Технологический процесс переработки отходов шин

Министерство Образования и  Науки Российской Федерации

Московский Государственный Университет  Печати им. И. Федорова

Кафедра Химии

 

Реферат на тему:

«Технологический процесс переработки отходов шин»

 

 

 

 

 

Выполнила:

Студентка гр. Дтуп 4-1

Медкова Н.В.

Проверила:

Рекус И.Г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва

2012 год

Содержание

 

1. Введение
2. Характеристика металлокорда, как источника образования

отходов

3. Отходы, как источник вторичного сырья

 

4. Анализ состава и свойств отходов. Физико-химические свойств

 

5. Выбор и описание технологической схемы утилизации отходов

     5.1.Методы утилизации автомобильных шин

     5.2.Метод утилизации шин путём предварительного охлаждения

     5.3.Описание процесса переработки

6. Обоснование режимов технологического процесса переработки отходов шин

     6.1.Режим работы предприятия

      6.2Оценка воздействия на окружающую среду

7. Заключение

8. Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

       Активное распространение во  всём мире автомобильного транспорта, широкое применение в промышленности  и быту резиносодержащих материалов  влечёт за собой накопление  больших объёмов полимерных отходов  и, в частности, изношенных  покрышек.

        По данным Европейской Ассоциации по вторичной переработке шин (ЕТРА) в 2000 году общий вес изношенных, но непереработанных шин достиг:

в Европе-2,5 млн тонн;

в США-2,8 млн тонн;

в Японии-1,0 млн тонн;

в России-1,0 млн тонн.

         В Москве ежегодно образуется более 70 тыс. тонн изношенных шин, в Петербурге и Ленинградской области - более 50 тыс. тонн..

       Объем их переработки методом измельчения не превышает 10%. Большая часть собираемых шин (20%) используется как топливо.

       Вышедшие из эксплуатации изношенные шины являются источником длительного загрязнения окружающей среды:

-шины  не подвергаются биологическому  разложению;

-шины  огнеопасны и, в случае возгорания, погасить их достаточно сложно;

-при  складировании они являются идеальным  местом размножения грызунов,

кровососущих  насекомых и служат источником инфекционных заболеваний.

          Изношенные покрышки не подвергаются естественному разложению, гниению, поэтому накапливаются на полигонах, занимая значительные площади земельных угодий, рассеиваются в оврагах, лесах, водоёмах, загрязняя окружающую среду. Изношенные шины находят применение при устройстве различных ограждений, предохранения берегов от размывания, буферных поддонов и др., но это имеет ограниченный, локальный характер.

         В тоже время изношенные шины являются источником ценного углеводородного сырья, лома легированной стали и текстильного материала в виде натуральных и синтетических волокон. Поэтому проблема утилизации изношенных шин и других амортизированных резинотехнических изделий актуальна с экологической и экономической сторон.

         Известно, что в современных покрышках  содержится не менее 60% резины, 20% текстиля и 20% металла. Однако, несмотря на очевидные преимущества, увеличивающиеся ежегодно количество непригодных  к употреблению автомобильных покрышек, отправляемых в пункты хранения (свалки) или просто закапываемых в землю, свидетельствует о слаборазвитой переработки.

        Применение изношенных шин в  цементной промышленности позволяет  экономить 1- 2 % основного вида  топлива. 

         Специалистами отмечается, что при  сжигании изношенных шин при  производстве цемента может быть  сокращен на 25% расход ископаемых  энергоносителей и снижен уровень  загрязнения окружающей среды. Так как содержание кислорода в печи велико, горючие газы достаточно долго находятся в зоне сгорания, в процессе не образуется остатков вредных веществ по той причине, что сера и металл связываются в получаемом продукте.

     Динамичный рост парка автомобилей  во всех развитых странах приводит  к

постоянному накоплению изношенных автомобильных  шин.

      Вместе с тем, амортизированные  автомобильные шины содержат  в себе ценное сырье: 

• каучук,
• металл,
• текстильный корд.

      Проблема переработки изношенных  автомобильных шин и вышедших  из

эксплуатации  резинотехнических изделий имеет  большое экологическое и

экономическое значение для всех развитых стран  мира. Невосполнимость

природного  нефтяного сырья диктует необходимость  использования 

вторичных ресурсов с максимальной эффективностью, т.е. в место гор мусора мы могли  бы получить новую для нашего региона  отрасль промышленности – коммерческую переработку отходов. Не менее перспективным  методом борьбы с накоплением  изношенных шин является продление  срока их службы, путем восстановления.

       В настоящее время, все известные  методы переработки шин можно  разделить на две группы:

1. Физический  метод

2. Химический  метод

      В настоящее время все большее  значение приобретает направление

использования отходов в виде дисперсных материалов. Наиболее полно первоначальная структура и свойства каучука и других полимеров, содержащихся в отходах, сохраняются при механическом измельчении.

Установление  взаимосвязи между размерами  частиц материала, их физико - химическими и механическими характеристиками и затратами энергии на измельчение и параметрами измельчающего оборудования необходимо для расчета измельчителей и определения оптимальных условий их эксплуатации.

Процесс измельчения, несмотря на кажущуюся  простоту, очень сложный не только по определению характера, величины и направления нагрузок, но и по трудности количественного учета результатов разрушения.

          В развитых странах в настоящее время предпринимаются попытки создать технологии по переработке изношенных шин, которые позволили бы повторно использовать резину в различных товарах и материалах. Существующие технологии переработки автомобильных покрышек не в состоянии справиться с громадными и постоянно пополняющимися объёмами сырья и находятся лишь в стадии своего становления. Одной из главных причин, сдерживающих их использование, является, во-первых, непостоянство состава и свойств этого вида вторичного сырья, что не позволяет при заданных технологических параметрах процесса обеспечить

стабильное  высокое качество готовой продукции, а во-вторых, отсутствие промышленных способов переработки изношенных шин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Характеристика технологического  процесса как источника образования  отходов

 

       Одним из наиболее проблемных элементов человеческой деятельности является автомобильный транспорт, отходы которого являются особенно агрессивными по отношению к окружающей среде, и хотя в настоящее время активно исследуются различные пути переработки этих отходов, радикального решения проблемы пока не существует.

       Интенсивное развитие автотранспортного комплекса привело к целому ряду неблагоприятных факторов, нарушающих экологическое равновесие.

        Основными продуктами загрязнения окружающей природной среды для автотранспортного комплекса являются: изношенные автомобильные шины, электролит, смазочные материалы. Так, например, вышедшие из эксплуатации автомобильные шины накапливаются в местах их эксплуатации (в автохозяйствах, на промышленных предприятиях, в сфере оказания услуг и т.д.) и затем вывозятся на свалки или рассеиваются на окружающих территориях. Шины длительное время загрязняют окружающую среду вледствии высокой стойкости к воздействию внешних факторов (солнечного света, кислорода, озона, микробиологических воздействий). Места их скопления, особенно в регионах с жарким климатом, служат благоприятной средой обитания и размножения ряда грызунов и насекомых, являющихся разносчиками различных заболеваний. Кроме того, шины обладают высокой пожароопасностью, а продукты их неконтролируемого сжигания оказывают крайне вредное влияние на окружающую среду (почву, воздушный и водный бассейн). При сжигании 1 т изношенных шин в атмосферу выделяется 270 кг сажи и 450 кг токсичных газов.

       В связи с этим разрабатываемая  в настоящее время концепция  устойчивого развития цивилизации  предусматривает в том числе решение экологических проблем путем использования изношенных автомобильных шин, являющихся одним из самых многотоннажных отходов потребления.

 

      В мире ежегодно образуется свыше 3 млрд т шин, что наносит огромный вред здоровью людей и окружающей среде. За последние 5 лет прирост объема изношенных шин составляет около 3% в год, в то же время рециклингу подвергается всего лишь 2%. Некоторая часть отходов, особенно из ценных видов резин, годами хранится на складах, остальная часть в лучшем случае подвергается захоронению или сжигается, нанося  тем самым значительный и долговременный ущерб окружающей среде. Вместе с тем изношенные шины являются источником ценного углеводородного сырья, лома легированной стали и текстильного материала в виде натуральных и синтетических волокон. Однако, несмотря на очевидные преимущества, увеличивающееся ежегодно количество непригодных к употреблению автомобильных покрышек, отправляемых в пункты хранения (свалки) или просто закапываемых в землю, свидетельствует о слаборазвитой сфере переработки.

    Существующие технологии переработки  автомобильных покрышек не в  состоянии справиться с громадными  и постоянно пополняющимися объемами  сырья и находятся лишь в  стадии своего становления. Одной  из главных причин, сдерживающих  их использование, является, во-первых, непостоянство состава и свойств  этого вида вторичного сырья,  что не позволяет при заданных  технологических параметрах процесса  обеспечить стабильно высокое  качество готовой продукции, а  во-вторых, отсутствие промышленных  способов переработки изношенных  шин.

     Наиболее простой способ переработки- использование их в качестве «шинного топлива», то есть сжигание в топках электростанций, паровых котлах котельных и т. д. Однако при сгорании шины выделяют весьма ядовитые вещества. Выброшенные на свалки либо закопанные шины разлагаются в естественных условиях не менее 100 лет. Контакт шин с осадками в виде дождя и грунтовыми водами сопровождается вымыванием ряда токсичных органических соединений: дифениламина, дибутилфталата, фенантрена и т.д.

     Шина, пришедшая в негодность, содержит отходы резины,

металлокорда и текстиля. Срок службы шины в большинстве случаев зависит от резины. А срок службы резины зависит от условий хранения и эксплуатации даже больше, чем от свойств резины. Средний срок эксплуатации шины 2 года.

Также отходы металлокорда образуются в процессе  шинного производства. В настоящее время внедряются новейшие технологии, и как следствие уменьшается образование отходов металлокорда. Примером может служить ОАО «Московский шинный завод»(рис. 1.1.)

Рис 1.1. Снижение образования отходов металлокорда (в %) по отношению к     использованному количеству металлокорда.

По оценке экспертов, мировое  производство металлокорда для шин составляет примерно 1200 -1300 тыс. т в год.

Потребление металлокорда в мире растет на 3 - 4% ежегодно. Значительный рост потребления отмечается на рынках Азии и Европы. Шинные компании, имеющие основные производственные мощности в Северной Америке, пока еще не восстановились после экономического спада в 2001 - 2002 годах, поэтому потребление корда на этом рынке упало.

Самым динамичным рынком является Китай, где ежегодный 

прирост потребления металлокорда составляет 27%.

По примерным оценкам, в 2003 году в Китае произведено около 100 тыс. т, в то время как потребность шинных компаний составила примерно 150 тыс. т.

К 2015 году потребность  увеличится до 350 тыс. т металлокорда в год.