Екологічні аспекти утилізації автопокришок

ВСТУП

Добре відомо, що одним з головних джерел забруднення повітря великих міст та промислових центрів являється автомобільний транспорт. Безумовно, головний шкідливий вплив на довкілля автомобілем пов’язан із викидом відпрацьованих газів. Але суттєві екологічні проблеми виникають також при утилізації автомобілів, у яких закінчився термін експлуатації, в тому числі і зношених автопокришок.

Зношені шини є головною складовою промислових гумово – технічних відходів і серйозним забруднювачем довкілля внаслідок високої стійкості до дії природних чинників. При утилізації автопокришок не тільки знищуються звалища твердих відходів, а також економиться природна, дефіцитна сировина. Ця проблема актуальна і для України. На Україні щорічно з експлуатації виходить приблизно 150 тис. тон автопокришок. Основна їх маса не переробляється і накопичується у відвалах, звалищах, розкидається вздовж доріг і на полях, створюючи загрозу пожеж і біологічного забруднення. До найбільш екологічно несприятливих регіонів України по кількості щорічно накопичуваних зношених шин відноситься також і Харківська область (5 тис. тон/рік).

У економічно розвинених країнах Західної Європи, США і Японії близько 70% щорічно утворюваних автопокришок потрапляє на звалища, близько 20% зношених автопокришок відновлюються і знов поступають в продаж. Різним видам утилізації піддаються приблизно 10% від загальної кількості утворюваних автопокришок, причому приблизно половина від цієї кількості переробляються методом спалювання.

Спалювання автопокришок при високих температурах, наприклад, в цементних печах в якості палива створює умови для повного сгоряння каучуків гуми без виділення токсичних органічних речовин.

На Україні п'ять цементних заводів мають печі діаметром 5м, в яких ефективно можна спалювати щорічно 20 тис. тон автопокришок. Підраховано, що впровадження установок для спалювання шин в печах тільки трьох заводів - Миколаївському, Кам’янець-Подільському і Балакліївському забезпечить утилізацію до 100 тис. тон автомобільних шин щорічно і дасть економію природного газу 176 млн.м3 в рік. Крім того, газоподібні з'єднання сірки, які утворюються при сгорянні автопокришок можна спрямовувати в цементну піч, де вони перетворюватимуться на сульфати кальцію, магнію і інші з'єднання, необхідні для отримання цементу.

Разом з спалюванням останнім часом поширюється застосування піролізу, як методу утилізації автопокришок, який розглянуто в моїй роботі. В процесі піролізу утворюється три типи продуктів: твердий залишок, піролізна рідина та газ. Усі вони можуть використовуватися у промисловості у різних галузях. Але найбільш реальним і працюючим у даний час в Харківській області є застосування продуктів піролізу (піролізної рідини) у якості палива.

Метою моєї роботи є продовження дослідження властивостей рідинних продуктів утилізації автомобільних шин та пошук нових галузей їх застосування у сучасних умовах України.

У задачі роботи входило дослідження вмісту сірки та води в піролізній рідині, розгонка її на фракції та порівняння отриманих характеристик з характеристиками вже відомих стандартних палив. На підставі отриманих експериментальних даних необхідно було встановити нові властивості піролізної рідини та нові можливості застосування рідинних продуктів піролізу.

2 ПРИНЦИП ДІЇ УСТАНОВКИ ДЛЯ УТИЛІЗАЦІЇ АВТОПОКРИШОК МЕТОДОМ ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ПІРОЛІЗУ

2.1 Принцип дії установки для піролізу автопокришок

Промислова установка піролізу запроектована в складі комплексу по переробці зношених автопокришок. Проектна потужність - 2300 тон по сухій сировині у рік. При цьому завантажуються у установку порубані 20х20х18 см. зношені автопокришки. Переробка зношених автопокришок заснована на засобі попереднього розбирання автопокришок на значні частини, що забезпечує гарний прохід газів, із наступним піролізом самої зношеної авторезини. У процесі такого опрацювання утворюється кондиційна продукція у виді: рідкого палива, високо вуглеводного твердого залишку (технічного вуглецю), металу у виді розрізаного металокорду і газу.

Виробництво складається з слідуючих ділянок (технологічних вузлів):

- склад сировини (суцільних зношених автопокришок);

- ділянка підготування сировини (розбирання на значні шматки);

- ділянка піролізу автопокришок;

- склади готової продукції: склад рідкого палива (мазуту), склад технічного вуглецю, ділянка складування металобрухту (металокорду).

Основні техніко-економічні показники виробництва за паспортними даними складають:

- розрахункова річна продуктивність комплексу по переробці зношених автопокришок складає 2300 тон у рік;

- розрахунковий час роботи реактора в році - 330 робочої доби;

- добова продуктивність по вихідній сировині (зношені автопокришки) - 7 тон/ добу;

- добова продуктивність установки по виходу продукції:

1) по рідкому паливу - 2,94 тони;

2) по обуглеводженому залишку - 2,1 тони;

3) по металокорду - 0,7 тони;

4) по піролізному газу - 1,26 тони.

При цьому передбачається використовувати піролізний газ на технологічні потреби установки у кількості від 30 до 50 відсотків. Кількість газу, що залишилася, можна подати на коротку відстань споживачу, або, якщо такий поруч відсутній, газ подається на викид і спалюються в смолоскипі.

Готовою продукцією підприємства, що відпускається споживачам, є: синтетичне рідке паливо - 2,94 тони в добу, твердий обуглеводжений залишок (технічний вуглець) - 2,1 тони в добу, що може знайти застосування в якості сорбенту (активованого вугілля), у виробництві високо чистого вуглецю, надходити як наповнювач на заводи, що виготовляють гумовотехнічну продукцію, або використовуватися в якості висококалорійного палива; високоякісний метал у виді металокорду, розрізаного на шматки (здається на підприємства, що приймають металобрухт). Питання відпустки газу стороннім споживачам розглядаються лише як перспектива.

Перелік і якість виробленої продукції за даними виробника установки складає такі данні, які наведені у таблиці 2.1.

Готова продукція може бути застосована у таких галузях народного господарства, які наведені у таблиці 2.2.

Таблиця 2.1 – Характеристика готової продукції переробки автопокришок

Найменування | Характеристика продукту | Аналог

1 | 2 | 3

Піролізне рідке паливо | Щільність = 985 кг/м3
Теплість згорання = 49,5 МДж/кг
Утримання сірки = 0,5%
Грузькість = 6,97 сСт | Мазут М