Піроліз шин як спосіб утилізації

Утилізація автомобільних шин — одне з найактуальніших питань, враховуючи кількість автомобілістів і той факт, що мільйони покришок щороку викидаються. За даними Єдиного державного реєстру транспортних засобів, на початок 2024 року в Україні зареєстровано 13,16 млн транспортних засобів, з яких 9,8 млн — легкові автомобілі. З урахуванням двох комплектів гуми та запасного колеса кожен легковий автомобіль використовує в середньому 9 шин — це близько 88 млн одиниць лише для легкового парку та понад 110 млн загалом для всього автопарку країни. Складування відпрацьованих шин на звалищах або полігонах становить загрозу для екології, оскільки вони містять різні токсичні та небезпечні речовини, які забруднюють воду, ґрунт і повітря. Тому автопокришки спрямовують на переробку, що дає змогу утилізувати їх технологічно, безпечно та з користю. Одним із найефективніших методів утилізації є піроліз шин. Технологія не нова, вона використовується вже не один десяток років у всьому світі.

Що таке піроліз шин і в чому особливості технології?

Піроліз — це процес розкладання матеріалу на окремі складові під час нагрівання без доступу кисню. Якщо сказати простими словами, що таке піроліз, то це процес розщеплення гуми під впливом високих температур. Не варто плутати його з горінням! На відміну від горіння, піроліз проводиться без доступу кисню. Тобто процес горіння фізично неможливий і вогню немає. Але при цьому технологія також передбачає вплив на матеріали високих температур — 400–800 градусів Цельсія. Весь процес відбувається в герметичних камерах, тому немає викидів сажі, диму та токсичних речовин.

На сьогодні ця методика є пріоритетною, коли йдеться про переробку автомобільних шин. Її також використовує центр екологічної переробки відходів.

Особливості процесу піролізу шин

Піроліз покришок виконується в закритих герметичних установках, куди поміщаються відпрацьовані матеріали та подається висока температура. Увесь процес поділяється на етапи:

1. Підготовка. На цій стадії шини очищуються від забруднень, після чого подрібнюються.
2. Завантаження. Підготовлений матеріал завантажується в ємність піролізної установки.
3. Нагрівання. На цьому етапі створюється висока температура, під впливом якої запускається процес деструкції молекул матеріалу.
4. Конденсація. У процесі піролізу утворюються гази, які пропускаються через систему охолодження, після чого конденсуються в рідину.

Оскільки весь процес передбачає термічний вплив, закономірним є питання — за якої температури відбувається піроліз шин? Процес запускається за температури 350–450 градусів Цельсія. Для досягнення повної деструкції температура підвищується до 500–600 градусів. За такого нагрівання процес піролізу автомобільних покришок відбувається максимально ефективно.

Особливості конструкції піролізної камери

Піролізна установка — це блочна конструкція, яка складається з кількох вузлів:

• сортувальної стрічки;
• завантажувального блоку;
• реторти — герметичної камери, в якій подрібнені шини піддаються термічному розкладанню без доступу кисню;
• камери, в якій створюється висока температура. Вона складається з двох відсіків — у нижньому відбувається основний процес розпаду сировини, а у верхньому «допалюється» використане паливо, що дає змогу уникнути його викиду в навколишнє середовище;
• теплообмінника — складної системи трубок різного діаметра, яка охолоджує піролізний газ для його поділу на різні фракції: пару, воду, газ;
• модуля вивантаження.

Також до конструкції входить допоміжне обладнання. Це скрубер — установка, в якій охолоджується піролізний газ; сепаратор — у ньому знижується вологість пірогазу; конденсатор — забезпечує перетворення піролітичного газу на рідину; система фільтрів для очищення від осаду продуктів горіння.

Переваги та недоліки технології

Піроліз гуми широко використовується як спосіб утилізації покришок. Це пояснюється практичністю технології. Серед її переваг:

1. Екологічність. Піролізні установки герметичні, тому немає викидів шкідливих речовин в атмосферу.
2. Зола після піролізу не містить агресивних токсинів, що дає змогу захоронювати ці залишки в ґрунті або навіть використовувати як паливо.
3. Процес піролізу є безвідходним та енергетично автономним.
4. Піролізні установки можна використовувати як додаткове джерело електроенергії для населення або виробничого об'єкта.
5. Ліквідність. Продукти, отримані в результаті переробки, такі як піролізна олива, користуються попитом і мають високу вартість.

Також варто відзначити рентабельність та економічну вигоду. У процесі піролізу утворюються 4 продукти, які можна використовувати повторно:

• піролізна олива — до 45% від загальної маси. За характеристиками схожа на мазут, використовується як паливо або сировина для виробництва бензину та дизельного пального;
• піролізний вуглець. Так називають твердий залишок, який використовують під час виготовлення нових автомобільних шин, фарб, конвеєрної стрічки або як сорбент;
• металевий корд — його збирають і відправляють на переплавлення;
• піролізний газ — використовується установкою для підтримання температури деструкції, що наділяє метод піролізу високою енергоефективністю.

Крім того, утилізація автомобільних шин шляхом піролізу допомагає вирішити проблему звалищ, які є токсичними та небезпечними для навколишнього середовища (покришкам присвоєно 4 клас небезпеки).

Попри вагомі переваги, технологія має і недоліки. Серед них:

1. Вартість обладнання. Піролізні установки коштують дорого, тому їх придбання та запуск потребують значних витрат.
2. Вимоги до безпеки робочого процесу. Робота з горючими газами та високими температурами потребує дотримання суворих технологічних нормативів.

Загалом, попри складність, піроліз автомобільних шин залишається найпопулярнішою технологією переробки відпрацьованих покришок. Вона дає змогу безпечно вирішувати питання їх утилізації та забезпечує високі показники рентабельності.