Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методы переработки бытовых и промышленных отходов. Учебное пособие
.pdf
подаются в молотковую дробилку , где происходит их дробление до
ваемая в
молотковой дробилке масса разделяется на резину, металлический корд,
Резиновая крошка с выделенным металлом поступает на
транспортер, с которого свободный металл удаляется с помощью
и поступает в специальные бункеры. После
измельчитель. На этой стадии обработки происходит параллельное
гравитационного сепаратора от резиновой крошки. Очищенный от
измельчителя, в котором происходит окончательное тонкодисперсное
Рис. 13. Схема технологической линии механической переработки шин
На втором этапе предварительно измельченные куски шин
размеров 10х20 мм. При дроблении кусков обрабаты
бортовую проволоку и текстильное волокно.
магнитных сепараторов
металлические отходы брикетируются.
На третьем этапе куски резины подаются в экструдер-
отделение остатков текстильного волокна и отделение его с помощью
текстиля резиновый порошок подается во вторую камеру экструдера-
измельчение с последующим рассевом на вибросите на 3 фракции.
1 -0,5…0,8 мм
51
представлено сравнение технологических линий по
орошковая резина с размерами частиц от 0,2 до 0,45 мм
используется в качестве добавки (5…20%) в резиновые смеси для
и других
нение резинового порошка с
/г),
получаемой при его механическом измельчении, повышает стойкость
шин к изгибающим воздействиям и удару, увеличивая срок их
и частиц до 0,6 мм используется в
качестве добавки (до 50…70%) при изготовлении резиновой обуви и
других резинотехнических изделий. При этом свойства таких резин
(прочность, деформируемость) практически не отличаются от свойств
порошковую резину с размерами частиц до 1,0 мм можно
применять для изготовления композиционных кровельных материалов
(рулонной кровли и резинового шифера), подкладок под рельсы,
2 - 0,8…1,6 мм
3 - дополнительная фракция - 0,2…0,45 мм (поставка по заказу)
На рис. 14
выходу товарного продукта.
Рис. 14. Сравнение технологических линий повыходу товарного продукта
Возможные направления использования резиновой крошки:
- п
изготовления новых автомобильных покрышек
резинотехнических изделий. Приме
высокоразвитой удельной поверхностью частиц (2500-3500 см
эксплуатации;
- порошковая резина с размерам
обычной резины, изготовленной из сырых каучуков;
-
52
2
нных
порошковая резина с размерами частиц от 0,5 до 1,0 мм
применяется в качестве добавки для модификации нефтяного битума в
на
вводимой в асфальтобетонную смесь резиновой
крошки и размер частиц на трещиностойкость асфальтобетона и
коэффициент сцепления колеса автомобиля с поверхностью проезжей
Установлено, что применение резиновой крошки в
асфальтобетоне в два раза повышает коэффициент сцепления на мокром
При использовании резиновой крошки от 0 до 1.0 мм
возрастает на 30 процентов. С уменьшением размера
частиц трещиностойкость увеличивается. Особенно эффективно
применение частиц крошки от 0.14 мм и меньше. Частицы меньше 0.08
за время перемешивания распадаются, составляющие модифицируют
При небольших размерах частиц крошка распределяется по
массе асфальтобетонной смеси более равномерно повышая упругую
Объем дробленой резины в составе таких усовершенствованных
авлять около 2% от массы минерального
материала, т.е. 60…70 тонн на 1 км дорожного полотна. При этом срок
Такие порошки (размерами частиц от 0,5 до 1,0 мм) используются
для сбора сырой нефти и жидких
нефтепродуктов с поверхности воды и почвы, для тампонирования
езиновая крошка с размерами частиц от 2 до 10 мм используется
я комплектования
трамвайных и железнодорожных переездов, отличающихся
длительностью эксплуатации, хорошей атмосферостойкостью,
пониженным уровнем шума и современным дизайном; спортивных
площадок с удобным и безопасным покрытием; животноводческих
к глубоким
необратимым изменениям структуры полимеров. Как правило, эти
резинобитумных мастик, вулканизованных и не вулканизова
рулонных гидроизоляционных материалов;
-
асфальтобетонных смесях.
Проведены исследования влияния резиновой крошки
эксплуатационные свойства асфальтобетона. При этомбыло определено
влияние количества
части дороги.
1.
покрытии. На сухом покрытии существенных изменений нет.
2.
трещиностойкость
битум, улучшая его свойства.
3.
деформацию при отрицательных температурах.
4.
покрытий должен сост
эксплуатации дорожного полотна увеличивается в 1,5 - 2 раза.
также в качестве сорбента
нефтяных скважин, гидроизоляции зеленых пластов и т.д.;
Р
при изготовлении массивных резиновых плит дл
помещений и т.д.
Химические методы переработки шин.
К химическим методам относятся методы, приводящие
53
методы осуществляются при высоких температурах и заключаются в
укции) полимеров в той или иной среде
и получению продуктов различной молекулярной массы. К этим
Существуют два способа сжигания с целью утилизации энергии:
ченные 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,
сооружает установки по
дроблению шин и поставляет резиновую крошку в качестве топлива на
бумажные комбинаты и цементные заводы. Также
резиновая крошка как топливный материал используется в виде 10%
Этой же фирмой проводится эксперимент по сжиганию резины
крупного дробления (до 25 мм) в циклонных топках энергетических
о с
металлокордом) стимулировала развитие технологии сжигания шин в
эксплуатирует печи для
В США, в свою очередь, развивается строительство
тве топлива только
построила и
с
использованием в качестве топлива автомобильные шины в количестве
оительства
Одним из главных недостатков переработки сжиганием является тот
факт, что при сжигании изношенных шин, как и при сжигании нефти,
уничтожаются химически ценные вещества, содержащиеся в
материале
на сжигание поступает газ, полученный в
процессах переработки изношенных шин, например, при пиролизе
(основаны на термическом разложении отходов при отсутствии или
леводородного
Энергия горючего газа используется для получения горячей воды
термическом разложении (дестр
методам относятся сжигание, крекинг, пиролиз.
прямой и косвенный.
В первом случаешины, грубоизмель
что соответствует углю высокого качества).
Так в СШАФирма «WasteManagementInc»
целлюлозно-
добавки при сжигании угля.
котлов. Доля резины составляет 2-3% от массы угольного топлива.
Сложность процесса дробления изношенных шин (особенн
цельном виде. В Англии фирма «AvonRubber»
сжигания шин в цельном виде с 1973 г.
электростанций, использующих в качес
автомобильные шины.Фирма «OxfordEnergy»
эксплуатирует в г. Модесто электростанцию мощностью 14 МВт
50 000 т/год..
В Великобритании рассматривается вопрос стр
электростанций мощностью 20-30 МВт для сжигания 90 000 т/год.
изношенных шин.
Во втором случае
большом дефиците кислорода с целью сохранения уг
сырья).
54
сбора и
, особенностью которой
тся оригинальный способ утилизации измельченных
автопокрышек совместно с горючим сланцем, который позволяет на
газогенераторах, стоящих в городе Сланцы, утилизировать до 100 тыс.
тонн старых покрышек и резины в год, при этом получая жидкое и
Так при термообработке целых и измельченных шин наиболее
С отмечается
наибольший выход газа. При этом выход продуктов определяется
600 литров пиролизного масла
Жидкие и газообразные продукты пиролиза можно использовать не
ьзовать в
качестве пленкообразующих растворителей, пластификаторов,
мягчителей для регенерации резин. Пек пиролизной смолы является
хорошим мягчителем, который может использоваться самостоятельно
та как
добавка к битуму, использующемуся в дорожном строительстве, может
Из газообразной фракции пиролиза можно выделять
ароматические масла, пригодные для применения в производстве
. Низкомолекулярные углеводороды могут быть
использованы в качестве сырья для органического синтеза и в качестве
или водяного пара при помощи теплообменников.
В Санкт-Петербурге разработана эффективная технология
комплексной утилизации автопокрышек
являе
газообразное топливо.
высокий выход масел наблюдается при 5000С, при 900
0
только температурой, а не размерами кусков шин. Из тонны резиновых
отходов можно получить пиролизом 450и 250-320 кг пиролизной сажи, 55 кг металла, 10.2 м3 пиролизного газа.
только как топливо. Жидкие продукты пиролиза можно испол
или в смеси с другими компонентами. Тяжелая фракция пиролиза
повысить его эластичность, устойчивость к холоду и влаге.
резиновых смесей
топлива.
Резиновые отходы можно перерабатывать с получением
пластичного продукта- регенерата, пригодного для использования в
сырьевых резиновых смесях производств резинотехнических изделий.
Кроме того, для регенерата можно использовать только те резиновые
изделия, которые потеряли эластичность. Перед регенерацией изделия
измельчают и отделяют посторонние материалы и смешивают с
добавками-смягчителями и активаторами процесса девулканизации,
способствующими переходу резины в пластичное состояние. В
качестве смягчителей используют органические продукты (сосновые,
газогенераторные и сланцевые смолы, канифоль, технические масла и
др.) с температурой кипения 3000С, т.е. выше температуры процесса
девулканизации (160-190
0
С). При девулканизации происходит
деструкция вулканизированного каучука, сокращается число
55
поперечных и основных связей каучука, в результате чего происходит
образование растворимой фракции с молекулярной массой 6000-12000.
Регенерация может производиться паровым методом при
давлении 1 МПа и температуре 175-185
со смягчителями. После прокатывают на вальцах и пропускают через
фильтр-пресс.
Термическая обработка при температуре 900-12000С без доступа
воздуха позволит получать сажу – ценный продукт для резиновой
промышленности и шинный кокс с высокой адсорбционной
способностью (особенно по ионам тяжелых металлов при извлечении
из сточных вод), горючий гази сырье для черной металлургии (корд).
2.8.3 Переработка отходов растительного сырья
2.8.3.1 Производство удобрений из отходов
растительного сырья
Один из самых простых способов – измельченные отходы в виде
коры, стружек, опилок увлажняют, компостируют в рыхлые кучи и
заражают культурой специально выведенных бактерий. Для
обогащения компоста можно добавить карбамид и минеральные
удобрения. Процесс созревания компоста протекает с выделением
тепла в течение 7-8 недель.
Например, кору хвойных деревьев измельчают и добавляют
азотнокислые соли и фосфоритную муку. Полученное удобрение на 40
% увеличивает урожайность овощных культур.
Существуют способы совместной переработки отходов с другими
видами богатых органическими веществами отходов. Для этой цели
может быть использован избыточный активный ил станций обработки
коммунальных сточных вод. Измельченные древесные или
растительные отходы смешивают в двухвальном смесителе с активным
илом и веществами-корректорами (известь, азотсодержащие, фосфори калийсодержащие соединения) в жидком или твердом виде.
Полученную смесь в виде пасты экструдируют через решетку в виде
цилиндров диаметром примерно 10 мм, которые после высушивания
дробят в дезинтеграторе. Полученный продукт выдерживают в кучах
не менее 48 часов, после этого можно использовать в качестве
удобрения или после сушки хранить на складе.
0
с в течение 7-8 часов в смеси
2.8.3.2 Термическая переработка древесных отходов
Наиболее распространен термический способ переработки без
доступа воздуха (пиролиз) при температуре 450-550
0
С.
Выделяющиеся газы конденсируют (охлаждают) с целью выделения из
56
них ценных компонентов. В конденсате может содержаться до 180
различных органических веществ. После отстаивания образуется два
слоя смола и жижка.
Смола может использоваться для пропитки изделий из древесины
с целью предупреждения их гниения.
Жижка содержит смесь уксусной, муравьиной и других кислот
наряду с метиловым спиртом, ацетоном, фурфуролом и другими
органическими соединениями. Полученные органические кислоты
можно выделять с помощью экстракции.
Древесный уголь используется в производстве активных углей.
Распространены парогазовые и химические способы активирование
углей.
Древесные опилки используют для очистки вод от
нефтепродуктов. При крупности 0,2-0,5 мм опилки способны
впитывать до 180 % нефтепродуктов и масел по отношению к
собственной массе, при времени контакта около 15 минут. Опилки
используют также для очистки сточных вод и ливневых стоков от
ионов тяжелых металлов (Cu, Fe ,Cr и др.).
2.8.3.3 Использование отходов растительного сырья в
производстве строительных материалов
Отходы древесины образуются на всех стадиях ее обработки – от
рубки леса (ветки, щепа) до получения столярных изделий из нее
(опилки, стружка). Древесные отходы могут классифицироваться по
породам древесины (хвойные, лиственные), по ассортименту
исходного сырья (отходы пиломатериалов, древесины); по влажности
(сухие – до 15%, влажные – 31% и выше), по структуре (кусковые
крупные, кусковые средние, стружка), по стадийности обработки
(отходы первичные и вторичные).
Количество отходов деревообрабатывающих производств в
большой степени зависит от качества поставляемого сырья, типа и
размера изготавливаемой продукции, техновооруженности
предприятия и его мощности. Количество отходов, образующихся,
например, на мебельных фабриках, составляет от 45% до 63%
исходного сырья (пиломатериалов, фанеры).
Одним из основных методов переработки и утилизации
древесных отходов является получение искусственной древесины –
прочного материала, который обрабатывается резаньем и отливается в
формы и штампуется. Его объемная масса в зависимости от метода
получения находится в пределах 0,4-1,4 кг/м3. По способу получения
искусственная древесина может быть объединена в следующие
57
группы:
Древесно-цементные массы.
(размельченная до структуры муки древесина), опилки, стружки ит.д.
связывается посредством каких-либо цементных или связующих
веществ. Так, смесь магнезиального цемента с опилками, мелкой
стружкой, асбестом и другими компонентами дает ксилолит.
Древесно-цементные массы изготавливаются в виде плит и
употребляются, главным образом, в строительстве.
Древесно-стружечные плиты. (ДСП) – древесные материалы,
изготовляемые горячим прессованием древесных частиц стружки со
связующими веществами (например, мочевино- и
фенолформальдегидными смолами). По способу прессования ДСП
различают: плоского прессования и экструзионные, т.е. получаемые
выдавливанием. ДСП выпускаются облицованными и
необлицованными шпоном, синтетической пленкой. Применяют в
мебельной промышленности, строительстве и других отраслях.
Древесно - слоистые пластики – материал, получаемый горячим
прессованием из древесного шпона, пропитанного синтетическими
термопластичными смолами. При объемной массе 1200-1400 кг/м3
древесно-слоистые пластики обладают высокой прочностью на изгиб
(150-300 МПа.), твердостью и химической стойкостью, легко
поддаются механической обработке. Из них изготавливают
подшипники, зубчатые колеса, электроизолирующие прокладки и др.
В строительстве применяют в качестве конструкционного и
облицовочного материала.
Древесно – волокнистые плиты (ДВП). Древесину (опилки щепа)
измельчают механическим, термомеханическим или химикомеханическим путем до тонкого волокна. Есть два способа
производства ДВП: мокрый – без добавки связующего вещества и
сухой – с добавлением 4-8% синтетической смолы. Для повышения
механической прочности, а также стойкости против воды, огня,
насекомых и микробов в состав плит вводят смолы, антисептики и др.
вещества. После отлива плиты сушат. Различают пять основных групп
ДВП: изоляционные, изоляционно–отделочные, полутвердые, твердые
и сверхтвердые. ДВП применяют в строительстве для теплоизоляции
кровли, стен, перекрытий, для отделки помещений, в мебельной
промышленности.
Массы, получаемые пьезометрической обработкой древесины
(опилок, щепы, древесной муки и пр.). Древесину подвергают водному
гидролизу, после чего прессуют в прессформах под давлением 50-80
МПа при температуре 200-250
При их производстве древесная мука
0
C. Из подобных материалов наиболее
58
известен баркслаит – твердая масса черного света с блестящей
поверхностью. Выпускается в виде прессованных изделий (шкивы,
ручки, панели, тормозные колодки и пр.). Техническую щепу
используют в качестве сырья при производстве сульфитной и
сульфатной целлюлозы, полуфабриката тарного картона, гидролизного
спирта и кормовых дрожжей.
Чистые еловые опилки и стружки деревообрабатывающих цехов
считаются лучшим сырьем для изготовления древесной муки,
употребляемой в качестве наполнителя в производстве фенольных
пластмасс, линолеума, взрывчатых веществ и пьезотермопластиков.
Брикетирование древесных отходов улучшает их свойства при
использовании в качестве органического топлива. Из древесины
можно получать горючий газ. Сосновая стружка является хорошим
фильтрующим материалом и применяется для доочистки
нефтесодержащих сточных вод в кассетных фильтрах отстойниках.
Сорбционная способность – 0,1 г на 1 г опилок (стружки). Загрузка
фильтров может быть как целиком из стружки, так и комбинированной
– керамзит и стружка. Другие опилки применяют как вспучивающие и
выгорающие материалы в производстве керамзита.
2.8.3.4 Химический метод переработки отходов
растительного сырья
Различные отходы растительного сырья (древесные отходы,
подсолнечная лузга, хлопковая шелуха, кукурузные кочерыжки,
солома и т.д.) путем гидролиза в присутствии катализаторов
(минеральных кислот, кислых солей, и т.д.) могут быть переработаны с
получением важных кормовых и технических продуктов.
Гидролиз осуществляют в вертикальных металлических котлах
гидролизерах емкостью до 70 м
Измельченные отходы в смеси с 0,4-0,7 %-ным раствором серной
кислоты нагревают в гидролизере паром под давлением 1,4-1,5 МПа до
160-190 0С. Полученный раствор – гидролизат, содержащий сахара,
непрерывно выводят из котла через фильтрующее устройство в
нижней части аппарата и подают в испаритель, где при охлаждении из
него выделяют пары, которые конденсируют и используют для
выделения метанола, фурфурола, скипидара и других веществ.
При последующей нейтрализации гидролизата известью
получают гипс, который используют на строительные нужды.
Отделенный, от гипса нейтрализованный гидролизат подвергают
сбраживанию с помощью спиртообразующих дрожжей и получают
3
, футерованных изнутри керамикой.
59
этиловый спирт. Оставшаяся гидролизная барда перерабатывается
гидролизе
5. Схема спиртодрожжевого производства при гидролизе
В зависимости от ориентации гидролизных производств
получение тех или иных продуктов переработку получаемых
гидролизатов осуществляют химическим или более
используемым биохимическим путем. Биохимическая переработка
гидролизатов позволяет получать такие важные продукты
кормовые дрожжи.
Схема спиртодрожжевого производства при
на рис. 15.
показана
Рис. 1
60
ироко
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]