Jaký je mechanický způsob recyklace pneumatik a její podtypy

Podle Rosstatu je v Ruské federaci na 1000 lidí počet vlastních automobilů 305 kusů [1]. Na základě počtu obyvatel 148,9 milionu je celkový počet soukromých vozidel přibližně 45,5 milionu. Životnost pneumatiky automobilu je v průměru 5 let, často je skutečná životnost nižší, kolem 3–4 let [2, 3]. Každých 4–5 let se tak počet sjetých pneumatik zvyšuje o více než 181 tisíc kusů. nebo, vezmeme-li průměrnou hmotnost jedné pneumatiky jako 7 kg, pak je nárůst 1,2 milionu tun. Pokud vezmeme v úvahu nákladní dopravu, toto číslo se zvýší na 2 miliony tun a výše.

Neustálý nárůst ojetých pneumatik je problémem nejen v Rusku, ale na celém světě. Jejich nekontrolované spalování vede ke znečištění atmosféry sazemi, oxidem uhelnatým, kyanidovými sloučeninami a oxidy.

Vzhledem k tomu, že pryž je vysoce odolná vůči environmentálním faktorům, hromadění velkého množství odpadních pneumatik vytváří vážný ekologický problém.

Vyřešit to pomohou moderní a inovativní technologie zpracování odpadních pneumatik. Stojí za zmínku, že navzdory existenci mnoha metod zpracování v Rusku je jejich implementace spíše omezená. Důvodem jsou především značné materiálové náklady a organizace dalších výrobních zařízení, které je obtížné dostatečně zefektivnit vzhledem ke složitosti probíhajících procesů.

V současné době bylo vyvinuto poměrně velké množství metod pro recyklaci ojetých pneumatik automobilů. Tyto metody umožňují získat nové typy produktů pro chemickou výrobu, silniční a občanskou výstavbu atd. Použité pneumatiky automobilů jsou zdrojem uhlovodíků, nasycených i nenasycených. Navíc obsahují ocelový kord a zbytky uhlíku. K extrakci těchto složek se používají procesy tepelné destrukce materiálu pneumatik, zejména proces pyrolýzy.

Pyrolýza je proces tepelného rozkladu látky bez přístupu vzduchu, při teplotách od ~350 do ~600 °C.

Jednou z inovativních a pokročilých metod je metoda mikrovlnné pyrolýzy. Mikrovlnná pyrolýza je nový směr ve zpracování pneumatik. Při působení mikrovlnného pole na zpracovávaný materiál dochází současně k distribuci energie v celém objemu, takže ohřev materiálu probíhá mnohem rychleji než při klasické pyrolýze (ke které dochází při konvekčním ohřevu).

Vzhledem k tomu, že mechanismus ohřevu materiálu v mikrovlnném poli je zásadně odlišný od klasického ohřevu, výrazně se liší i složení plynných a kapalných produktů. Vzhledem k tomu, že ohřev probíhá současně v celém objemu, tato technologie umožňuje zkrátit čas a zvýšit hloubku zpracování ve srovnání s tradiční pyrolýzou.

I přes tyto výhody má však tato technologie významné vlastnosti, které její použití omezují. Jednak v procesu mikrovlnné pyrolýzy pneumatik vznikají uhlovodíky, které opět snadno polymerují na vysokomolekulární pryskyřičné sloučeniny. Volbou optimálních režimů je možné dosáhnout produktu s minimálním obsahem vysokomolekulárních uhlovodíků a sloučenin obsahujících síru, ale praxe ukazuje, že to bude vyžadovat další přísady ve formě hydroxidu draselného (KOH) [4].

Za druhé, metoda mikrovlnné pyrolýzy byla v praxi používána pouze v laboratorních podmínkách. Zavedení této technologie v průmyslovém měřítku je limitováno skutečností, že mikrovlnný zářič vyžaduje značné kapitálové investice ve srovnání s klasickou pyrolýzní pecí. Vysoké náklady znamenají zvýšené výrobní náklady.

Také samotná technologie vyžaduje hluboké znalosti na pomezí fyziky a chemie, což ztěžuje výběr kompetentního personálu.

Můžeme vyvodit následující závěr: technologii mikrovlnné pyrolýzy lze získat k získání produktů chemické pyrolýzy, avšak pro použití této technologie v průmyslovém měřítku je nutné snížit náklady na hotové výrobky.

Klasická pyrolýza automobilových pneumatik pomocí konvekčního ohřevu. Tato technologie je založena na tom, že ojeté pneumatiky jsou naloženy do retorty a hermeticky uzavřeny. Dále se naložené materiály ohřívají bez přístupu vzduchu. Na rozdíl od mikrovlnné pyrolýzy nedochází k ohřevu tak rovnoměrně, nicméně zařízení pro technologii konvekčního ohřevu je výrazně levnější. Pro zahájení procesu destrukce se kelímek kontejneru s odpadními pneumatikami zahřeje z externího zdroje. Postupem času, jakmile tento proces začne, plyn, který se vytvoří během pyrolýzy, zahřeje kelímky, čímž prakticky eliminuje potřebu neustálého přísunu tepla zvenčí.

Během pyrolýzy vznikají čtyři hlavní produkty:

• kovová šňůra. Kov vznikající při zpracování je vhodný pro další prodej do sběren kovů;
• pyrolýzní kapalina. V závislosti na zvolených technologických režimech je možné získat různá frakční složení kapalného produktu. Změnou teploty a doby tepelné expozice na pneumatice je tedy možné získat větší podíl lehkých nebo těžkých uhlovodíků v závislosti na cíli výroby;
• saze. Tento produkt lze znovu použít v gumárenském průmyslu, dále v průmyslu barev a laků, při stavbě silnic nebo jako tuhé palivo (po nezbytném zpracování) [9]. Podle některých údajů mohou saze obsahovat až 92–99 % čistého uhlíku, což umožňuje jejich použití pro výrobu uhlík-uhlíkových materiálů (CCM). CCM je nová třída porézních kompozitních materiálů, které kombinují výhody grafitu a aktivního uhlíku [5].
• pyrolýzní plyn. Tento produkt lze použít jako palivo pro generátory tepla nebo hořáky. Přitom nejlepším využitím tohoto plynu je jeho použití jako paliva pro udržení požadované teploty v procesu pyrolýzy [5].

Ve srovnání s jinými metodami recyklace odpadních pneumatik, jako je spalování, drcení/kryogenní drcení na pryžovou drť, zakopávání pneumatik do země, je pyrolýza nejekologičtější metodou recyklace. Je to dáno tím, že technologie pyrolýzy nezajišťuje kontakt surovin s atmosférou během technologického procesu, což prakticky eliminuje škodlivé emise při výrobě.

Volitelně může být pyrolýzní zařízení stacionárního nebo dynamického typu. Při použití stacionární pece jsou kelímky hermeticky uzavřeny a zůstávají nehybné po celý cyklus tepelné destrukce. Při provozu zařízení s pohyblivou pecí retorta otáčí nebo míchá suroviny metodou „opilého sudu“.

Tyto manipulace umožňují, aby technologie byla energeticky účinnější díky rovnoměrnému ohřevu obsahu. Ocelový kord se navíc při míchání smotává do kuliček, které se snáze vyjímají z hmoty hotového výrobku.

Na ruském trhu se recyklací pneumatik metodou pyrolýzy zabývá řada společností, například společnost Piroliz-Ekoprom, Nižnij Novgorod. Tato společnost neustále modernizuje své vlastní instalace, ale problém přebytečného pyrolýzního plynu je stále řešen nikoli kondenzací do samostatných nádob, ale spálením přebytku v atmosféře. Na východě země také společnost EcoStar recykluje odpadní pneumatiky v pyrolýzních pecích. Jelikož se tato společnost zabývá komplexním zpracováním odpadů, většina paliva je využívána k vytápění vlastních zařízení. Tato skutečnost potvrzuje použitelnost produktů pro zpracování pneumatik.

Pokud jde o zahraniční zkušenosti, stojí za zmínku, že zpracování pneumatik automobilů pyrolýzou se používá již poměrně dlouho.

Příkladem je Anglie, kde byl zhruba před 20 lety uveden do provozu závod na zpracování pneumatik s kapacitou 50 tisíc tun ročně. Procesem zpracování vzniká 3–4 tisíce tun lehkého destilátu, 20 tisíc tun kapalného paliva, 17 tisíc tun tuhého paliva a 5–7 tisíc tun kovu. Náklady na závod byly 12 milionů $. Společnost Energy Research International Inc (USA) může pomocí své instalace zpracovat až 1 milion (přibližně 10 tisíc tun) osobních pneumatik ročně [6]. Mnoho evropských zemí také dosáhlo vysoké úrovně zpracování: Finsko, Švédsko a Norsko. Za zmínku stojí, že v ceně nové pneumatiky pro osobní automobil při koupi je zahrnuto i 1,75 eura za likvidaci plus 24% DPH z této částky. Tento poplatek platí například i finský majitel vozu, když si koupí nové auto. Jednou z metod recyklace je recyklace pneumatik pomocí pyrolýzy [7].

Pyrolýza je jednou z perspektivních metod zpracování pneumatik, jejíž podstatou je získávání uhlovodíků různého složení a dalších složek vhodných pro další použití. Existují různé způsoby, jak získat potřebné produkty: mikrovlnná a konvekční pyrolýza, jak je teoreticky popsáno výše, pyrolýza je možná pod vlivem infračerveného záření; [8] Každá metoda má své vlastnosti, každá má své výhody a nevýhody. Výzkum v oblasti recyklace pneumatik pomáhá v boji proti nekontrolovanému nárůstu odpadních pryžových výrobků a také pomáhá zavádět inovativní metody recyklace v tuzemských podnicích.

D. A. Uporov, A. V. Rumyantseva,
Uralská federální univerzita, Jekatěrinburg, Rusko
Sborník sborníků z XIII. mezinárodní vědecké a praktické konference „Systém managementu environmentální bezpečnosti“

REFERENCE

1. Rosstat // Počet aut na 1000 lidí. [Elektronický zdroj]. – Režim přístupu: URL: http://www.gks.ru (datum přístupu 20.03.2019).
2. GOST 4754-97 „Pneumatiky pro osobní automobily, jejich přívěsy, lehká nákladní vozidla a zejména autobusy s nízkou kapacitou.“
3. GOST 5513-97 „Pneumatiky pro nákladní vozidla, jejich přívěsy, autobusy a trolejbusy.“
4. Yatsun, A.V. Mikrovlnná pyrolýza opotřebovaných pneumatik za přítomnosti hydroxidu draselného / A.V., P.N. Konovalov // Moderní technologie náročné na vědu. – 2017. – s. 83–87.
5. Makarov, A.V. Některé aspekty recyklace opotřebovaných pneumatik pyrolýzou // Bulletin Tomské státní univerzity. – 2008. – S. 247 – 258.
6. Wolfson, S. I. Metody recyklace pneumatik a pryžových výrobků / S. I. Wolfson, E. A. Fafurina, A. V. Fafurin // Bulletin Kazaňské technologické univerzity. – 2011. – S. 74–79.
7. Rostarchuk, M. Jak se likvidují staré pneumatiky ve Finsku. [Elektronický zdroj]. – Režim přístupu: URL: http://colesa.ru/news/23155 (datum přístupu 25.03.2019).
8. Semenistaya, T. V. Studium vlastností nanokompozitních filmů IR-pyrolyzovaného polyakrylonitrilu obsahujícího kobalt / T. V. Semenistaya, V. V. Petrova, Kh.Kh, Z.Kh., B.S. Elektronické zpracování materiálů. – 2015. – S. 9–18.
9. Papin, A.V. Příprava kompozitního paliva na bázi sazí z pyrolýzy pneumatik / A.V. Papin, A.Yu Makarevich, A.V. – 2015. – s. 107–113.

Výroba a dodávky zařízení

• Hlavní
• Nové technologie
• Důležité informace
  • Organizace recyklace pneumatik
  • Vlastnosti recyklace pneumatik v Rusku a SNS
  • Hotové výrobky z pryžové drti
  • Recyklace a ekologie pneumatik
  • Problémy recyklace pneumatik v Rusku
  • Obtíže při recyklaci pneumatik s vysokým obsahem textilního kordu.
  • Praktické rady
  • Vlastnosti zařízení typu „válce“ vyráběné v Číně
  • Metody a fáze mechanické recyklace pneumatik
  • Metody čištění pryžové součásti pneumatiky od textilu a kovu
  • Recyklace pneumatik pyrolýzou
  • Doporučení pro výběr vybavení
  • Jaký je mechanický způsob recyklace pneumatik a její podtypy
  • Klasifikace pneumatik pro recyklaci
  • Typické chyby, kterých se dopouštějí recyklátoři pneumatik
  • Kde začít podnikat v oblasti recyklace pneumatik, pokud je váš rozpočet omezený
  • Výhody a nevýhody předběžného odstranění tlustého patkového drátu z kroužků sedla pneumatiky
  • Bezodpadová výroba recyklace pneumatik
  • Mýty a realita v recyklaci pneumatik
  • Aplikace pryžové drti

  Domů Důležité informace Jaký je mechanický způsob recyklace pneumatik a její podtypy

  Jaký je mechanický způsob recyklace pneumatik a její podtypy

  Nákup zařízení na recyklaci pneumatik není obtížné, výběr správného zařízení je obtížný. Existuje také celý seznam méně významných nuancí, o které se rádi podělíme.

  Mechanický způsob drcení pneumatik automobilů na drcenou pryžovou drť neboli granulát pneumatik znamená mechanické působení prostřednictvím řezání, sekání, drcení, tření, stříhání, mletí, drcení a drcení. Často je proces mechanického ničení ojetých pneumatik vícestupňový.

  Zdůrazněme hlavní způsoby mechanické recyklace automobilových pneumatik:
  1) Mechanický způsob drcení pneumatik za normálních teplot. Tento druh recyklace je ve světě nejrozšířenější. Uvedená metoda je oblíbená díky tomu, že pryž je chráněna před tepelnou oxidací a nedochází k částečnému devulkanizačnímu efektu (přechod z elastického stavu do plastického); relativně nízká spotřeba energie, která primárně ovlivňuje cenu komerčních drobků. Normální teploty znamenají broušení pomocí vodních a vzduchových chladicích systémů při teplotách, které nejsou o mnoho vyšší než okolní teplota.
  2) Mechanická metoda při zvýšených teplotách. Drcení gumy pneumatiky při teplotách nad 100 stupňů Celsia. Nevýhodou je zmačkaná, částečně devulkanizovaná strouhanka, která má omezené uplatnění. Takového drobečka poznáte tak, že ho zmáčknete v dlani – uvidíte efekt sněhové koule. Částice mají nestejnoměrný, členitý tvar a lepkavý stav. Očištění takových drobků od textilních a kovových nečistot je obtížnější než při broušení pneumatik za běžných teplot. Je známo mnoho případů samovznícení materiálu při zvýšených teplotách zpracování, což je velmi nebezpečné. Teplota hoření pryžové drti se rovná teplotě hoření uhlí a uhasit takový požár je velmi obtížné. Jednou z výhod tohoto způsobu je skutečnost, že nekritické pryžové výrobky lze vyrábět z devulkanizované pryžové drti lisováním za tepla bez použití pojiva. Taková lepkavá pryžová drť se také dobře hodí pro výrobu pryžovo-bitumenových směsí.
  3) Mechanická metoda při nízkých teplotách. Principem této metody je předchlazení zpracovávaného materiálu za účelem dosažení prahu křehkosti. Pryž pneumatiky, stejně jako mnoho jiných materiálů, se snáze rozdrtí, když „zmrazí“.
  Náklady na pryžovou drť při použití této metody jsou však poměrně vysoké kvůli použití turbochladicích zařízení a materiálů. Takové zařízení je poměrně drahé.
  4) Mechanická metoda drcení pneumatik automobilů metodou „ozónového nože“.
  Tato technologie je kombinovaným způsobem zpracování pneumatik na drť. Ozón podporuje urychlené stárnutí a sebedestrukci gumy. Kaučuk je částečně zničen a poté mechanicky rozdrcen. Tato technologie je známá a patentovaná již poměrně dlouho, ale pro své nedostatky se nerozšířila. Hlavní nevýhodou je, že pryžová drť na výstupu má velmi špatnou kvalitu v důsledku „zrychleného stárnutí“. Výrobky z takto „staré“ drtě mají horší vlastnosti a jsou méně trvanlivé.
  Existují vzácnější technologie drcení pneumatik, jako je metoda barodestrukce a metoda explozivní destrukce. Tyto metody jsou doplňkové a používají se pro primární drcení pneumatik na úlomky, které je třeba zpracovat na drť pomocí mechanického zařízení.
  5) Metoda barodestrukce je drcení pneumatik jejich drcením výkonným hydraulickým lisem. Tento způsob je energeticky náročný a málo produktivní oproti klasickému způsobu drcení pomocí nožových drtičů. Výhodou oproti běžnému nožovému drtiči třísek pneumatik je, že část kovového kordu je oddělena od pryžové struktury. Výkonný lis stojí několikanásobně více než skartovač a má větší rozměry.
  6) Způsob drcení pneumatik výbuchem. Velmi složitá technologie, která vyžaduje spoustu schválení a povolení. K rozdrcení dochází částečně. Kompletní broušení pryžových kusů probíhá na mechanickém zařízení.
  7) Nová technologie: mechanická recyklace pneumatik za normálních teplot v jedné fázi. Pneumatika je upevněna v upínacím sklíčidle stroje, roztočena až na 50 otáček za minutu a je k ní přivedena výkonná fréza s pevnými noži. Fréza se otáčí rychlostí cca 2500 otáček za minutu a pneumatika se drtí na drobky a další komponenty. Vlastnosti technologie: levné mobilní zařízení, nízké náklady na výrobu pryžové drti z použitých pneumatik.

  • Linky na zpracování drtí pneumatik
  • Stroje na recyklaci pneumatik
  • Kompletní sady pro primární drcení pneumatik na třísky
  • Výroba výrobků z pryžové drti
  • Sada drticích strojů pro zpracování pryžového zboží na pryžovou drť „LPShK-5“
  • Mobilní zařízení pro kompletní zpracování všech typů automobilových pneumatik na drť řady „UPSh-M“