Число автомобилей в России увеличивается с каждым годом, одновременно растет и количество изношенных шин.
Основной метод утилизации — переработка в резиновую крошку – охватывает далеко не полный объем вторичного резиносодержащего сырья.
И хотя в последние годы сильно возросли темпы производства бесшовных покрытий и асфальта из шинной крошки, большие объемы отслужившей авторезины остаются неутилизированными.
Что происходит с остальным сырьем? В основном резина просто скапливается на свалках, увеличивая их и без того зашкаливающий объем.
Переработка методом пиролиза – современный способ утилизации автошин и других РТИ. Он с успехом применяется за рубежом, но в России пока не очень популярен.
Как происходит переработка автошин?
Пиролиз – наиболее экономически выгодный способ переработки резины из использованных автопокрышек и других РТИ, при этом не загрязняющий газами сгорания окружающую среду.
Протекает он так:
- Шины предварительно разделяются на переднюю и боковые при помощи борторезного станка.
- Разрезанные покрышки загружаются в специальную емкость (реторту), которая герметизируется и помещается в печь.
- Печь нагревается до 450 0С и начинается процесс пиролиза, в ходе которого выделяется газ. Когда разложение сырья заканчивается, реторту извлекают и заменяют новой.
- После остывания, которое занимает несколько часов, емкость разгружают, отделяя углеродистый остаток от металлического корда.
Процедура отличается от обычного сжигания отсутствием кислорода, который необходим для горения.
При таких условиях происходят химические реакции, в результате которых из шин выделяются газообразные нефтяные фракции, а в печи остается углеродный порошок и корд.
Производство получается безотходным, так как все продукты пиролиза используются в промышленности, принося хорошую прибыль.
Использование целых шин
Изношенные шины применяются для устройства искусственных рифов, служащих местом обитания рыб и устриц. в 1970 г. у берегов Австралии был создан искусственный риф из 15 тыс. шин. Рифы созданы у берегов Флориды (215 тыс. шин); Новой Зеландии, Ямайки, Греции, Японии и др. Загрязнение морской воды при этом не происходит. Около 200 искусственных нерестилищ из изношенных шин создано в Германии.
Старые шины используют для защиты склонов от эрозии. Для этого склоны покрывают шинами, засыпают землей и засевают травой.
Согласно разработке (Германия), при создании звукоизолирующих ограждений вдоль автострад у шин удаляют одну боковину, после чего их соединяют и заполняют землей. В результате образуется наклонный спуск, который можно озеленить. Такая конструкция не отражает звук и требует 5 тыс. шин на 100 м погонной длины барьера. Одновременно конструкция служит барьером безопасности.
Продукты, получаемые на выходе
Есть несколько продуктов, получаемых на выходе. Это:
- жидкое топливо;
- углеродосодержащий остаток;
- пиролизный газ;
- металлокорд покрышек.
Каждый из этих продуктов можно применять с пользой.
Выход жидкости
Жидкость, получаемая на выходе во время пиролиза резины – синтетическая нефть, по составу похожая на природную.
При дополнительной переработке она способна заменить многие горюче-смазочные материалы – бензин, солярка, масло и т. д.
В США более 100 миллионов изношенных шин ежегодно превращаются в дизельное топливо, а одна покрышка приравнивается к 30 литрам нефти.
В крайнем случае необработанное пиролизное масло, полученное из покрышек, можно использовать как топливо для печей и котлов.
Твердый углеродсодержащий остаток
Применяется в различных сферах:
- при изготовлении определенных резинотехнических изделий (например, транспортерных лент, утеплителей или новых автопокрышек);
- в лакокрасочном и цементном производстве – в качестве красителя;
- используется как сорбент вместо активированного угля;
- может служить как твердое топливо или как компонент для жидкого горючего.
Пиролизный газ
Этот летучий компонент по составу напоминает природный газ.
Основная его часть в ходе работы пиролизного оборудования преобразуется в жидкую фракцию, а неконденсируемый остаток используется для поддержания горения печи.
Металлический корд
Это сердечник шины, единственный компонент, который не претерпевает изменений при пиролизе.
Армирующий материал автомобильных покрышек – это высококачественная сталь, которая при дополнительной обработке с успехом применяется как вязальная проволока или идет на переплавку.
Больше о металлокорде и о том, как его можно применять, узнайте здесь.
Продукты реакции
В результате переработки резиновых отходов происходит выделение нескольких видов продукции:
- Топливо жидкой формы.
- Остаток, содержащий углерод.
- Газ при пиролизе.
- Металлическая армирующая проволока.
Жидкость
Жидкий остаток, по сути, представляет собой синтетическую нефть, схожую по своему составу с природной. При обработке полученного сырья на нефтеперерабатывающих заводах возможно получить такие виды материалов, как бензин, мазут, а также синтетическое масло для автомобильной техники.
Во многих странах такой способ утилизации нашел широкое применение, из огромного числа автошин производят дизельное топливо. С одной тонны шин в результате пиролиза получают 500 л топлива. Жидкий остаток можно применять без обработки для печей и котлов в качестве основного топлива.
Углеродсодержащий остаток
Твердый остаток нашел широкое применение в некоторых областях:
- Он аналогичен активированному углю по своим абсорбентным свойствам.
- Как черный краситель в лакокрасочном и цементном производстве.
- Как сырье для изготовления новых резиновых изделий, а также покрышек.
- Добавляется в жидкое топливо, либо сжигается сам в специальных печах.
Пиролизный газ
Пиролиз покрышек производится с выделением газа, который по своим характеристикам схож с природным. Большая часть данного газа в результате горения в печи разделяется на жидкие фракции, а также невыпадающие в осадок остатки, которые поддерживают разложение резины.
Металлический корд
Металлическая проволока при воздействии высокой температуры не подвержена разложению и остается в практически неизменном виде. Сердечник автомобильных шин производится из качественной стали, которая при дальнейшей переплавке находит свою вторую жизнь
Можно ли сделать оборудование своими руками?
Конструкция такой пиролизной установки по переработке резины проста, ее вполне можно изготовить своими руками.
Для этого потребуются трубы различного диаметра, запорная арматура и термометр.
В качестве нагревательной камеры можно взять железную бочку, а для реторты использовать бидон.
Функционировать это оборудование будет, но лишь для научно-познавательных целей. Получаемый на выходе продукт малопригоден к использованию и требует дальнейшей очистки и переработки.
Объемы такого «домашнего» производства не позволяют говорить о серьезной выгоде.
Чтобы самостоятельно построить установку, перерабатывающую приемлемый объем сырья, потребуется до 10 миллионов рублей, что сопоставимо с ценой средней пиролизной линии фабричного изготовления.
Пиролиз – процесс небезопасный. При попадании воздуха в кустарно изготовленную реторту во время работы установки может произойти взрыв, что грозит серьезными травмами.
Если говорить об открытии бизнеса по переработке шин в топливо, лучше приобретать готовое оборудование, изготовленное специалистами.
На рынке сейчас представлены пиролизные линии различной производительности. Такие установки включают в себя всевозможные дополнительные узлы для ускорения процесса, повышения количества и качества продукции на выходе:
- скрубберы – устройства, охлаждающие пиролизный газ специальным реагентом и частично конденсирующие его в жидкую фракцию;
- сепараторы – предназначены для снижения влажности оставшегося газа перед подачей его в печь;
- конденсаторы – в них происходит окончательное преобразование газообразной фракции в жидкую после скруббера;
- фильтрующие сооружения для дополнительной очистки выбрасываемых в атмосферу газов.
Устройство котлов
Пиролизная установка по переработке шин в своей конструкции имеет следующие основные элементы:
- Реторта.
- Камера горения.
- Теплообменник.
Реторта
Герметичная емкость, в которой резиновые отходы и шины после предварительного измельчения проходят процессы разложения в результате пиролиза на основные составляющие перед дальнейшей переработкой.
При попадании в реторту воздуха, в случае разгерметизации, может произойти взрыв образующегося пиролизного газа.
Изготавливается из прочного металла во избежание прогорания стенок.
Камера горения
Топка по конструкции представляет собой два отсека для горения топлива. В первой камере происходит основное горение, где поддерживается необходимая температура для технологического процесса. В верхнем отсеке происходит полное дожигание топлива во избежание выбросов вредных веществ в атмосферу. Камера дожигания снабжается отверстиями для естественной подачи воздуха.
Теплообменник
Данная конструкция представляет собой соединение из металлических труб, в которых происходит остывание и разделение пиролизного газа на составляющие. Осушенный газ применяют для дальнейшего сжигания в печи. Жидкая составляющая проходит последующую переработку.
Котел для пиролиза является экологически безопасным оборудованием при соблюдении требований правильной эксплуатации.
Как работает печь?
Технологический процесс на фабричной производственной линии проходит так:
- Нагретый газ подается из печи по трубопроводу в скруббер, где осуществляется охлаждение и частичная конденсация.
- Затем он проходит через специальный трубопровод, обеспечивающий дополнительное охлаждение, в конденсаторы для окончательного преобразования в жидкое горючее.
- Оставшийся газ, не поддающийся преобразованию в жидкость, направляется для осушения в сепаратор, откуда идет в пиролизную печь для дальнейшей переработки.
Наиболее совершенные технологические линии пиролиза оснащены установками для каталитического крекинга, перегоняющими пиролизное масло в различные виды горючего. Но такое оборудование – это уже целый завод как по площади, так и по стоимости (до нескольких миллионов евро).
Несмотря на то, что бизнес на пиролизе шин пока не очень распространен в России, на рынке представлены неплохие образцы оборудования для пиролизной переработки покрышек отечественного производства.
Поставщики пиролизных установок
ООО «Технокомплекс» (г. Ростов-на-Дону) предлагает оборудование «ПИРОТЕКС», обеспечивающие максимальный объем качественного жидкого топлива.
Цены широко варьируются в зависимости от производительности оборудования и степени автоматизации: от 2 870 000,00 р. за установку мощностью 2 тонны в сутки до 35 900 000,00 р. за монстра с 32 ретортами, способного поглощать 28 тонн сырья в сутки.
Подробнее все модели и цены представлены в прайсе на сайте компании.
Фирма также поставляет дополнительное оборудование, облегчающее работу с установкой: монорельсовые пути с электротельферами и гидравлические опрокидыватели для тиглей.
Установка для переработки шин «РОСЭКО» производства ООО «РМ» (г. Санкт-Петербург) способна давать на выходе газ и дизельное топливо.
Оборудование компактно смонтировано в едином контейнере и способно утилизировать 2,5 тонны сырья в сутки.
Стоимость установки 9 миллионов рублей.
Пиролизная линия Т-ПУ1 производства ООО ПТК «Пиролиз-Экопром» (г. Нижний Новгород) стоит всего 2,5 миллиона рублей – в базовой комплектации с одной ретортой.
Лучше приобрести еще одну или две загрузочных емкости для непрерывной работы. Установка способна перерабатывать до 6 кубометров сырья в сутки, потребляя всего 1,1 кВт/ч электроэнергии.
