Материалы по теме выпускной работы: Об авторе | Реферат | Ссылки | Индивидуальный раздел
Характерное для современного мира расширение индустриального производства сопровождается использованием громадного количества сырья и энергетических ресурсов, направленных на производство материальных благ. Потребности хозяйства в природных ресурсах непрерывно растут, а их стоимость повышается. Невосполнимость материаль¬ных ресурсов диктует необходимость использования вторичного сырья с максимальной эффективностью.
Вышедшие из эксплуатации изношенные шины являются источником загрязнения окружающей среды, носящим длительный характер: - 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.Они представляют собой самую крупнотоннажную продукцию полимеросодержащих отходов, практически не подверженных природному разложению. Шины и пластмассы представляют собой ценное полимерное сырье: в 1 т шин содержится около 700 кг резины, которая может быть повторно использована для производства топлива, резинотехнических изделий и материалов строительного назначения.
Ежегодные накопления изношенных шин в Европе составляют около 2,5 млн. тонн, в Германии они составляют 587000 тонн, в том числе в Baden - 70000 тонн. В связи с введением в Германии Закона о запрете складирования использованных шин с 2005 года, проблема переработки резиновых отходов является одной из актуальнейших. Предлагается проект по строительству завода по переработке резиновых отходов в районе г.Karlsruhe. Сущность технологического процесса заключается в пиролизе резиновых отходов в среде инертного теплоносителя. Полученные в результате пиролиза - жидкие и твердые углеводороды - аналог мазута и угля - направляются в качестве топлива для ТЭЦ.
По прогнозам «Конференции ООН по окружающей среде и развитию», к 2025г объём твёрдых отходов на планете вырастет в 4 - 5 раз. Одним из самых многотоннажных полимерных отходов являются изношенные шины, которые составляют значительную долю твердых отходов. Общемировые запасы изношенных шин оцениваются от 25 до 39 млн. тонн при ежегодном приросте не менее 7 млн. тонн.
В 1983 году в местечке Райнхарт, штат Вирджиния, загорелась свалка, на которой было собрано 200 тыс. тонн использованных шин. Облако дыма этого печально знаменитого пожара поднялось на километр в высоту и распространилось на 80 километров в окружности. Пожар продолжался 9 месяцев, загрязняя воздух и воду на примыкающих территориях свинцом и мышьяком.
Для утилизации использованных автопокрышек применяется ряд традиционных и новых методов, из которых отнюдь не все представляют собой их переработку в прямом смысле этого слова. Данные технологии отличаются друг от друга по виду производимой продукции, экономичности, технологичности и экологической безопасности.
При пиролизе использованные автопокрышки под влиянием тепла при отсутствии кислорода образуются твердые, жидкие и газообразные вещества. При этом длинные полимерные цепи превращаются в водородные молекулярные частицы. Продукция, полученная в результате переработки шин методом пиролиза (пиролизное масло, сажа и сталь). Газовая фракция представляет смесь различных газов: выделенных из сырья в процессе пиролиза, а также продуктов горения обратных газов, образованных при сжигании обратного газа нагрева сырья.
Структура резины представляет собой сложную пространственную сетку. Ее узлами являются поперечные сшивки между макромолекулами каучука. Им присущи несколько основных типов химических связей: углерод-углеродные, моносульфидные, дисульфидные, полисульфидные и проч. Наряду с поперечными связями в молекулярных цепях содержатся боковые группировки, состоящие из молекул вулканизирующих веществ и ускоритель вулканизации, сернистые и кислородные соединения. При температурном воздействии начальным актом распада вулканизированной резины является разрыв наиболее слабых мест в пространственной сетке и полимерных цепях. Такими местами являются полисульфидные, сульфидные и кислородные связи. Продукты распада полимерных цепей вступают во вторичные реакции между собой, в результате которых образуются как низкомолекулярные, так и высокомолекулярные соединения — смолы, тяжелые осмоленные остатки и кокс. В данной технологии для получения максимального выхода жидкого топлива и дисперсного углерода необходимо подавлять вторичные реакции. Для этого нами было использовано введение в зону пиролиза топочных газов, что одновременно позволяет подводить тепло к резиновому сырью и быстро выводить продукты распада резины. Состав и физико-химические свойства продуктов пиролиза амортизационной резины меняются в зависимости от температуры пиролиза, давления газа в реакторе и прочих условий проведения процесса.
ООО «Экошина» в Донецке используют пиролизную установку УПОР-1Ш. Выход жидкой фракции составляет 25%, пирокарбона 29%. Производство расположено в промышленной зоне рядом с шахтой «Октябрьская». Отдаленность от населения 500 метров. В Донецке существуют только 2 таких предприятия.
Сжигание большого количества шин имеет исторические причины. Десятилетиями сжигание шин представляло собой недорогой способ получения энергии. Одновременно имелась возможность экономить первичные горючие материалы. Альтернативные способы переработки шин, имеющиеся в прошлом, чаще всего были нерентабельны.
Однако, изменившиеся условия, в особенности в области защиты окружающей среды, осознание необходимости рационального обращения с природными ресурсами, а также создание инновационных технологий по переработке использованных шин, все это требует нового, критического подхода к данному методу переработки.
Опасность для здоровья людей и экологии ставит проблему утилизации изношенных автошин в разряд приоритетных.