Пиролиз шин – что это и зачем нужно: как проводится переработка(сжигание) автопокрышек в топливо, преимущества процедуры, ее реализация пошагово и виды вторсырья

Пиролиз шин представляет собой термическое разложение резины без доступа кислорода при температуре 400–500°С в герметичном реакторе, что принципиально отличается от сжигания и исключает образование диоксинов. На выходе процесса получают четыре вида вторсырья: пиролизное масло для котельных установок (40–45% от массы), технический углерод для резиновой промышленности (30–35%), синтез-газ для поддержания процесса (10%) и металлический корд после магнитной сепарации (10–15%). Технология требует лицензии Росприроднадзора как обращение с отходами IV класса опасности и обязательной очистки газов через скрубберы. Пиролиз снижает объём шин на 90% и предотвращает накопление резиносодержащих отходов на полигонах, где они разлагаются сотни лет с выделением токсинов.

Количество шин постоянно растет, т. к. регулярно происходит их износ. Это способствует поиску новых способов переработки отходов данной категории и развитию имеющихся технологий, среди которых – пиролиз шин. Процедура проводится при условии обязательного разделения покрышек на составляющие, которые потом применяются с целью переработки и получения новой продукции. У технологии есть свои преимущества и проблемы, о которых важно знать.

Что такое процесс пиролиза: технология пошагово

Шины – разновидность резинотехнической продукции, которая содержит тяжелые органические соединения. Они могут оказывать губительное влияние на окружающую среду, а потому требуется проведение утилизации. Для такой цели используется метод, основанный на термическом воздействии – температура повышается до критической (+350°…+450°С).

Главное условие получения нужного результата – создание бескислородной среды. При этом происходит процесс, отчасти напоминающий коксование. Как результат, отмечается изменение имеющейся структуры материала. На выходе из пиролизной установки получают облегченные материалы и вещества, пригодные для повторного применения. Подробнее о том, как правильно утилизировать автопокрышки:

• происходит подготовка отходов – шины разрезают на передние и боковые участки;
• сырье отправляется в загрузочную емкость – реторту, здесь герметизируется и отправляется в печь;
• осуществляется сушка продуктов переработки, при этом температура пока поднимается до средних значений – не выше +200°С;
• начинается процесс пиролиза, когда меняется температурный режим, отходы подвергаются воздействию критических температур;
• окисление вследствие охлаждения массы до +100°С;
• разделение образовавшегося остатка на компоненты с целью дальнейшего вторичного применения каждого из веществ.

Устройство пиролизной установки

Оборудование для переработки автошин достаточно сложное. Можно рассмотреть основные узлы установки пиролиза, благодаря которым обеспечивается получение нужного результата:

• реторта;
• отсеки для горения;
• теплообменники, где осуществляется конденсация газа.

Первый из узлов под названием реторта, где содержатся подготовленные (разрезанные покрышки). Это емкость, которая должна иметь возможность герметично закрываться. Еще одно требование – ее высокая прочность, т. к. реторта подвергается воздействию пиролизного раствора. Стенки этого узла должны выдерживать не только химическое, но и физическое (влияние высокого давления), а также температурное воздействие. Кроме того, очень важно обеспечить условия для теплообмена внутри емкости.

Другой узел состоит из камер дожига. Здесь происходит горение материалов, а именно – в нижнем отсеке. Но вследствие этого процесса выделяются побочные продукты. Чтобы они не попали в атмосферу, используют вторую камеру. Внутри происходит переработка продуктов сгорания использованного топлива. Для поддержания этого процесса в камере предусматриваются отверстия, через которые поступает внутрь воздух.

Наиболее сложным узлом является теплообменник. Здесь происходит снижение температуры пиролизного газа. Конструкция теплообменника представляет собой систему труб разного диаметра. По мере снижения температуры происходит разделение продукта сгорания резиновой продукции на компоненты: жидкий, газообразный, например, вода, пар и т. д. Каждое из веществ потом отправляется по разному пути: для сжигания в камере сгорания или применения в качестве топлива, как вторичная продукция.

В чем преимущество пиролизной установки. Причиняет ли эта технология вред природе

Существует глобальная проблема в мировом сообществе – образование отходов, к которым относятся также изношенные автомобильные шины. С одной стороны, они должны быть утилизированы, т. к. несортированный мусор в грунте наносит вред природе, с другой – могут возникнуть вопросы к используемым технологиям переработки.

На самом деле пиролиз считается одним из наиболее чистых и безопасных способов утилизации резинотехнических отходов автомобильной промышленности – не способствует появлению дыма и образованию остатка. При этом уничтожаются все продукты сгорания, но важно, чтобы комплекс оборудования включал в себя и фильтрационную установку.

Преимущества пиролиза:

• переработка несортированного мусора: технология пиролиза, как и оборудование для ее реализации, является универсальным, т. к. позволяет перерабатывать не только шины, но и любые другие отходы, причем необязательно одной категории, это может быть бумажная продукция, канализационный ил, пластик, части автомобиля и др.;
• безотходное производство: из отходов можно получить вторичную продукцию, но также и предупредить высвобождение в атмосферу летучих веществ, образующихся вследствие сжигания;
• не образуются сточные воды: в отличие от прочих технологий переработки, при пиролизе не остается ничего, что требовало бы дополнительной утилизации;
• автоматическая работа установки: снижаются затраты на персонал (выплату заработной платы и повышение квалификации), т. к. машина по переработке шин в топливо работает в автоматическом режиме;
• значительное снижение объемов отходного производства: пиролиз позволяет уйти от технологий, которые способствуют выработке дополнительных отработанных веществ, соединений и материалов;
• использование вторсырья: по мере сжигания шин образуются компоненты, которые можно применять с пользой для разных сфер промышленности – их дополнительно перерабатывают, получают вторичную продукцию;
• легкость применения оборудования: для работы установки пиролиза не требуется много топлива, энергия необходима только для запуска оборудования, по мере его функционирования вырабатывается избыток пара и электроэнергии, что может пойти на нужды внешнего потребителя.

Что получают при переработке покрышек

Прежде чем перейти к следующему этапу переработки, необходимо подготовить автопокрышки. Для этого их отправляют в емкость агрегата для измельчения. Процесс реализуется за несколько этапов. Затем нужно отсортировать материалы по типу. Что может быть выделено после всех манипуляций: резиновая крошка, проволока и кордовая нить.

Резиновая крошка

Шина условно делится на участки: боковина, борта, протектор, плечевая зона. После измельчения отделить это сырье от прочих материалов легче, т. к. части легко просматриваются, сильно отличаются по форме и внешнему виду от прочих переработанных частиц даже в состоянии крошки.

Тонкая металлическая проволока

Металл входит в состав корда. После переработки он отделяется, как и резина. Корд принимает на себя основную нагрузку, именно он обеспечивает возможность изделию сохранить форму шины. Но встречаются разные его виды, они отличаются типом армирующего слоя:

• текстильный;
• стекловолоконный;
• полимерный;
• металлический.

В основе могут быть различные материалы для повышения прочности изделий. Но металлический используется чаще всего. Для его отделения от измельченного сырья других видов используется магнит. Как результат, тонкая проволока из металла не мешает применять другие материалы для вторичного производства.

Кордовая нить

При измельчении шин с полимерной или текстильной составляющей сложно очистить сырье от примесей. По этой причине используют преимущественно корд с металлической проволокой. Ее легко отделить. Кордовая нить других типов может остаться в качестве примеси после измельчения, что будет значительно снижать качество вторичной продукции, она станет малопригодной. По этой причине такие шины стараются не использовать с целью переработки для получения вторсырья.

Какие проблемы могут возникнуть при работе с установкой пиролиза

В России бизнес по переработке шин еще не вышел на финишную прямую в своем развитии. Это обусловлено тем, что данная сфера пока отличается множеством проблем: значительная часть сырья остается без внимания, а в стремлении снизить затраты оборудование приобретается частично, не используются фильтровальные установки. Чтобы перерабатывать автопокрышки, необходимо учесть не только эти, но и ряд прочих проблем, которые возникнут, как только будет запущен процесс оформления документации:

• в каком месте установить оборудование: при определении подходящего участка для расположения оборудования нужно учитывать очередность выполнения задач, важно, чтобы все основные узлы находились рядом, тогда процесс переработки будет непрерывным, если помещение небольшое, нужно рассматривать маленькие агрегаты, но они будут отличаться низким объемом камер сгорания и малой мощностью;
• выбор между новым и существующим зданием: пиролизная установка по переработке шин требует немалых вложений – в худшем случае затраты составят четверть миллиона долларов, поэтому следует сократить затраты, что означает единственно верный выбор – взять в аренду или купить существующую постройку под мусороперерабатывающий завод, но не всегда есть возможность получить в распоряжение подходящее здание в нужном районе для выгодного вложения денег, тогда лучше рассмотреть вариант строительства;
• документальное оформление и выбор оборудования: нужно зарегистрировать предприятие, организовать его работу в помещении, расположить на пустом объекте оборудование, которое предварительно выбирается, причем изначально нужно решить, какие объемы отходов будут перерабатываться, что позволит определиться с мощностью и функциональностью;
• поиск каналов поставок продажи сырья: открывая предприятие, нужно не только решить, сколько утилизировать шин и производить солярки, мазута, синтетического масла или других нефтепродуктов, но и определить круг потребителей, что обеспечит достаточный объем продаж;
• проведение квалификационных испытаний с использованием оборудования позволит эффективно использовать его и обеспечить безопасность работников;
• оценка рентабельности: принимают во внимание все перечисленные факторы, включая окупаемость, что позволит оценить предполагаемую прибыль, на этом этапе учитывают все затраты.

Что производят при переработке вторсырья, полученного с помощью пиролиза

Переработка шин может выполняться разными способами: продукция утилизируется без образования остатка; пиролиз покрышек производится с целью получения вторичной продукции для дальнейшей поставки потребителю. Это может быть:

• жидкое топливо: по свойствам напоминает натуральную нефть, а по структуре является ее синтетическим аналогом, если правильно осуществлять переработку покрышек, в выигрыше окажутся многие, включая директора перерабатывающего завода и конечных потребителей, первый получит деньги за проданную продукцию, а остальные – разные виды нефтепродуктов (масло, мазут, бензин), одно из новых направлений – выработка дизельного топлива, на котором работает котел, печь;
• углеродосодержащие остатки: по структуре представляет собой обычное твердое вещество, по свойствам его сравнивают с активированным углем – это сорбенты, другие направления применения – черный краситель в строительстве, на производстве, еще твердый остаток применяется для получения новых шин и других резиновых изделий;
• газ, который выделяется при пиролизе: сжигание шин в бескислородной среде способствует образованию жидких и твердых компонентов, изначально газообразная среда, образующаяся вследствие обработки покрышек, имеет сходство с природным газом;
• металлическая армирующая проволока: при сжигании покрышек отличают корд из металла, т. к. он не разлагается, как остальные компоненты, находит применение при производстве вторичной продукции.

Состав оборудования для переработки шин, цена

Установка пиролиза представляет собой сложное оборудование, состоящее из нескольких элементов:

• сортировочная лента;
• загрузочный блок;
• реторта, где происходят основные процессы по разложению компонентов резинотехнических изделий;
• камеры для сгорания материалов;
• теплообменник;
• модуль выгрузки;
• охладитель, конденсатор и другие второстепенные элементы конструкции.

Средняя стоимость оборудования в России зависит от конфигурации установки пиролиза: наличия системы охлаждения, фильтрации, техники для утилизации ядовитых отходов или комплексной переработки продуктов, полученных вследствие утилизации. Играют роль и параметры исходного сырья – это влияет на объем основных элементов конструкции оборудования, его мощность и суточную производительность. Как результат, цена меняется от 128 тыс. долл. за наиболее простой агрегат с минимальной загрузкой до 219 тыс. долл. за мощную производительную технику.

Почему покрышки нужно утилизировать именно путем пиролиза

Шины содержат органические соединения, которые могут быть вредны. Если оставить их на полигоне, где находится прочий мусор, это приведет к тому, что покрышки начнут выделять токсичные вещества. По этой причине активно велись разработки метода их утилизации. Пиролиз не просто позволяет безопасно переработать отходы без образования остатка, но и способствует получению новой продукции из ранее непригодных шин.

Какую опасность могут нанести шины природе

Всего лишь простое расположение на земле 1 покрышки может стать причиной выделения в грунт более 15 видов токсичных соединений, веществ. Этот процесс усиливается в жаркую погоду. Причем ядовитые компоненты попадают не только в почву, но и в воздушную среду, а при наличии рядом источника огня шины легко возгораются.

Вопрос-ответ

Могут ли перерабатываться отходы нефтепродуктов?

Продукты, полученные с помощью переработки нефти, могут быть повторно утилизированы. Отмечают возможность производства новых товаров на основе вторсырья или его внесение в состав других материалов для улучшения свойств. Это более выгодное решение, чем однократное применение нефтепродуктов.

Как можно транспортировать остатки от пиролизной обработки?

Газообразные компоненты перевозят в баллонах, как технический газ, а жидкую составляющую – в непроницаемой таре (бидонах), проще всего транспортируют твердый остаток. Обычно же встречается именно комплексный подход – завод по переработке шин путем пиролиза и одновременно – производству продукции из вторсырья.

Можно ли сделать пиролизную установку самостоятельно или это комплексная работа?

В основе любого объекта (бытового, производственного) лежат чертежи, но это малая часть задач, требуется обустроить помещение, нанять персонал, организовать транспортные перевозки. Сделать все это без опыта, опираясь на видео в сети и отзывы невозможно. При самостоятельном выполнении основной части работ бизнес удастся начать нескоро. Намного лучше действовать в команде.

Будет ли выгодно сдавать пиролизную установку?

Стоимость нового оборудования высокая, если кто-то решает начать бизнес с минимумом вложений, то вполне может заинтересоваться именно предложением об аренде техники. Ведь сдавать установку для пиролиза, даже если она б/у, в данном случае будет выгодно для обеих сторон.

Какие возможны последствия выброса шин на свалку?

Законом установлены штрафы, причем размер сумм внушительный – до 250 тыс. руб. Поводом для взыскания является выброс шин в местах, не предусмотренных для этого.

Видеоролик: как осуществляется пиролизная установка по переработке шин

Пиролизный бизнес: выигрыш или пустое внесение денег – ответ от директора мусороперерабатывающего производства

Владислав Алексеевич Громов

Директор мусороперерабатывающего производства

Задать вопрос

Любой бизнес может успешно развиваться, если правильно подойти к его организации. Пиролиз – сложный процесс, но для слаженной работы предприятия нужно верно оценить свои возможности, потребности рынка и финансовые затраты. Если все эти факторы не противоречат друг другу, бизнес будет работать. Пустое внесение денег возможно в случае, когда владелец предприятия приобрел дорогостоящее оборудование, но не учел объемы поставок отходов, не определил рынок сбыта.