28.Переработка отходов высокомолекулярных органических содержаний (переработка пластмасс, изношенных шин)

Резиновые и резинотехнические изделия

РТИ являются невулканизированные и вулканизированные резиновые и резинотканевые материалы, образующиеся ни стадиях приготовления резиновых смесей и заготовок, вулканиции и обработки готовых изделий, включая различные виды брака. Основную массу отходов производства резиновых технических изделий (наименее ценную их часть) вывозят на свалки или сжигают. При регенерации автомобильной покрышки среднего размера может быть возвращено около 10 кг каучукового вещества. В настоящее время объем переработки изношенных покрышек составляет около 50% от возможного их сбора в народном хозяйстве. Перед регенерацией резиновые отходы должны пройти определенную подготовку, заключающуюся в измельчении резины в крошку, отделении от нее текстильной ткани и смешении крошки с добавками – мягчителями и активаторами процесса девулканизации, способствующими переходу резины в пластичное состояние. Основным процессом регенератного производства является процесс девулканизации, который сводится к нагреванию измельченной резины с добавками в течение определенного времени при повышенной температуре (160-190 С). При этом происходит деструкция вулканизированного каучука: их подвергают сортировке по видам, типам и содержанию каучука, освобождают от металла на борторезательных станках, разрубают механическими ножницами на 2-4 части, измельчают на шинорезах на полукольца шириной 10-40 мм, которые дробят в резиновую крошку последовательной переработкой на дробильных в размольных вальцах (используют также молотковые дробилки и дисковые мельницы), агрегированных с виброситами. Получаемая резиновая крошка (частицы размером 1-2 мм) с содержанием текстильных волокон от 2 до 10% (в зависимости от последующего метода обработки) является полупродуктом для производства регенерата. При паровом методе дозированные порции обестканенной резиновой крошки смешивают с мягчителями и загружают в девулканизационный котел, где обрабатывают острым паром под давлением 0,8-1,0 МПа при температуре 175-185°С в течение 7-8 ч. При производстве регенерата термомеханическим методом обестканенную до остаточного содержания волокна ≤ 2% резиновую крошку непрерывно смешивают с мягчителями и в течение 4-12 мин пропускают через червячный девулканизатор (червячный пресс) с удлиненным корпусом при температуре 140-210 °С. Выходящий из пресса девулканизат обрабатывают на рафинеровочных вальцах с получением регенерата. Производимый таким способом регенерат более однороден и пластичен Другим направлением переработки резиновых отходов является их размол в крошку. Для такой переработки используют, в частности, автопокрышки больших размеров без металлического корда. Получаемую резиновую крошку можно перерабатывать в различные строительные материалы термического разложения резиновых отходов без доступа О₂ при 400-450 °С может быть получено резиновое масло, которое можно использовать в качестве мягчителя в регенератном производстве и в резиновых смесях. В результате пиролиза измельченных автомобильных шин при 593-815 °С получают жидкие углеводороды, используемые в качестве топлива, и твердый остаток, который можно использовать вместо сажи для производства резиновых технических изделий. При двухстадийном высокотемпературном (900-1200 °С) пиролизе автомобильных покрышек можно получать сажу для нужд резиновой промышленности, шинный кокс с высокой адсорбционной способностью (в частности, по ионам тяжелых металлов при их извлечении из промышленных сточных вод), горючий газ и сырье для черной металлургии. Рис 1Установка для пиролиза изношенных шин: I — измельченные шины; II — смолы; III — газ; IV — стальной корд; V — углеродистый продукт; 1 — питатель; 2 — вращающаяся печь; 3 — холодильник; 4 — сепаратор; 5 — скруббер;6 — сборник смолы; 7— газгольдер Переработка пластмасс. Аналогично резиновым твердые отходы пластических масс обычно разделяют на отходы производства и отходы потребления. Использование технологических отходов целесообразно прежде всего на обрабатывающих предприятиях, так как они обычно не требуют облагораживания и специального оборудования для переработки в изделия. Такие отходы перерабатывают преимущественно по двум направлениям: 1) с целью производства того же продукта, в процессе изготовления которого образовался данный вид отходов, или продукта аналогичной рецептуры; 2) для изготовления изделий менее ответственного назначения. Переработке отходов пластических масс в изделия предшествуют их сбор и сортировка, очистка от посторонних примесей и уплотнение, а также гранулирование. Сбор, заготовку и поставку такого сырья на перерабатывающие предприятия осуществляют подразделения Главвторсырья. Методы переработки отходов пластмасс зависят в основном от степени чистоты, геометрических размеров, внешнего вида, характера и содержания в пластмассах посторонних примесей и ряда других факторов, Наиболее важными методами переработки таких отходов являются измельчение, экструзия, наполнение, деполимеризация, растворение, химическое модифицирование. Отходы бытового потребления пластмасс перед их повторным использованием обычно выделяют из смеси с другими бытовыми отходами. Недеструктивная утилизация. Отходы полимерных материалов, разделенные на отдельные классы, перерабатывают различными способами (экструзией, литьем под давлением, каландрованием и др.) с получением готовых пластмассовых изделий. Так, отходы жесткого поливинилхлорида, измельченные примерно до 4 мм, перемешивают в смесителе с добавками: пластификатора, красителя и стабилизатора при 150 °С в течение 10-15 мин. Полученную массу подают затем на переработку в изделия. Неразделенные на классы отходы пластмасс также можно перерабатывать в готовые изделия, в основном строительные (армирующие профили, кровельные конструкции и г. п.). В этом случае отходы подвергают промывке, измельчению и гранулированию или прессованию (для увеличения прочности изделий). Деструктивная утилизация. Перспективным направлением переработки отходов пластмасс является их пиролиз, продукты которого могут служить сырьем для промышленности органического синтеза или топливом. Процесс пиролиза полимерных отходов обычно проводят при 300-900 °С в стационарных или вращающихся вертикальных цилиндрических печах Ликвидация отходов. Одним из наиболее простых способов ликвидации пластмассовых отходов является их сжигание. Разработаны и продолжают совершенствоваться различные конструкции печей сжигания: подовых, ротационных, форсуночных, с кипящим слоем и др. Рис.1. Схема печи для сжигании плавящихся отходов: 1 — камера плавлении; 2 — решетка; 3 — стенка камеры плавления; 4 - стенка камеры сгорания; 5 — барботажная ванна; 6 — камера сгорания; 7 - подача вторичного воздуха; 8 -труба для подачи первичного воздуха; 9 — вертикальный канал; 10 — рас­плав; 11 — ванна расплава