Экология/ 2.Экологические и метеорологические проблемы больших городов и промышленных зон.

ОБ УТИЛИЗАЦИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ШИНЫ

Есиркепова М.М.

Южно-Казахстанский государственный университет им.М.Ауезова

Ученые разработали криогенную технологию переработки отработанных авиационных и автомобильных шин. Предлагаемая  технология перерабатывает отработанные авиационные и автомобильные шины, армированные металлическим, текстильным или капроновым кордом, с целью утилизации и вторичного использования резины, металла, текстиля и капрона. Технологический процесс  обеспечивает полное отделение резины от нее разрушенного металлокорда и получение высокого процента
мелкодисперсных фракций резинового гранулята. Криогенная технология переработки отработанных авиационных и автомобильных шин является ресурсо-энергосберегающей и обеспечивает получение резинового порошка с сохранением структуры и химического состава исходной вулканизованной резины, который может быть использован в основном шинном производстве, а также в качестве сырья для использования в дорожных и строительных технологиях, это – асфальтобетон, резиновые плиты, резиновый шифер, гидроизоляция, покрытие кровельных материалов и многое другое.

Также существует технология утилизации изношенных автомобильных шин. Значительный рост выпуска автомобилей во всех странах мира, привел к загрязнению сферы обитания человека вышедшими из
эксплуатации шинами. На воздухе и в земле шины не разрушаются, при сжигании они загрязняют канцерогенными веществами окружающую среду.
Кроме того, утилизация шин имеет важное экономическое значение, она позволяет сократить потребление сырьевых ресурсов (нефть, технический
углерод, тальк, каолин и другие ингредиенты), входящий и состав резиновых смесей. Известно, что в резинотехнической промышленности затраты на сырье и материалы составляют, примерно, 60-90% от полной себестоимости
продукции, поэтому использовании резины из изношенных шин является решением важной проблемы ресурсосбережения. Смесь модифицированного резинового гранулята с вулканизационной смесью позволит изготовить монолитные резиновые изделия, например, плиты для животноводческих ферм. Самыми массовыми изделиями и которых может использоваться резиновый гранулят, являются листы для производства кровли, покрытия легкоатлетических стадионов, игровых площадок. Кордное волокно может применяться в качестве арматуры при изготовлении бетонированных сооружений, а также при изготовлении катушек для проводов в электротехнической промышленности. При дисперсности резиновых порошков менее 300 мкм добавки каучука в резиновую смесь можно не производить.

Нашла успех и установка по утилизации отработанных авиационных и автомобильных покрышек, резинотехнических изделий с получением
горючего газа. Назначением такой установки является, утилизация отработанных авиационных и автомобильных покрышек, резинотехнических изделий путем термического разложения при высоких температурах. При сжигании отработанных покрышек и резинотехнических изделий образуются нетоксичные отходы в виде золы, при наличии в них неорганических добавок, отделяется металл и выделяется горючий газ. Сопутствующие вещества, выделяющиеся при горении, например сера (S) и другие полностью нейтрализуются по особой технологии и превращаются в экологически чистые продукты. Полученный газ можно использовать как для получения тепла, путем сжигания в пароводяных котлах, так и для получения электроэнергии, если газ подавать в двигатель внутреннего сгорания автономной электростанции. Также учеными рассмотрены современное состояние и перспективы развития вторичной переработки и утилизации полимерных материалов, применяемое для этого оборудование. Особое внимание уделено технологическим схемам вторичной переработки полимерных материалов [1].

Создание полного цикла превращения резиновых отходов в новые изделия является актульным. Общая концепция ресурсосбережения и утилизации шин и схема административно-правовых механизмов обращения с резиновыми отходами является перспективным подходом защиты окружающей среды. В работе [2] проанализирована мировая практика утилизации шин и показана необходимость создания новых методов регенерации отходов, позволяющих с максимальной полнотой использовать полезные свойства отслуживших свой срок изделий. Разработка новой технологии комплексной регулируемой механо-термохимической регенерации шинных отходов и оборудование для ее реализации решает ряд вопросов по минимизации отходов. В работе [2] предложены рецептуры композиционных материалов с использованием полуфабриката переработки изношенных шин, конструкции и технология изготовления изделий различного назначения.

В мире отмечается стремительный рост потребления полимерных материалов. Использование изделий из полимерных материалов неуклонно связано с образованием отходов. Особенность полимерных отходов – их устойчивость к агрессивным средам, они не гниют, процессы деструкции в естественных условиях протекают достаточно медленно, но с образованием вредных веществ, отравляющих окружающую среду. Все это делает проблему утилизации отходов полимерных материалов все более актуальной.
Казахстан занимает огромную территорию со значительным количеством небольших населенных пунктов, в которых перспектива цивилизованного решения проблем утилизации твердых бытовых отходов (ТБО) достаточна далека. Значительную долю ТБО составляют отходы пластмасс, которые, с одной стороны, являются ценным сырьем для вторичного использования, а с другой – длительно разлагающимися материалами, существенно загрязняющими природную среду.

На городских свалках даже среднего населенного пункта ежегодно скапливаются сотни тысяч тонн бытовых отходов. Разлагаясь, они отравляют воздух, почву, подземные воды и превращаются, таким образом, в серьезную опасность для окружающей среды и человека. Дымящиеся свалки, кучи выброшенного хлама, переполненные мусорные баки – в Казахстане такие картины знакомы многим городским и сельским жителям.
Проблема раздельного сбора ТБО и выделения отходов полимерных материалов в Казахстане организационно может и должна быть решена, учитывая опыт большинства развитых стран. Однако проблема доставки отходов полимеров из казахстанской глубинки к местам их стационарной промышленной переработки вследствие значительных расстояний и сравнительно малых объемов отходов в отдельно взятом населенном пункте не создает экономически оправданных условий реального сохранения природы Казахстана при использовании известных традиционных подходов.
Предлагается новая идея – создание мобильных мини-заводов на шасси различных автомобилей в зависимости от необходимой производительности по перерабатываемому полимерному материалу [3]. Наименьший типоразмер такого мини-завода должен иметь возможность размещения на автопринцепе обычного легкового автомобиля. Оператор объезжает с таким специальным оборудованием малые населенные пункты и по месту расположения полимерных отходов перерабатывает их во вторичный гранулят, который увозится как товарная продукция. Тем самым перерабатывается ценное сырье и ликвидируются места возможного захоронения полимерных отходов. Таким образом, можно сформулировать цель и задачи настоящей работы.
Создание мобильных мини-заводов для переработки отходов полимерных материалов на местах с получением товарной продукции – вторичного гранулята является экономически выгодным. В работе [4] проведен анализ современных технологий и оборудования для вторичной переработки резин, наиболее приспособленных для использования в качестве мобильных агрегатов. Разработаны, изготовлен и исследован макет агрегата для переработки отходов резин во вторичный гранулят, предназначенный для использования в качестве оборудования мобильных мини-заводов [5]. Разработаны основы инженерной методики выбора конструктивных и технологических параметров мобильного агрегата, обеспечивающих различную производительность мини-завода в зависимости от потребностей конкретного региона. Выбораны оборудования для использования в мобильных мини-заводах. Традиционное оборудование при рециклинге отходов – это шнековые и дисково-шнековые машины, агломераторы. При этом отходы подвергаются стадиям предварительной подготовки, таким как сбор, классификация, дробление, отмывка, сушка, измельчение. Использование всех этих стадий делает технологию утилизации достаточно энергоемкой и в конечном итоге приводит к повышению себестоимости получаемого вторматериала. Вместе с тем при использовании агломератора получается материал различный по гранулометрическому составу и насыпной плотности, что негативно сказывается при дальнейшей переработке в материальных цилиндрах перерабатывающих машин. В качестве специального оборудования предлагается использовать валково-шнековый агрегат, наиболее устойчивый к переработке загрязненных отходов. Использование данного вида оборудования позволяет исключить дробление, измельчение и сушку материала, что в конечном итоге позволит снизить трудовые и энергозатраты. Достоинствами являются: высокая производительность на единицу капиталовложений и качество конечного продукта, простота осуществления контроля качества, свободный доступ к рабочим органам машины, незначительные затраты времени на изменение толщины получаемых изделий без замены калибрующего устройства.

1.Клинков А.С., Беляев П.С., Соколов М.В. Утилизация и вторичная переработка полимерных материалов. Учебное пособие. Тамбов: Тамбовский гос. технический университет, 2005. – 250 с.

2.Шаховец С. Е, Богданов В. В. Комплексная регенерация шин. Учебное пособие. М.: Проспект науки, 2008. – 280 с.

3.Новая технология вторичной переработки и утилизации пленочных полимерных материалов / Д.Л. Полушкин [др.] //Вестник ТГТУ. – 2006. – Т. 12., №1А. – С. 76-82.

4. Клинков А.С. и др. Автоматизированное проектирование валковых машин для переработки валковых материалов: монография – М.: Машиностроение-1, 2005. – 320 с.

5. Соколов М.В. и др. Проектирование экструзионных машин с учетом качества резинотехнических изделий: монография – М.:Машиностроение-1, 2007. –292 с.