Утилизация автомобильных шин

В мире ежегодно появляется до 10 миллионов тонн использованных автопокрышек, что соответствует почти миллиарду изношенных шин. И этот объём растёт так быстро, что в местах эксплуатации машин (на промышленных, сельскохозяйственных и автомобильных предприятиях, горно-обогатительных комбинатах и т. д.), на свалках и даже в городах скопились целые горы отработанной автомобильной резины. Сжигать под открытым небом эти отходы нельзя — продукты их сгорания вредны для окружающей среды. Отводить же под их хранение новые сотни гектаров земли не только накладно, но и опасно: из-за высокой стойкости к действию внешних факторов (солнечного света, влаги, кислорода, микробиологических воздействий и т. д.) отработанные шины разлагаются очень медленно, причём всё это время отравляют атмосферу вредными веществами, которые в них содержатся. Пожалуй, единственное решение проблемы — утилизация отработанных шин. Вот только как сделать так, чтобы этот процесс из убыточного стал прибыльным?

Действительно, экономическая составляющая этой проблемы очень весома. Чтобы избавиться от изношенных шин, нужны немалые средства. Перспектива здесь кроется в том, что потребность хозяйства в природных ресурсах непрерывно растёт, а сырьё для производства авторезины стано-вится всё более ограниченным и дорогим, поэтому и потенциальные возможности использования материалов, получаемых из утилизируемых шин, очень широки. Достаточно сказать, что с помощью инновационных технологий переработки они могут стать и заменителем дорогого первичного сырья, и исходным материалом для производства высококачественных продуктов. Поэтому специалисты считают, что успешное решение проблемы утилизации использованных шин в том, чтобы при их переработке получать ценные материалы и возвращать их в производственный цикл. И каждая страна эту проблему решает по-своему.

Ситуация в Украине.

В Украине шины выпускают два завода общей мощностью 6 млн штук в год. Учитывая, что 30 % из них продаются на экспорт, а 15 % завозят по импорту, ежегодный потенциал переработки из-ношенных шин в стране составляет не менее 60 тыс. т.

Что же получают из этой массы отходов? Сегодня украинские предприятия по переработке старых шин нацелены не столько на получение товарной мелкой резиновой крошки (как это всё шире практикуется в большинстве экономически развитых стран), сколько на производство резинового гранулята с последующим получением регенерата, который в шинной промышленности используется как добавка в резиновые смеси для экономии каучука.

Насколько оправданна такая схема измельчения старых шин механическим способом при термическом воздействии? Широкое распространение в Украине этой технологии имеет довольно банальное объяснение: когда- то машиностроители этой страны наладили выпуск таких установок и адаптировали их для массовой переработки различного вторсырья, включая и резинотехнические отходы, и что-то сегодня менять в отлаженном производстве нет смысла. Потенциального покупателя привлекают многочисленными положительными отзывами (а опыта применения других, более прогрессивных технологий в Украине, собственно, и нет) и сравнительно невысокой стоимостью оборудования. Однако на этом и заканчиваются преимущества теплового механиче-ского способа измельчения резинового сырья.

Между тем в последние годы как в зарубежной, так и в украинской резиновой промышленности объёмы использования регенерата сокращаются, и сегодня его доля в потреблении каучука колеблется в пределах от 1 до (в лучшем случае) 10 %. Это обусловлено целым рядом причин, среди которых главными являются непрерывно ужесточающиеся требования к эксплуатационным свойствам резиновых изделий, рост объёмов производства покрышек радиальной конструкции, крупногабаритных с уменьшенной сложностью каркаса, а также бескамерных шин с облегчённой конструкцией герметизирующего слоя, для чего регенерат не годится и в ряде случаев заменяется тонкодисперсной резиновой крошкой (особенно модифицированной) или вообще новыми типами каучуков, успешно конкурирующих по цене с регенератом. И с этим ещё можно было бы как-то мириться, но из-за переработки покрышек с впрессованным металлокордом затраты на произ-водство регенерата растут. И если говорить о перспективах использования регенерата, то в будущем он может служить добавкой при изготовлении резиновых смесей для выпуска малоответственных изделий или при производстве гидроизоляционных мастик — не более того.

Впрочем, и сами заводы, которые сегодня изготавливают регенерат в Украине, безнадёжно устарели не только морально, но и физически, а для их переоборудования под выпуск другой продукции потребуются значительные капитальные затраты.

Какой вариант лучше?

Наименее квалифицированный вариант — сжигание изношенных шин в качестве топлива. При этом ценное сырьё безвозвратно теряется, да и с экономической точки зрения это неперспективно, поскольку на изготовление легковой автошины расходуют около 35 л нефти, а её сжигание по теплопроводной способности эквивалентно 6 — 8 л нефти. К тому же этот метод экологически вреден, так как при сгорании автомобильных покрышек в цементных печах образуется сера, в получаемом продукте (клинкере) связывается металл, а выделяющиеся окись и сульфид цинка представляют серьёзную опасность для окружающей среды. Более того, получаемые в малых количествах хлорированный диоксин и фуран — вообще ядовитые вещества. Кстати, уже

доказано, что в планетарном масштабе сжигание автопокрышек усиливает парниковый эффект, ведь при сгорании тонны шин образуется 3700 кг С02, и чтобы в существующих печах обеспечить полное и безопасное сжигание шин, необходимы дорогостоящие очистные сооружения для улавливания вредных газов и соединений тяжёлых металлов.

С этих позиций использование изношенных автомобильных и тракторных шин в качестве топлива носит, скорее, конъюнктурный характер, поскольку содержащиеся в них материалы должны не уничтожаться, а использоваться при изготовлении новой продукции.

Ещё один способ переработки старых автопокрышек — высокотемпературная деструкция изношенных шин в тяжёлых минеральных маслах, в результате чего получается суспензия «растворённой» резины: углеводородный конденсат, горючий газ и металл. В зависимости от условий получения суспензия может использоваться для производства гидроизоляционных материалов, мастик, в качестве сырья для нефтехимии, котельного и печного топлива, а также битума. После дожига в печи выбросы в атмосферу не содержат высокотоксичных веществ, а их состав напоминает вещества, образующиеся при сжигании мазута.

Однако у этого способа утилизации шин есть существенный недостаток — по- жаро- и взрывоопасность. К тому же до сих пор никто не дал убедительного экономического и экологического обоснования по целесообразности применения такой технологии.

Поэтому одним из самых распространённых способов переработки изношенных шин остаётся пиролиз, при котором автопокрышки под воздействием тепла и без притока кислорода разделяются на твёрдые, жидкие и газообразные вещества. При этом длинные полимерные цепи распадаются на водородные молекулярные частицы. Однако и в этом случае на большинстве установок получаемые продукты не покрывают затрат на их производство: пиролизное масло, сажа и сталь получаются низкого качества и не пользуются рыночным спросом.

Пожалуй, лишь компания «Энерж Ри- серч Интернейшнл» усовершенствовала пиролиз на установке фирмы «Реактор» и в значительной мере решила эти проблемы. По данным компании, в год такая установка может переработать

1 млн легковых покрышек (9-10 тыс. т), получая из каждой тонны 606 л дизельного масла № 2, 227 кг высококачественного технического углерода и 136 — 182 кг стальной проволоки, а также метан с суммарной теплотворной способностью 190 МДж.

Но и эта технология не лишена серьёзного недостатка: при разделении шины на составные части высококачественный углеводородный полимер превращается в низкокачественную продукцию, спрос на которую ограничен, хотя на его производство и затрачиваются большие средства. По мнению специалистов, широкое применение этот метод получит только в том случае, если цены на первичное сырьё значительно вырастут, а технология оптимизируется за счёт улучшения конструкции пиролизного реактора.

На помощь приходит холод.

Как показал анализ мировой практики утилизации изношенных шин, сегодня наиболее перспективная технология — низкотемпературная переработка этих отходов, при которой резина (а её доля в шине составляет 90 %) полностью перерабатывается в резиновую крошку, а степень очистки от стали, текстиля и минеральных примесей достигает 99.99 %. Определяющим для технологии размельчения холодом является охлаждение материала ниже температуры охрупчивания перед размельчением (для резины в зависимости от её состава это температурный промежуток от -60 до -120 °С). В качестве хладагента в большинстве случаев применяется жидкий азот (LN2 Liquid Nitrogen — жидкий нитроген).

Сам процесс достаточно прост. Изношенная шина, поступающая на переработку, предварительно измельчается, охлаждается, из неё производят гранулят. Затем гранулят охлаждают и перераба-тывают в резиновую пыль, после чего полученный материал сортируют и упаковывают.

Эта продукция представляет интерес прежде всего для шинной (производство РТИ) и резиноасбестовой промышленности (для замены натурального каучука). Чтобы представить масштабы потенциального спроса на такую продукцию, достаточно ознакомиться с прогнозом Индонезийского НИИ по ка- учукам: к 2020 г. ожидается дефицит натурального каучука в 800 тыс. т, и чтобы обеспечить потребность в нём резинопотребляющих отраслей.

необходимо увеличить существующие производственные мощности по его изготовлению на 2,3 млн т по сравнению с 2005 г... что практически невозможно. Поэтому ожидаемый дефицит натурального каучука неизбежно приведёт к бурному росту цен на него, и вот тогда-то резинопотребляющие отрасли будут вынуждены активно использовать резиновую крошку как аль-тернативное сырьё в качестве добавки в резиновые смеси.

Там, где этим вопросом уже занимаются вплотную, исследования показали, что при криогенной технологии шина на 10 % может состоять из мельчайшей резиновой пыли с модифицированной поверхностью, и, например, только в Германии потребление такой модифицированной резиновой пыли оцениваются в 50 — 60 тыс. т/год.

А уже сегодня резиновую крошку с размером гранул более 0,6 мм, полученную от переработки старых шин, в ряде стран применяют как добавку в битум в дорожном строительстве. Она также используется для изготовления напольных покрытий в магазинах, выставочных залах, непрерывных резиновых лент, в качестве тепло- , холодо- и звукоизоляторов, в обувной промыш-ленности (подошвы, резиновые сапоги). в сельском хозяйстве и в автомобилестроении. Заметим, что переработка шин по криогенной технологии экологически безвредна и полностью исключает пожароопасные ситуации.

Ещё более перспективен комбинированный способ, отличающийся от криогенного тем, что часть резиновой крошки (фракция > 0,6 мм) идёт на гидрогенизацию и получение из неё моторных видов бензина. В этом контексте, говоря об Украине, надо учесть, что перерабатывать такое углеводородное сырьё и насыщенное поглотительное или соляровое масло могут уже имеющиеся в стране мощности нефтеперерабатывающих или коксохимических заводов, что значительно уменьшит первоначальные затраты на внедрение всего технологического цикла. Тем самым до предела будут минимизированы затраты на приобретение изношенных шин, т. е. сырьё для вновь строящихся заводов по переработке изношенных шин практически будет бесплатным. Другими словами, создание комбинированных мощностей позволит из почти бесплатного сырья (из-ношенных шин) получать и бензин, и резиновую крошку.

Комментарии отключены.