Технология утилизации отходов резиновых изделий и пластмасс.

Технология
утилизации отходов
резиновых изделий
и пластмасс.
{
Докладчик - Елистратова Нелли Юрьевна.
ПГТУ.
Кафедра Охраны труда и окружающей среды
Актуальность проекта




По данным Европейской Ассоциации по вторичной переработке шин
(ЕТРА) в Европе ежегодно образуется около 2 млн. тонн
амортизированных автомобильных шин. Большая часть собираемых
шин (35%) используется как топливо, около 10% перерабатывается
методом измельчения . Например, в Японии, уровень переработки
составляет 88%, в США – 86%.
По прогнозам Конференции ООН по окружающей среде и развитию
объем твердых отходов к 2025 г. вырастет в 4-5 раз. Общемировые
запасы изношенных автошин оцениваются в 25 млн. т. при ежегодном
приросте не менее 7 млн. тонн.
Европейский Совет принял специальную Директиву «О свалках», по
которой с 2003 г. введен запрет на их сжигание.
Многие развитые страны готовы оплачивать сам факт утилизации
автомобильных покрышек из расчета: 150-200 EUR за тонну.
Ситуация в Украине




Учитывая, что покрышки машинам меняют в среднем раз в 2-3
года, масштабы оседающих на свалках шин более чем
существенны.
Так,
по
данным
Государственного
автотранспортного научно – исследовательского и проектного
института (г.Киев), в Украине ежегодный прирост изношенных
покрышек составляет 200 тыс.т.
Сбор за утилизацию шин осуществляется с производителей и
экспортеров шин, согласно постановлению № 915 «О внедрении
системы сбора, заготовки и утилизации отходов как вторичного
сырья» через ГП «Укрэкоресурсы»
Планировалось достичь в 2014 году объема переработки-15%, в
2015-20%, в 2016- 25%.
Вместе с тем, на специализированных предприятиях в Украине
перерабатывается только ничтожная доля этого материала — до
14 тыс. т, или не более 8%.
Слайд - 3
Цель проекта
Анализ технологии утилизации использованных автопокрышек и
пластмасс методом пиролиза с одновременным производством
высоколиквидной продукции в условиях г. Мариуполя.


Проблема переработки изношенных автомобильных шин и
вышедших из эксплуатации резинотехнических изделий имеет
большое экологическое и экономическое значение для нашего
региона. Рост цен на использование природного нефтяного
сырья диктует необходимость использования вторичных
ресурсов с максимальной эффективностью, т.е. вместо гор
мусора мы могли бы получить новую для нашего региона
отрасль промышленности - коммерческую переработку отходов.
Шины и пластмассы представляют собой ценное полимерное
сырье: в 1 т. шин содержится около 600 кг резины, которая
может повторно использоваться для производства топлива,
резинотехнических изделий и материалов строительного
назначения.
Слайд--4



Технология переработки автопокрышек в топливо основана на
нагреве без доступа кислорода до температуры более 400 °С
(низкотемпературный пиролиз) и построена по принципу
каталитического распада на нефтяные фракции. При высокой
температуре эти фракции выпариваются, отбираются из котлаавтоклава и конденсируются в обычном жидком виде.
Неконденсируемый пиролизный газ, направляется в топку
реактора, где сжигается для поддержания процесса.
Получаемая в результате переработки жидкость представляет
собой печное топливо. Тонна такого топлива по своей
теплотворной способности заменяет тонну солярки или керосина,
но стоит при этом дешевле. Его активно покупают предприятия
теплоэнергетики, сельского хозяйства - птичники, молокозаводы,
а также обогатительные фабрики.
В тоже время, если сжечь 1 т. шин, то в атмосферу выделится 270
кг. сажи и 450 кг токсичных газов: бифенил, антрацен, флуорентан,
пирен, бенз(а)пирен.

Слайд -5
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦИКЛ





Сушка и нагрев резины (используется вспомогательное или
собственное топливо)
Магнитная сепарация металла
3. Низкотемпературный пиролиз с применением жидких
катализаторов.
4. Сбор жидкотопливной фракции.
5. Сбор углеродистого остатка.
Основные преимущества пиролизной
технологии:
1.На сегодняшний день методами переработки, которые в
наименьшей степени влияют на экологию являются криогенное,
озоновое разрушения, растворение и др. Однако, все эти технологии
находятся в стадии разработок энтузиастами . Ни одна из них не
дошла до стадии широкого промышленного освоения. И самым
важным фактором ослабляющим позиции всех методов, кроме
пиролиза, является то, что они нацелены только на проблему
утилизации и не дают в результате дополнительных проверенных
рынком продуктов.
2. Возможность применения "закрытого" процесса пиролиза, т.е.
камера пиролиза герметично отделена от топочной камеры,
оборудование является модульным.
3. Высокие качественные и количественные показатели, а так же
пригодность получаемой продукции к дальнейшей переработке,
при применении жидких катализаторов и топливных добавок.
4. Расход электроэнергии минимален.
5. Возможность использовании в котле автоклаве процессов
активации углеродосодержащего остатка, позволяет устранение
«технологического» запаха,
6. Пиролиз обеспечивает экологическую и взрывобезопасность, при
этом нормы выбросов соответствуют требованиям охраны
окружающей среды.
Слайд - 7
Конкурентная ситуация
Таблица 1. Сравнительные характеристики оборудования
поставщиков в Украине
Поставщик
ООО
г.Киев
«Огнемаш»
Наименование
установки
Характеристики
Производительность
установки из 1тонны сырья*
Печное,
бытовое Технический
Тепловой
топливо, кг
углерод, кг
энергии,
кВт•ч **
Потребляемая
электроэнергия,
кВт/час
УП-1,1
400
390
500
15
УПВ-1-01
440
360
835,5
3
Лаборатория
альтернативного
топлива, ЧП г.Киев
Fortan 2
380
340
520
10,5
Эко-тепло
ТМ Житомир
ECOMACHINE
AMR 100
360
280
500
12,5
ООО Энергомаш
УПК-1
400
260
600
6,5
Єкопром
г.Одесса
г Днепропетровск
* точные данные по выходу сырья зависят от вида отходов
** с
учетом собственных нужд на отопление.
Слайд - 8
УСТАНОВКА ПИРОЛИЗНАЯ «ОГНЕМАШ»
УСТАНОВКА ПИРОЛИЗНАЯ УПВ-1-01
КОМПЛЕКС ECOMACHINE AMR 100
Экономическую целесообразность утилизации отходов РТИ
методом пиролиза, рассмотрим на примере установки УПВ1-01 с мощностью по исходному сырью до 3 т/сутки, что, с
.
учетом регламента обслуживания, составляет 1 080 т/год
Применение продуктов переработки
(установка с гранулятором УПВ-1-01 –Єкопром)
- Печное бытовое топливо ТУ 38.101656-87 – (содержит
суспендированную сажу). Без ограничений может использоваться
как топливо для промышленных печей и котлов, теплогенераторов,
оснащенных распыляющими горелками. Может перерабатываться с
помощью ректификационных колонн в товарные бензины и
дизельные топлива подобно продуктам коксования и пиролиза
нефтяных остатков,
- Технический углерод , ("Кокс нефтяной малосернистый" ГОСТ
22898-78 тип КЗО).
Используется как твердое топливо, для
производства абразивов и бытовой
продукции. После
дополнительной прокалки может применяться в электродных
массах.
Характеристики технического углерода: Массовая доля общей влаги
не более 3%; Массовая доля летучих веществ не более 11,5%;
Зольность не более 0,80%; Массовая доля серы не более 1,50%.
- Металлокорд
- Пиролизный газ, получаемый в результате процесса переработки,
используется для поддержания техпроцесса.
Слайд -10
Технические характеристики установки
УПВ-1-01;
Количество продукции, производимое установкой из 1 тонны сырья:

- Пиролизный газ – до 150 кг (220м3) - в дальнейшем используется для работы
самой установки;

- Жидкая фракция (пиролизная жидкость) ТУ У 24.1-17355001916-001:2009 –
около 440 кг, аналогичная по параметрам котельному (печному) топливу – в
дальнейшем может без дополнительной обработки сжигаться в котельных
установках;

- Углеродистый остаток ТУ У 23.1-17355001916-004:2009– около 450 кг, может
использоваться для очистки сточных вод, как твердое топливо (по
калорийности близок к коксу) или после доочистки реализовываться на нужды
резинотехнической или лакокрасочной промышленности;

- Металлолом (кордная проволока) соответствует ГОСТ 2787-75 – до 60кг.
 Потребляемая электроэнергия – 3кВт/час.
 Оборудование обслуживает -3 чел.
 Нормы выбросов соответствуют требованиям охраны окружающей среды по
ПДВ.
Слайд - 11
Анализ экономической эффективности
Предварительный анализ экономической эффективности от внедрения
технологии пиролиза может быть рассмотрен, как в абсолютных величинах
(цена продуктов переработки), так и через энергетический баланс (реализация
продуктов переработки как источников энергии).
 Себестоимость 1 тонны получаемых продуктов без учета получаемого газа:
$70,92/т по любому виду продукции.
В абсолютных величинах:
 1. Жидкая фракция реализуется по цене $240/1000л
 2. Углеродистый остаток реализуется по цене $85/т
 3. 1 кг металлолома реализуется по цене $120/т.
ИТОГО (по итогам месяца): для установки производительностью 3т/сутки

27 000 л жидкой фракции по $240/1000л
– $6480

39 000 кг углерода по $85/т приносят
– $3315

4500 кг металлолома по $120/т приносят
– $540

Всего: 10335 – 5237(расходы) = $5098 (прибыль) в месяц
Слайд -13
В энергетическом балансе:
С учетом того, что газ используется на собственные нужды, количество
энергии, реализуемое потребителю за сутки – 74250 МДж, что в пересчете
на природный газ составляет: 2335 м 3 . Себестоимость полученной энергии
– $166.

Коммерческая стоимость: $658 (по текущим ценам природного газа).

Доход от отпуска энергии потребителю за сутки составит до $492.

Доход от отпуска энергии потребителю за год (330 рабочих дней)
составит до $145530.

Таблица 3. Количество энергии, получаемое в сутки от работы
пиролизной установки:
Вид топлива
Удельная
теплота
МДж/кг
1
Жидкая фракция
39
900
35100
2
Твердая фракция
29
1350
39150
3
Газ
48
450
21600
ИТОГО:
95850
№
сгорания, Масса,
кг
Итого, МДж
Выводы



Вложение средств в переработку шин и вторичных полимеров
является экономически и социально выгодным, т.к. полупродукты,
полученные при переработке являются высоколиквидными:
жидкотопливная фракция, углеродосодержащий остаток и
металлолом.
Промышленная переработка отходов является важным для
улучшения экологическо ситуации в регионе.
Таким образом, все вышеперечисленное, свидетельствует о
целесообразности
и
имеющейся
перспективе
создания предприятия по утилизации резинотехнических отходов
и пластмасс с применением технологии пиролиза на
промышленной базе г. Мариуполя.