Главная страница
Сведения об авторах

РАЗРАБОТКА УСТАНОВКИ ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ РЕЗИНОВЫХ ШИН МЕТОДОМ ПИРОЛИЗА

Новичков Ю. А., Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, Макеевка, Донецкая обл., Украина

Изношенные автомобильные шины существенно загрязняют окружающую среду, занимают значительную площадь складирования. Одним из наиболее перспективных методов их утилизации является пиролиз (нагрев без доступа кислорода). Обрабатывать можно предварительно измельченные или целые шины. Измельчение шин обеспечивает большую поверхность теплообмена при пиролизе и, как следствие, ускоряет процесс, снижает затраты на нагрев теплоносителя. Утилизация целых шин исключает затраты энергии на предварительное дробление, но требует интенсификации процесса пиролиза. Результаты лабораторных исследований и анализ литературных данных позволяют сделать вывод об экономической целесообразности переработки целых шин. Это связано с большими энергозатратами на измельчение шин, сложностью оборудования и его обслуживания. Кроме того, измельченные шины являются хорошим теплоизолятором, вследствие чего верхние слои сырья перегреваются, в то время как внутренние не получают достаточно тепла для равномерного протекания процесса пиролиза.
Учитывая эти обстоятельства, была разработана конструкция установки в виде реактора непрерывного действия для переработки целых шин большого диаметра (рис. 1).

Рис. 1. Установка для пиролиза изношенных крупногабаритных резиновых шин:
1 — емкость с водой; 2 — газоотводный патрубок; 3 — газгольдер; 4 — газоход; 5 — патрубок; 6 — патрубок; 7 — загрузочная шахта; 8 — теплообменник; 9 — кольцевая камера; 10 — упругие скребки; 11 — футерованный корпус; 12 — оребрение; 13 — реактор; 14 — горелка; 15 — цепной транспортер; 16 — камера; 17 — вертикальный канал

Установка позволяет утилизировать отработанные шины сельскохозяйственных и карьерных машин и отличается сравнительно малыми габаритами, имеет высокую производительность и защищена патентом на изобретение (Деклараційний патент України на корисну модель 10993. Бюл. «Промислова власність». 2005. №12).
Изношенные шины поступают через загрузочную шахту 7 в реактор 13, содержащий цепной транспортер 15 с упругими скребками 10 для принудительного перемещения перерабатываемого сырья. Футерованный корпус 11 и специальная конструкция загрузочного устройства 7 и вертикального канала 17 для выгрузки вторсырья, содержащего емкость с водой 1, изолирует реактор 13 от окружающей среды и доступа кислорода. Необходимая температура в реакторе 13 создается при помощи газовых горелок 14, которые используют для обогрева пиролизные газы, отводимые через патрубок 5, газоход 4, газгольдер 3 и газоотводный патрубок 1. Горение газовых горелок 14 происходит в камере 16, имеющей оребрение 12 для увеличения теплопередачи реактора 13, а также для направления потока нагревающих газов. В результате горения горелок 14 в камере 16 восходящие потоки теплого воздуха проходят через кольцевую камеру 9 и теплообменник 8, который служит для предварительного подогрева используемого в горелках 14 пиролизного газа. В свою очередь, пиролизный газ частично передает тепло на предварительный прогрев поступающих в загрузочную шахту 7 перерабатываемых покрышек. При необходимости полной переработки твердого остатка на высококалорийный пиролизный газ в вертикальном канале 17 предусмотрен патрубок подачи воды для так называемой паровой активации.
Разработан ряд оригинальных узлов. Один из них — загрузочная шахта 7 (Деклараційний патент України на корисну модель 15093. Бюл. «Промислова власність», 2006. №6) представлен на рис. 2.

Рис. 2. Загрузочное устройство:
1 — футерованный корпус; 2 — шлюзовой отсек; 3 — верхняя шлюзовая камера;
4 — нижняя шлюзовая камера; 5 — горелка; 6 — приемная кассета; 7 — покрышка;
8 — толкатель; 9 — шток; 10 — верхняя шиберная заслонка; 11 — нижняя шиберная
заслонка; 12 — устройство для отвода продуктов горения

В настоящее время разрабатывается комплект документов на изготовление промышленного образца и его испытания в производственных условиях.
Разработанная установка является универсальной и в зависимости от температурного режима пиролиза позволяет производить различные типы энергоносителей.
При высокотемпературной глубокой деструкции образуется твердый остаток в виде технического углерода, а также высококалорийный газ, который частично направляется на сжигание для обогрева реактора. Исследованиями углеродистого остатка установлено, что он как адсорбент по ряду физико-химических характеристик и сорбционной способности находится на уровне промышленных образцов, а по некоторым показателям превышает их.
Низкотемпературный пиролиз позволяет получать жидкие фракции, которые без дополнительной подготовки могут использоваться как дизельное топливо.
Независимо от температурного режима пиролиза после утилизации шин высвобождается металл корда, используемый в промышленности.
Согласно результатам экспериментальных исследований на лабораторной установке, изношенные шины имеют высокоэнергетические характеристики и при пиролизе из них можно получить нетрадиционные энергоносители в виде жидкого, твердого и газообразного топлива. Разработанная установка пригодна также для иных видов промышленных и бытовых отходов.

THE PLANT AND EQUIPMENT DEVELOPMENT FOR RUBBER TIRE RECYCLING BASED ON THE PYROLYSIS METHOD

Novichkov Yu. A., Donbass National Academy of Civil Engineering and Architecture, Makeevka, Donetsk Oblast, Ukraine

The paper describes the design of continuous-service recycling equipment for large spent rubber tires on the basis of dry non-oxygen pyrolysis process which does not require the pre-crushing of tires. It describes the layout of equipment and feeding system, and characteristics of recycling products.

Главная страница

Сведения об авторах

Новичков Юрий Александрович, аспирант, кафедра экологии, безопасности жизнедеятельности и прикладной химии, Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, ул. Державина, 2, Макеевка, Донецкая обл., 86123, Украина. Тел. (06232) 4-05-48, тел. моб. (050) 626-25-37. Е-mail

© Независимое агентство экологической информации

Последние изменения внесены 10.07.07