Пиролиз шин как способ утилизации

Утилизация автомобильных шин – один из самых актуальных вопросов, учитывая количество автомобилистов и тот факт, что миллионы покрышек ежегодно выбрасываются. По данным Единого государственного реестра транспортных средств, на начало 2024 года в Украине зарегистрировано 13,16 млн транспортных средств, из которых 9,8 млн - легковые автомобили. С учётом двух комплектов резины и запасного колеса каждый легковой автомобиль использует в среднем 9 шин - это около 88 млн единиц только для легкового парка, и свыше 110 млн в совокупности по всему автопарку страны. Складирование отработанных шин на свалках или полигонах несет угрозу для экологии, поскольку они содержат различные токсичные и опасные вещества, которые загрязняют воду, грунт и воздух. Поэтому автопокрышки направляются на переработку, что позволяет избавляться от них технологично, безопасно и с пользой. Одним из самых эффективных методов утилизации является пиролиз шин. Технология не новая, используется уже не один десяток лет во всем мире.

Что такое пиролиз шин и в чем особенности технологии?

Пиролиз - это процесс разложения на отдельные составляющие материала при нагревании без доступа кислорода. Если сказать доступными словами, что такое пиролиз, то это процесс расщепления резины под воздействием высоких температур. Не стоит путать его с горением! В отличие от горения, пиролиз проводится без доступа кислорода. То есть, процесс горения физически невозможен и огня нет. Но при этом технология тоже предполагает воздействие на материалы высоких температур – 400-800 градусов Цельсия. Происходит весь процесс в герметичных камерах, поэтому нет выброса сажи, дыма и токсичных веществ. 

На сегодняшний день эта методика является приоритетной, когда речь заходит о переработке автомобильных шин. Ее также использует центр экологической переработки отходов.

Особенности процесса пиролиза шин

Пиролиз покрышек выполняется в закрытых герметичных установках, куда помещаются отработанные материалы и нагнетается высокая температура. Весь процесс разделяется на этапы:

1. Подготовка. На этой стадии шины проходят очищение от загрязнений, после чего измельчаются.
2. Загрузка. Подготовленный материал загружается в емкость пиролизной установки.
3. Нагрев. На этом этапе нагнетается высокая температура, под воздействием которой запускается процесс деструкции молекул материала.
4. Конденсация. В процессе пиролиза образуются газы, которые пропускаются через систему охлаждения, после чего конденсируются в жидкость.

Поскольку весь процесс предполагает термическое воздействие, то закономерным является вопрос - при какой температуре происходит пиролиз шин? Запускается процесс при 350-450 градусах по Цельсию. Для достижения полной деструкции температура нагнетается более высокая до 500-600 градусов. При таком нагреве процесс пиролиза автомобильных покрышек происходит максимально эффективно.

Особенности конструкции пиролизной камеры

Пиролизная установка – это блочная конструкция, которая состоит из нескольких узлов:

• сортировочной ленты;
• загрузочного блока;
• реторты — герметичная камера, в которой измельчённые шины подвергаются термическому разложению без доступа кислорода;
• камеры, в которой нагнетается высокая температура. Она состоит из двух отсеков – в нижнем происходит основной процесс распада сырья, а в верхнем – «дожигается» использованное топливо, что позволяет избежать его выброса в окружающую среду;
• теплообменника – это сложная система из трубок разного диаметра, которая охлаждает пиролизный газ для его разделения на разные фракции: пар, воду, газ;
• модуля выгрузки.

Также в конструкцию входит вспомогательное оборудование. Это скруббер – установка, в которой охлаждается пиролизный газ; сепаратор – в нем снижается влажность пирогаза; конденсатор – обеспечивает преобразование пиролитического газа в жидкость; система фильтров для очистки от осадка продуктов горения.

Плюсы и минусы технологии

Пиролиз резины широко используется как способ утилизации покрышек. Объясняется это практичностью технологии. Среди ее преимуществ:

1. Экологичность. Пиролизные установки – герметичные, поэтому нет выброса вредных веществ в атмосферу.
2. Зола после пиролиза не содержит агрессивных токсинов, что позволяет делать захоронение этих остатков в грунте или даже использовать как топливо.
3. Процесс пиролиза безотходный и энергетически автономный.
4. Пиролизные установки можно использовать в качестве дополнительного источника электроэнергии для населения или производственного объекта.
5. Ликвидность. Получаемые в результате переработки продукты, такие как пиролизное масло, пользуются спросом и имеют высокую стоимость.

Еще стоит отметить рентабельность и экономическую выгоду. В процессе пиролиза образуются 4 продукта, которые можно использовать повторно:

• пиролизное масло – до 45% от всей массы. По характеристикам похоже на мазут, используется как топливо или сырье, из которого производят бензин и дизель;
• пиролизный углерод. Так называют твердый остаток, который используют при изготовлении новых автомобильных шин, красок, конвейерной ленты или в качестве сорбента;
• металлический корд – его собирают и отправляют на переплавку;
• пиролизный газ – он используется установкой для поддержания температуры деструкции, что наделяет метод пиролиза высокой энергоэффективностью.

Кроме того, утилизация автомобильных шин путем пиролиза помогает решить проблему свалок, которые являются токсичными и опасными для окружающей среды (покрышкам присвоен 4 класс опасности).

Несмотря на весомые преимущества, у технологии есть и недостатки. Среди них:

1. Стоимость оборудования. Пиролизные установки стоят дорого, поэтому их покупка и запуск требуют серьезных затрат.
2. Требования к безопасности рабочего процесса. Работа с горючими газами и высокими температурами требует соблюдения строгих технологических нормативов.

В целом, несмотря на сложность, пиролиз автомобильных шин остается самой популярной технологией переработки отработанных покрышек. Она позволяет безопасно решать вопрос их утилизации и обеспечивает высокие показатели рентабельности.