Термическая утилизация покрышек

Термическая утилизация покрышек включает все три основных способа: сжигание, газификацию, пиролиз. Они в достаточной степени распространены, чему способствует элементный состав шин. Без учета металлической части они содержат: 88 % углерода, около 8 % водорода и порядка 1,5 % серы. Теплота сгорания шин достигает 30-35 кДж/кг, т. е. не уступает условному топливу.

Процесс сжигания реализуют как в утилизационных, так и в индустриальных технологиях, получивших распространение в течение последнего времени, особенно за рубежом.

Дымовые газы утилизационных установок содержат такие загрязнители, как диоксид серы, оксиды азота, диоксины и др. Поэтому установки должны быть оборудованы современными системами газоочистки.

В последнее десятилетие широкое распространение за рубежом получило сжигание изношенных шин в печах для обжига цементного клинкера.

Изношенные шины используются в печах мокрого и сухого способов производства цемента. Утилизируются как целые, так и измельченные покрышки. Последние в отрезках не более 50 мм можно вдувать с разгрузочного конца печи. Для этого применяют специальные пушки с производительностью до 5 т/ч. Сочетание высокой температуры (1450 °С и более), окислительной атмосферы и довольно длительного пребывания газов (4-12 с) в печи гарантирует полное сжигание покрышек, предотвращает выделение через дымовую трубу продуктов неполного сгорания и даже следов токсичных соединений.

Предложена «дуплекс-технология», включающая установку частичного сжигания покрышек и печь для обжига портландцементного клинкера. Изношенные покрышки без предварительного измельчения загружаются в вертикальную печь (h = 12 м) производительностью 3 т/ч. В нее же подается третичный воздух из охладителя клинкера. В камере установки при 1000 °С резина разрушается, образующийся горючий газ с теплотворной способностью 5МДж/м и температурой 850 ^оС а также тонко дисперсный углерод выходят из установки при 500 °С и направляются в декарбонизатор печи обжига клинкера, где сгорают в среде третичного воздуха. Проволока попадает в эту же печь, расплавляется в ней и усваивается клинкером.

Помимо очевидной экономии топлива при обжиге клинкера, применение шинных отходов имеет и другие преимущества. Срок окупаемости капитальных вложений, связанных со строительством склада покрышек и трактов их подачи в печь, обычно составляет менее 18 месяцев. Эксплуатационные затраты на производство цемента почти не изменяются. Его качество остается прежним или улучшается за счет снижения содержания свободной извести в нем.

Кроме того, требуется введение меньшего количества железосодержащих добавок в цементную сырьевую смесь, так как их роль выполняет металлопродукт шин.

В результатепарофазной переработки автомобильных шин (газофикации)получают следующие продукты, %: жидкое топливо, соответствующее техническим характеристикам топочного мазута М40 - 40-50; пирокарбон - 35-45; газообразные углеводороды - 5-6; металл – 9-10.

Газообразные углеводороды имеют теплоту сгорания 32-38 МДж/м³ и могут быть использованы в качестве топлива.

Жидкое топливо практически беззольно, содержит менее 0,85 % серы, характеризуется температурами вспышки в закрытом и открытом тиглях соответственно 51 и 96 ^оС. Его низшая теплота сгорания равна 41,3 МДж/кг, плотность при 20 °С составляет 920 кг/м.

Твердый остаток содержит органические и минеральные компоненты, концентрация которых зависит от температуры переработки. Он может быть подвергнут термической активации при 800-1000 °С с целью получения дополнительного выхода газообразных и жидких фаз. Активированный твердый материал используется как адсорбент, в том числе при очистке выбросов процесса газификации.

В зависимости от конструкции технологического оборудования пиролизу подвергают как измельченные, так и целые автопокрышки.

Газообразные продукты пиролиза содержат 48-52 % водорода, 25-27 % метана, имеют высокую теплоту сгорания. Их используют как топливо. Твердые продукты, так называемый шинный кокс, применяют при очистке сточных вод от тяжелых металлов, фенола, нефтепродуктов, в качестве активного наполнителя в производстве резиновых смесей, пластмасс и в лакокрасочной промышленности. Жидкая фракция также является высококачественным топливом, но продукт ее переработки может использоваться и в составе резиновых смесей.

Схема установки для пиролиза покрышек с металлокордом, применяемая на заводе в г. Эбенхаузен (Германия), выглядит следующим образом (рис. 3).

Дисперсные и газообразные продукты пиролиза выносятся из реактора в циклон, в котором выделяются частицы сажи. Газ поступает далее в холодиль ник, охлаждаемый проточной водой. Здесь происходит конденсация смолы; газоконденсатная смесь стекает для разделения в дистилляционную колонну. Из нее фракции с различной температурой кипения попадают в конденсатосборник. Нижняя часть дистилляционной колонны обогревается горячей водой, поступающей из холодильника в теплообменник. Из дистилляционной колонны одна часть пиролизного газа направляется на сжигание в реактор, а другая подается внешним потребителям для получения, например, горячей воды и пара.

Твердая фаза (смесь кокса и металлокорда) после валковой дробилки разделяется магнитным сепаратором. Металлокорд поставляется другим предприятиям для последующего переплава. Измельченный и прошедший грохочение дисперсный кокс гранулируется с целью получения активного угля.

Рис. 3. Схема установки утилизации автопокрышек методом пиролиза:

1 - автопокрышка; 2 - гильотина; 3 - загрузочное устройство; 4 - реактор; 5 - топка; 6 - циклон; 7 - холодильник; 8 - дистилляционная колонна; 9 - конденсатосборник; 10 - теплообменник; - компрессор; 12 - дробилка кокса; 13 - магнитный сепаратор

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: