Министерство  образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

«Дальневосточный  государственный технический университет»

(ДВПИ  им. В. В. Куйбышева)

Институт  нефти и газа

Кафедра ООС 
 
 

Использование и переработка изношенных автомобильных  покрышек 
 
 
 

Выполнил:

студент гр. Н-6271

Марусняк  Н.Н. 
 
 
 
 
 
 

Владивосток 2010

Содержание

Введение

 

     По  оценке мировых экспертов в области охраны природы, проблема мусора в последние годы выдвинулась среди прочих экологических проблем на первое место. Говоря об озоновых дырах, атомных электростанциях и глобальном потеплении, мы не замечаем, как к нам незаметно подкрадывается ещё одна опасность - погибнуть под горами мусора, создаваемого человечеством.

     Человеку  в процессе жизни свойственно оставлять за собой всевозможный мусор и различные отходы. За одну человеческую жизнь их скапливается очень много. В каждом доме образуется огромное количество ненужных материалов и изделий. Исследования показали, что состав городских твёрдых бытовых отходов примерно таков: бумага-41%, стекло-12%, платмассы-5%, резина и кожа-3%, пищевые отходы-21%, железо и его сплавы-10%, древесина-5% и др. Традиционно всё это выбрасывается. На протяжении многих лет количество ТБО неуклонно возрастает. Человек нарушает один из основных экологических законов - круговорот веществ в природе, вводя новые, чуждые природе вещества.

     Проблема  мусора была одной из важнейших экологических  проблем больших городов. Но каждый день по дороге в школу я наблюдаю, что для нашего небольшого города эта проблема становится всё более острой.

     Растущее  количество отходов и нехватка средств  их переработки характерны для многих городов. Проблема утилизации отходов  усугубляется в основном потому, что  большая часть товаров народного  потребления обречена на кратковременную службу человеку.

      В своем реферате я хочу рассказать об утилизации резиновых изделий, в  частности об утилизации автомобильный  шин.

     Проблема  утилизации резиновых отходов остается актуальной, несмотря на совершенствование  технологии производства новых изделий. Складирование и захоронение отходов полимеров экономически неэффективно и экологически небезопасно, так как при длительном хранении они могут выделять в окружающую среду вещества, способные привести к нарушению экологического равновесия. Кроме того, к моменту утраты резиновыми изделиями их эксплуатационных качеств собственно полимерный материал претерпевает весьма незначительные структурные изменения, что обусловливает возможность и даже необходимость их вторичной переработки.

     Наиболее  перспективным представляются способы  переработки отходов резиновых  изделий, связанные с их измельчением, так как химические методы, такие  как пиролиз и сжигание приводят к уничтожению полимерной основы материала. Различные методы измельчения  можно в зависимости от условий проведения процесса подразделить на криогенное измельчение и измельчение при положительных температурах. Несмотря на возможность получения тонкодисперсных порошков резин и малые энергозатраты на собственно процесс измельчения застеклованной резины, криогенная технология обладает весьма существенным недостатком, связанным с высокой стоимостью хладоагентов.

     Предлагаемые  в данной работе технологические  процессы и оборудование для переработки  изношенных шин и других видов  промышленных и твердых бытовых полимерных отходов (отработанных изделий из резины, текстиля, кожи, древесины и других природных и синтетических полимеров) осуществляются при положительных температурах. Результаты исследования различных полимеров и композиций показали возможность получения из них порошков, коротких волокон и крошки различной степени дисперсности и применения их в качестве добавок (или основы) при изготовлении новых изделий.

     Известно, что в области положительных  температур при определенных скоростях  деформации и сложном характере нагружения эластомеры разрушаются с небольшими затратами энергии, что связано с существенным снижением ориентационных эффектов. Это дало основание провести широкие исследования с целью определения соотношения энергии разрушения каучуков и резин в единичном акте и энергии, затрачиваемой на измельчение.

     Проведенные исследования дали возможность обосновать выбор высокотемпературного скоростного  режима деформации, при котором работа разрушения имеет минимальное значение. На основании полученных результатов определены оптимальные конструктивные и технологические параметры процессов измельчения.

     Помимо  технологических факторов значительное влияние на характеристики процесса оказывает тип измельчителя и  его конструктивные параметры. Результаты исследования кинетики измельчения эластомеров в различных аппаратах позволили разработать математические модели процессов измельчения в аппаратах периодического и непрерывного действия и инженерные методы расчета производительности соответствующих аппаратов, выбрать эффективные области применения измельчителей для получения из различных эластомеров и композиционных материалов на их основе продуктов различной степени дисперсности, создать научные основы процессов механического измельчения эластомеров различной природы и определить пути применения данного процесса в резиновой промышленности.

     Динамичный  рост парка автомобилей во всех развитых странах приводит к постоянному  накоплению изношенных автомобильных  шин. В 2008 году в России этот показатель перевалил за отметку в 1.5 млн. тонн.

Методы переработки резиновых отходов

 

     В настоящее время, все известные  методы переработки шин можно  разделить на две группы:

     1. Физический метод  переработки шин

     2. Химический метод  переработки шин

Физические  методы переработки резиновых отходов

 

     В настоящее время все большее  значение приобретает направление  использования отходов в виде дисперсных материалов. Наиболее полно  первоначальная структура и свойства каучука и других полимеров, содержащихся в отходах, сохраняются при механическом измельчении.

     Установление  взаимосвязи между размерами  частиц материала, их физико-химическими  и механическими характеристиками и затратами энергии на измельчение  и параметрами измельчающего  оборудования необходимо для расчета  измельчителей и определения оптимальных условий их эксплуатации.

     Процесс измельчения, несмотря на кажущуюся  простоту, очень сложный не только по определению характера, величины и направления нагрузок, но и по трудности количественного учета  результатов разрушения.

     Ниже представлена классификация имеющихся в настоящее время способов измельчения вторичных резин.

Способы измельчения вторичных  резин

     По  температуре измельчения:

     - При отрицательных температурах

     - При положительных температурах

     По  механическому воздействию:

     - Ударом 

     - Истиранием

     - Сжатием

     - Сжатием со сдвигом

     - Резанием

     Согласно  данной классификации рассмотрим следующие  технологии:

Низкотемпературная  технология утилизации шин

 

     При низкотемпературной обработке изношенных шин дробление производится при  температурах -60 град.С ... -90 град. С, когда резина находится в псевдохрупком состоянии. Результаты экспериментов показали, что дробление при низких температурах значительно уменьшает энергозатраты на дробление, улучшает отделение металла и текстиля от резины, повышает выход резины. Во всех известных установках для охлаждения резины используется жидкий азот. Но сложность его доставки, хранения, высокая стоимость и высокие энергозатраты на его производство являются основными причинами, сдерживающими в настоящее время внедрение низкотемпературной технологии. Для получения температур в диапазоне -80 град.С ... -120 град. С более эффективными являются турбохолодильные машины. В этом диапазоне температур применение турбохолодильных машин позволяет снизить себестоимость получения холода в 3-4 раза, а удельные энергозатраты в 2-3 раза по сравнению с применением жидкого азота. 

Описание  технологической  линии переработки  шин

     Изношенные  автомобильные шины подаются в машину для удаления бортовых колец. После  этого шины поступают в шинорез и далее в ножевую роторную дробилку. Затем следует магнитный сепаратор и аэросепаратор. Для охлаждения порезанные и предварительно очищенные куски резины подаются в холодильную камеру, где охлаждаются до температуры -50 град.С...-90 град.С. Холодный воздух для охлаждения резины подается от генератора холода воздушной турбохолодильной машины. Далее охлажденная резина попадает в роторно-лопаточный измельчитель, откуда она направляется на повторную очистку в магнитный сепаратор и аэросепаратор, где отбирается резиновая крошка менее 1 мм ... 0,5 мм, а также более крупная и затаривается в мешки и отправляется к заказчику.

Бародеструкционная  технология переработки  покрышек

 

     Технология  основана на явлении "псевдосжижения" резины при высоких давлениях и истечении её через отверстия специальной камеры. Резина и текстильный корд при этом отделяются от металлического корда и бортовых колец, измельчаются и выходят из отверстий в виде первичной резино-тканевой крошки, которая подвергается дальнейшей переработке: доизмельчению и сепарации. Металлокорд извлекается из камеры в виде спрессованного брикета. Производительность линии 6000 т/год. В настоящее время реализованы и успешно работают 2 перерабатывабщих завода: "Астор"(Пермь), ЛПЗ(Лениногорск,Татарстан)

      Описание  технологической  линии

     Автопокрышка  подаётся под пресс для резки  шин, где режется на фрагменты  массой не более 20 кг. Далее куски  подаются в установку высокого давления.

     В установке высокого давления шина загружается  в рабочую камеру, где происходит экструзия резины в виде кусков размерами 20-80 мм и отделение металлокорда.

     После установки высокого давления резинотканевая крошка и металл подаются в аппарат  очистки брикетов для отделения  металлокорда (поступает в контейнер) от резины и текстильного корда, выделение бортовых колец. Далее остальная масса подаётся в магнитный сепаратор, где улавливается основная часть брекерного металлокорда. Оставшаяся масса подаётся в роторную дробилку , где резина измельчается до 10 мм.

     Далее вновь в кордоотделитель, где  происходит отделение резины от текстильного корда и разделение резиновой  крошки на две фракции:

     менее 3 мм;

     от 3 до 10 мм.

     Отделившийся  от резины текстильный корд поступает  в контейнер.

     В случае если резиновая крошка фракцией более 3 мм интересует потребителя как товарная продукция, то она фасуется в бумажные мешки, если нет, то она попадает в экструдер-измельчитель.

     После измельчения вновь в кордоотделитель. Текстильный корд - в контейнер, а  резиновая крошка - в вибросито, где происходит дальнейшее её разделение на три фракции:

     I - от 0,3 до 1,0 мм;

     II - от 1,0 до 3,0 мм;

     III - свыше 3,0 мм.