Ведение 7
1 Характеристика шинного производства 9
1.1 Мониторинг производства шин в России и за рубежом 9
1.2 Автопокрышки как источник загрязнения окружающей среды 23
2 Основные методы переработки и утилизации вулканизованных
резиносодержащих отходов и отработанных автопокрышек 32
2.1 Химические методы переработки 33
2.1.1 Сжигание отработанных автопокрышек 33
2.1.2 Пиролиз 34
2.2 Физико-химические методы (регенерация) 39
2.2.1 Паровой метод 40
2.2.2 Водонейтральный метод 41
2.2.3 Термомеханический метод 42
2.2.4 Метод диспергирования резины 44
2.3 Физические методы переработки 46
2.3.1 Переработка изношенных шин при низкой температуре 46
2.3.2 Переработка изношенных шин при нормальной температуре. . 50
3 Инженерно-технические мероприятия по снижению негативного
воздействия отработанных автопокрышек на окружающую среду 56
3.1 Предлагаемый метод переработки автопокрышек 56
3.2 Описание технологического процесса утилизации отработанных
автопокрышек 58
4 Области применения резиновой крошки 63
5 Нормативно - правовое обоснование 66
Заключение 70
Список использованных источников 72
С ростом численности автотранспорта постоянно увеличивается и количество изношенных автопокрышек. Ежегодно в России образуется более
1,1 млн тонн изношенных автопокрышек, из них утилизируется только 10 %.
Общемировые запасы изношенных автошин оцениваются в 25 млн. тонн при ежегодном приросте не менее 7 млн. тонн. Из этого количества только 23% покрышек находят применение, а остальные 77% хранятся легально или нелегально на специализированных и смешанных свалках, представляющих собой объекты повышенной опасности (из-за часто возникающих на них пожарах из-за хорошей воспламеняемости шин). Имеющиеся технологии переработки автошин заключаются либо в их простом сжигании, либо в разделении резины и металлокорда, содержащегося в шинах. Такое разделение производится путем нагрева, либо, наоборот, путем глубокого замораживания и дробления. Эти технологические процессы энергоёмки и имеют в промышленных условиях низкую экономическую эффективность.
С 2006 года в странах Евросоюза запрещено захоронение автомобильных шин и их сжигание. В России переработка шин является приоритетным способом утилизации шин. Согласно Федеральному классификационному каталогу отходов, отработанные автомобильные покрышки относятся к IV классу опасности и подлежат обязательной утилизации или переработке. В России предусмотрена система надзора за сдачей шин, находящихся на балансе предприятий. Предприятия имеют право сдавать шины на переработку только специальным заводам, имеющим лицензию на право обращения с опасными видами отходов, предоставляющим документы, подтверждающие факт сдачи шин, что является необходимым для сдачи экологической отчетности и расчетов «Платы за негативное воздействие на окружающую среду».
Вместе с тем, изношенные автошины при правильном подходе к их переработке, сохраняющем химические свойства резины и каучуков, являются отличным сырьем для получения вторичного продукта: резиновой крошки, металла и текстильного корда. Около 90% шины предоставляют собой резерв сырья для вторичного использования, что при наметившейся проблеме невосполнимости материальных ресурсов имеет огромное экономическое значение и потенциал.
Таким образом, как уже говорилось выше, актуальность создания производства по переработке шин и других резинотехнических отходов складывается из двух составляющих, лежащих в основе данной работы:
• Решение экологической задачи: переработка опасных отходов, сохранение природных ресурсов, сокращение территорий, выделенных под полигоны.
• Производство продукта, востребованного на рынке, пригодного для использования в различных производственных сферах.
Проблема утилизации отработанных автомобильных покрышек в городе Красноярске так же остается актуальной. Отработанные автопокрышки, в том числе и резинотехнические изделия, в основном вывозятся на специализированные полигоны. Однако шины - это ценное полимерное сырье, которое может быть повторно использовано для производства топлива, резинотехнических изделий и материалов строительного назначения.
Так же острой остается проблема старой свалки резинотехнических отходов, ныне не существующих заводов «Шинный» и «РТИ», которая представляет большую экологическую опасность для окружающей природной среды.
Согласно Федерального закона от 31 декабря 2017 г. N 503-ФЗ "О внесении изменений в Федеральный закон "Об отходах производства и потребления" и отдельные законодательные акты Российской Федерации". Он предусматривает и обязательную процедуру по утилизации отработавших шин». Поэтому вопрос о разработке эффективного метода переработки отработанных покрышек, который сможет обезвредить уже имеющееся количество отходов и утилизировать вновь образовавшийся объем, становится наиболее актуальным.
Способов переработки изношенной резины достаточно много, в настоящее время выделено пять основных направлений по утилизации шин:
1. Переработка в крошку. Является самым простым и дешевым методом утилизации автопокрышек. В зависимости от чистоты и размера резиновой крошки, получаемое вторсырье имеет многочисленные и перспективные области дальнейшего практического применения, начиная как добавка к полимерным смесям и заканчивая изготовлением массивных резиновых плит.
2. Пиролиз. Конечными продуктами этого метода утилизации являются пиролизное масло, сталь (металлокорд) и сажа.
3. Сжигание. Использование автопокрышек в качестве замены основного топлива на различного рода котельных, а так же получения тепловой энергии.
4. Восстановление шин. Этот метод позволит экономить на первичных ресурсах. Практически доказано, что при изготовлении новой шины требуется 35 литров сырой нефти, тогда как на восстановление старой - всего лишь 5 литров.
5. Полный материальный рециклинг. При данном методе из автопокрышек получают заменители топлива - бензиновую фракцию и мазут. При этом образуются технический углерод и металлокорд.
Каждый из предложенных методов имеет свои преимущества и недостатки. В данной работе наиболее подробно описаны существующие методы переработки отработанной резины. Рассмотрены наиболее популярные технологические линии переработки.
Для решения выделенных экологических проблем предлагается механический метод переработки отработанных автопокрышек в резиновую крошку, используемую в дальнейшем как вторичный ресурс для изготовления товара народного потребления - новую автопокрышку.
В последние годы во многих странах большое внимание уделяется проблеме использования образующихся во всё возрастающих количествах отходов производства и потребления, в том числе изношенных шин, которые являются одним из самых многотоннажных полимерных отходов.
Проблема использования изношенных шин имеет важное экологическое значение, поскольку вышедшие из эксплуатации шины накапливаются в местах их эксплуатации (в автохозяйствах, на аэродромах, промышленных и сельскохозяйственных предприятиях, горно-обогатительных комбинатах и т.д.). Вывозимые на свалки или рассеянные на окружающих территориях, шины длительное время загрязняют окружающую среду вследствие высокой стойкости к воздействию внешних факторов (солнечного света, кислорода, озона, микробиологических воздействий). В современном мире большое внимание уделяется защите окружающей среды, и теперь к тем, кто выбрасывает или сжигает старые покрышки, применяются самые жесткие штрафы.
Сегодня известны несколько основных способов переработки автомобильных покрышек, основными из которых являются:
- сжигание (иногда используют для получения энергии);
- пиролиз резины (получение жидкого топлива, мазута);
- измельчение (получение резиновой крошки).
Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки и разработан для определенной цели, которая легко просматривается в их сути - это получение резиновой крошки (муки) или топлива.
Но если получение топлива из покрышек не всегда экономически выгодно и наносит вред окружающей среде, то получение покрытия из резиновой крошки технологически и экологически оправдано. Именно поэтому весь цивилизованный мир давно перешел на экологически чистый способ получения резиновой крошки путем дробления автомобильных шин. Эта не только способствует сбережению окружающей среды, но и позволяет значительно экономить на производстве полимерных материалов, ведь изготовление резиновой крошки не отражается на их физических и химических свойствах.
Сам процесс получения резиновой крошки не требует особых затрат и больших производственных мощностей, но при этом на первое место выходит соблюдение экологической безопасности.
Полученную резиновую крошку можно так же использовать в нескольких направлениях.
Во-первых, резина преимущественно состоит из углерода и водорода, поэтому является топливом (энергоносителем), которым можно топить котельные, промышленные или бытовые печи, в общем, использовать как заменитель угля, газа или древесины. Данный метод не особо приемлем с точки зрения экологических организаций.
Во-вторых, подготовленную резину можно девулканизировать, то есть провести её восстановление. Этот метод так же не одобряется экологами.
В-третьих, резиновая крошка - популярное сырье для асфальтобетонных заводов (АБЗ), выпускающих асфальт повышенного качества, обладающий повышенной прочностью пластичностью и износостойкостью. На АБЗ резиновую крошку добавляют в битум, с целью придания пластичности выпускаемой продукции.
И, наконец, в-четвертых, из резиновой крошки можно производить экологически чистую продукцию, тротуарную резиновую плитку и другие подобные виды резиновых изделий, украшающих улицы, площади, детские площадки и другие социально-бытовые объекты.
Сегодня изготовление резиновой крошки очень выгодно, поскольку она нашла широкое применение в различной сфере деятельности человека, нефтехимической промышленности, автодорожном строительстве, но в основном используется для изготовления принципиально нового и практичного материала. Сегодня покрытия из резиновой крошки можно встретить в спортивных сооружениях, детских комплексах, городских парках, теплицах. Кроме того, полученная резиновая крошка применяется для производства обуви, каучука, резинотехнических изделий, шпал, различных реагентов, а так же повторно используется в изготовлении новых автомобильных покрышек.
Предложенная технологическая линия по утилизации отработанных шин способна решить поставленные задачи и перерабатывать большое количество не только старых шин, но и различных резинотехнических изделий. Производительность данной линии по несложным расчетам составляет на входе (шин и резинотехнических изделий) - 6000 тонн в год, а на выходе (резиновой крошки) - 4200 тонн в год.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
