Технологии

Утилизация автопокрышек. Взрывоциркулятор

Вопрос утилизации изношенных автопокрышек родился вместе с ними самими. Просто их выбрасывать -никаких свалок не хватит, да и слишком расточительно. А мировой автопарк каждый год многократно увеличивается, и эта проблема уже давно превратилась из, казалось бы, малозначимой в государственную, если не общемировую.

В настоящее время получили распространение два принципиально разных способа ее решения. В одном случае их механически измельчают, затем перерабатывают резиновую крошку и изготавливают из нее различные технические изделия. Причем процедура может происходить как при комнатной температуре, так и при охлаждении покрышек до минус 70-80С. Основными недостатками такого метода являются большие затраты электроэнергии, быстрый износ режущего инструмента, низкая производительность процесса в целом.

В основе другого способа утилизации лежит изменение химической структуры резины, скажем, методом деструкции. Однако в этом случае каучуковый компонент изделия не сохраняется, продукты переработки имеют гораздо меньшую ценность и их используют в основном для изготовления антикоррозийных мастик, горюче-смазочных материалов и т.д.

Главный же недостаток обоих вариантов - высокая себестоимость конечного продукта и, как правило, убыточность производства из-за продолжительных технологических простоев. Поэтому в большинстве случаев создание предприятий по переработке покрышек этими методами обусловлено необходимостью решать экологические проблемы, следовательно, должно дотироваться государством. К тому же в ряде случаев, например для переработки крупногабаритных автопокрышек большегрузных карьерных самосвалов, вообще не существует каких-либо технических решений, представляющих практический интерес.

Чтобы перейти от затратно-экологических технологий к рентабельным, необходим был качественный скачок. Что и было осуществлено на основе открытия российских ученых в сфере теории и технических средств локализации энергии взрыва. Работы в этом направлении начали в 1993 г. в учебно-научном центре "Криоконсул" Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана под руководством кандидата технических наук А. А. Набока. Здесь создали установку, действующую по принципу формирования направленного потока энергии взрыва и циркуляции совместно с фрагментами разрушенных покрышек в замкнутом контуре.

Взрывоциркулятор (так авторы назвали свое детище) представляет собой бронекамеру особой геометрической формы. Вместе с внешним трубопроводом (его еще называют трактом) она образует закольцованную систему, звуко- и газоизолированную от окружающей среды. Внутрь камеры помещают предварительно охлажденный до температуры минус 70-80С пакет покрышек, в центре которого закреплено взрывчатое вещество. Под действием взрыва покрышки разрушаются и образуется смесь, состоящая из тонкоизмельченного резинового порошка (размер фракции колеблется от 0,1 до 1,0 мм), гранулята (от 3 до 10 мм), металлических проволочек (длиной 50-100 мм) и текстильного корда в виде пуха и нитей. Заметим, что на долю порошка приходится около 50% всей резиновой массы.

Затем в закольцованном тракте происходит многократная циркуляция ударной волны и фрагментов разрушенного пакета покрышек. При этом последние дополнительно измельчаются с помощью специально установленных на пути их движения решеток. Весь процесс занимает несколько миллисекунд, вследствие чего образовавшийся порошок (гранулят) не успевает не только обгореть, но и существенно нагреться, и значит, не теряет эластичность и другие полезные свойства исходных автопокрышек.

И еще. В силу того, что ударная волна и продукты взрыва движутся параллельно стенкам камеры и закольцованного тракта, их давление на стенки установки значительно меньше, чем в ранее применяемых для тех же целей устройствах (сферических, цилиндрических, параллелепипедных).

Это обстоятельство позволяет в данном случае использовать достаточно дешевые бронекамеры с минимальными размерами, близкими к габаритам автопокрышек.

В качестве взрывчатого вещества применяют дешевые и безопасные смеси на основе аммиачной селитры и дизельного топлива, или тротила.

Особо следует сказать о том, как готовят компакт-пакет из автопокрышек. Для этого авторы идеи разработали специальную минитехнологию и реализующий ее станок. Сначала на нем вырезают и удаляют бортовое металлическое кольцо, затем делают один поперечный разрез и закручивают покрышку в спираль. После чего их одну за другой (всего может быть от 4 до 10 штук) последовательно наматывают на барабан. В итоге получают компактно упакованный пакет. Данным способом можно обрабатывать любые покрышки, включая крупногабаритные от карьерных самосвалов.

После того как взрывоциркулятор разгружают, полученную смесь сначала в сепараторах освобождают от металлических проволочек и текстильного корда, а затем разделяют по фракциям (при необходимости крупные гранулы доизмельчают на роторных диспергаторах).

Сейчас выпускают несколько модификаций взрывоциркуляторов. Так, аппараты, перерабатывающие 4000, 8000, 12000, 18000 автопокрышек в год, соответственно имеют следующие параметры: диаметр - 2,5; 3,0; 3,5 и 4,0 м; высота - 5,5, 7,0, 8,5 и 10,5 м; масса - 12, 40, 80 и 100 т; величина заряда - 3,6, 12,5, 22 и 26,4 кт. Рабочий цикл (время между подрывами) составляет 10-12 мин. Потребляемая мощность составляет всего 20, 30, 40 и 60 кВт.

На основе взрывоциркулятора специалисты учебно-научного центра "Криоконсул" создали технологическую линию по переработке изношенных автопокрышек. Помимо основного аппарата, в нее входит новое уникальное оборудование - станок обрезания- компактирования;

холодильная камера и установка для очистки газов и стандартное - магнитный сепаратор, аэросепаратор, роторный диспергатор и классификатор. Для обеспечения работы этой линии необходимо всего 6-8 рабочих. На самом мощном взрывоциркуляторе можно будет перерабатывать до 20-30 тыс. покрышек (в зависимости от диаметра) в год, в то время как по принятой ранее схеме эта цифра не превышает 10 тыс. штук.

Внедрение нового способа в производство обеспечит снижение себестоимости получаемой резиновой крошки по сравнению с традиционными в 2-3 раза за счет низкого удельного энергоснабжения при более высокой степени измельчения и производительности процесса, а также существенного снижения капитальных и эксплуатационных затрат. И что очень существенно: новая технология отвечает всем экологическим требованиям - здесь не применяют органические растворители и озонирующие соединения, отсутствуют сточные воды и очень высока степень очистки дымовых газов - до 98-99,9%.

Принцип формирования направленного потока энергии взрыва, продуктов, полученных при этом, циркуляция в замкнутом контуре и реализующая процесс установка защищены патентами России, Канады, США, стран Западной Европы, Японии, Южной Кореи, Бразилии, Австралии и др. Получен патент РФ и на оригинальный способ компактирования покрышек.
 


Е. А. БОРИСОВА, эксперт ООО "Технология и наука".
Записал А. К. МАЛЬЦЕВ

Авторские права на статьи принадлежат их авторам
Проект компании Kocmi LTD