Переработка шин пиролизом
Для получения топлива при вторичной переработке шин сегодня используется метод пиролиза. Он представляет собой процесс термического разложения содержащихся в шинах органических соединений без доступа кислорода. Пиролиз шин сегодня является наиболее экономичным и экологически чистым методом их утилизации, поскольку он не только решает только вопрос переработки вторсырья, но и позволяет получать топливо буквально из мусора.
Низкотемпературный пиролиз позволяет разложить покрышки на составляющие компоненты, каждый из которых можно использовать в определенных целях. Переработка автошин методом пиролиза достаточно давно используется в европейских странах, поскольку помимо экологически чистой утилизации, данный тип переработки способен принести очень хорошую прибыль. Итак, какие же продукты может производить обыкновенный завод по переработке автошин:
- Технический углерод, который используется в качестве наполнителя в производстве неответственных резин, транспортерных лент, технических пластин, и многого другого. Так же он является пигментом для производства красок. Технический углерод более низкого качества широко используется в строительстве (из него делается тротуарная плитка, бетонные изделия и кирпич).
- Термолизный газ, который является аналогом природного газа. Данный газ достаточно чистый, и может свободно использоваться на мини-котельных для получения тепло и электроэнергии.
- Прессованный металлокорд, используемый для нужд металлургической промышленности. Он может реализовываться как металлолом, так и как вязальная проволока (при условии его дополнительного обжига)
- Синтетическая нефть, которая по своему составу практически идентична природной. При условии ее очистки она способна заместить многие нефтепродукты.
Все эти продукты такого процесса как пиролиз автошин являются востребованными в самых различных отраслях, поэтому переработка шин является достаточно прибыльным бизнесом.
Области применения конечного продукта (резиновой крошки)
Порошковая резина с размерами частиц от 0,2 до 0,45 мм
Используется в качестве добавки (от 5 до 25%) в резиновые смеси для изготовления
новых автомобильных покрышек, массивных шин и других резинотехнических изделий.
Применение резинового порошка с высокоразвитой удельной поверхностью частиц (2500
– 3500 см²/г), получаемой при его механическом измельчении, повышает стойкость шин
к изгибающим воздействиям и удару, увеличивая срок их эксплуатации;
Порошковая резина с размерами частиц до 0,6 мм
Используется в качестве добавки (до 50-70%) при изготовлении резиновой обуви и других
резинотехнических изделий. При этом свойства таких резин (прочность, деформируемость)
практически не отличаются от свойств обычной резины, изготовленной из сырых каучуков;
Порошковую резину с размерами частиц до 1,0 мм
Можно применять для изготовления композиционных кровельных материалов (рулонной
кровли и резинового шифера), подкладок под рельсы, резинобитумных мастик, вулканизованных
и не вулканизованных рулонных гидроизоляционных материалов;
Порошковая резина с размерами частиц от 0,5 до 1,0 мм
Применяется в качестве добавки для модификации нефтяного битума в асфальтобетонных
смесях, используемых при строительстве автомобильных дорог, которые улучшают их
деформационные и фрикционные свойства. Такие добавки позволяют увеличить прочность
покрытия дорог, а также их стойкость к удару, морозостойкость и стойкость к растрескиванию
полотна при температурных перепадах. Объем дробленой резины в составе таких усовершенствованных
покрытий должен составлять около 2% от массы минерального материала, т.е. 60-70
тонн на 1 км дорожного полотна. При этом срок эксплуатации дорожного полотна увеличивается
в 1,5 – 2 раза. Такие порошки используются также в качестве сорбента для сбора сырой
нефти и жидких нефтепродуктов с поверхности воды и почвы, для тампонирования нефтяных
скважин, гидроизоляции зеленых пластов и т.д.;
Резиновая крошка с размерами частиц от 2 до 10 мм
Используется при изготовлении массивных резиновых плит для комплектования трамвайных
и железнодорожных переездов, отличающихся длительностью эксплуатации, хорошей стойкостью
к климатическим воздействиям, пониженным уровнем шума и современным дизайном; спортивных
площадок с удобным и безопасным покрытием; животноводческих помещений и т.д
Энергопотребление:
- трехфазный переменный ток (50 Гц, 380 В)
- номинальная потребляемая мощность, кВт – до 150
- экологическая чистота производства, отсутствие каких-либо вредных выбросов
и выделений в процессе механического дробления шин; - высокая мобильность технологического оборудования, позволяющая производить
утилизацию шин в местах их хранения; - высокая надежность;
- высокая эффективность при невысокой стоимости;
- небольшое потребление энергии.
В объем поставки НЕ входят:
- подъемные краны и механизмы, инструмент и приспособления для монтажа, монтажные
материалы; - инфраструктура объекта, обеспечение электроэнергией, водой, сжатым воздухом
и др.; - здания, сооружения, фундаменты;
- соответствие местным стандартам техники безопасности, санитарии и гигиены
труда; - страховка и фрахт;
- монтаж оборудования;
- стоимость перевозки (фрахт), страховка, импортная пошлина.
Линия для переработки шин в крошку
Линия переработки автошин производит резиновую крошку для бизнеса, она считается экологически безопасной из — за отсутствия выбросов в атмосферу или же в грунт.
Линия и все оборудование должны быть выполнены в соответствии требованиям РФ, которые были выдвинуты к оборудованию данного типа:
- По уровню издаваемого шума.
- По количеству вредных выбросов.
- Соответственно безопасности жизнедеятельности.
- Соответственно безопасности переработки отходов.
Вся линия по переработке шин в крошку состоит из секторов:
- Подготовительный, который включает 2 станка: 1 – для удаления бортовой проволоки, 2 – ножниц для разрезания покрышек.
- Дробилки, состоящей из 1 – камеры дробления и 2 – возвратного просеивателя.
- Дробильные вальцы, представляющие два барабана, которые вращаются с различной скоростью навстречу друг другу.
- Гранулятор, который подает смесь из загрузочной воронки в зону дробления.
- Вибростол магнитного отборщика для равномерного распределения смеси под воздействием вибрации.
- Ножевой гранулятор, состоящий корпуса с ножами, вала с ножами, сетки, диаметр отверстий которой равны 4 мм.
- Вибростол в виде наклонной прямоугольной конструкции.
- Магнит для отборки остатков мелкой проволоки.
- Текстильные сепараторы для высокого уровня очистки крошки от присутствующего текстиля.
- Автоматические фасовщики наполняющие мешки крошкой.
Так выглядит процесс переработки шины в крошку, служащей вторсырьем для дальнейшего производства. Организовать данный бизнес по утилизации несложно. Это обусловлено относительной дешевизной оборудования и быстрыми сроками окупаемости. Основная миссия, данного бизнеса заключается в защите окружающей среды.
https://youtube.com/watch?v=mLPMRFCrv-o
Преимущества пиролиза шин
Утилизация отходов отработанных покрышек с помощью установок пиролиза имеет целый ряд неоспоримых преимуществ:
- процесс является высокобезопасным и экологичным по отношению к окружающей среде;
- продукты пиролиза не имеют в своем составе токсичных и опасных веществ;
- вещества, получаемые в процессе утилизации шин пиролизом, могут использоваться в качестве вторичного сырья в разных отраслях промышленности и энергетическом секторе;
- практически отсутствуют отходы – все вещества, которые продуцируются после пиролиза покрышек, являются ликвидными продуктами и могут использоваться повторно;
- установка для пиролиза не требует больших энергозатрат и отличается высокими показателями экономичности и энергоэффективности.
Суммируя выше сказанное можно сделать выводы, что утилизация ненужных покрышек с помощью пиролиза является единственно верным способом переработки отходов автомобильной отрасли, который максимально защищает окружающую среду от загрязнений вредными веществами. Кроме этого, технология пиролиза является выгодной и для бизнеса, ведь, при минимальных затратах, позволяет получить большое количество различных веществ, которые могут использоваться в качестве вторичного сырья для производства новой продукции, генерирования тепловой энергии, электричества.
Проблема утилизации бытовых отходов достаточно остро сегодня стоит во всем мире. Причем, если с бытовыми отходами органического происхождения можно положиться на саму природу, то над вопросами утилизации полимеров необходимо обеспокоиться самому человеку. Все дело в том, что большинство из них, например, автомобильные шины, самостоятельно не разлагаются, а значит, если их не уничтожать, то они скоро превратят нашу планету в одну большую свалку.
Утилизация автомобильных шин на данный момент времени производится несколькими различными способами.
Переработка в крошку. Вторичная переработка шин при помощи измельчения это самый простой и достаточно распространенный в нашей стране метод. Он позволяет сохранить химические и физико-механические характеристики резины. После измельчения резина может быть использована при строительстве дорог и сооружений. Также измельчение резины позволяет компактно хранить и транспортировать ее до дальнейшей переработки методом пиролиза.
Читать также: Рейтинг электрочайников из нержавеющей стали
Утилизация шин путем сжигания. Данный метод утилизации был придуман еще в те времена, когда человечество не изобрело никаких альтернатив уничтожения резины. Шины сжигали в основном на предприятиях цементной промышленности, где они частично заменяли такое топливо как мазут и уголь. Сжигание шин выглядит просто настоящим варварством с точки зрения экологии, поскольку многие вредные вещества в процессе сжигания резины не распадаются, а попадают в атмосферу. Среди этих веществ наиболее вредны:
Кроме того, одна тонна автошин содержит приблизительно 700 кг резины, которую, благодаря новым технологиям, можно повторно использовать для производства топлива. Таким образом, становится понятно, что сжигание покрышек это совершенно не оправданный метод, причем как с экологической, так и экономической стороны. Более правильным является метод утилизации шин при помощи пиролиза. Как же он происходит?
Устройство пиролизных установок
Пиролизная установка представляет блочную мобильную конструкцию, состоящую из следующих элементов:
- сортировочная лента;
- загрузочный блок;
- реторта;
- отсеки (камеры) для горения;
- теплообменник;
- вспомогательные инструменты (конденсаторы, охладители и т.д.);
- модуль выгрузки.
Реторта для загрузки сырья
Реторта представляет высокопрочную герметичную емкость, в которой измельченные автопокрышки подвергаются процессу разложения под воздействием пиролизного раствора. Для качественного протекания процесса необходимо обеспечить хороший теплообмен внутри резиновой массы, что достигается за счет регулирования загрузки емкости.
Для изготовления реторты используются материалы, способные выдерживать не только большие температуры, но и высокое давление (до 0,4 атмосфер).
Важно. Недопустима разгерметизация емкости: попадание кислорода в реторту во время пиролиза приведет к взрыву
Два отсека для горения
Камера для горения состоит из двух отсеков, предназначенных для сжигания топлива.
- Первая камера (нижний отсек) предназначена для обеспечения основного горения печи. За счет нее поддерживается необходимая температура для протекания технологического процесса.
- Вторая камера (верхний отсек) используется для дожигания использованного топлива, чтобы избежать выброса опасных соединений в окружающую среду. Она снабжена специальными отверстиями для естественного захода воздуха.
Для поддержания процесса горения может применяться как твердое топливо, так и пиролизный газ, подающийся из соседней установки, работающей в противофазе.
Теплообменник для конденсации газа
Теплообменник пиролизной установки представляет сложную конструкцию из металлических труб различного диаметра. Он применяется для охлаждения пиролизного газа и его последующего разделения на составляющие (жидкая и газообразная фракции, вода, пар и т.д.):
- осушенный газ направляется по трубам в камеру для горения;
- жидкая фаза подвергается фильтрации и очистке для вторичного использования в качестве топлива.
При условии соблюдений правил эксплуатации и техники безопасности теплообменник является экологически-безопасным оборудованием.
Варианты вторичной продукции и ее применение
Основными продуктами пиролиза, образующимися на выходе, являются:
- пиролизный или пиролитический газ (неконденсируемая смесь из горючих и негорючих газов);
- жидкое топливо на основе пиролизного масла – до 40-65% полученного осадка;
- пикарбон (твердый углеродсодержащий осадок) – до 37%;
- металлический корд – 10-15%;
- вода – 5-10%.
Полученные в результате переработки покрышек продукты подходят для вторичного использования как на самом заводе, так и в других сферах.
Жидкое топливо
Жидкость, получаемая в процессе перегонки резины, называется пиролизным маслом. В результате ее очистки от воды, осадка и примесей получается синтетическая нефть, по химическому составу аналогичная природной.
Сфера применения синтетической нефти:
- необработанная – в качестве топлива на промышленных и энергетических объектах (котельные, ТЭЦ и т.д.);
- очищенная – как заменитель бензина, керосина, масла, дизеля, иных горюче-смазочных материалов.
Одна автомобильная покрышка позволяет получить до 30 л синтетической нефти.
Твердый остаток с содержанием углерода
Полезным продуктом твердой фракции пиролиза автошин является полукокс – быстро воспламеняющееся вещество с высоким содержанием углерода, дающее до 35 Мдж на кг в процессе горения.
Область использования твердого остатка значительна:
- высококалорийное твердое топливо применяется в промышленности, на ТЭЦ и котельных;
- черный краситель – на лакокрасочных и цементных производствах;
- полукокс как вспомогательный компонент на производстве резиновых материалов и деталей (транспортные ленты, утеплители, новые покрышки);
- сорбент на производстве (аналог обычного угля).
Пиролизный газ
Продукт газообразной фракции пиролиза, представляющий летучее соединение, похожее по химическому составу на природный газ. Отсутствие в технологическом процессе кислорода позволяет получать экологически-безопасное соединение без диоксинов.
Более чем половину всего пирогаза конденсируют для получения жидкого топлива, оставшаяся часть применяется для обеспечения процесса перегонки и обеспечения процесса горения в печи. В перспективе – внедрение пиролитического газа в технологические процессы на энергетических установках как аналог природного.
Металлический корд покрышек
Под металлическим кордом понимается металлическая проволока из армирующего материала, располагающаяся в сердцевине автошин. Поскольку она изготовлена из высокопрочной стали, то в результате пиролитической обработки не подвергается изменениям и остается в первоначальном виде.
При низко- и среднетемпературном пиролизе металлическая сердцевина отделяется от резины на стадии подготовки. При высокотемпературном процессе для извлечения металла пиролизная масса подвергается фильтрации с использованием магнитного сепаратора.
Отходы утилизации покрышек применяют на металлургическом и строительном производстве:
- для армирования железо-бетонных конструкций;
- в процессе производства фибробетона;
- как вторсырье в плавильных аппаратах;
- как металлолом на перепродажу (после брикетирования).
Виды утилизации резиновых отходов
В зависимости от способа воздействия выделяют следующие методы утилизации шин:
- Физический.
- Химический.
Данная технология наиболее прогрессивная и современная из всех существующих технологий, связанных с разложением резины на составные части
Получение резиновой крошки
Физический предполагает механическое измельчение сырья до состояния крошки. Полученный порошок используют в производстве новых покрышек. Такой способ довольно популярен. Кроме резины, из старых шин получают химические волокна и небольшое количество стали.
Процесс переработки начинается с резки исходного сырья на мелкие куски. С помощью магнитного сепаратора удаляют остатки металлического корда. Полученную массу измельчают до состояния крошки.
Переработка шин в резиновую крошку
Пиролизный способ
Эта технология основана на разложении исходного сырья на компоненты под действием температур без участия кислорода. Результат пиролиза зависит от температуры, при которой происходит утилизация отходов. Существует низко и высокотемпературный пиролиз. Метод получил широкое распространение в Европе. Пиролиз шин более экологичен, чем сжигание и экономически интересен, так как позволяет получать топливо из отработанного материала.
В результате пиролизной утилизации из старых покрышек получают следующие продукты:
- Синтетическая нефть (основа для производства различных нефтепродуктов, в том числе топлива).
- Технический углерод. Он используется как краситель для бетона, для изготовления транспортерных лент, изготовления тротуарной плитки.
- Металлокорд (вторично применяют для производства новых покрышек или идет на металлолом).
- Термолизный газ (используется для установки по утилизации шин или на мини-котельнях в целях обеспечения теплом).
Самым экономически выгодным способом считается восстановление шин посредством вулканизации. Этот вариант наиболее всего актуален для крупногабаритных колес. Полученный таким методом продукт в несколько раз дешевле новой покрышки. Шины легковых машин выгоднее всего перерабатывать с помощью пиролиза.
Как найти рынки сбыта
Доход можно получить только в том случае, если найти покупателей на производимый продукт. Для этого следует тщательно проанализировать ситуацию в регионе:
- какие предприятия функционируют;
- какое сырьё требуется этим предприятиям и в каком объёме.
Потребителями измельчённой резины являются:
- компании, сотрудничающие с государством и выполняющие заказы по строительству крупных спортивных комплексов;
- предприятия, задействованные в сфере дорожного строительства;
- компании, производящие рулонные покрытия для полов и плитку;
- производства, осуществляющие укладку наливного пола.
Небольшое количество продукта можно реализовать производителям:
- обуви;
- битумного мастика;
- утеплителей;
- кресел-мешков;
- боксёрских груш;
- бордюров;
- ограждений;
- скульптур для площадок.
На первом этапе запуска производства придётся обращаться к руководителям предприятий и выяснять, интересует ли их производимый вами продукт.
Как выбрать оборудование
Выбирать оборудование для изготовления сырья, в первую очередь, стоит выходя из своих финансовых возможностей
Так же важно географическое расположение завода, от него зависит удобность и затраты на доставку
Китайские производители изготавливают не такое дорогое оборудование, но его качественность и эффективная работа стоят под вопросом, если нет возможности протестировать его перед покупкой. Протестировать российское оборудование можно самому до его использования.
Очень важную роль играет качество готовой резиновой крошки. Она должна быть полностью очищенной, не подгорелой, не окисленной. Технология производства должна справляться как с металлическими, так и с текстильными составляющими шин.
Очень важный компонент – надежная система охлаждения, соответствующая температурным условиями каждого механизма.
Заявленное электропотребление станков должно соответствовать реальным условиям работы.
Необходимо узнать нужно ли обучение персонала и сколько работников потребуется, предусмотрены ли в комплектации транспортировочные конвейеры, для какого типа шин предназначено оборудование, можно ли убирать бортовые кольца прежде чем осуществлять нарезку.
Перед покупкой желательно посмотреть отзывы о выбранной оборудовании. Узнать все интересующие вопросы заранее: как осуществляется замена элементов при неполадках, можно ли воспользоваться помощью ближайшего сервисного центра.
При ограниченных финансах можно отдать предпочтение франшизе. Если есть клиенты и источники сбыта продукции, а средств не так уж много можно приобрести установку отечественного производства.
Как работает печь?
Технологический процесс на фабричной производственной линии проходит так:
- Нагретый газ подается из печи по трубопроводу в скруббер, где осуществляется охлаждение и частичная конденсация.
- Затем он проходит через специальный трубопровод, обеспечивающий дополнительное охлаждение, в конденсаторы для окончательного преобразования в жидкое горючее.
- Оставшийся газ, не поддающийся преобразованию в жидкость, направляется для осушения в сепаратор, откуда идет в пиролизную печь для дальнейшей переработки.
Наиболее совершенные технологические линии пиролиза оснащены установками для каталитического крекинга, перегоняющими пиролизное масло в различные виды горючего. Но такое оборудование – это уже целый завод как по площади, так и по стоимости (до нескольких миллионов евро).
Несмотря на то, что бизнес на пиролизе шин пока не очень распространен в России, на рынке представлены неплохие образцы оборудования для пиролизной переработки покрышек отечественного производства.
Технологии переработки покрышек
В настоящее время существует 4 основных технологии переработки шин:
- пиролиз,
- сжигание,
- восстановление,
- переработка шин в крошку.
Пиролиз
Пиролиз – это изменение формулы и свойств исходного материала с расщеплением его составляющих. Конечные продукты пиролиза пригодны для ГСМ.
Процесс технологии представляет собой нагревание покрышки без доступа кислорода.
Из 1 тонны покрышек можно получить:
- 400 кг жидкой углеводородной фракции,
- 250 кг углерода,
- 150 кг металла.
В ряде стран пиролиз как метод переработки шин запрещен и на законодательном уровне признан экологически небезопасным. Связано это с тем, что в процессе нагревания возникают сильнейшие яды.
А именно:
- сероводород,
- сероуглерод,
- хлористый водород и диоксины.
Несмотря на то что отрасль претерпевает изменения и в будущем может начать набирать обороты, сегодня, из-за высокой токсичности, этот способ не распространен. Он требует больших капиталовложений в современное, отвечающее всем экологическим нормам оборудование. Что ставит под вопрос рентабельность производства.
Сжигание
Сжигание одной тонны покрышек дает примерно столько же тепловой энергии, что и одна тонна энергетического угля.
Однако, при сжигании сера, входящая в состав резины, образует большое количество сернистого газа, что требует установки специальных фильтров в оборудование. Кроме того, для сжигания 4 тысяч шин необходимо количество воздуха, потребляемое небольшим городом за месяц.
Восстановление
При восстановлении затраты на нефть уменьшаются в 6 раз, что говорит о рациональности и экономичности способа. Это новое поколение в переработке автопокрышек.
Среди фирм, занимающихся восстановлением покрышек, лидируют шинные заводы. Так, например, компания Marangoni (Италия) кроме производства покрышек для автомобилей и автобусов выпускает продукцию как для восстановления, так и для утилизации шин без отходов.
Технологии восстановления шин:
- горячая вулканизация,
- холодная вулканизация,
- нарезка.
Пример процесса восстановления шин методом холодной вулканизации:
- визуальный осмотр и отсев покрышек с видимыми дефектами,
- проверка шины под давлением,
- съем остатков старого протектора,
- подготовка каркаса к обработке клеем и нанесение веществ, активизирующих процесс вулканизации,
- закладка колеса в оболочки, называемые энвелопами,
- подача в автоклав,
- проверка покрышки под давлением и восстановление формы колеса.
В России по технологии холодной вулканизации работают:
- ООО Скай, дилер германской компании Vergolst в Северо-Западном регионе,
- Чеховский шиновосстановительный завод,
- ООО Совтрансавто-Брянск, работающий по технологии американской компании Bandag, завод РТИ (г. Копейск).
Переработка шин в крошку
В связи с тем, что самым рациональными и экологичным методом утилизации становится переработка шин в крошку, бизнес-план будет строиться на основе этого способа.
Резиновая крошка это измельченная резина с фракциями разных размеров и форм. Для крошки из резиновых изделий характерно сохранение своей молекулярной структуры и эластомерных свойств, присущих исходному материалу.
Сферы применения крошки в зависимости от размера фракций:
- мелкая крошка используется при производстве новых автомобильных шин,
- средняя крошка применяется в виде сорбента и при модификации битума,
- крупная крошка служит для изготовления покрытий различного назначения.
Технология производства резиновой крошки из покрышек включает в себя следующие этапы:
- выявление повреждений покрышек и отсев непригодных деталей,
- резка на части,
- сортировка от металлических компонентов и измельчение шредером,
- истирание в крошку на роторной дробилке,
- сепарация,
- очищение резиновой крошки на вибросите,
- соответствующая упаковка и транспортировка.
На видео показан технологический процесс переработки старых автомобильных шин в крошку. От канала Крестьянин.
https://youtube.com/watch?v=C4KOjytSGgs
