Общая характеристика технологии
Таблица применения резиновой крошки
Все более острой в современном обществе становится проблема экологической безопасности. В связи с этим для сохранения окружающей среды выделяются огромные средства на реструктуризацию производственных процессов. В оптимальном случае необходимо создавать замкнутые производственные циклы, в которых не выделяется вредных отходов, а конечные продукты, после их использования, вновь перерабатываются и могут быть использованы. Имеющиеся технологии переработки позволяют утилизировать практически любые отходы человеческой жизнедеятельности. Но для успешного воплощения в жизнь таких технологий, конечный процесс утилизации должен быть рентабельным в соответствии с законами экономики.
Общая характеристика технологии
Амортизированные автомобильные шины (АШ) относятся к категории сложных видов отходов промышленного производства. Они не наносят прямого вреда здоровью человека, но весьма устойчивы к разным воздействиям. Их саморазложение практически не происходит, а вопрос рентабельной переработки еще не решен, и данный материал накапливается в огромных количествах, занимая все больше и больше площадей промышленных свалок. При этом, как свидетельствует практика, подобные свалки таят в себе уже вполне реальную опасность для человека. Возникший пожар на такой свалке способен создать огромные облака ядовитых загрязнений, к тому же его практически нельзя потушить, и он может длиться годами. Площади свалок на практике становятся очагами размножения и развития разных насекомых - носителей заболеваний, само использование земли под свалки стоит средств и наносит урон окружающей среде. Только в Германии за год из оборота изымается 81 000 000 шт. использованных покрышек (около 600 000 тонн). Учитывая, что одна тонна покрышек занимает в среднем около 15 кубических метров, общий объем свалок составляет 9 000 000 м3 .
Для решения данной проблемы немецкие власти выделяют дотации предприятиям, занимающимся переработкой шин. Аналогичные меры применяют в других государствах Западной и Восточной Европы. В России выделение дотаций зависит от региональных властей, применяющих способ получения средств на дотации посредством введения разных обязательств и директив к пользователям или производителям (распространителям) шин. Несмотря на все меры, проблема использованных шин остается достаточно острой во всем мире, подтверждая, что до сих пор не найдена достаточно рентабельная технология переработки шин.
Наиболее перспективным методом утилизации шин является их механическое измельчение. Конечным продуктом такой переработки является резиновый порошок или крошка. Отработано множество методик измельчения резины, но, как правило, энергоемких и капиталоемких, что обуславливает высокую себестоимость резинового порошка. Методики переработки, с применением предварительного охлаждения или дополнительного химического воздействия, существенно не снижают себестоимость, но при этом получается конечный продукт низкого качества, делая его непригодным для ряда практических применений.
Основными показателями качества резинового порошка являются его химическая чистота, “активность”, форма и размер частиц. Такой порошок успешно используют в производстве регенерата для резиновой промышленности, в строительстве, в дорожном покрытии, для производства подставок и эластичных пластмасс, в любых сферах, когда конечный материал должен обладать эластичностью и звукоизоляцией, а также в качестве сорбента. Главным препятствием для более широкого применения резинового порошка становится его высокая себестоимость, поскольку, для производства одной тонны мелкодисперсного резинового порошка существующими технологиями тратится до 1000 кВт электроэнергии.
Проблема переработки амортизированных шин определяется рентабельностью технологии и качеством производимых продуктов переработки, так как получаемые из амортизованных шин материалы (порошок резины, вмскозный корд и металлического корда) являются дорогостоящей товарной продукцией.
Разрабатываемые в настоящее время комплексы по утилизвции шин перерабатывают автошины в порошок-крошку различного качества и имеют огромный разброс как по затратам на производство, так и по производительности. Однако тщательный анализ показывает, что по совокупности основополагающих параметров все известные решения энергозатратны и малопроизводительны, а качество производимой продукции низкое при высокой стоимости, т. е. процесс переработки шин на известных установках по-прежнему является нерентабельным. При этом, ключевым технологическим процессом в переработке шин в товарный продукт является механическое измельчение крошки в порошок. Однако, существующее множество измельчающих механизмов, как правило, обладают большими энергозатратами, сложны и дорогостоящи.
Нами разработан принципиально новый подход к процессам разрушения–измельчения, на основе которого создан комплекс уникальных ресурсосберегающих машин и технологий широкого назначения, содержащих “ноу–хау” и обладающих высокой конкурентоспособностью на мировом рынке. Разработаны эффективные универсальные установки нового поколения для переработки материалов широкой гаммы свойств в порошки, пасты и суспензии. Они экономичны, компактны, просты и надежны в эксплуатации. Созданные машины обладают высокой удельной производительностью при низких энергозатратах, универсальны, быстро переналаживаются, позволяют производить продукцию высшего качества и по техническим параметрам превосходят известные аналоги. Они открывают широкие возможности для разработки новых технологических операций измельчения–диспергирования, а также для коренного усовершенствования существующих процессов дробления–измельчения, и прежде всего для переработки вязко–пластичных и упруго–вязких материалов, таких как волокнистые материалы, полимеры, резина, глина и т. п.
Кроме того, в результате многолетних исследований, созданы простые и высоко эффективные вихревые аэродинамические сепараторы, нормализаторы и классификаторы, позволяющие отделять, сепарировать и классифицировать материалы в широком диапазоне как размеров (от зернистых сыпучих до микронных порошков), так и свойств, включая порошки вязкоупругих и вязкопластичных материалов, таких как соевая мука, полимеры, резины.
На этой научно–технической базе и создана линия глубокой переработки амортизированных шин любой конфигурации в дисперсный порошок резины высокого качества с отделением текстильного и металлического корда, а также линия производства грубодисперсного порошка (крошки) для дорожного строительства и производства строительных материалов.
Разработанный комплекс потребляет всего лишь около 300 кВт электроэнергии на 1 тонну исходного сырья, его вес не превышает 5 тонн, а резиновый порошок можно измельчить до размера частиц 200 мкм.
Описание комплекса по переработке амортизированных шин (АШ)
Технологический цикл созданного нами процесса производства порошков резины из АШ основан на разработанных технологических решениях, которые точно и экономично обеспечивают заданные механические операции: дробление, измельчение, выделение армирующих элементов и классификацию порошков резины с целью получения заданного марочного ассортимента. По предлагаемой технологии исходные амортизированные автошины в Утилизаторе перерабатываются в 3-5 мм крошку, содержащую металло-тканный корд, которая на дисковом дефибраторе и лопастном дисмембраторе дробится в крошку менее 1 мм при одновременном отделении от кордовых составляющих, которые в барабанном магнитном и аэродинамическом вихревом сепараторах отделяются в самостоятельный товарный продукт, а крошка резины далее измельчается в роторно-ситовых мельницах в порошок заданного размера, который разделяется в вихревом аэродинамическом классификаторе. Внутритехнологическое перемещение материалов осуществляется пневмотранспортом. Комплекс состоит из двух технологических линий:
Линия 1 (Мини-завод) первичного дробления АШ производительностью 5-10 тн/час, которая включает:
- Утилизатор предварительного (первичного) дробления исходных автошин в 3-5 мм крошку, производительностью 5 – 10 тн/час с удельными энергозатратами порядка 15-20 кВт.ч./т..
- Эстакаду для накопления шин и подачу их в приемное устройство Утилизатора.
- Транспортную систему отвода крошки.
Линия обеспечивает:
- Транспортировку и сортировку АШ.
- Первичное дробление АШ в крошку.
- Транспортировку крошки на складирование.
Технические характеристики Линии 1:
- Производительность, т/ч………………………………………... до 10
- Установочная мощность, кВт………………………………….. 70
- Время дробления одной шины, сек ……………………………. 10
- Размер частиц продукта дробления,мм………………………. 3 – 5
- Списочная численность работающих ……………………….. 3
- Вес установки, т………………………………………………….. 3,5
- Габаритные размеры, м…………………………………………. 3 x 3,5 x 2
<
Линия изготавливается в мобильном исполнении. Особых требований к производственным помещениям нет.
Линия 2 производства порошка резины и кордных составляющих производительностью 1 тн/час включает:
- Дисковый дефибратор дробления исходной 3-5 мм крошки в 1-2 мм крошку и отделения металлокордной части, с энергозатратами в 38 кВт.ч./т.;
- Магнитный сепаратор для выделения металлокорда;
- Роторный дисмембратор дробления исходной крошки 1-2 мм в грубый порошок с размером частиц менее 1 мм с полным отделением резины от тканного корда с удельными энергозатратами в 55 кВт.ч./т.;
- Вихревой аэродинамическом сепаратор для выделения тканного корда с удельными энергозатратами в 5-10 кВт.ч./т;
- Роторно-ситовая мельница для получения порошка резины требуемой дисперсности (менее 350 мкм) с удельными энергозатратами в 150 кВт. ч./т;
- Вихревой аэродинамический классификатор для разделения порошка резины на фракции с энергозатратами в 5-10 кВт. ч./т;
- Узел пылегазоочистки.
Линия обеспечивает:
- Выделение металлического корда .
- Дробление крупной резиновой крошки, выделение тканного корда.
- Измельчение резиновой крошки.
- Рассев резиновой крошки.
- Очистка вентвыбросов.
Технические характеристики Линии 2:
- Производительность линии (по исходному продукту) т/т……….….. 1
- Установочная мощность кВт.…………………………………………….. 379,6
- Размер частиц производимого порошка I фракции, мкм ……………. 250
- Размер частиц производимого порошка II фракции, мкм ……………. 350
- Норма расхода электроэнергии, кВт …..……………………………….... 277
- Списочная численность работающих (3 бригады по 5 человек) …...... 15
- Габаритные размеры, м…………………………………………………...... 5 х 2 х 2.
Основным преимуществом предлагаемых решений является высокая экономичность безреагентного технологического процесса глубокой переработки изношенных шин различных размеров, простота базовых технических средств переработки, обеспечивающих высокий процент выхода качественного высокодисперсного резинового порошка, а также легированного металла и вискозного корда в виде ватообразной массы.
Высокая эффективность предлагаемой ресурсосберегающей технологии переработки утилизованных автошин основана на инженерной реализации разработанной нами физической модели разрушения при измельчении, в виде нового поколения интенсивных ресурсосберегающих методов, машин и технологий, в том числе, для переработки вязко-пластичных материалов.