Всё о покупке и продаже автомобилей
Всё о покупке и продаже автомобилей
Рубрики
ГлавнаяРазноеКак делается утилизация шин – современный подход

Как делается утилизация шин – современный подход

Эксперты утверждают, что любое положительное явление имеет и массу отрицательных сторон. Тотальная автомобилизация большинством населения рассматривается как несомненное благо. Но сегодня автомобиль рассматривается многими учёными как один из существенных факторов ухудшения экологической ситуации на нашей планете. Весомый вклад в это вносит проблема старых автомобильных покрышек. Будучи расходным материалом, эти изделия входят в число наиболее массовых отходов потребления в мире. Достаточно сказать, что только в Европе ежегодно выходит из употребления порядка 2 миллионов тонн покрышек, в США этот показатель ещё больше – около 2,8 миллиона тонн. В России ежегодно выбрасывается несколько миллионов покрышек, каждая из которых весит от 5 до 30 кг. С ростом количества производимых автомобилей можно не сомневаться, что эти показатели будут только увеличиваться. Именно поэтому проблема утилизации автомобильных шин сегодня актуальна, как никогда. В разных странах её пытаются решать всеми доступными способами. В России экологические вопросы никогда не были в приоритете у правительства, но под давлением экологов и общественности масштабы проблемы понемногу начинают осознаваться.

Как проводится утилизация шин

Варианты утилизации автомобильных шин.

О вреде, наносимом природе использованными автопокрышками

Современные шины для всего спектра транспортных средств производят из таких компонентов, как природный и синтетический каучук с добавлением технического углерода и большого количества примесей, преимущественно в виде смол. Во время эксплуатации автомобиля покрышки изнашиваются, а мельчайшие частицы этих резиновых изделий, концентрируясь в больших количествах на автострадах, проникают в человеческий организм, нанося ему огромный вред. Доказано, что накопление в различных органах продуктов износа резинотехнических изделий способствует развитию большого спектра заболеваний:

  • бронхиальной астмы;
  • злокачественных новообразований;
  • аллергических реакций и др.

Не меньший вред приносят и использованные автопокрышки. Согласно отчётам ВОЗ, проблема загрязнения окружающей среды автомобильными шинами стоит на втором месте после полиэтиленовых изделий. Для частичного разложения резиновых изделий нужно около столетия, для полного – умножьте этот показатель на 4. Столь большой срок вызван тем обстоятельством, что биологическим способом резинотехнические изделия не разлагаются, поэтому переработка покрышек уже сегодня становится приоритетным направлением во многих развитых странах. Находясь на свалках или просто на открытом воздухе, под влиянием внешних факторов автошины, разлагаясь очень медленно, выделяют при этом в атмосферу множество токсичных веществ и летучих соединений. Они хорошо горят, при этом концентрация выделяемых вредных веществ возрастает на несколько порядков. Известно, что в местах горения автопокрышек на протяжении десяти лет ничего не растет, даже непритязательные сорняки.

Свалка из автопокрышек

Свалки из покрышек, которые в нашей стране занимают территорию общей площадью в тысячи квадратных километров, являются идеальной средой для размножения многих видов насекомых и мелких грызунов, являющихся разносчиками инфекций. Особенно опасно накопление отходов из автошин в регионах с жарким климатом: вода, накапливаясь во внутренних частях покрышек, понемногу испаряясь, формирует зону повышенной влажности с идеальными условиями для жизнедеятельности микроорганизмов и других представителей мира фауны. Переработка автомобильных шин может способствовать решению этой глобальной проблемы. Над способами их утилизации работают многие коллективы учёных и инженеров, и с технической точки зрения проблема вполне решаема. Основным препятствием является финансовая сторона вопроса – внедрение подобных технологий требует значительных инвестиций. Многие страны частично решают этот вопрос на законодательном уровне, предоставляя утилизаторам определённые преференции. А как обстоят дела с этой проблемой в России?

Закон об утилизации автопокрышек

Сказать, что наши законодатели вообще игнорируют проблему утилизации автомобильных покрышек, было бы ошибкой. Частично она регламентируется федеральным законом № 89 от 24.07.98 «Об отходах производства», который был изменён и дополнен в 2015 году. Последние изменения касаются введения нормы, согласно которой компании, занимающиеся производством и поставкой автошин из-за рубежа, должны предпринять меры по организации обязательной утилизации этих отслуживших резинотехнических изделий. Годовой объём утилизации автомобильных покрышек рассчитывается на основании нормативных показателей, которые, в свою очередь, напрямую зависят от объёмов производства/импорта автопокрышек. В 2016 году этот показатель составлял 15%, то есть при годовом объёме шин в миллион штук предприятие должно утилизировать 150 тысяч старых покрышек. В 2017 году норматив увеличили до 20%.

Класс отходов

Согласно отечественному законодательству, резинотехнические изделия с выработанным ресурсом (включая автомобильные шины) относятся к отходам IV класса опасности. Этот класс считается по действующей классификации малоопасным, что, по мнению экологов, давно не соответствует действительности. Если просуммировать тот вред, который они наносят окружающей среде, то получится очень весомый фактор. А поскольку большинство отслуживших своё  резиновых изделий или выбрасывается на стихийные свалки, или сжигается, проблема утилизации покрышек с каждым годом становится всё более актуальной.

Необходимость утилизации шин

Способы утилизации покрышек

Современные технологии развиваются в направлении безотходных производств. Не являются исключением и резинотехнические изделия, которые можно подвергать переработке и повторному использованию. Основная масса исследований в этом направлении сосредоточена на использовании отходов автопокрышек в виде дисперсных (измельчённых) материалов. При такой обработке структура каучука и входящих в состав покрышек полимеров, равно как и их механико-физические свойства, сохраняются в наибольшей степени. Классификация способов измельчения покрышек:

  • по температуре: высокотемпературное измельчение, низкотемпературная обработка;
  • по способу механического воздействия: измельчение посредством ударного воздействия, сжатием, истиранием, резкой, сдвиговым сжатием.

Рассмотрим наиболее распространенные способы утилизации автошин, которые используются в мировой практике в настоящее время.

Механическое измельчение автопокрышек

На данный момент это самая распространённая технология утилизации отслуживших своё ресурс автомобильных шин. Известно около десятка производителей, специализирующихся на изготовлении и поставках оборудования для механического измельчения шин. Сам процесс обработки состоит из следующих этапов:

  • вырезания из покрышки бортовых колец;
  • предварительного дробления автошин на относительно крупные фрагменты;
  • отслоения металлического корда;
  • заключительного измельчения резины на требуемые фракции.

В основу ударного способа измельчения положен принцип «увеличения хрупкости» резины при использовании достаточно высокой скорости ударных воздействий, в результате чего появляется возможность получения мелкодисперсных каучукосодержащих порошков с диаметром фракции порядка 0,2 мм. посредством использования экструзионного способа измельчения грубо нарезанной резиновой крошки. Полученный таким способом порошок можно использовать при строительстве автомобильных дорог в составе битумных материалов. Менее распространённым из-за наличия большой концентрации посторонних включений является использование крошки при производстве неответственных изделий. Недостатком подобного способа утилизации автошин является его высокая энергоёмкость. Рентабельность производства снижает и высокая скорость износа оборудования, а также его высокая стоимость.

Механическое измельчение автопокрышек

Бародеструкционная переработки автошин

Данная технология представляет собой переработку резины методом её «псевдоожижения», что достигается использованием высокого давления, при котором материал истекает из рабочей камеры через отверстия. Каучуковые компоненты и текстильный корд во время этого процесса отделяются от бортовых колец и металлокорда и измельчаются до размеров крупной тканево-резиновой крошки. Последующая обработка заключается в сепарации резиновой и тканевой компонентов, а также в доизмельчении крошки до требуемых размеров. Металлический корд выходит из камеры в виде плотно спрессованного брикета. Наименее энергозатратными способами измельчения автомобильных покрышек, как показывает практика, являются технологии, основанные на использовании положительных температур независимо от используемого типа оборудования.

Главным недостатком такого способа переработки резинотехнических изделий является необходимость использования оборудования, оснащённого режущими элементами с повышенной износостойкостью. Сложность обработки шин при положительных температурах увеличивается за счёт необходимости использовать многокомпонентную очистку резиновой крошки от включений металла и текстиля. Такое оборудование получается дорогостоящим, сложным, снижается его надёжность, а эффективность и экономичность переработки изношенных шин в мелкодисперсный порошок с низким содержимым посторонних включений далека от требуемой.

Переработка автопокрышек криогенными способами

Низкотемпературная переработка изношенных шин производится посредством дробления исходного материала при рабочем диапазоне температур от минус 90 до минус 60 градусов по Цельсию. При таких температурах резина переходит в состояние, характеризуемое как псевдохрупкое. Согласно результатам многочисленных тестов и экспериментов, низкотемпературная обработка может существенно снизить энергозатраты на дробление резины на фракции, способно улучшить качество сепарации резины, текстиля и металла, увеличивая выход чистой резины. В большинстве видов криогенного оборудования для переработки автопокрышек в резиновую крошку в качестве холодостойкого агента используется жидкий азот. Главной проблемой, сдерживающей повсеместное распространение оборудования для низкотемпературной переработки шин, являются трудности с транспортировкой и хранением жидкого азота, а также его высокая стоимость, обусловленная использованием энергозатратного оборудования для его производства.

Переработка автопокрышек криогенными способами

Более эффективным способом получения криогенных условий с температурами минус 120 – минус 80 градусов считается применение турбохолодильных устройств. В указанном диапазоне рабочих температур такие турбохолодильные машины обеспечивают уменьшение себестоимости генерации холода в несколько раз, а совокупные энергозатраты по сравнению с использованием жидкого азота снижаются в 3 раза. Криогенные технологии позволяют производить сепарацию компонентов автомобильной шины более эффективно, получая при этом резину в виде крошки более высокого качества. Однако необходимость использования дорогостоящего жидкого азота или закупки не менее дорогой холодильной камеры существенно повышают себестоимость конечного продукта – резиновой крошки. Ещё одним существенным недостатком использования низкотемпературных технологий является выход крошки с идеально гладкой поверхностью, что существенно ухудшает возможности её использования совместно с другими полимерными компонентами, включая каучук. Рассмотрим в качестве альтернативы основные современные химические способы переработки автопокрышек.

Сжигание шин

Огромные объёмы изношенной резинотехнической продукции – объективный фактор, который заставил обратить на них внимание производителей электроэнергии. Мы уже упоминали, что шины хорошо поддерживают процесс горения, выделяя при этом немалое количество энергии. Но с точки зрения экологии такой способ утилизации воспринимается крайне неоднозначно. При сгорании многокомпонентного состава шин выделяется обширный спектр токсичных соединений, утилизация которых становится новой проблемой. Кроме того, процесс пиролиза резины сопровождается выделением гидроксильных окислов таких химических элементов, как азот, углерод и сера. Попадая в атмосферу, эти агенты становятся главными инициаторами выпадения кислотных дождей. Не меньше вреда природе приносит и сажа. Хотя она не принадлежит к категории токсичных веществ, но обладает очень высокой сорбционной характеристикой, легко поглощая любые аэрозольные примеси, в том числе токсичные. Такая сажа сама становится вредной для всего живого, оседая на земле, растительности, строениях.

Сжигание шин

Современные технологии позволяют создавать печи для сжигания автопокрышек, в которых процесс сгорания полностью контролируется, а все загрязняющие агенты поглощаются мощной системой фильтров. Но стоимость таких печей, включающих установки для фильтрации/очистки соединений тяжёлых металлов, гидроксильных групп и вредных газов, оказывает существенное влияние на себестоимость производимой энергии, делая процесс малорентабельным. Подсчитано, что для экологически безопасного сжигания одной тонны шин в качестве топлива нужно затратить 25 – 40 долларов на очистку продуктов сгорания. Если говорить о целесообразности сжигания шин без учёта экологического фактора, то, безусловно, это достаточно выгодный процесс: количество выделяемой энергии при сжигании легковой шины эквивалентно сжиганию трёх литров нефти. Если учесть себестоимость изготовления покрышки, то пропорции становятся ещё более внушительными и эквивалентными сжиганию порядка 30 литров нефти (21 литр тратится на добычу, 6 – на переработку). Кроме экологических проблем, сжигание шин осложняется тем, что в их составе присутствуют металлические компоненты – шипы, корд, бортовые кольца.

Озонная переработка

При контакте озона с резиновыми изделиями происходит реакция окисления последних, сопровождающаяся деструкцией внутримолекулярных и межмолекулярных связей. Интенсивнее всего этот процесс развивается в местах наличия напряжённых связей, поэтому при наличии микротрещин, характерных для изношенных покрышек, распад резины происходит намного быстрее, приводя к образованию всё новых трещин и разложению исходного материала на куски небольших фракций с относительно гладкой поверхностью. В отличие от криогенной обработки, продукты разложения являются химически более загрязнёнными, поскольку содержат на поверхности продукты окисления. Переработка шин озоном отличается самыми низкими энергозатратами (практически на порядок меньшими, чем при криогенной обработке). При этом окислительные эффекты наиболее сильно выражены при мелкофракционной обработке (размер частиц в пределах 0,5 – 1,0 мм. и менее). Если ограничиться разложением резины до фракций размером 2,0 – 10,0 мм., окисление поверхности будет незначительным.

Пиролиз шин

Достаточно прогрессивная технология, которая используется достаточно давно в виде экспериментальных установок небольшой мощности (порядка 8 – 15 тысяч тонн покрышек в год).

Пиролиз шин

Такие установки имеются в США, Германии, Японии, Швейцарии, Франции и других развитых странах. Технология пиролиза основана на разрушении резины в следующих условиях:

  • в средах, характеризующихся отсутствием кислорода;
  • в вакуумных установках;
  • в водородной среде с добавлением катализаторов;
  • в псевдокипящей среде;
  • в реакторных установках непрерывного/периодического действия.

Пиролизная технология утилизации автошин позволяет получить из тонны покрышек 500 литров пиролизных масел, 250 кг. сажи, 50 кг. металла и около 10 кубометров газа. Хотя о перспективности этого метода говорят с 70-х годов прошлого столетия, на практике оказалось, что пиролизные установки неэффективны в плане длительной эксплуатации. Исходное сырьё требует предварительной обработки, технология процесса пиролиза не позволяет обеспечить непрерывность процесса, конечные продукты нужно подвергать дополнительной очистке, и в целом их себестоимость оказывается намного выше среднерыночной. Хотя технологии переработки автомобильных шин постоянно совершенствуются, на данный момент не существует методов, обеспечивающих эффективную, рентабельную и экологически чистую утилизацию резиновых изделий. Поэтому большая часть автопокрышек по-прежнему просто выбрасывается, внося весомый вклад в загрязнение окружающей среды.

Сфера использования резиновой крошки

Расширение областей, в которых можно задействовать резиновую крошку, теоретически должно подстегнуть правительства к интенсификации работ по созданию эффективных перерабатывающих технологий. В настоящее время резиновая крошка фракцией 0,20 – 0,45 мм. чаще всего используется в виде компонентов, добавляемых в резиновые смеси при производстве новых автопокрышек для легковых авто, массивных шин и некоторых других изделий из резины. Использование мелкодисперсного резинового порошка, характеризующегося повышенной удельной поверхностью микрочастиц, улучшает стойкость автопокрышек к ударным и изгибающим воздействиям. Порошковый материал фракцией менее 0,6 мм. может использоваться для производства практически любых резинотехнических изделий, поскольку физико-химические свойства таких порошков почти не отличаются от характеристик резины, произведённой по классической технологии с использованием сырого каучука.

Применение резиновой крошки

На данный момент существующие технологии не позволяют изготавливать шины с содержимым крошки более 20%, то есть о безотходном производстве говорить не приходится. Поэтому важным направлением является поиск других сфер применения дробленой резины, что должно стимулировать и их переработку. Можно привести примеры использования резиновой крошки в других областях, но речь идёт отнюдь не о массовом применении. Так, порошковая резина фракцией до 1 мм. используется при производстве резинобитумных разновидностей мастик, кровельных материалов, подкладочного амортизационного материала под рельсы, гидроизоляционных материалов.

Крошка фракцией 0,5 – 1,0 мм. используется как добавка в асфальтобетонных композитных смесях, что позволяет увеличить срок эксплуатации покрытия в полтора – два раза, в качестве сорбентной добавки при сборе разлитых на поверхности воды нефтепродуктов, при тампонировании нефтескважин, в качестве материала для гидроизоляции. Крошка фракцией 2 – 10 мм. применяется при обустройстве спортивных площадок, производстве резиновых плит, используемых при строительстве железнодорожных переездов, при строительстве животноводческих помещений. Учитывая стремительные темпы развития материаловедения, можно ожидать в среднесрочной перспективе расширения сфер применения резиновой крошки.

Утилизация шин в домашних условиях

Если не рассматривать такой варварский метод, как сжигание, то самостоятельная утилизация автопокрышек используется достаточно редко, поскольку требует приложения значительных усилий. Измельчение шин в домашних условиях малореально: для получения достаточно мелких фракций требуется определённый инструментарий, а получение порошкообразного материала и вовсе невозможно. Многие наши граждане решают проблему очень просто, используя изношенные шины для декора садовых, дачных и загородных участков. С их помощью украшают клумбы и цветники, делают ограждения для плодовых деревьев, вырезают и окрашивают различные фигуры. Но, во-первых, подобный способ утилизация имеет определённые количественные ограничения, а во-вторых – не решает описанных выше экологических проблем.

Сдача изношенных покрышек за деньги

Возможно ли сдать использованные покрышки на утилизацию и получить за это вознаграждение? Подобная практика встречается крайне редко, даже в развитых странах, где эти вопросы решаются в том числе и на государственном уровне. Гораздо более распространена практика сдачи автопокрышек, когда за утилизацию платит их владелец. Сеть таких пунктов приёма действует и в нашей стране, но можно сдавать резинотехнические отходы и непосредственно в компанию, занимающуюся переработкой старых покрышек. Одно можно утверждать однозначно: на данный момент проблема утилизации автошин в Росси стоит очень остро. Экологи утверждают, что решать её нужно безотлагательно, убивая двух зайцев: улучшая экологию, которая в нашей стране сильно запущена, и создавая условия для развития перспективного бизнеса. Всё, что для этого нужно – заинтересованность со стороны государства, которого пока не наблюдается.

Комментарии
  • ВКонтакте
  • facebook
  • на сайте
  • Добавить комментарий

Соц. сети
Adblock
detector