Переработка промышленных отходов

Термические методы утилизации резиновых отходов

Широкое распространение получили термические методы утилизации отходов резины и шин, к которым относятся пиролиз и сжигание.

В результате пиролиза получаются вещества, напоминающие продукты крекинга нефти и, следовательно, являющиеся ценным исходным сырьем нефтехимических производств.

В зависимости от конструкции технологического оборудования пиролизу могут подвергаться как измельченные резиновые отходы (отделенные от металла), так и целые автопокрышки. Пиролиз происходит в отсутствие кислорода при температуре 500—1000 °С.

От температуры зависит состав продуктов, образующихся при пиролизе, и соотношение твердой, жидкой и газообразной фрак­ций. В процессе пиролиза выделяется значительное количество тепла, так что его подвод извне к реактору необходим только на начальной стадии процесса. Схема установки для пиролиза приведена на рис. 9.21.

Средний массовый баланс процесса пиролиза шин при различных температурах приведен в табл. 9.11.

Газообразные продукты пиролиза содержат 48—52 % водорода, 25—27 % метана и имеют высокую теплоту сгорания (34—44 МДж/кг). Они используются как источник энергии. Твердые продукты пиролиза (так называемый шинный кокс) используют при очистке сточных вод от ионов тяжелых металлов, фенола, нефтепродуктов. Технический углерод, получаемый при пиролизе, используется в качестве активного наполнителя в производстве резиновых смесей, пластмасс и в лакокрасочной промышленности. Жидкая фракция продуктов пиролиза резиновых отходов также является высо­кокачественным топливом, но продукт ее переработки может использоваться и в составе резиновой смеси.

Существующие промышленные установки для утилизации шин методом пиролиза имеют высокую производительность (30— 50 тыс. т отходов в год). Однако, учитывая возросшие транспортные расходы, связанные с доставкой амортизованных покрышек к месту их централизованной утилизации, необходимы установки небольшой мощности, которые могли бы обеспечить рациональное использование таких отходов непосредственно на месте их образования, т. е. на крупных автопредприятиях.

Японские специалисты, выполнившие сравнительный эко­номический анализ различных направлений утилизации изно­шенных шин, таких как производство регенерата, резиновой муки, захоронение, сжигание, использование в дорожном строительстве, пиролиз, пришли к выводу, что последний способ наиболее эффективен.

По-видимому, дальнейшее расширение использования про­цесса пиролиза при утилизации покрышек зависит от разработки наиболее рациональных способов применения его продуктов и от соотношения цен на продукты, получаемые при различных способах утилизации резины.

Резиновые отходы являются высококалорийным продуктом, поэтому их утилизация путем сжигания в качестве источника энергии также весьма эффективна.

В Японии с целью получения тепловой энергии сжигают 200 тыс. т шин ежегодно.

В Великобритании для сжигания покрышек используется вертикальная циклонная печь с внутренним диаметром 1,8 м, отличающаяся непрерывной подачей шин в неподвижную топку, высокой температурой сжигания (1900—2100 °С), при которой вся сталь, присутствующая в шинах, переходит в расплав, а также грануляцией жидкого шлака. Производительность такой печи сос­тавляет не менее 1 т/ч, время пребывания шины в печи 2—

5 мин, номинальная паропроизводительность котла-утили­затора 13,6 тыс. т/год.

Автопокрышки используются в качестве альтернативного топлива в цементных печах. Разработаны автоматизированные системы загрузки в печь изношенных покрышек без измельчения. Процесс осуществляется с помощью роликового конвейера с применением весового дозатора, определяющего вес каждой покрышки, что необходимо для правильного дозирования кис­

Лорода и основного топлива, которое осуществляется автома­тически с помощью ЭВМ. Использование автопокрышек в количестве до 25 % от массы основного топлива позволяет ор­ганизовать процесс горения практически без выделения угарного газа и обеспечить полное сгорание шин. Содержащийся в покрышках металлокорд оплавляется, окисляется и переходит в виде оксидов в вырабатываемый клинкер (полуфабрикат цемента).