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.