WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 | 12 |

Содержание влаги в конечном продукте менее 2%, производительность линии колеблется в зависимости от насыпной плотности и влажности перерабатываемого материала.

2.6. ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ РЕЗИНОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Согласно новейшей статистике в Западной Европе ежегодно образуется около 2 млн. т изношенных шин, в России – приблизительно 1 млн. т шин и такое же количество старой резины дают резиновые технические изделия (РТИ). На предприятиях по производству шин и РТИ образуется много отходов, немалая доля которых повторно не используется, например отработанные бутиловые диафрагмы на шинных заводах, этиленпропиленовые отходы и т.п.

Ввиду большого количества старой резины по-прежнему доминирующее положение в утилизации занимает сжигание, в то время как материальная утилизация до сих пор составляет незначительную долю, несмотря на актуальность именно этой утилизации для улучшения экологии и сохранения сырьевых ресурсов.

Материальная утилизация не получила широкого использования из-за больших энергозатрат и высокой стоимости получения тонкодисперсных резиновых порошков и регенератов.

Без экономического регулирования со стороны государства утилизация шин пока остаётся убыточной. В Российской Федерации отсутствует система сбора, депонирования и переработки изношенных шин и РТИ. Не разработаны методы правового и экономического регулирования и стимулирования решения этой проблемы. В большей части изношенные шины скапливаются на территориях автопарков или вывозятся в леса и карьеры. В настоящее время значительные количества ежегодно образующихся изношенных шин являются большой экологической проблемой для всех регионов страны.

Как показывает практика, на региональном уровне эту задачу решить очень трудно. В России должна быть разработана и внедрена Федеральная программа по утилизации шин и РТИ. В программе необходимо заложить правовые и экономические механизмы, обеспечивающие движение изношенных шин от стадии образования до утилизации по схеме, представленной на рис. 2.13.

Образование Сбор, сортировка и Утилизация изношеных транспортировка изношенных транспартировка шин изношенных шин шин Энергетиэнергетическая ческая Автопарки Предприпредприятий и Материальн материятия по Специализироорганизаций ая альная перераванные фирмы.

ботке и - Предприятия в строиВ утилипереработчики.

тельной строительно зации шин Полигоны для индустрии й индустрии депонирования.

Образование изношеных Восстановле восстоновшин ление ние Шиносервисные захороЗахоро- фирмы нение нение Образование изношеных шин Рис. 2.13. Схема движения изношенных шин В качестве экономического механизма работы системы по утилизации шин в нашей стране обсуждаются два принципиальных подхода:

- за утилизацию шин платит непосредственно их владелец – "загрязнитель платит";

- за утилизацию шин платит изготовитель или импортёр шин – "производитель платит".

Принцип "загрязнитель платит" частично реализуется в таких регионах, как Татарстан, Москва, Санкт-Петербург и др. Реально оценивая уровень экологического и экономического нигилизма наших сограждан, успешное использование принципа "загрязнитель платит" можно считать бесперспективным.

Лучшим для нашей страны было бы введение принципа "производитель платит". Этот принцип успешно работает в Скандинавских странах. Например, его использование в Финляндии позволяет утилизировать более 90% шин.

Финансирование утилизации изношенных шин может происходить по схеме, представленной на рис. 2.14.

1 Потребители шин Продавцы шин Производители новых шин.

Оптовые Оптовые импортеры шин.

импортёры шин.

Импортеры Импортёры автомобилей.

автомобилей Государственный фонд утилизации шин 4 4 Фирмы по Фирмы по Складисортировке, переработке рование сбору и пере- и утилизации шин возке шин шин 5 5 Полезное использование шин и продуктов их переработки Рис. 2.14. Схема финансирования утилизации изношенных шин:

1–2 – плата за утилизацию шин при её покупке; 3 – перевод денег в Госфонд для оплаты работ по утилизации шин и инвестиций;

4 – оплата расходов по сбору, сортировке, перевозке, складированию и переработке шин;

5 – доходы и расходы от полезного использования Плата за утилизацию шин должна быть дифференцирована в зависимости от размера шин и утверждена федеральным правительством.

Предложенная модель финансирования утилизации изношенных шин позволит эффективно контролировать поступление денег в Госфонд утилизации шин от их производителей, а также от импортёров шин и автомобилей, а предприятиям, занимающимся утилизацией, своевременно получать оплату за свою работу. В этом случае указанный Госфонд имел бы возможность финансировать разработку новых технологий и оборудования по утилизации шин.

2.6.1. Дробление изношенных резинотехнических изделий Начальная стадия получения регенерата существующими промышленными методами из изношенных резиновых изделий (покрышек, камер и др.) – их измельчение.

Измельчение шинных резин сопровождается некоторой деструкцией вулканизационной сетки резин, величина которой, оцениваемая по изменению степени равновесного набухания, при прочих равных условиях тем больше, чем меньше размер частиц получаемой резиновой крошки. Хлороформенный экстракт резин при этом изменяется крайне незначительно. Одновременно происходит также деструкция углеродных структур. Дробление резин, содержащих активный технический углерод, сопровождается некоторой деструкцией цепочечных структур по связям углерод – углерод; в случае малоактивного технического углерода (термического) число контактов между частицами углерода несколько возрастает [23]. В общем изменения вулканизационной сетки и углеродных структур резин при дроблении должны, как и в случае любого механохимического процесса, зависеть от типа полимера, природы и количества наполнителя, содержащегося в резине, природы поперечных связей и густоты вулканизационной сетки, температуры процесса, а также степени измельчения резины и типа применяемого при этом оборудования. Размер частиц получаемой резиновой крошки определяется методом девулканизации резины, типом измельчаемой резины и требованиями к качеству конечного продукта – регенерата.

Чем меньше размеры частиц крошки, тем более быстро и равномерно происходит набухание резины в мягчителях и нагрев её до заданной температуры. Это приводит к получению более равномерно деструктированного материала, уменьшению содержания в девулканизате недостаточно девулканизованных частиц резины ("крупы") и, как следствие этого, получению более однородного по качеству регенерата, снижению количества отходов рафинирования и повышению производительности рафинировочного оборудования.

Однако по мере уменьшения размеров частиц резиновой крошки возрастают затраты на её производство.

В связи с этим при существующих в настоящее время способах получения резиновой крошки применение для получения регенерата шинной резиновой крошки с размерами частиц 0,5 мм и менее, как правило, экономически нецелесообразно. Поскольку в изношенных покрышках наряду с резиной содержатся другие материалы – текстиль и металл, при дроблении покрышек одновременно производится очистка резины от этих материалов. Если наличие металла в резиновой крошке является недопустимым, то возможное содержание в ней остатков текстиля зависит от последующего метода девулканизации резиновой крошки и типа текстиля.

Для дробления изношенных резиновых изделий наиболее широко применяются вальцы (в РФ, ПНР, Англии, США) и дисковые мельницы (в Германии, Венгрии, Чехии). Используют для этого и ударные (молотковые) дробилки, роторные измельчители, например установки "Новоротор". Резины измельчают также экструзионным методом, основанным на разрушении резин в условиях всестороннего сжатия и сдвига.

Предложен аппарат, в котором измельчаемый материал проходит между ротором и стенкой корпуса. Эффект измельчения при этом усиливается за счёт изменения величины и формы зазора между ротором и стенкой корпуса при вращении ротора. Сопоставление ряда действующих схем дробления изношенных покрышек показало, что по производительности оборудования, энерго- и трудоёмкости процесса лучшие показатели имеет схема, основанная на применении вальцов, чем на применении дисковых мельниц или роторной машины.

Существующая на отечественных регенератных заводах технология измельчения изношенных покрышек позволяет получать резиновую крошку из покрышек с текстильным кордом.

Д р о б л е н и е п о к р ы ш е к с т е к с т и л ь н ы м к о р д о м Сущность технологии (описанной на примере получения резиновой крошки 0,8 мм помола для производства регенерата термомеханическим методом) заключается в следующем (рис. 2.15). У покрышек на борторезательных станках вырезают бортовые кольца, которые выводят из производственного цикла. При этом покрышки одновременно режут на части в продольном направлении. Части покрышек затем разрезают на несколько частей, рубят на сегменты шириной 20... 40 мм на станке для резки старых покрышек и подают на дробильные вальцы первой стадии дробления, где их измельчают до частиц размерами до 20 мм.

Просев осуществляется на одноярусной вибросеялке. Крошка, прошедшая через сито, после магнитной сепарации поступает на дробильные вальцы второй стадии дробления. После этих вальцов измельчённый материал направляется на вибросеялку. С верхнего сита непрерывно пневмотранспортом отбирается кордное волокно, просев через верхнее сито возвращается на вальцы, просев через нижнее сито – резиновая крошка (5... 7 мм) помола после магнитной и гравитационной сепарации подаётся на одноярусную вибросеялку. С сита непрерывно отбирается кордное волокно, просев через сито направляется на размалывающие вальцы с рифлёными валками (производительность вальцов с рифлёными валками примерно на 30% выше производительности вальцов с гладкими валками). С вальцов крошка поступает на двухъярусную вибросеялку. С верхнего сита непрерывно удаляется кордное волокно, просев через верхнее сито возвращается на Дробленая резина Дроблёная резина Рис. 2.15. Схема получения дроблёной резины из изношенных легковых и грузовых покрышек с применением машины для резки целых покрышек:

1 – машина для резки на куски целых покрышек; 2 – дробильные вальцы;

3 – одноярусная вибросеялка; 4 – магнитные сепараторы; 5 – двухъярусная вибросеялка; 6 – гравитационные сепараторы; 7 – размалывающие вальцы размалывающие вальцы, а просев через нижнее сито (0,8 мм помол) после магнитной к гравитационной сепарации подаётся в бункер запаса готовой крошки. Выход резиновой крошки с массовой долей текстиля до 5% составляет около 64... 65%, количество кордных отходов, содержащих до 40% резины, равно 13,5... 14%, бортовых колец 17,5... 18%, потери – 3... 4%.

Целые покрышки ы д о х т о е ы в о д р о К 2.6.2. Метод диспергирования Сущность метода заключается в диспергировании резины в водной среде под влиянием интенсивных механических воздействий в присутствии ПАВ, образующегося в результате омыления введённого в резину растворимого в ней эмульгатора, и активатора регенерации и последующем выделении регенерата из водной дисперсии резины методом электролитической коагуляции или термической сушкой.

Диспергирование резины может осуществляться на вальцах или в двухчервячных смесителях непрерывного действия.

Эффективность процесса диспергирования резины зависит при прочих равных условиях от степени оказываемого на неё механического воздействия, типа и содержания эмульгатора, концентрации и режима введения раствора омыляющего агента, природы и количества активатора регенерации резины.

Принципиальная технологическая схема получения регенерата методом диспергирования приведена на рис. 2.16. В двухчервячный смеситель-пластикатор, снабжённый рубашкой, непрерывно подается дозаторами резиновая крошка и 5... 10% (мас.) эмульгатора или раствора (суспензии) активатора [1... 1,5 ч. на 100 ч. (мас.) резины] в эмульгаторе. В этом аппарате происходят смешение компонентов смеси и пластикация резины вследствие деструкции её вулканизационной сетки под влиянием механических воздействий.

От степени деструкции (пластичности) резины зависят последующая скорость поглощения ею водного раствора щёлочи и средний радиус частиц получаемой дисперсии.

Пластицированный материал, выходящий из смесителяпластикатора, поступает в первый смеситель-диспергатор, в котором под влиянием механических воздействий происходит внедрение в резину постепенно вводимого (в нескольких зонах по длине рабочей камеры) водного (5... 7%) раствора щёлочи, обеспечивается достаточный контакт эмульгатора и щёлочи и протекает реакция омыления эмульгатора щёлочью. В результате в этом смесителе образуется эмульсия воды в резине.

Во втором смесителе-диспергаторе, работающем аналогично первому, завершается процесс омыления эмульгатора щёлочью, происходит обращение фаз и образуется дисперсия резины в воде.

В процессе диспергирования при взаимодействии щёлочи со смоляными и (или) жирными кислотами, содержащимися в эмульгаторе, образуются ПАВ, адсорбирующиеся на межфазной поверхности и снижающие уровень поверхностной энергии. Это приводит к снижению прочности и облегчению деформации резины.

Образующиеся Эмульгатор Дробленая резина Дроблёная резина Активатор 1 1 Вода Сгущенная Сгущённая фракция фракция 1 - Дозатор дробленой резины 7 - Смеситель гомогенизатор Рис. 2.16. Схема производства дисперсионного порошкового регенерата (диспора):

1 – дозатор дроблёной резины; 2 – дозатор эмульгатора; 3 – дозатор активатора; 4 – дозатор раствора щёлочи; 5 – смеситель-пластикатор;

6 – смеситель-диспергатор; 7 – смеситель-гомогенизатор; 8 – дозатор воды;

9 – центрифуга; 10 – сушилка; 11 – упаковочный агрегат;

12 – склад готовой продукции Раствор щелочи щёлочи ПАВ оказывают одновременно стабилизирующее действие на водную дисперсию резины. Гидрофобная поверхность резины адсорбирует из водного раствора анион (его неполярной, углеводородной частью), вследствие чего поверхность резины приобретает отрицательный заряд и около него образуется двойной электрический слой. В результате при сближении частиц резины возникает электростатическое отталкивание, препятствующее их слипанию (т.е. коагуляции).

Защитная оболочка препятствует также рекомбинации радикалов и восстановлению вторичных связей.

Полученная во втором смесителе-диспергаторе водная дисперсия резины поступает в смеситель-гомогенизатор, в котором осуществляется гомогенизация дисперсии и её постепенное разбавление умягчённой водой до концентрации 50 ± 5% (по массе сухого остатка), обеспечивающей хорошую устойчивость дисперсии.

В водной дисперсии резины могут содержаться частицы диаметром более 100 мкм, а также механические примеси.

Для удаления таких частиц и примесей водная дисперсия резины подвергается разделению в центрифуге непрерывного действия на жидкую и сгущённую фракции.

Из сгущённой фракции после сушки в вальцеленточной установке непрерывного действия получается низкосортный регенерат марки РСД.

Из жидкой фракции дисперсии путём электролитической коагуляции может быть получен дисперсионный регенерат в виде брике- тов, а путём термической сушки – в виде порошка.

Высушенный материал подаётся на линию формовки и упаковки, где он упаковывается в полиэтиленовую пленку.

В первом случае дисперсионный регенерат получается из водной дисперсии резины по технологии, аналогичной выделению каучуков из латексов эмульсионной полимеризации по схеме: электролитическая коагуляция, отжим, сушка, брикетирование (или вальцевание).

Коагуляция осуществляется на коагуляционном каскаде, состоящем из двух коагуляционных ёмкостей. В первой образуется регенератная крошка, во второй – процесс коагуляции завершается, крошка укрупняется.

После предварительного обезвоживания скоагулированного материала на вибросите он поступает в отжимную машину. Из последней регенератная крошка поступает в сушильную машину.

Испытания этого регенерата показали, что по сравнению с шинным регенератом водонейтрального и термомеханического методов он характеризуется более высокой чистотой, отсутствием "крупы", большей условной когезионной прочностью и низкой адгезией к металлическим поверхностям, а его вулканизаты – более высокой условной прочностью при растяжении, но более низким относительным удлинением.

В связи с этим смеси, содержащие дисперсионный регенерат, превосходят серийные по технологическим свойствам (меньшая адгезия к металлическим поверхностям перерабатывающего оборудования, лучшая прессовка корда и резиновых заготовок) и условной прочности вулканизатов при растяжении.

Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 | 12 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.