Производство топлива из автомобильных шин

Министерство  образования и науки Украины

Национальная  Металлургическая академия Украины 
 

Кафедра инженерной экологии и охраны труда 
 
 
 
 
 
 

Индивидуальное  домашнее задание

по курсу: «Техноэкология» 

на тему: «Производство топлива из автомобильных  шин» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнила ст. гр. ЭКМ-07-2 Удовенко Т.П.

Проверил: Доморацкий В.А. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Днепропетровск

2010

Содержание

Введение

1. Область применения
2. Процесс переработки
3. Оборудование для переработки
4. Утилизация отходов
5. Переработка автошин и  пластмасс
6. Производственный комплекс по утилизации шин: описание оборудования
7. Помощь SCADA TRACE MODE в процессе переработки шин

Выводы

Список  использованных источников 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

      Необходимость постоянно утилизировать промышленные отходы, в частности изношенные автопокрышки, омрачает существование современного общества. В западных странах смогли частично организовать этот процесс  и сделать его прибыльным. По разным данным, в Европе перерабатывается до 80% отработаных шин. Украина не дотягивает и до 10%.

        На сегодняшний день ситуация  с производством шин в Украине  обстоит следующим образом: в  2004 г., отечественными предприятиями  было произведено 7,9 млн. шт. шин,  в 2005 г. — 7,5 млн. шт. Импорт  в 2004 году составил 1,71 млн. шт., в 2005 г. увеличился  до 2,83 млн.шт.  В текущем году объемы импорта  и производства останутся примерно  на уровне 2005 года.  Экспорт, последние  два года существенно «отставал»  от импорта, на несколько млн.  шт./год. Внутренняя потребность  рынка составляет около 3,5 млн.шин/г., и она полностью удовлетворяется.  Но в будущем можно ожидать,  что объемы производства и  импорт будут только увеличиваться. 

      Учитывая, что «обувку» машинам меняют в  среднем раз в 2-3 года, масштабы оседающих  на свалках шин более чем существенны.  Так, по данным Государственного автотранспортного  научно – исследовательского и проектного института (г.Киев), в Украине ежегодный  прирост изношенных покрышек составляет 200 тыс.т. Если не затрагивать вопросы  экологии, то сама по себе сырьевая база предполагает большой потенциал.  Экономическая целесообразность переработки  этого вида сырья обусловлена  содержанием в шинах в первую очередь, высококачественного каучука.

            При сгорании шин образуется  такие химические соединения, которые,  попадая в атмосферный воздух, становятся источником повышенной  опасности для человека это: - бифенил;- антрацен;- флуорентан;- пирен;- бенз(а)пирен.

            Два соединения из перечисленных  – бифенил и бенз(а)пирен относится  к сильнейшим канцерогенам.

            Не случайно Европейский Совет  принял специальную Директиву  «О свалках», по которой с 2003 г. вводится запрет на их  сжигание.

      Выброшенные на свалки либо  закопанные шины разлагаются  в естественных условиях не  менее 100 лет. Контакт шин с  дождевыми осадками и грунтовыми  водами сопровождается вымыванием  ряда токсичных органических  соединений: дифениламина, дибутилфталата, фенантрена и т.д. Все эти  соединения попадают в почву.  А резина, являющаяся высокомолекулярным  материалом, относится к термореактивным  полимерам, которые в отличие  от термопластичных не могут  перерабатываться при высокой  температуре, что создает серьезные  проблемы при вторичном использовании  резиновых отходов. 
 
 
 

1.Область применения  

      В настоящее время в мире производится более 130 млн. т синтетических полимеров  и примерно такое же количество природных  полимеров (целлюлоза и её производные, натуральный каучук и т. д.), итого - более 250-260 млн. т.

      Проблема  переработки и использования  шин, вышедших из эксплуатации, имеет  важное экономическое и экологическое  значение. Тем не менее, она до сих  пор не решена. Идёт непрерывное  накопление изношенных шин, в основном с металлокордом, поскольку перерабатывается всего лишь около 20% от их числа.

      Изношенные  шины представляют собой самую крупнотоннажную  продукцию полимеросодержащих отходов, практически не подверженных разложению. Поэтому переработка и вторичное  использование вышедших из эксплуатации шин имеют важное экологическое  и экономическое значение.

      Шины  представляют собой ценное полимерное сырье: в 1 т шин содержится около 700 кг резины, которая может быть повторно использована для производства резинотехнических изделий и  материалов строительного назначения. В то же время при сжигании 1 т  изношенных шин в атмосферу выделяется 270 кг сажи и 450 кг токсичных газов.

      Самый высокий уровень переработки  изношенных шин достигнут в Японии (99%) и Германии (88,4%). В странах  СНГ переработка изношенных шин  находится на довольно низком уровне вследствие отсутствия надежного оборудования для их переработки.

      Наибольшая  доля изношенных шин, не подлежащих восстановительному ремонту, используется в качестве топлива (сжигание), в то время как на переработку  идёт лишь незначительная часть шин.

      В последнее время отходы твердых  органических материалов, в том числе  изношенные покрышки, все больше привлекают внимание как потенциальный источник получения нефтяного сырья и  топлива. В связи с этим процессу переработки твердых органических отходов в настоящее время  уделяется большое внимание за рубежом, где работают полупромышленные и  промышленные установки различной  мощности. 
 

2.Процесс переработки 

      Производство  состоит из участков:

- склад  сырья (изношенные автопокрышки);

- участок  дробления и просушки твёрдого  остатка (углерода);

- участок  помола и упаковки углерода  технического;

- склады  готовой продукции: склад жидкого  топлива, склад технического углерода, участок складирования металлолома  (металлокорд).

      Исходное  сырье собирается и свозится автотранспортом  на склад сырья и затем, по мере необходимости, подается в приемный бункер реактора.  

      Сырье в реакторе подвергается разложению при температуре примерно 450°С, в  процессе которого получаются полупродукты: газ, жидкотопливная фракция, углеродсодержащий  остаток и металлокорд. Газ возвращается в топку реактора для поддержания  процесса.. Углеродсодержащий остаток  после охлаждения подвергается магнитной  сепарации с целью отделения  проволоки металлокорда.

      Металлокорд направляется на склад для дальнейшей отгрузки; твёрдый остаток сушится, измельчается, упаковывается в мешки  по 25 кг. и отправляется на склад  готовой продукции. Жидкая фракция  направляется на склад топлива.

      Через загрузочный шлюз в реактор подаются автошины. Затем происходит нагрев реактора и начинается реакция пиролиза, при которой углеводородные фракции  охлаждаются и конденсируются, превращаясь  в жидкое пиролизное топливо. Те фракции, которые не конденсировались, в качестве газа направляются обратно в реактор  для поддержания процесса. Через  выходной шлюз мы получаем твёрдый  остаток (углерод) и металлокорд. 
 

      3.Оборудование для переработки  

      В комплекс по переработке изношенных автопокрышек входит: установка-реактор, классификатор и сушилка. Реально  работающую установку Вы можете посмотреть приехав к нам. Установка работает ежедневно, т.к. мы сами занимаемся переработкой автомобильных покрышек и производством  углерода технического.

      Данная  установка способна переработать исходного  сырья (изношенные автопокрышки) - 7 тонн/сутки.

      Производительность  установки (в сутки) составляет:

- по  жидкому топливу - 2, 9 тонн/сутки; 

- по  углеродосодержащему твердому остатку  – 2, 1 тонн/сутки; 

- по  металлокорду - 0,7 тонны/сутки; 

- по  газу -1, 2 тонны/сутки; 

      Установка работает непрерывно, т.е. по мере добавления сырья.

Она работает на собственном газе, который вырабатывается в процессе переработки автопокрышек.

      Габаритные  размеры установки по переработке  шин:

высота  – 5,8 м 

длина - 20 м;

ширина - 3 м.

      Устанавливается на открытой площадке.  

Потребляемая  эл.энергия - 50 кВт/ч.

Обслуживают 3 человека в смену.

      4.Утилизация отходов  

      Результат переработки автошин и отходов  резины:

      Мазут, по своим показателям соответствует  ГОСТ 1058-99 (М-40) массовая доля содержания серы- 0.6%

      Технический углерод, содержащий 92-99% чистого углерода, в технологическом процессе направляется на облагораживание, в результате чего получаются углерод-углеродные материалы  для металлургии и/или электропроводный техуглерод. Диапазон потребления: углерод-углеродные материалы (УУМ) для металлургии, изготовление искусственных алмазов, канцтоваров, щёток для электродвигателей, химических источников тока, электропроводящих  экранов шахтных кабелей, как  наполнитель для изготовления резиносодержащих изделий и т.д.

      Металлолом (металлокорд очищенный) - высоколегированная сталь. по своим показателям соответствует  ГОСТ 1058-99 (М-40) массовая доля содержания серы- 0.6%  

      Такое производство является экологически чистым предприятием, обладающим безотходной  технологией. В условиях проведения процесса рециклинга шин, диоксины не образуются и не могут образоваться в силу очень мягких условий проведения реакции и специальных мер  безопасности. Проведённые исследования показали возможность безопасного  использования вторичного материала  после утилизации автомобильных  шин на производстве потребителями: предприятия нефтепереработки и  нефтехимии, металлургическая, электрокабельная промышленность и т.д. При этом на фоне тех материалов, которые применяются  в производстве автомобильных шин  и РТИ, а так же и других продуктов  перечисленных раннее, безопасность нужно понимать как отсутствие новых  дополнительных загрязняющих веществ. 

      Предлагаемый  процесс гарантирует защиту окружающей среды от выделения летучих токсичных (как впрочем, и нетоксичных) соединений.  Точно также решается проблема 100% использования всего отработанного материала. 

      5.Переработка автошин и  пластмасс в высококачественный топочный мазут для котельных. 

      Человечество  уже давно задумалось над тем, как перерабатывать изношенные автомобильные  покрышки, которых с каждым годом  становится все больше. Но и сегодня  из общего числа всех покрышек в  мире перерабатывается лишь около 20%, хотя способы утилизации шин сегодня  существуют. И на некоторых из них  даже можно заработать, попутно улучшая  экологическую обстановку.

      Дело  в том, что изношенные покрышки представляют собой довольно ценное полимерное сырье: в 1 тонне шин содержится около 700 килограммов резины, которая может  быть повторно использована для производства топлива, резинотехнических изделий  и материалов строительного назначения. В то же время, если сжечь 1 тонну  изношенных шин, то в атмосферу выделяется 270 кг сажи и 450 кг токсичных газов. 

      Сделать переработку шин экономически выгодной в промышленных масштабах довольно сложно. Однако, как утверждают производители  оборудования для утилизации отходов, собственный мини-завод по переработке  покрышек — это вполне прибыльное производство.