляет большую потенциальную опасность для окружающей среды, и фактически является «миной замедленного действия». Медленное разрушение шин под воздействием природных и климатических факторов и грызунов приводит к образованию дисперсных частиц в виде мелких крошек, которые рассеиваются в природной среде и уносятся на большие расстояния ветром. А места хранилища изношенных автомобильных шин превращаются в огромный ареал скопления большого количества и видов живых организмов (грызуны, птицы, микроорганизмы и т.д.). В связи с этим необходимо разработать эффективные способы утилизации изношенных шин, что позволит одновременно решить проблему вторичного их использования и охраны окружающей среды.

Поэтому важнейшим направлением в снижении загрязнения окружающей среды является утилизация и повторное использование изношенных автомобильных шин. В настоящее время в мире известны следующие способы утилизации изношенных автомобильных шин: складирование; захоронение; декоративное и другое использование в личных целях; восстановление; сжигание; переработка.

1. 

1. Рециклинг шин: технологии и оборудование

Переработка шин и резинотехнических изделий - одна из наиболее актуальных проблем, из числа поставленных мировым автомобилестроением перед человечеством.

С июля 2006 г. Европейский Союз законодательно запретил сжигать и закапывать в землю использованные автопокрышки. В связи с этим многие страны начали активный поиск альтернативных способов их утилизации. Оборудование для переработки шин стоит недешево, но оно окупается в течение от года до трех лет и затем приносит чистую прибыль. В университете г. Висконсина (США) был разработан способ утилизации шин, при котором их заливали жидким азотом. Шины становились хрупкими, как стекло, их дробили и получали сырье, используемое в строительстве дорожного покрытия. Испытания показали прекрасный коэффициент сцепления такой дороги с автомобильными колесами и самый низкий уровень шума. Стоимость сырья из покрышек не превышала стоимости асфальта. Американский билль о транспорте поддержал применение резиноасфальта, что позволило использовать до 30 % использованных шин из накапливаемых ежегодно в США.

Свой вариант применения старых шин есть и у болгар- ских специалистов (каучуковый комбинат г. Писариджик). Они уже несколько лет производят резиновые шпалы для рельсовых путей в шахтах. У таких шпал несколько преимуществ: в 3 раза дешевле традиционных (железобетонных), лучше амортизируют удары и глушат шум, устойчивы к воздействию рудничных вод, к ним не нужен балласт из щебенки, и по окончанию срока службы эти шпалы можно снова переработать. Но, пожалуй, самый экологически чистый способ переработки старых шин запатентован в колумбийском университете (США). В специальной емкости они подвергаются биологическому разложению с помощью микробов с получением крошки для удобрения полей. В настоящее время существует уже около десятка технологий переработки шин.

Водоструйный метод. Технология представляет собой экологически чистый процесс: в специальной камере шина подвергается атаке струй воды под высоким давлением. Вода вырывает кусочки резины, которые затем отделяются в специальном сепараторе. В результате получается крошка размером 0,05-1 мм. Энергозатраты составляют 1кВт·ч на 1 кг получаемой резины. Данная технология отличается высоким качеством получаемого продукта и не требует больших производственных площадей.

Бародеструкционный способ. Эта технология предусматривает предварительное дробление шин на крупные куски, которые в дальнейшем загружаются в специальную камеру, где под действием высокого давления и температуры резина подобно жидкости отжимается из металлокорда. Получаемая крошка имеет размеры до 0,8 мм. К сожалению, полной очистки металлокорда достичь не удается, поэтому следует предусматривать дополнительную очистку металлокорда или его утилизацию. Озонная технология считается одной из перспектив- ных. После удаления бортового кольца шину режут на 4 части и помещают в специальную камеру, где подвергают воздействию озоносодержащего газа и одновременному механическому воздействию. В процессе обработки озон разрушает связи в резине, а механическое воздействие позволяет развиваться микротрещинам. В итоге резина просто осыпается с металлического каркаса. Получаемый порошок не слипается, а размер частиц не превышает 0,1-0,2 мм.

Механическое дробление. После удаления бортовых колец шину разрезают на 4 части и пропускают через специальные вальцы, разрушающие ее. Затем крупные куски резинокордной конструкции дробят и отделяют резину от корда. Отделенную резину измельчают и получают крошку. Резиновая крошка используется для производства вторичных резинотехнических изделий (коврики, втулки и т.д.). К сожалению, в этом случае тоже не удается полностью очистить металлокорд, поэтому его вторичное использование в качестве лома черных металлов за- труднительно, а порой и невозможно. В то же время одно из неоспоримых достоинств механического способа - низкая себестоимость.

Термический способ. Обработка шин высокой температурой сопряжена с несколькими сложностями, поэтому для этого процесса необходимо дорогостоящее оборудование. Результатом технологического процесса является разложение резины на составляющие, поэтому о сбыте резиновой крошки здесь речь не идет. Газ, получаемый в процессе пиролиза, используется здесь же. Система полностью замкнута, и вредных выбросов в атмосферу нет. Энергетический баланс позволяет создавать на базе предприятия новые производства и снабжать тепловой энергией местных потребителей.

Взрывоциркуляционная технология переработки покрышек по сравнению с другими основана на принципиальной замене способа разрушения с традиционного механического на взрывной с циркуляцией продуктов взрыва. А взрыв, как известно, самый сильный и дешевый разрушитель в природе. Без сомнения, эта технология позволила осуществить прорыв в сфере переработки покрышек.

Российский рынок представлен следующими отечественными комплексами по переработке изношенных автомобильных шин. Южно-Уральская промышленная компания использует технологию переработки автошин и пластмасс в высококачественный мазут для котельных. В комплекс по переработке изношенных автопокрышек и пластмасс входят: установка-реактор, ножницы для измельчения автопокрышек и 3 тигеля для выгрузки. Данная установка-реактор способна переработать 5 т/сут исходного сырья (изношенные автопокрышки).

ЗАО «НПФ «НОВОТЕХ» ведет проектирование и строительство заводов по переработке старых автомобильных шин, основанных на технологии взрывоциркуляционного измельчения шин, разработанной в КБ компании. Все оборудование спроектировано и изготовлено в России. Технология и продукция завода представлена под маркой EXPLOTEX®.

Фирмы «Турботехмаш» и «КОНСИТ-А» предлагают экологически чистую технологическую линию по переработке изношенных шин с применением низкотемпературного охлаждения. ООО «Компания «ДЕКАП» - мобильный комплекс по переработке (утилизации) изношенных автопокрышек с металлическим, текстильным кордом и комбинированных шин диаметром до 2 тыс. мм - КПШ-01, представляющий собой мини-завод с полным циклом переработки отслуживших свой срок шин.

В индустриально развитых странах существует государственное финансирование, приняты законы, стимулирующие переработку и использование продуктов рециклинга резины, осуществляются различные дотационные схемы. Стратегия стран ЕЭС заключается:

*в предотвращении образования отходов;

*в рециклировании отходов и вторичном использовании материалов;

*в оптимизации конечной обработки отходов;

*в регламентации транспортировки отходов;

*в проведении мероприятий по реабилитации окружа- ющей среды;

*в воспитании населения в духе рационального потреб- ления;

* в включении экологических параметров в стандарты качества продукции.

В нашей стране основным инициатором решения проблемы также является государство, однако бюджетное финансирование со всеми его ограничениями и трудностями не способствует осуществлению высокорентабельных проектов. Необходимо создание государственных комплексных программ, направленных на организацию сбора, временного хранения, переработки и развития рынка потребления продуктов утилизации шин.

2. 

2. Переработка и утилизация шин

Автомобильные шины изнашиваются быстро. Это знают все автомобилисты: каждые 2 - 3 года резину приходится обновлять. Что чаще всего происходит с покрышками после того, как они отработают свое? Как правило, владельцы отправляют их на свалку, а некоторые и вовсе закапывают в землю. И совершают ошибку, ведь отработанные шины являются отходами IV класса опасности, а значит - подлежат обязательной утилизации. В связи с этим грамотная переработка шин является важной процедурой, которой не следует пренебрегать.

Отработанные шины в естественных условиях разлагаются более ста лет, в процессе «отдавая» почве вымывающиеся из резины токсические вещества. Кроме того, выброшенная на свалку покрышка - это 35 литров нефти, выброшенные на помойку (именно столько сырой нефти требуется для изготовления одной автомобильной шины). Переработка автомобильных шин позволяет убить двух зайцев - и нефть сэкономить, и не загрязнить почву токсинами. Утилизация покрышек - цивилизованная альтернатива отправке шин на помойку, поскольку материал, из которых они сделаны, может быть использован вторично.

3. Способы утилизации автомобильных покрышек

Существует насколько методов переработки старых покрышек. Их выбор зависит от множества факторов, среди которых - состав и тип шины, а также цели, которые необходимо достичь в том или ином случае вторичного использования. автомобильный шина водоструйный дробление

1. Переработка шин в крошку и порошок методом механического дробления и измельчения. Получившаяся резиновая крошка является ценным сырьем, которое используется в производстве покрытий для детских площадок, стадионов и звукопоглощающих элементов, используемых в трамвайных и железнодорожных путях. Металл и текстиль, отделенный от резины в процессе переработки покрышек, также находят полезное применение. Данным способом производится утилизация отработанных покрышек от легковых и грузовых автомобилей, за исключением шипованных шин.

2. Утилизация автомобильных покрышек взрывоциркулярным методом. В этом случае также происходит механическое дробление и измельчение, но по более совершенной современной технологии. Она заключается в предварительной заморозке шин до - 70С и последующим подрывании ее во взрывоциркуляторе (специальной камере). После данной процедуры крошка, текстиль и корд отделяются друг от друга и применяются с пользой.

3. Утилизация автомобильных шин путем их использования в качестве альтернативного топлива для цементных печей. Данный метод позволяет утилизировать покрышки всех типов, в том числе литые и шипованные. Одной из полезных особенностей резины является то, что ее теплотворная способность выше, чем у природного газа. А это значит, что утилизация старых шин данным методом позволяет сэкономить невозобновляемые природные ресурсы.

4. Методы переработки автопокрышек

Для переработки резиновых отходов, в том числе отработанных автомобильных покрышек, существует множество методов: регенерация (девулканизация), механическая переработка с получением резиновой крошки или резинового порошка, криогенная технология, криогенная (озоновая) технология, термические методы переработки (в том числе сжигание в целях получения энергии и пиролиз), бародеструкционная и взрывоциркулярнаятехнологии, восстановление протектора и утилизация целых шин, обработка микроорганизмами и т.д.

Регенерация покрышек осуществляется в целях получения регенерата - пластичного продукта, который используют в качестве заменителя каучука в производстве резинотехнических изделий. Первым этапом регенерации является дробление покрышек в резиновую крошку, которую затем девулканизируют.

Сжигание покрышек в целях получения энергии производится в специальных печах или на цементных заводах. Изношенные автопокрышки дробят в резиновую крошку или порошок. Из крошки и битума получают рулонные, матичные и другие материалы, в основном для гидроизоляции строительных конструкций. Резиновую крошку вводят в состав смесей для получения резинотехнической продукции, используют в дорожном строительстве, в качестве сорбента.

Криогенная технология предусматривает использование жидкого азота в качестве хладагента для облегчения разрушения покрышек в хрупком состоянии, однако метод весьма дорогой, поэтому используется редко, в основном в лабораторных условиях для демонстрации. Разработчиками «взрывного» метода являются специалисты МГТУ им. Баумана, Институт экспериментальной физики ( Арзамас).

Многие из перечисленных технологий не решают проблему комплексно, так как являются лишь элементом процесса и создают «отложенный отход». Весьма перспективным направлением утилизации является пиролиз отработанных покрышек - высокотемпературное разложение органической части отходов без доступа кислорода.

В Хабаровском крае накоплено свыше 40 тыс. тонн резинотехнических отходов и ежегодно образуется около 6-8 тыс. тонн. В крае на сегодняшний день применяются лишь две из перечисленных технологий: механическая переработка (модульный завод ООО «Бриз» на базе Дальдизеля) и пиролиз (ООО «Хабаровский региональный научно-технический центр»), остальные предприятия занимаются только сбором отходов.

ООО «Бриз» в 2004 г. смонтирована и запущена в эксплуатацию установка по утилизации изношенных автошин методом механической переработки. Предприятия работает на базе существующих производственных площадей ОАО «Дальдизель-ДВ» и для механической переработки использует следующее оборудование: шиноразделочные и борторезательные станки, молотковые дробилки, эструдер-измельчитель, сепаратор, гранулятор. Производится измельчение шин в крошку с последующей продажей в КНР, где действуют заводы со специальным оборудованием. Предприятие также планирует внедрение собственного производства с использованием резиновой крошки для изготовления разнообразной продукции (строительных материалов, сорбентов и пр.). Основной недостаток - сложность расчленения шин и неполная выработка по металлокорду. Проектная мощность установки составляет 4-5 тыс. тонн, фактически предприятие перерабатывает в настоящее время около 800 тонн отходов в год.

ООО «Хабаровский региональный научно-технический центр» разработал эффективную, оригинальную установку для утилизации шин методом пиролиза. В результате переработки получают следующие продукты: жидкая фракция (топочный мазут), горючий газ, технический углерод. В настоящее время установка не востребована (простаивает) из-за отсутствия финансирования.

Переработка шин - это самая актуальная проблема, из числа поставленных международным автомобилестроением перед населением планеты. Переработка покрышек, которые отработали свой срок службы, у нас в стране находится на крайне низком уровне. А такие методы, как закапывание на полигонах или же выбрасывание в лесу или карьерах, - это не переработка шин, а загрязнение окружающей среды. Вряд ли такие методы можно назвать самыми безопасными и экологичными, ведь известно, что в естественных условиях автошины разлагаются более ста лет. И надо учитывать, что все это время будет совершаться вымывание органических токсичных соединений, которые, попадая в почву, отравляют ее, а в последствии и нас.

Каждый год в ближнем зарубежье и России выбрасывается более одного миллиона тонн автомобильных шин. А у нас, на территории России, заводов, занимающихся вторичной переработкой отходов, можно пересчитать по пальцам. Где оказываются не переработанные автомобильные шины - совсем не трудно догадаться. В некоторой степени данная ситуация складывается из-за отсутствия прибыльной и прозрачной схемы переработки вторичного сырья. Определено это тем, что переработка резины весьма трудноосуществима и энергозатратна. Кроме того, сама резина, являясь термореактивным полимером, при высокой температуре теряет свои свойства, вследствие этого товары из резины тяжело восстанавливать для вторичного применения. Но, не смотря на отсутствие целевой государственной программы в области экологически безопасной и грамотной переработки изношенных шин, а также вторичного использования синтетического каучука, данная тема набирает огромную популярность из-за ее актуальности.

На сегодняшний день переработку покрышек и изделий из резины осуществляют несколькими способами:

Переработка резины с помощью измельчения резиновых отходов, из чего потом извлекают крошку и сопутствующие материаллы;

Переработка автомобильных шин - сжиганием с приобретением энергии.

Кроме всего этого, переработка изношенных шин позволяет получить товар, который полезен в хозяйственной деятельности, если используется способ пиролиза отходов резины. Такое направление считается самым перспективным.

Переработка отходов резины - это не единственный выход из создавшейся эколочической ситуации в этой области. Существует еще методы восстановления шины - это полноценный ремонт шины, при котором обновляются ее боковина и протектор.

Стоит обратить внимание на то, что данный способ восстановления является самым экономичным и экологичным способом решения данной проблемы, однако он не подходит для резины, имеющей значительные механические поврежения.

5. Как происходит утилизация покрышек

Мусор - это усугубляющаяся проблема, поэтому мы приняли все меры, чтобы облегчить вам процесс избавления от старых покрышек.

Переработка резины это сложный процесс из-за так называемой «вулканизации», которая существует для того, чтобы справиться с ее эластичной и гибкой структурой. Вулканизация это процесс отвердевания, который заключается в добавлении серы к резине, что создает более сильные связи между полимерами резины. Из-за метода вулканизации покрышки сложно расплавить для повторного использования, и по этой причине они часто ломаются при механическом процессе.

Сначала покрышки нарезаются на полоски на специальной машине. Затем этот материал поступает в измельчитель, чтобы порезать покрышки на более мелкие части и убрать металлические волокна. Иногда используются магниты для удаления металлов из шины.

Когда основная масса стали извлечена, полоски помещают в гранулятор. В зависимости от того, какой консистенции требуется материал на выходе, размер гранул можно регулировать. Такие гранулы используются в ряде различных производств.

Существует и менее популярный способ утилизации и переработки шин с помощью заморозки, используя жидкий азот. После заморозки шины разрушаются и перемалываются похожим образом, что описан выше.

Еще один способ называется «пиролиз». Пиролиз подразумевает под собой нагревание материала в бескислородной среде, растворяя шины до масел, газов и кокса.

Заключение

Каждый день на дорогах миллионы транспортных средств. Из этих миллионов каждый автомобиль в среднем преодолевает от 20000 до 24000 км в год. Учитывая средний показатель использования четырех шин, мы «сжигаем» огромное количество резины каждый год.

Одним из главных аспектов утилизации и повторного использования покрышек является избегание свалок. Из-за своей круглой формы с отверстием покрышки забирают самое ценное, что есть у свалки - пространство. Вдобавок, скопление покрышек создает условия для риска в окружающей среде, если они воспламеняются:

Они могут гореть месяцы (годы).

Такие пожары сложно потушить.

Они могут выделять вредные токсины в атмосферу, почву и воду.

Ко всему, место скопления покрышек может служить источником размножения переносчиков заболеваний, таких как москиты и грызуны. Хранение автомобильных покрышек вне свалок освобождает место для другого мусора, сокращает риск потенциально опасных возгораний и помогает предотвратить распространение паразитов.

Еще одним преимуществом переработки и повторного использования покрышек является сокращение потребления энергии и увеличение в производстве топлива за счёт утилизации отходов. В среднем требуется 88 литров масел для изготовления новой покрышки для грузового автомобиля. Тем не менее, чтобы восстановить покрышку (процесс наложения нового протектора на использованную шину) понадобится только 28 литров масел. Восстановление автомобильных покрышек стоит от 30 до 70 процентов меньше, чем производство новой шины, тем самым снижается цена для потребителя. Шины также могут быть использованы вместо ископаемого топлива в некоторых производственных процессах, сокращая потребление топлива и используя энергию, уже сохраненную в шинах.

Кроме всего прочего, повторное применение, переработка и утилизация шин помогает сделать наше окружение красивее. Вместо того, чтобы выбросить покрышку или оставить на обочине, можно использовать ее в разных целях, начиная с обустройства детской площадки и заканчивая клумбами. Они могут быть также использованы для создания «тихих» дорог с прорезиненным асфальтом, или для сохранения ландшафта путем защиты от эрозии. С творческим подходом к применению старых шин можно создать что-то из ничего - формы и функциональность из мусора.

Список литературы

1. Горовец В.Г. Утилизация шин. Проблема и ее аспекты Горовец В.Г. Автотранспортное предприятие, 2005. 4. 40-

2. Электронная статья Утилизация шин и экология [Электронный ресурс]: http://www.utilrti.ru

3. http://gazeta-rodnik.ru/11.shtml

Размещено на Allbest.ru