Вторичные ресурсы автомобильного транспорта.

Интенсификация использования вторичных ресурсов – одна из важных сторон проблемы экономии и экологии.

Разработка и внедрение принципиально новых ресурсосберегающих технологий могут только сократить отходы, довести их до минимума, но не ликвидировать полностью. Серьезная задача заключается в том, чтобы отходы применять в качестве вторичного сырья.

Автомобильный транспорт – один из крупных материальных, энергетических и трудовых ресурсов. Значительным и пока недостаточно используемым резервом ресурсосбережения на предприятиях автомобильного транспорта является комплексное использование вторичных материальных и энергетических ресурсов, которые представляют собой своеобразный воспроизводственный фонд. Задача состоит в том, чтобы организовать повторное и многократное использование значительной номенклатуры этих ресурсов, вовлечь их в хозяйственный оборот.

При эксплуатации автотранспортных средств образуется много вторичных ресурсов – отходов производства и потребления. Ресурсный баланс Рб отходов производства и потребления в системе эксплуатации автотранспортных средств можно выразить в следующем виде:

Рб = Р1+Р2+Р3,

Где Р1 – вторичные ресурсы автомобильного транспорта, поступающие в другие отрасли;

Р2 – неорганизованные отходы предприятий автомобильного транспорта;

Р3 – неиспользуемые (неутилизируемые) отходы предприятий автомобильного транспорта.

В другие отрасли (Р1) поступают лом черных и цветных металлов, отработанные нефтепродукты, годные к восстановлению шины и т.д., часть которых после соответствующей переработки (как вторичное сырье) снова возвращаются в систему эксплуатации автотранспортных средств в виде новых автомобилей и агрегатов, запасных частей к ним, шин, эксплуатационных материалов и т.д.

К неорганизованным отходам (Р2) относят вторичные ресурсы образующиеся в сравнительно небольших объемах и требующие решения организационных и технических вопросов утилизации и возможного использования их как воспроизводственного фонда. Это отработанные консистентные смазки из узлов трения, технические жидкости, электролиты, антифризы, пластмассы и т.д.

К неиспользуемым отходам (Р3) относятся такие, которые при современном уровне развития науки и техники не могут быть использованы в производстве, либо их сбор и переработка экономически нецелесообразны. Это компоненты отработавших газов двигателей, лакокрасочные покрытия кузовов и кабин автомобилей и т.д.

Вторичные ресурсы и отходы, образующиеся на предприятиях автомобильного транспорта, по агрегатному состоянию можно разделить на 5 классов: твердые, жидкие, пастообразные, пылеобразные и газообразные.

Твердые: металлические из черных и цветных металлов (агрегаты, узлы, приборы, детали), неметаллические (резинотехнические изделия, пластмассы, древесные материалы, стеклоотходы).

Жидкие: смазочные масла, технические жидкости, растворы моечных установок.

Пастообразные: консистентные смазки, отходы моечных установок.

Пылеобразные: сажа отработавших газов двигателей и котельных агрегатов, резиновая пыль от износа протектора, пыль от износа фрикционных накладок.

Газообразные: сернистый газ, окислы азота, углеводороды, окись углерода.

Расчеты масс образующихся вторичных ресурсов и отходов применительно к автомобилю типа ЗИЛ-130 за весь срок его эксплуатации до списания (величина амортизационного пробега принята 540 тыс. км) показывают: общая их масса составляет 57865 кг, в т.ч. газообразных 42000 кг (72,5%), твердых 8160 кг (14,2%), жидких 4790 кг (8,2%), пылеобразных 2580 кг (4,5%), пастообразных 335 кг (0,6%).

Одно автотранспортное средство за время его эксплуатации образует массу вторичных ресурсов и отходов, которая в 10-12 раз больше массы самого автомобиля. При этом еще не учитывается и использованная вода (для мойки и систем охлаждения).

Классификация отходов по источникам образования может быть представлена двумя основными группами:

Первая – отходы, образующиеся непосредственно во время движения автомобиля;

Вторая – отходы, образующиеся при техническом обслуживании и ремонте, а также в результате списания автомобиля.

К первой группе отходов относятся газообразные и пылеобразные, а ко второй – твердые, жидкие и пастообразные.

Отходы в свою очередь должны подразделяться на используемые и неиспользуемые, на улавливаемые и неулавливаемые. Такое разделение требуется с точки зрения управления вовлечения вторичных ресурсов в хозяйственный оборот предприятий автомобильного транспорта и других отраслей.

Не решен еще вопрос улавливания газообразных и пылеобразных отходов автомобильного транспорта. Но ведутся исследовательские и конструкторские работы по нейтрализации отработавших газов и улавливания сажи из газов дизельных двигателей. Усилия автотранспортников и научных работников должны быть сосредоточены на решении проблемы сокращения вредных выбросов составе отработавших газов, увеличении пробегов шин. Выбросы в атмосферу окиси углерода и углеводорода, зависящие от полноты сгорания топлива в двигателе, являются помимо всего прочего выбросами неиспользованной энергии.

Отходы производства и потребления на автомобильном транспорте целесообразно классифицировать по опасности влияния их на окружающую среду и организм человека, а также в пожароопасном отношении на 5 групп:

- токсичные (компоненты отработавших газов двигателей, антифризы, некоторые тормозные жидкости);

- биологически активные (отработанные нефтепродукты, консистентные смазки, твердые осадки очистных сооружений и др.);

- химически активные (электролит);

- горючие (древесина, пластмассы);

- нейтральные (металлы).

Некоторым видам отходов может быть присуща комплексная опасность.

На предприятиях автомобильного транспорта в значительных объемах образуются топливные вторичные энергетические ресурсы: отработанные нефтепродукты, изношенные шины, древесина кузовов и отходы деревообработки, использованные топливные и масляные фильтры двигателей, другие горючие отработанные материалы.

Следует стремиться к максимальной реализации различных направлений использования вторичных материальных и энергетических ресурсов.

Одной из актуальных задач развития производственно-технической базы предприятия автомобильного транспорта является комплексная механизация и автоматизация ремонтно-восстановительных и обслуживающих работ, т.е. механизация всех видов работ на каждом рабочем месте. Один из способов эффективного решения этой проблемы – использование принципа агрегатирования. Он предусматривает создание механизмов из унифицированных стандартных агрегатов, узлов, приборов и деталей автомобиля, которые иначе сдаются в металлолом. Каждый автомобиль имеет пневмо- и электроприводы, которые успешно могут быть применены в конструкции средств механизации.

Реализация принципа агрегатирования вторичных материальных ресурсов позволяет достичь экономии металла на 80-90%, сократить сроки создания средств механизации в

2-3 раза, а необходимость в чертежах – в 3-4 раза. Экономится труд высококвалифицированных станочников, облегчаются эксплуатация и ремонт уже знакомых элементов конструкции, упрощается кооперация.

Изношенные детали автомобилей – первоклассное сырье для изготовления новых изделий целевого назначения, т.к. металл, из которого изготовлены эти детали, в большинстве случаев имеют очень высокие характеристики (по прочности, износостойкости и др.)

Кроме того, значительное количество изношенных деталей можно успешно восстановить и дать им вторую жизнь, т.к. ремонтное производство располагает довольно обширным арсеналом ресурсосберегающих восстановительных технологий.

Поиск новых способов и методов вовлечения вторичных материальных и энергетических ресурсов в хозяйственный оборот является эффективным средством ресурсосбережения и охраны окружающей среды.

Списанные машины, оборудование, негодные и использованные узлы и детали машин – это полноценные вторичные металлы. В целом производство металла из лома обходится в 25 раз дешевле, чем из руды, при этом значительно уменьшается загрязнение окружающей среды.

Значительное количество цветных металлов может теряться с ломом черных металлов, что увеличивает потери и ухудшает качество стали. Происходит это из-за того, что в черный лом без необходимой разделки сдают изношенные автомобили, агрегаты и другие изделия, содержащие как черный, так и цветной металл.

Стоимость 1т вторичного алюминия в 6…7 раз меньше, чем 1т первичного алюминия из бокситов.

Выплавка 1т бронзо – латунных сплавов из вторичного сырья сокращает себестоимость в 2,5 раза.

Лом аккумуляторного свинца составляет половину общих вторичных ресурсов этого металла.

Ресурсы отходов полимерных материалов с каждым годом увеличивается. В наши дни отходы пластмасс перерабатывают в изделия, сжигают с выделением тепла, получают полезные компоненты, изготавливают из них трубы, пленку, тару, санитарно – технические изделия, всевозможные втулки, горшки для цветов, детские игрушки и др.

Резиновые отходы весьма ценны для промышленности. Свыше 90% всех мировых отходов резины составляют изношенные шины. Эти отходы почти не подвержены биологическому разложению, а значительная часть их вторично не используется.

Переработке изношенных шин должно быть уделено большое внимание. Их можно широко применять для изготовления тонкодисперсного порошка и технического углерода, а также резиновой крошки и изделий из неё.

Из изношенных шин, отработавших свой век, извлекают регенерат, идущий на производство новых шин и резинотехнических изделий. Себестоимость 1т шинного регенерата в 4…6 раз ниже себестоимости синтетических каучуков общего назначения. Из 1т старых покрышек можно получить 750 кг восстановленной резины, 150 кг текстильных и других волокон и 30…40 кг металла. В отходы идет 70…80 кг. 1т регенерата экономит 0,4т каучука.

Пути использования отходов резины многообразны. Старые автопокрышки – это резиновая крошка, материалы и изделия строительного назначения (покрытия для полов и дорог, герметизирующие материалы, амортизационные прокладки), другие резино – технические изделия, производство новых шин.

Новая технология измельчения шин упругодеформационным методом требует всего 200…400 квт*ч электроэнергии на каждую переработанную тонну вместо 4000…5000 квт*ч при методе предварительного замораживания использованных шин. Установка для переработки шин способна за час производить из отходов 600 кг “резиновой муки”, пригодной к повторному использованию.

Полученные после размола крупинки размером в сотни микрометров можно применять как добавки в действующих линиях производства различных резино – технических изделий. Химическая обработка этой “резиновой муки” специальными регенератами позволяет получать материал, аналогичный по свойствам с исходной производственной резиновой смесью – так называемой сырой резиной.

Изношенные автомобильные шины можно рассматривать также в качестве вторичного энергоресурса. Шины, грубоизмельченные или целиком, сжигают в избытке кислорода. Иногда грубоизмельченные шины добавляют к другому сжигаемому материалу для повышения его теплотворной способности (теплотворная способность резины составляет 32 ГДж/т, что соответствует углю высокого качества). Сложность процесса дробления изношенных шин (особенно с металлокордом) стимулировала развитие технологии сжигания шин в цельном виде (Англия, США ). Например, в США развивается строительство электростанций, использующих в качестве топлива только автомобильные шины.

Не менее перспективным методом борьбы с накоплением изношенных шин является продление срока их службы путем восстановления.

Процесс восстановления начинается с визуального контроля, в результате которого отсеиваются покрышки с визуальными дефектами. После проверки колесо поступает на участок, где с него снимается остаток старого протектора. После устранения мелких дефектов, вскрытых после снятия старого протектора, осуществляется процесс подготовки каркаса к обработке клеем. Затем наносят клей, в состав которого входят вещества, активизирующие процесс вулканизации и прокладочная лента, по составу напоминающая сырую резину.

После всех этих операций на шину накладывается протектор фирмы “Эллерброк”. Полученный “бутерброд” подается в автоклава, где при температуре чуть ниже +100 *С происходит “холодная вулканизация” и протектор “приклеивается”; в данном случае подразумевается “автоматическая вулканизация”, которая осуществляется при помощи специальных химических веществ, ускоряющих данный процесс.

Для примера цена одного нового колеса карьерного самосвала (в зависимости от грузоподъемности) составляет 8000…20000$, а восстановление методом холодной вулканизации обходится в 2…5 раз дешевле. Шины легковых автомобилей, в виду их большего распространения и при том значительно меньшей стоимости, восстанавливать не всегда выгодно, поэтому целесообразно их утилизировать для получения гранулята или использовать их как вторичный энергоресурс.

Большое экономическое и экологическое значение имеет также рациональное использование отработанных нефтепродуктов. В процессе эксплуатации за год автомобиль модет израсходовать от 100 до 200 л смазочных материалов. В основном это высококачественные моторные и трансмиссионные масла, которые сливаются из двигателя и агрегатов автомобиля и заменяются на свежие при выполнении технических обслуживаний и ремонтов. Однако часть масел в результате неисправностей цилиндро – поршневой группы, сальниковых уплотнений выливается на землю или угорает. Только поддержанием автомобиля в технически исправном состоянии можно добиться максимального сбора отработанных масел. С этой целью на предприятиях автомобильного транспорта по оказанию автосервисных услуг следует предусматривать организацию специализированных постов по замене масел, оснащенных необходимыми устройствами (емкости дл сбора отработанных смазочных материалов, сливные воронки и др.)

Рассмотрим наиболее характерные варианты использования отработанных смазочных материалов.

Наиболее простыми способами их использования, но с экономической точки зрения не самым выгодным является сжигание в качестве котельного топлива. Но этим наносится определенный ущерб окружающей среде, т.к. отработанные масла содержат значительное количество посторонних примесей, например, продуктов износа. Поэтому при их сжигании образуются агрессивные дымовые газы, повышенной зольности.

Другим вариантом использования отработанных масел является применение их в качестве компонентов для производства асфальтов и битумов, для пропитки дорожных покрытий.

Третьим и наиболее перспективным направлением использования отработанных масел является их регенерация. Современные процессы регенерации позволяют получать товарные масла, ресурсы которых оцениваются в 50…70% от свежих и более. При этом выход масел в процессе регенерации достигает 70…90%.

Преимущество регенерации отработанных масел по сравнению с их сжиганием предопределяется и уменьшением загрязнений окружающей среды.

Таким образом, проблема эффективного использования и максимальной переработки вторичны ресурсов имеет поистине выгодную в экономическом и экологическом плане коммерческую переработку отходов.

65