|
Список литературы:
1.
Будыкина Т.А., Емельянов С.Г. Процессы и аппараты защиты гидросферы:
учеб. пособие для студ. высш. проф. образования. – М.: Издательский центр
«Академия», 2010. – 288 с.
2.
Очистка сточных вод от взвешенных веществ и неорганических примесей.
Т.1. – М.: НИЦ «Глобус», 2007. – 81 с.
3.
Самыгин В.Д., Игнаткина В.А. Процессы и аппараты очистки сточных вод:
учеб. пособие. – М.: МИСиС, 2009. – 223 с.
232
ПРОТЭК’21 ITE’21
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ И УТИЛИЗАЦИИ
АВТОМОБИЛЬНЫХ ПОКРЫШЕК
Тулянкин О. О., Волков В. В.
Научные руководители: к.х.н. Подшивалова М. В., к.х.н. Мелехина Л. А.
Егорьевский технологический институт (филиал) ФГБОУ ВО
«МГТУ «СТАНКИН», г. Егорьевск, Россия
Анализ существующих технологических процессов переработки и утилизации
автомобильных покрышек с целью
вовлечения их в процессы рециклинга.
Исследование экологической безопасности рассмотренных технологий.
В мире применяют различные технологии по переработке и утилизации
резиновых отходов и изношенных автомобильных шин [1]. В этих технологиях
предусмотрено использование шин для получения энергии путем сжигания,
измельчения шин для получения резиновой крошки, порошка, регенерата,
пиролиз изношенных автопокрышек и другие. Решая важные вопросы по
сокращению накопления и вовлечению во вторичное использование данного
вида отхода после потери своих свойств, данные технологии сами зачастую
являются экологически не безопасными. Рассмотрим некоторые из них в
данном контексте.
Использование изношенных шин с целью получения энергии путем
сжигания с экологической стороныне безопасно, посколькув ходе этого
процесса в атмосферу поступает большие количества цинка и серы [1]. Тем не
менее, при организации их полного и безопасного сгорания в печах,
оборудованных специальными фильтрами очистки выбросов, данные проблемы
исчезают. Однако, как создание самих печей, так и очистных сооружений для
улавливания вредных газов требует значительных капиталовложений, что
является существенным недостатком данной технологи. Данный метод является
неперспективным и с энергетической точки зрения. При сжигании одной шины
от легкового автомобиля выделяется количество энергии примерно
равноеэнергии, полученной от сжиганий 3 литров нефти, в то время как по
данным изготовителей, энергия, затраченная на производство одной шины,
равна энергии, получаемой при сжигании 27…30 литров нефти.
Одним из методов утилизации отработанных автопокрышек является
метод низкотемпературного пиролиза [2]. Разработаны технологические
установки низкотемпературного пиролиза шин, в которых пиролиз кусков шин
и резиновой крошки осуществляется в средах с недостатком кислорода, в
вакууме, в атмосфере водорода, в присутствии катализаторов и без них, в
реакторах периодического и непрерывного действия, в псевдокипящем слое
233
ПРОТЭК’21 ITE’21
при различных температурах. Пиролиз резины позволяет получить продукты
необходимые для народного хозяйства.
К
недостаткам
данной
технологии
можно
отнести:
малую
производительность по исходному сырью; не безотходность производства;
существование угрозы аварийных ситуаций.
Термоожижение при запуске в реакторе партии отходов в органическом
растворителе проводят при температуре 280...435 ºС и давлении не менее
2,9 МПа при массовом отношении органического растворителя к отходам более
единицы [3]. Жидкую фракцию с температурой кипениядо 220 градусов
подвергают каталитическому риформингу. Одну часть, которой с температурой
до 220 ºС, используют в качестве целевого продукта, а другую – в качестве
растворителя (без добавления на термоожижение новой партии органического
растворителя) и возвращают на термоожижение новой партии отходов.
В результате данного процесса из резиносодержащих отходов в качестве
целевых продуктов получают:
небольшое количество углеводородных газов;
фракцию легких углеводородов, выкипающих при температуре
60...220 ºС и представляющих собой смесь углеводородов
растворителя и углеводородов, полученных их резины в результате
термолиза в виде маловязкой (с вязкостью бензина) жидкости
светло-желтого цвета с запахом ароматики и непредельных
углеводородов;
фракцию тяжелых углеводородов, выкипающих при температуре
выше 220 градусов, которая представляет собой черную вязкую
жидкость, застывающую в пределах 0...+5 градусов, с небольшой
примесью углеводородов легкой фракции; технический углерод в
виде легкого пылевидного порошка черного цвета.
Использование высоких температур и получение в процессе токсичных
компонентов является существенным недостатком данной технологии,
требующим дополнительной проработки с точки зрения безопасности процесса.
Еще одним методом утилизации шин является растворение их в
органическом растворителе, с получением высоколиквидной товарной
продукции. Рециклинг проходит в полностью изолированной от окружающей
среды герметичной системе [4]. В основу технологии положен метод
деструкции полимерных материалов под воздействием умеренных температур в
среде органических растворителей. В результате термоожижения получается
густая подвижная масса, представляющая собой суспензию сажи в жидких
углеводородах. Температура начала процесса составляет 240–250 ºС, давление
не выше 6,1 МПа. В реакторе под воздействием температуры и давления
происходит растворение резины с разделением полученной массы в первичной
стадии на три составляющие: синтетическая нефть 50 масс. %; технический
углерод 30 масс. %; металлолом (металлокорд) 20 масс. %. На
ректификационной колонне синтетическая нефть разгоняется на две
234
ПРОТЭК’21 ITE’21
составляющие: бензиновую фракцию и мазут. Технический углерод в ходе
технологического процесса направляется на облагораживание, в результате
чего получается электропроводный технический углерод для кабельной и
электротехнической промышленности или углерод-углеродные материалы,
которые используются в металлургии. Металлолом идет на переплавку. При
применении данной технологии получаются довольно востребованные
продукты, но себестоимость их получения довольно высока, процесс весьма
сложный, может сопровождаться аварийными ситуациями и выбросами
загрязняющих веществ в окружающую среду. Кроме того требуются
дорогостоящие реактивы и много производственных площадей. Метод является
новым и на данном этапе не нашел широкого применения.
Измельчение изношенных шин считают наиболее привлекательным
методом их переработки, поскольку в этом случае в продуктах переработки
сохраняются физические свойства резины. Методы измельчения принято
делить на измельчение при положительных температурах и криогенное
измельчение [5]. Однако большинство из них не лишены существенных
недостатков ограничивающих их использование, некоторые из них
представлены в таблице 1.
Таблица 1. Недостатки методов механической переработки
Do'stlaringiz bilan baham: |
