WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные материалы
 

Pages:   || 2 |

«МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ) Н.Н. МИТРОХИН, А.П. ПАВЛОВ УТИЛИЗАЦИЯ И РЕЦИКЛИНГ АВТОМОБИЛЕЙ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ МОСКОВСКИЙ ...»

-- [ Страница 1 ] --

МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ)

Н.Н. МИТРОХИН, А.П. ПАВЛОВ

УТИЛИЗАЦИЯ

И РЕЦИКЛИНГ

АВТОМОБИЛЕЙ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(МАДИ) Н.Н. МИТРОХИН, А.П. ПАВЛОВ УТИЛИЗАЦИЯ И РЕЦИКЛИНГ

АВТОМОБИЛЕЙ

Допущено УМО вузов РФ по образованию в области транспортных машин и транспортно-технологических комплексов в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки бакалавров «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» (профили подготовки: «Автомобили и автомобильное хозяйство», «Автомобильный сервис») и специальности «Наземные транспортно-технологические средства» (специализация:

«Автомобильная техника в транспортных технологиях») МОСКВА МАДИ УДК 629.33-027.33 ББК 39.33:38.941.4 М673

Рецензенты:

Густов Юрий Иванович, д-р техн. наук, профессор МГСУ;

Солнцев Алексей Александрович, д-р техн. наук, профессор МАДИ Митрохин, Н.Н.

М673 Утилизация и рециклинг автомобилей: учеб. пособие / Н.Н. Митрохин, А.П. Павлов. – М.: МАДИ, 2015. – 120 с.



ISBN 978-5-7962-0184-8 В предлагаемом учебном пособии рассматриваются основы процесса утилизации и рециклинга автомобилей. Утилизация является заключительным этапом жизненного цикла автомобиля, технологичность этого процесса закладывается и обеспечивается при проектировании и производстве автотранспортных средств.

Поэтому необходимо особенное внимание при проектировании автомобилей уделять вопросам подбора материалов для изготовления деталей, организации сборочно-разборочных процессов и методам фиксации деталей с учетом необходимости обеспечения принципов эффективности процессов утилизации.

Пособие предназначено для бакалавров, специалистов и магистрантов по направлению подготовки «Наземные транспортно-технологические комплексы». Оно может быть так же полезно для аспирантов и преподавателей высших учебных заведений других направлений подготовки.

УДК 629.33-027.33 ББК 39.33:38.941.4 ___________________________________________________________

Учебное издание МИТРОХИН Николай Николаевич ПАВЛОВ Алексей Петрович

УТИЛИЗАЦИЯ И РЕЦИКЛИНГ АВТОМОБИЛЕЙ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Редактор И.А. Короткова Подписано в печать 12.05.2015 г. Формат 6084/16.

Усл. печ. л. 7,5. Тираж 500 экз. Заказ. Цена 245 руб.

МАДИ, 125319, Москва, Ленинградский пр-т, 64.

© МАДИ, 2015 ISBN 978-5-7962-0184-8

–  –  –

Одной из важнейших задач цивилизованного государства и общества является создание и развитие индустрии рециклинга отходов жизнедеятельности человека и вовлечение вторичных ресурсов в производство новых товаров. Рециклинг [2] – это процесс возвращения отходов, сбросов и выбросов в процессы техногенеза. Техногенез (греч. Techne – искусство, мастерство и genesis – возникновение, происхождение) – процесс изменения природных комплексов и биосферы под воздействием производственной деятельности человека.

При производстве автомобилей, запасных частей, конструкционных и эксплуатационных материалов (производимых в мире) расходуется: 20% черных металлов; 7% свинца; 13% никеля; 35% цинка; 50% меди каучука (натурального).





Для изготовления 1 т деталей и сборочных единиц, используемых в автомобиле, перерабатывается 150 т природного вещества, т.е. из каждой 1 т последнего в автомобиле остается всего 0,7%. Остальные 99,3% тратятся впустую. А ведь автомобилестроение, по расчетам, потребляет 10% добытых и переработанных материалов. Значит, на его долю приходится и столько же загрязнений от стационарных промышленных источников. То есть в процессе производства автомобиля загрязнений получается в 2 раза больше, чем в процессе эксплуатации.

Автомобиль, как и всякое другое изделие, имеет свою недолгую жизнь: эксплуатируется, отказывает, ремонтируется и снова эксплуатируется, но однажды наступает «смерть» – когда он не подлежит ремонту из-за «преклонного» возраста или после ДТП. Что делать с автомобилем?

Автомобиль, прекративший свой срок эксплуатации (АПЭ), – это в настоящее время один из неблагоприятных факторов, с точки зрения экологической, личной и общественной безопасности, для жителей нашей страны [5], так как.

он:

содержит в себе опасные материалы, которые могут попасть в организм человека;

может использоваться террористами и психически больными людьми для закладывания в них взрывчатки или их поджога.

Так, например, при горении автомобильных шин выделяется значительное количество диоксина, что приводит к ухудшению состояния здоровья людей, страдающих бронхо-легочными заболеваниями;

может загораживать проезды к зданиям для машин скорой помощи, пожарных расчетов, создавать дополнительные помехи механизированной уборке проезжей части, дорожному движению и может привести к ДТП с тяжелыми последствиями, а также ухудшать архитектурный облик городов.

В начале 90-х г. прошлого века в нашу страну было ввезено огромное количество подержанных автомобилей иностранного производства. Во многих странах, где эти автомобили производились, в их стоимость была заложена и стоимость их утилизации. Деньги остались за рубежом, а опасный мусор и средства на их утилизацию должны изыскиваться в скудных региональных бюджетах.

Утилизация АПЭ – это не только уменьшение загрязнения окружающей среды, но и снижение потребления природных ресурсов и энергии.

Эколого-экономический эффект от утилизации этих автомобилей складывается из:

экономической составляющей, включающей уменьшение затрат при вторичном использовании материалов и связанным с этим уменьшением производства материалов из ископаемых природных ресурсов, уменьшение потребления энергии;

экологической составляющей, включающей уменьшение загрязнения почвы, водных ресурсов, атмосферного воздуха от воздействия брошенных и не утилизированных автомобилей, уменьшение загрязнения окружающей среды при использовании в производстве рециклинговых материалов.

СОКРАЩЕНИЯ

ДТП – дорожно-транспортное происшествие.

АПЭ – автомобиль, прекративший эксплуатацию.

УА – утилизация автомобиля.

АР – авторециклинг.

АК – автомобильные компоненты.

АБ – аккумулятор.

ШО – шредерные остатки.

РТИ – резинотехнические изделия.

ТО – техническое обслуживание автомобилей.

ТР – текущий ремонт автомобилей.

КР – капитальный ремонт агрегатов автомобиля.

НПБ – надувная подушка безопасности.

ДВС – двигатель внутреннего сгорания.

ПАВ – поверхностно активные вещества.

АЛ – аккумуляторный лом.

ИШ – изношенная шина.

СРР – суспензия растворенной резины.

АБС – ударопрочная техническая термопластическая смола на основе сополимера акрилонитрила с бутадиеном и стиролом (название пластика образовано из начальных букв наименований мономеров).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Полный жизненный цикл автомобилей – это интервал времени, включающий в себя нижеприведенные процессы.

1. Создание, которое включает все стадии его проектирования:

маркетинг и разработку технического задания на новый автомобиль;

разработку конструкторской документации, изготовление и испытание макетного образца и опытной серии (конструкторская подготовка производства). При проектировании конструктор должен хорошо представлять и существующие на данном предприятии технологические возможности, и новейшие достижения в этой области. Новые конструктивные решения не всегда можно реализовать имеющимися на предприятии методами, и конструктор должен видеть пути решения и этой проблемы. На этом этапе конструктор должен не забывать, что автомобиль при погрузке на морское судно или железнодорожную платформу нужно поднимать, закреплять, и для этого необходимо предусмотреть удобные и надежные устройства, а также продумать всю технологию погрузки, перевозки и хранения;

разработку технологической документации. На базе проекта (разработанных конструктором чертежей, технических требований и т.д.) автомобиля ведется технологическая подготовка производства – разрабатывается технологическая документация, приобретаются, разрабатываются, изготовляются и устанавливаются необходимое оборудование, инструмент и оснастка, заказываются необходимые материалы и полуфабрикаты, а также размещаются заказы на изготовление покупных составляющих и т.д.

2. Производство, т.е. изготовление его на автомобильном заводе. На этом этапе идеи, воплощенные конструктором в чертежи, реализуются по сценарию и с помощью методов, определенных технологом. Для производства автомобиля используют материалы, которые приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1 Материалы, используемые при производстве автомобилей Содержание материала в типовом автомобиле, % от массы Наименование материала США Япония Европа Сталь и железо 67 72,2 65 Пластики 8 10,1 12 Стекло 2,8 2,8 2,5 Резина 4,2 3,1 6 Жидкости и масла 6 3,4 2,5 Цветные металлы 6 6,2 8 Другие материалы (краска, изоляция, 4 2,2 4 электропроводка) Масса, кг 1438 1270 1185

3. Обращение – складирование, подготовка к перевозке, доставка потребителю, хранение и т.п. Автомобиль необходимо:

подготовить к доставке на место хранения, он еще какое-то время пробудет на площадке (в хранилище) готовой продукции;

доставить к продавцу (железнодорожным или автомобильным транспортом, водным транспортом, возможно и своим ходом), он еще и там постоит на складе;

подготовить к продаже – расконсервировать, подрегулировать, при необходимости доукомплектовать, помыть – привести в полную готовность к самостоятельной «жизни» у потребителя.

4. Потребление (эксплуатация) согласно инструкции по эксплуатации состоит из этапов: приработки, эксплуатации, технического обслуживания и ремонта. После прохождения пути от изготовителя до потребителя начинается этап эксплуатации. Автомобиль начинает выполнять свое прямое назначение и проявлять все свои лучшие (и худшие) потребительские качества и служебные свойства. И если она не удобна при использовании, обслуживании и ремонте, то плохим словом вспоминают именно конструктора, который что-то не учел, не предусмотрел и не продумал. В процессе потребления у автомобиля рано или поздно наступает момент – авария или, когда он перестает выполнять свое основное предназначение – перевозку человека или груза, т.е. когда его ремонт не имеет никакого смысла в силу дороговизны запасных частей и ремонтных работ. Например, каждый год до 14 млн. автомобилей прекращают эксплуатацию в государствах – членах ЕС. В этот период автомобиль превращается в «железный труп на колесах» и перед его владельцем встает вопрос: «Куда его девать?», т.е. продать или утилизировать его целиком; разобрать его на агрегаты и продать их на запасные части.

Вторичные ресурсы – это прошедшие испытания детали, узлы и агрегаты; отходы производства или складирования и т.п.

Вторичные ресурсы для утилизации возникают при техническом обслуживании (ТО), текущем (ТР), аварийном (АР) и капитальном (КР) ремонтах автомобилей. На рис. 1.1 приведена схема потребления ресурсов в процессе эксплуатации автомобиля, из которой видно, что для поддержания ресурса периодически в соответствии графиком ТО или в случае ТР, АР и КР подключаются дополнительные ресурсы в виде затрат: труда ремонтных рабочих; на АК, рабочие жидкости и т.п. При проведении ТО, ТР, АР и КР выделяются отработанные материальные ресурсы: АК; технические жидкости; эксплуатационные материалы в виде пластика, ветоши, бумаги и т.д. В результате возникают вторичные материальные ресурсы (диаграмма приведена на рис. 1.1в).

Рис. 1.1. Схема потребления и образования вторичных ресурсов в процессе эксплуатации автомобиля [88]

5. Утилизация (авторециклинг). Суть процесса заключается в том, что отработавший свой срок автомобиль отправляется на специализированное предприятие, обладающее технологиями с использованием специализированного современного оборудования, для дальнейшей переработки. Как свидетельствует мировой опыт, утилизация автомобиля может произойти через 15…20 лет с момента его продажи – таков средний срок «жизни» автомобиля [4].

Утилизация автомобиля (УА) – это процесс его разборки на автомобильные компоненты (АК) [1] (сборочные единицы – кузов, двигатель, коробка передач и т.д.; аккумуляторные батареи; фильтры; баки;

шины; нейтрализатор, стекла; эксплуатационные жидкости, электрооборудование, сидения и др.), оценки их технического состояния, сортировки, переработки и т.д. Так, например, средний европейский автомобиль весит около 1185 кг и состоит из следующих компонентов:

540 кг листовой стали, 130 кг чугуна, 75 кг поковок, 80 кг легких сплавов, 120 кг пластиков, 90 кг резины, 50 кг стекла, 35 кг краски и 65 кг других материалов [40].

Авторециклинг (АР) – это:

утилизация нестарых и старых автомобилей;

повторное использование полученных при утилизации автомобилей компонентов и отходов в качестве сырья для промышленности.

Авторециклинг имеет следующие аспекты:

экологический, когда уменьшается потребление невозобновляемых природных ресурсов и источников энергии за счёт вторичного использования автомобильных компонентов;

экономический, когда снижается себестоимость изготовления АК за счёт переработки или вторичного использования утилизированных;

социальный, который позволяет очистить улицы городов и свалки от «железных трупов на колесах».

Таким образом, чем больше материалов используется вторично, тем лучше решается задача утилизации. Следует отметить, что согласно мировой статистике, автомобильные отходы составляют только около 2% общего количества всех отходов, которые поступают на свалки, и что внимание мировой общественности к данной проблеме очень высоко. Количество свалок на планете продолжает увеличиваться, а воздействие автомобильного транспорта и связанной с ним инфраструктуры на окружающую среду и организм человека признатся доминирующим [3]. Ежегодно свалки всего мира пополняются примерно 10 млн. т отходов отслуживших автомобилей и почти столько же отходов образуется в результате ремонта и технического обслуживания автомобилей. Наибольшие трудности для утилизации представляют неметаллические АК (детали из пластмассы, резины, стекла; обивочные, шумоизоляционные, клеевые материалы).

Но, несмотря на вышеизложенное, автомобили являются наиболее охваченной системой их утилизации в конце жизненного цикла, несмотря на сложность конструкции и многообразие применяемых материалов (коэффициент вторичной переработки в среднем составляет около 80…85% массы автомобиля [3]).

Всю деятельность по авторециклингу можно выразить через индекс эффективности рециклинга [74, 75]:

Ier = F(E, Ec, M), где Ier – индекс эффективности АР; Е – показатель экономической эффективности АР; Ес – показатель экологической значимости АР; М – показатель относительного объема предполагаемого АР.

Измеритель находится в пределах 0,001…1,0. Чем больше значение, тем эффективнее для общества процесс АР.

На Западе век автомобиля становился все короче и короче не потому, что их качество подводит, а потому что каждые пять лет происходило кардинальное обновление модельных рядов и ездить на устаревшем автомобиле становилось не престижно.

Закон об АР принят более чем в 50 странах мира [4]. Мировая индустрия АР обеспечивает занятость более 1 млн. чел. [5]. Общая стоимость продукции в год, полученной в мире за счет АР составила более 175 млрд. долл. В развитых странах утилизация автомобилей давно уже является обязательной для их владельцев, а ее технология отработана годами практики. Для того чтобы владельцы не бросали свои автомобили на улицах, а привозили их на переработку, в 13 странах Европы, в США и Японии учреждены «утилизационные бонусы».

Главная задача утилизационных программ в Европе – это улучшение экологии и поэтому экологическая составляющая, выраженная в нормах токсичности (выбросы СО2), присутствует в программах практически всех стран. Так, в Италии размер «утилизационного бонуса» был объединен с дополнительным стимулом при покупке автомобиля, работающего на альтернативном топливе, что увеличило сумму экопремии до 5 тыс. евро за новый легковой автомобиль и 6,5 тыс. евро за легкий коммерческий (LCV) [82].

На рис. 1.2 приведен путь утилизации АПЭ. В настоящее время перерабатывается примерно 75…80% веса АПЭ, в основном их металлические части, содержащие как железо, так и цветные металлы (табл. 1.2). Однако оставшиеся 20…25% массы, состоящие в основном из гетерогенных смесей материалов, таких, как смола, резина, стекло, текстиль и т.д., не используются [80]. Из полученного вторсырья изготавливают неответственные детали (бамперы, обивку багажника, коврики и т.п.), а также хозяйственные товары (дорожные ограждения, покрытия для садовых дорожек и др.).

–  –  –

Закон ЕС 2000/53/EG «Вышедшие из эксплуатации автотранспортные средства» [36] определил, что процедуру экологически чистой утилизации автомобиля безвозмездно берет на себя производитель в специально оборудованных и сертифицированных предприятиях, а закон ЕС 2005/64/EG» [42] установил, что любой новый автомобиль должен был минимум на 85% состоять из деталей, поддающихся вторичной переработке, а к 2015 г. этот показатель должен достигнуть примерно 100% [6].

Эффект же от работы специализированных предприятий ошеломляет. Так, только немецкое отделение «Форда» [6] за год выдает автомобильных компонентов: более 3 млн. л масла, 141 000 л антифриза и стеклоомывателя, 3 млн. кг покрышек, 833 т аккумуляторов, 766 т стекла, 600 т пластиковых бамперов и 250 т дерева. Все это не пропадает в печах мусоросжигательных заводов – из свинца делают новые аккумуляторы, из отработанных масел научились получать основу для новых.

В Европе бюджеты программ утилизации по странам различаются достаточно сильно в зависимости от размеров рынка и парка, требующего замены. Например, самый скромный бюджет – в Австрии, где на «утилизационные бонусы» было выделено 45 млн. евро, в Германии правительство страны не пожалело на обновление автопарка 1,5 млрд. евро, причем размер бонусов был самым щедрым в Европе

– 2 500 евро [82].

Главным показателем эффективности утилизационных программ в Европе – это результаты продаж автомобилей в условиях кризиса. Так, по данным Европейской ассоциации автопроизводителей (АСЕА), рост реализации зафиксирован в Германии (+23,2%, 3 900 000 шт.), Франции (+10,7%, 2 268 000 шт.) и Австрии (+8,8%, 319 403 шт.), а утилизационные бонусы также значительно улучшили результаты продаж в Италии (–0,2%, 2 158 000 шт.), Великобритании (–6,4%, 2 131 000 шт.) и Испании (–17,9%, 1 161 000 шт.) [82].

2. МИРОВОЙ ОПЫТ АВТОРЕЦИКЛИНГА

Мировой парк легковых автомобилей в настоящее время составляет более 600 млн. ед. [7] и распределяется на 1000 жителей, кроме России, равномерно (табл. 2.1), 40…50 млн. из них ежегодно обновляются, т.е. признаются отслужившими свой срок, снимаются с регистрации и, как правило, поступают на утилизацию. Средний возраст снимаемых с учета автомобилей в странах ЕС составляет 12…14 лет, а в США и Японии он несколько меньше. В результате возникают отходы, перечень которых приведен в табл. 2.2.

Абсолютно безотходной системы утилизации автомобилей в настоящее время нет. Из табл. 2.2 видно, что примерно третья часть всех автомобильных отходов приходится на Европу. И это несмотря на то, что за последние 10…15 лет в большинстве промышленно развитых стран организованы и подчиняющиеся достаточно жестким законам и правилам системы сбора и вторичной переработки автомобильных компонентов.

Таблица 2.1 Автомобильный парк и обеспеченность автомобилями на 1000 жителей (2008 г.

) [25] Страна Евросоюз (ЕС) Япония США Россия Автомобильный парк, млн. шт. 234 58 135,5 32 Обеспеченность автомобилями на 1000 жителей

–  –  –

Как же происходит современная утилизация? Не думайте, что к очередному автомобилю сразу подбегают рабочие с гайковертами и газовыми резаками.

Это процесс состоит из 11 технологических операций [6], которые включают:

осмотр, составление калькуляции и технологической карты;

обезвреживание пиротехники, расположенной в соответствии с чертежами в эйрбегах (воздушных мешках – подушках) и преднатяжителях ремней безопасности. Если начать разборку без предварительного обезвреживания этих пиропатронов, то может случиться беда. Поэтому специалисты производят контролируемый подрыв зарядов, при этом «пороховой» дым обязательно отсасывается в вытяжку, фильтруется и только потом выбрасывается в атмосферу;

слив эксплуатационных жидкостей;

снятие:

– наиболее экологически вредных компонентов: аккумуляторов, балансировочных грузиков, галогенных лампочек и т.п. Вклеенные стекла вырежут по периметру, снимут обивочные материалы и их рассортируют по видам будущего вторсырья (вот для чего составляется технологическая карта утилизации);

– силового агрегата и отделение от выпускной системы содержащего драгоценные металлы нейтрализатора.

Схема материального и финансового потоков в системе обращения с отходами АПЭ в странах ЕС приведена на рис. 2.1.

Представители правительств ряда европейских стран на совещании в Женеве 20 марта 1958 г. подписали «Соглашение о принятии единообразных условий официального утверждения и о взаимном признании официального утверждения предметов оборудования и частей механических транспортных средств» [42], в рамках которого был создан орган технического сотрудничества для разработки единообразных международных правил, касающихся конструкции транспортных средств и их частей. Им является рабочая группа по конструкции транспортных средств Комитета по внутреннему транспорту Европейской экологической комиссии ООН (КВТ ЕЭК ООН). В работе Группы, совещания которой проходят в Женеве три раза в год, принимают участие практически все европейские государства, включая Россию, представители Европейского экономического сообщества (ЕЭС), а также с правом участия в обсуждении неправительственные международные организации, деятельность которых связана с производством или эксплуатацией транспортных средств.

Европейской Комиссией разработаны проекты законов «Введение документов о переработке» и «Определение минимальных критериев для переработчика автомобилей /Директива об окончании жизненного цикла», по которым предусмотрено, что при УА, начиная с 2015 г. минимум 85% веса должен давать АР, только 10% могут быть термически переработаны (превращены в энергию) и всего 5% могут быть захоронены [4].

Рис. 2.1.

Схема материального и финансового потоков в системе обращения с отходами вышедших из эксплуатации автомобилей в странах ЕС [43]:

– материальные потоки; - – финансовые потоки Шредер – это гигантская мельница с мощным приводом до 2000 л.с., которая в состоянии за пару минут у вас на глазах перемолоть автомобиль на куски размером с куриное яйцо [5].

Стратегия обращения с утилизируемыми автомобилями в развитых странах включает:

проектирование автомобилей и АК с учетом обеспечения доступной и эффективной технологии их утилизации:

– технология утилизации закладывается в конструкцию автомобиля при его разработке;

– отдается предпочтение легкоразъемным соединениям, облегчающим разборку утилизируемого автомобиля, используются маркировка и кодирование узлов и агрегатов, облегчающие их последующее использование. Начиная с 2000 г., в странах ЕС введена обязательная единая маркировка деталей и узлов автомобилей, облегчающая видовую сепарацию и рациональное использование отходов. Заводам предписано при выпуске новых марок автомобилей разрабатывать технологические инструкции по их разборке и возможным направлениям утилизации АК, так как и законодатели, и производители автомобилей отчетливо понимают, что без четкой маркировки, понятных и доступных технологий разборки невозможно обеспечить к 2015 г. возврат в производство 95% массы выпускаемых автомобилей;

– неразъемные соединения (сварка, пайка, прессовая и горячая посадка, склеивание высокопрочными клеями) используются только там, где это требуется для обеспечения конструктивной прочности автомобиля;

– отдается предпочтение при выборе пластмасс термопластичным, легко поддающимся повторной переработке материалам, например, автомобиль Mercedes-Benz C-Class-Estate имеет 39 деталей, сделанных из пластика, который затем будут переработан, и 32 детали, изготовленные из переработанного пластика;

восстановление АК, снятых с автомобилей и незначительно отличающихся от новых;

получение энергии от сжигания горючих отходов, не подлежащих переработке;

захоронение не подлежащих переработке негорючих отходов;

повторное использование АК, пригодных для дальнейшей эксплуатации;

переработку деталей и узлов автомобилей, не подлежащих экономически эффективному восстановлению, во вторичные материальные ресурсы. Так, в США ежегодно на утилизацию поступает 14…15 млн. легковых автомобилей, общая масса которых составляет примерно 20 млн. т. Их перерабатывают более 200 предприятий, оснащенных шредерами различной производительности, на которых функционируют более 10 тыс. малых предприятий. Эти предприятия занимаются сбором и разборкой старых автомобилей, на них занято свыше 40 тыс. человек. Ежегодный объем производства оценивается в 4 млрд. долл. Суммарный коэффициент утилизации старых автомобилей составляет в среднем 82…83%, а коэффициент рециклинга черных и цветных металлов, применяемых в автомобилях, близок к 100%.

Средние значения возраста и пробега отслуживших автомобилей в каждой стране свои – все зависит от таких экономических показателей, как средний валовой доход на душу населения и число автомобилей на тысячу жителей, а также от политики государства в данной области [81]. Например, в США действует очень жесткая и отлаженная система страхования: владельцу автомобиля после серьезной аварии выплачивается страховка, и собственником такого автомобиля становится страховая компания, которая, в случае трудностей с реализацией, продает его недорого фирме-утилизатору. Так, по данным фирмы «Хонда» [81], средний возраст ее автомобилей, поступивших на утилизацию в штате Мичиган в 2002 г., составил всего семь лет и практически все детали, снятые с них, были реализованы на вторичном рынке, что полностью окупило цену, которую утилизаторы заплатили владельцам автомобилей или страховым компаниям. Другими словами, сравнительно ранняя утилизация автомобилей «Хонда» оказалась выгодной: для фирмы-утилизатора – экономически, для штата

– экологически (утилизация получилась практически безотходной).

Тем не менее, абсолютно безотходной системы утилизации автомобилей нет. Например, в Германии при техническом обслуживании, ремонте и утилизации автомобилей ежегодно образуется около 1,2 млн. т нереализуемых, т.е. попадающих на свалку, отходов, а в мире – 15,6 млн. т [81]. И это несмотря на то, что за последние годы в большинстве промышленно развитых стран были организованы подчиняющиеся достаточно жестким законам и правилам системы сбора и вторичной переработки изношенных автомобильных деталей и отслуживших свой срок автомобилей.

Очень важно знать, что созданная в ведущих странах мира специальная отрасль промышленности по переработке и утилизации автомобилей занимается и проблемами вторичной переработки материалов, а также повторного использования подержанных деталей, узлов и агрегатов, реализуя их по значительно более низким ценам, хотя эти АК зачастую не уступают новым по качеству и ресурсу. Повторное использование АК и рециклинг многих материалов экономически эффективны, решают не только глобальные вопросы экономии сырья, не возобновляемых ресурсов и энергии. Поскольку во всех странах ЕС действует очень четкая и жесткая система УА, то АПЭ просто невозможно где-нибудь выбросить, можно только сделать новый.

Следует отметить, что даже в самых современных полных цепочках утилизации отслуживших автомобилей экономически выгодны далеко не все их звенья. Особенно организация сбора и транспортирования. Поэтому во многих странах правительства, региональные и муниципальные органы власти принимают законодательные меры по ликвидации таких «узких мест», например, предоставляют налоговые льготы организаторам центров по приемке и утилизации отслуживших автомобилей, а также поддерживают объединение производителей автомобилей и дилеров.

Германия. Германия – одна из первых стран, где была введена утилизационная премия (2 500 евро.), и одна из немногих, где эта программа дала серьезный эффект (40 000 человек решили заменить старый автомобиль на новый). Парк частных автомобилей в Германии на сегодняшний день составляет около 47 млн. и примерно из них каждый год «умирает» 3,5 млн. [1]. Основная масса этих автомобилей идет на свалку, число которых в последние годы неуклонно сокращается из-за того, что в стране работают мощные дробильные установки

– шредеры. Этапы АР [8]:

1-й этап. Приемка предприятием автомобиля на утилизацию и выдача сертификата (бесплатно) об утилизации владельцу автомобиля. Пункты по приему автомобилей для утилизации имеются в радиусе каждых 50 км [1];

2-й этап. Мойка автомобиля и размещение его в специальном торговом комплексе предприятия по приемке автомобилей, в котором он находится в течение месяца, и покупатель может выбрать необходимый ему агрегат, узел и т.д., самостоятельно снять его и оплатить.

Некоторые узлы демонтируются заранее и выставляются для продажи по сниженной цене;

3-й этап. Автомобиль поступает на предварительную разборку, где с него снимают колеса и аккумулятор, сливают топливо и эксплуатационные жидкости; затем они проходят мойку, сортировку по маркам.

То, что остается, подвергается окончательной разборке: кузов складируют в накопителе, откуда он по мере надобности поступает в шредер. Измельченный продукт подвергается сортировке. Сначала воздушной струей выдувают «легкий мусор» – неметаллическую фракцию (стекло, резина, кожа, текстиль, дерево и др.), масса которого для одного автомобиля может быть более 250 кг. Из оставшейся массы магнитные ловушки извлекают практически весь черный металл, а затем методом флотации – цветной. 15% «легкого мусора» составляет стекло, а 32% – резина.

В настоящее время в Германии работают около 40 шредеров, они перерабатывают в год 1,5 млн. т материалов, в том числе до 900 000 т автомобильного лома. Чтобы загрузить немецкие шредеры работой полностью, автомобили привозят из Голландии и Англии (например, шредер в г. Леер имеет производительность до 800 автомобилей в день, и собственного «сырья» ему не хватает).

В Германии работает Федеральный Закон «Об экономическом рециклинге Германии» [61], который направлен не только на формирование правовых инструментов по проведению рециклинга, но, что гораздо важнее, на создание условий, когда производители уже на стадии проектирования и изготовления автомобилей добивались уменьшения количества будущих отходов. Установлено жесткое требование к автомобильным производителям и импортерам автомобилей на территории Германии. Смысл требования заключается в следующем – те предприятия, которые хотят торговать автомобилями на территории Германии, должны построить сеть пунктов по приему автомобилей для утилизации своего производства, а предприятия, которые желают легально заниматься АР, должны быть лицензированы этими предприятиями.

Преимущество вторичного использования перед уничтожением действует не всегда. Так, материалы передаются на вторичную переработку только в том случае, если это возможно технически, экономически и экологически оправдано. В противном случае отходы уничтожаются, если их уничтожение является решением, более приемлемым с экологической точки зрения, и если стоимость переработки отходов оказывается гораздо больше стоимости конечной произведенной продукции или сырья.

В Германии разработана Система рециклинга шинного утиля «Regulant-6000» [64] – рациональная комбинация новейших технологий. Шинный утиль поставляет на перерабатывающий завод фирма, которая централизованно занимается сбором и транспортировкой этого сырья. Заказчиками обычно являются промышленные предприятия, свалки, торговые фирмы, продающие автомобили. Эти материалы поступают на заводы по переработке шин, в непосредственной близости от которых складируются. Со складских помещений шины транспортируются в зону сортировки, где сепарируются экземпляры, годные для перепродажи. Остальные отбракованные шины будут перерабатываться.

Многие производители автомобилей разрабатывают свои схемы утилизации.

Вот как выглядит схема УА Opel [76]:

1. Поставка. Последний владелец поставляет АПЭ специалисту по разборке, с которым заключен контракт на утилизацию автомобиля.

После проверки автомобиля специалист оформляет «Свидетельство о разрушении автомобиля» (CoD) согласно принятому образцу.

2. Предварительная обработка и слив эксплуатационных жидкостей. Прежде всего, с автомобиля демонтируется аккумуляторная батарея (АБ) и нейтрализуются подушки безопасности. Затем специалист по разборке сливает топливо и прочие эксплуатационные жидкости автомобиля. К ним относятся: моторное масло, рабочая жидкость коробки передач, тормозная жидкость, а также охлаждающая жидкость (из системы охлаждения двигателя) и хладагент (из системы кондиционирования воздуха).

3. Демонтаж с автомобиля различных деталей и узлов, которые можно продать (как подержанные запасные части) или использовать в качестве основы для деталей, получаемых в результате вторичной переработки. Такие материалы, как пластмасса или стекло, снимаются с автомобиля для переработки, если это целесообразно с экономической точки зрения.

4. Хранение. Материалы, представляющие опасность для окружающей среды, собирают и впоследствии отправляют в специальные фирмы (занимающиеся обработкой таких материалов) для вторичного использования или утилизации.

5. Резка. Крупные части автомобиля, прошедшие предварительную обработку, поступают на резку. Здесь они разделяются на куски, которые сортируются по фракциям для вторичного использования или утилизации.

6. Обработка материалов, полученных после резки. После резки материалы обрабатываются с использованием различных технологий (магнитные поля, вихревые токи, флотация и т.п.), чтобы получить отдельные материалы, которые можно использовать в качестве вторичного сырья.

7. Рециркуляция. Захоронение отходов. Измельченные материалы, полученные после резки и разделения, могут быть использованы повторно (например, в качестве заменителя угля в доменной печи или как осушитель для сточных вод) или применяться для производства цемента. Такая технологическая цепочка обеспечивает вторичное использование до 85% материалов, из которых состоит автомобиль; а также уменьшает количество отходов, подлежащих захоронению.

BMW под Мюнхеном создал Центр BMW по переработке и утилизации под названием RDZ (Recycling&DismantlingCenter), [86], который является лабораторией по резработке технологии утилизации.

RDZ предлагает УА разделить на четыре этапа (рис. 2.2).

1-й этап. АПЭ обезвоживают – удаляют масло и техническую жидкость (остатки бензина, моторное и трансмиссионное масло, тормозная и охлаждающая жидкость, жидкость из гидроусилителя рулевого управления). Процесс обезвоживания автоматизирован, на него в среднем уходит 20 минут. Здесь же снимают АК и вызывают срабатывание надувных подушек безопасности.

2-й этап. С АПЭ осуществляют демонтаж АК, которые используют вторично в качестве запасных частей на вторичном рынке ЕС.

Затем демонтируют и сортируют те детали, которые можно пустить на переработку – это пластмассы, резина, стекло.

3-й этап – это измельчение останков АПЭ и извлечение черных и цветных металлов, которые также сортируются и отправляются на переплавку.

4-й этап. Сжигание «легкой фракции» (15% массы АПЭ).

–  –  –

Голландия. С 1995 г. в Голландии работает добровольная схема финансирования утилизации автомобилей, отслуживших срок эксплуатации [5]. Схема была разработана некоммерческой организацией «Автомобильный рециклинг Нидерландов» (АРН). В 2006 г. средний возраст АПЭ составил 15,9 лет, а средняя масса – 936 кг.

Из 234 тыс. АПЭ в Голландии в 2006 г. в системе, управляемой АРН, было демонтировано и утилизировано более 90%; общая стоимость оплаченных затрат на сбор, транспортировку, демонтаж и рециклинг АК и материалов для АПЭ, переработанных в системе АР под контролем AРН, составила 20,5 млн. евро.

В настоящее время в Голландии при продаже каждого нового автомобиля организация-продавец осуществляет утилизационный платеж в фонд утилизации автотранспорта, средства которого используются на частичное покрытие расходов, связанных с бесплатной приемкой и переработкой утилизируемого автомобиля. Этот взнос является обязательным для всех производителей и импортеров, реализующих свои автомобили на территории страны.

Всего за несколько лет Голландии удалось создать мощную индустрию АР; в настоящее время в этой стране работают около 700 аккредитованных пунктов приема автомобилей для утилизации и более 260 предприятий по их разборке, эксплуатируются 11 шредеров, созданы многочисленные рабочие места [5].

Великобритания. В Великобритания приняты [5]:

в 2003 г. Постановление № 2635 «The End-of-Life-VehiclesRegulations», установившее систему требований к организации сбора и утилизации АПЭ, правила выдачи сертификата об УА, требования к производителям автомобилей в отношении содержания вредных веществ и материалов, наличия на деталях маркировки, к предоставлению документации по демонтажу и утилизации продаваемых ими автомобилей;

в 2005 г. Постановление № 263 «The End-of-Life-Vehicles (Producer-Responsibility) Regulations» устанавливает новые специальные требования к производителям транспортных средств или официальным импортёрам на территории Великобритании и детально описывает процедуру установления, распределения и оформления ответственности за выполнение действий по сбору и утилизации АПЭ.

В Великобритании сбором и демонтажем АПЭ занимаются около 2500 небольших предприятий, окончательная переработка происходит на 37 шредерных заводов. В Великобритании затраты на осушение жидкостей и демонтаж АК, а также дальнейшую транспортировку для АР составляют в среднем 250…350 евро на один автомобиль [5].

В настоящее время почти все АПЭ поступают на утилизацию, около 3/4 из них проходят систему предварительной обработки и демонтажа на специальных предприятиях, а 1/4 – попадает прямо на шредерные заводы. В стране ежегодно на шредерных заводах перерабатывается около 1,8 млн. т АПЭ, при этом производится примерно 1,3 млн. т железного продукта (72%), 72 000 т продукции цветных металлов (4%) и 428 000 т шредерных остатков (24%) [5].

Франция. Во Франции с 2006 г. действует Постановление, предписывающее все АПЭ передавать на площадки фирм по утилизации, имеющих государственный сертификат. Предприятие по утилизации должно: принять АПЭ бесплатно (за исключением особых случаев);

выдать владельцу автомобиля сертификат об утилизации; произвести обязательный демонтаж и направить на рециклинг все АК; ежегодно направлять отчёт в Министерство по охране окружающей среды, сообщая о фактических результатах своей деятельности.

После принятия данного Постановления во Франции только в 2006 г. около 1,6 млн. АПЭ было направлено на утилизацию. В системе АР задействовано около 3 тыс. предприятий по демонтажу АПЭ и 40 шредерных заводов по измельчению и сепарации [85].

Во Франции затраты предприятий по демонтажу и обработке одного АПЭ составляют в среднем 330 евро, а стоимость проданных деталей, демонтированных с него, – в среднем 490 евро [5].

США. В США перерабатывается до 95% изношенных автомобилей (14…15 млн. автомобилей общей массой более 20 млн. т [5, 83, 85]), которые приносят доходы предприятиям (более 7000 предприятий с числом работающих около 46 000 чел.), занятых их утилизацией, более 25 млрд. долларов в год [79]. Кроме этого сбором и подготовкой изношенных автомобилей к утилизации занимаются еще 20 тыс. малых предприятий, на которых происходит выбор годных к эксплуатации АК, и только после этого кузов автомобиля передается на шредерные заводы (200 шредеров [5]), на которых осуществляется измельчение и видовая сепарация продуктов его дробления. Всего в этом секторе задействованы около 40 тыс. чел., а ежегодный объём производства оценивается в 4 млрд. долларов [83]. АР США позволяет сэкономить 85 млн. баррелей нефти, которая иначе могла бы быть израсходована на производство новых материалов для автомобильной промышленности.

По данным Ассоциации переработчиков автомобилей штата Аризона (март 2004 г.), АР с годовым оборотом свыше 5 млрд. долларов занял 16-е место среди крупнейших отраслей промышленности Соединенных Штатов [5].

Специалистами было подсчитано, что, по сравнению с производством стали из первородного сырья, получение ее методом переработки лома позволяет:

– потреблять на 74% меньше энергии;

– расходовать на 40% меньше воды;

– снижать на 86% выбросы вредных веществ в атмосферу.

Япония. В Японии ежегодно снимаемых с регистрации автомобилей в среднем около 5 млн., из которых около 1 млн. составляет экспорт подержанных автомобилей в другие страны, остальные остаются в стране и поступают в систему переработки и утилизации. Объем УА в 2005 г. достиг 88%, а к 2015 г. составит 95% [5]. Некоторые японские фирмы, например, Тойота, в 2010 г. увеличили в 10 раз по сравнению с 2002 г. продажу восстановленных узлов и деталей.

В Японии закон об УА вступил в действие в 2005 г., в нем установлено, что:

производители автомобилей обязаны забрать и переработать:

– три специальных компонента – фтор-хлор-углеводороды (торговое название – фреоны), которые используются в системах кондиционирования и влияют на озоновый слой земли при попадании в воздух;

– надувные подушки безопасности, которые являются взрывоопасными и имеют проблемы с утилизацией;

– шредерные остатки (ШО), которые в большом количестве остаются после переработки АПЭ;

владельцы автомобилей платят сборы, требуемые для АР АПЭ, достаточные, чтобы демонтировать и переработать системы надувных подушек безопасности и фреоны, а также утилизировать ШО, которые взимаются при покупке новых автомобилей или когда автомобили проходят обязательные периодические осмотры;

после завершения эксплуатации автомобиля владельцы должны направить АПЭ в сертифицированные центры приёма АПЭ;

производители автомобилей ещё на стадии проектирования должны учитывать аспекты их последующей утилизации, в том числе, разрабатывая и применяя новые конструкционные решения, АК и материалы, чтобы сократить расходы на АР. Производители автомобилей также обязаны предоставлять компаниямутилизаторам подробную информацию об АК и материалах, чтобы облегчить их АР.

Для успешного выполнения закона создан специальный орган JARC (Japan-Automobile-Recycling-Promotion-Center), сертифицированный Министерством экономики, торговли и промышленности и Министерством охраны окружающей среды. Покупатель при покупке нового автомобиля делает взнос в размере 10…18 тыс. йен для обеспечения УТ, который поступает в специальный Фонд АР, которым управляет JARC.

Процедура АР следующая:

сбор и доставка АПЭ на предприятия по демонтажу, где происходят: оценка их технического состояния; удаление бензина, масла, жидкости и других вредных веществ, которые запрещены для размещения на свалках;

с АПЭ демонтируются АК, представляющие ценность как запчасти. В среднем это около 20…25% массы АПЭ. АК демонтируется как запчасти для последующей продажи сразу или после восстановления. Демонтаж компонентов, установленных законом (системы кондиционирования и системы надувных подушек безопасности), оплачивается производителем автомобилей.

Около 15% массы АПЭ демонтируется для вторичной переработки материалов;

оставшиеся АК направляются на сертифицированные предприятия по УА, (в среднем 60…65% массы АПЭ) для измельчения и дальнейшей переработки на шредерных заводах.

Остающиеся ШО подвергаются тепловому рециклингу (извлечение энергии) или захоронению на свалках. Стоимость размещения 1 т ШО на свалках Японии высока и составляет 20…25 тыс. йен в зависимости от префектуры. Кроме того, существует проблема нехватки полигонов для размещения отходов, поэтому всё большее развитие получают различные технологии вторичной переработки ШО.

В Японии федеральное законодательство основывается на принципе «трех R» («Recycle, Recovery, and Reuse» – «Утилизация, Восстановление и Повторное использование») [92].

Компания Toyota является хорошим примером реализации этого подхода, и она обнародовала документ «Видение утилизации компанией Toyota»:

доведение УА к 2015 г. до уровня 95%;

разработка технологии, позволяющей использовать 20% пластика при производстве деталей к 2015 г. (сочетая Eco-Plastic компании Toyota и утилизированные материалы);

увеличение продаж повторно используемых деталей;

внедрение с 2007 г. на рынки Японии и Европы автомобилей с нулевым содержанием таких запрещенных веществ, как свинец, ртуть, кадмий и шестивалентный хром. В Японии содержание свинца должно быть снижено до 1/10 или менее от уровня 1996 г., что соответствует значениям для ЕС.

3. АВТОРЕЦИКЛИНГ В РОССИИ

–  –  –

В России процесс утилизации до эксперимента по УА примитивен – это пресс, т.е. АПЭ сжимают две огромные пластины (рис. 3.1).

В результате из двух–трёх АПЭ получается кирпич весом около 3 т.

Под пресс попадают чёрные и цветные металлы, пластиковые детали и остатки обшивки, но и до такой примитивной утилизации дойдёт далеко не каждый АПЭ (около 15%).

Вследствие этого сложные, многокомпонентные отходы, к которым относится и автомобиль, у нас в стране перерабатываются незначительно. Это объясняется высокой стоимостью работ по их сбору и видовой сепарации. Доступность первичного сырья и его относительно низкая стоимость также делают использование отходов нерентабельным. Ну и, конечно, существующие в стране нормативноправовые механизмы, регулирующие обращение с отходами производства и потребления, не способствуют их вовлечению в хозяйственный оборот.

Россия [90] по мере развития «глобальной автомобилизации»

стала участвовать в формировании и ратификации ряда директив, регламентов, нормативно-правовых актов и законов. Россия подписала ряд международных конвенций и соглашений, в соответствии с которыми она обязана снижать и предотвращать загрязнения окружающей среды, включая рециклинг отходов. В частности, к этим международным документам относятся: рамочная конвенция ООН об изменении климата от 9 мая 1992 г. [20]; директивы: 91/157/ЕЭС Совета от 18 марта 1991 г. «Об аккумуляторах, содержащих опасные вещества»

[30]; 91/689/ЕЭС Совета от 12 декабря 1991 г. «Об опасных отходах»

[34]; 2000/53/ЕС Европейского Парламента и Совета от 18 сентября 2000 г. «Об отработавших транспортных средствах» [36] и др.; модельный закон «Об отходах производства и потребления» [39].

Ратификация директив и регламентов ЕС для его членов обозначает обязательную их реализацию в течение установленного периода путем включения в национальное законодательство. Для России, не входящей в ЕС, эти документы носят рекомендательный характер.

Для ликвидации недостатков законодательства на федеральном уровне для формирования отрасли АР была разработана программа УА, которая регламентирована постановлением Правительства РФ от 31 декабря 2009 г. №1194 «О проведении эксперимента по стимулированию приобретения новых автотранспортных средств взамен вышедших из эксплуатации и сдаваемых на утилизацию, а также по созданию в Российской Федерации системы сбора и утилизации вышедших из эксплуатации автотранспортных средств» [81].

Автомобиль, сдаваемый по программе утилизации должен быть:

отечественного или импортного производства старше десяти лет (год выпуска 2000 и ранее согласно ПТС);

общей массой не более 3,5 т; находиться в собственности сдающего не менее 1 года;

может быть как на ходу, так и не на ходу, но пригодным для транспортировки специализированным транспортом;

должен быть полнокомплектным, а именно: у него должен быть неразрушенный и оборудованный сиденьями и элементами интерьера кузов и шасси, аккумулятор, шины и диски, выхлопная система и нейтрализатор (при наличии), двигатель, трансмиссия и навесные агрегаты, элементы остекления, топливо, технические жидкости (рис. 3.2).

Рис. 3.1. Процесс УА [85]

Схема приобретения нового автомобиля с учетом утилизации старого в рамках эксперимента 2010…2011 гг., разработанная Минпромторгом РФ [82], выглядит следующим образом – физическое лицо, владеющее АПЭ, с момента выпуска которого прошло более 10 лет, снимает его с государственного учета в ГИБДД РФ и извещает дилерскую компанию о намерении приобрести конкретную модель автомобиля российского производства. Дилерская компания при продаже нового автомобиля, с учетом установленных выплат, принимает подлежащий утилизации автомобиль, направляет его в специализированную организацию по УА и оформляет акт о его передаче на утилизацию, который направляется уполномоченному агенту, с которым Минпромторгом РФ заключено соглашение об осуществлении выплат средств за переданные на утилизацию автомобили (рис. 3.3).

Рис. 3.2. Комплектность утилизируемого автомобиля

–  –  –

ЗАО «Вторме- Нет МО 38…50 тиндуст- данных рия»

Результаты эксперимента и процессы АР требуют тщательного анализа и обоснования. На рис. 3.4 приведена схема грузопотоков АПЭ и АК, из которой видно, что поступление АПЭ и АК может осуществляться как от физических лиц, так и от юридических (автотранспортных, (автотранспортных, сервисных и других предприятий). Для этих целей должны быть созданы специализированные предприятия.

Москва и Московская область (МО). Сегодня автомобильный парк в Москве составляет более 5 млн., а в МО достиг 3 млн. автомобилей. 90% из них – это легковые автомобили, около 50% из которых имеют возраст 10 лет, а каждый десятый прослужил еще больше [61].

Каждый год завершают свой срок службы в МО около 80…85 тыс. автомобилей, а в Москве эта цифра гораздо больше и составляет примерно 150…175 тыс. автомобилей.

По данным Союза страховщиков России, в последние годы существенно (на 25%) возросли пробеги легковых автомобилей, что привело к росту объёмов образования изношенных шин, отработанных масел, АБ, антифриза.

В МО ежегодно образуется 30 тыс. т лома свинца отработанных АБ, отработанного электролита – 6,5 тыс. т, пластмасс (моноблоков ОСКАБ) – 5,1 тыс. т, 83,2 тыс. т изношенных шин, 8,1 тыс. т автомобильного стеклобоя, 110 тыс. т отработанных нефтепродуктов, 12,7 тыс. т антифриза [43].

В настоящее время более 1000 организаций имеют лицензии на сбор и обращение с отходами, в том числе с отработанными нефтепродуктами, отработанными свинцово-кислотными аккумуляторами, изношенными шинами, которые передаются на утилизацию перерабатывающим предприятиям, расположенных в Москве и МО. Это 4 предприятия, которые занимаются переработкой автомобильного лома черных и цветных металлов, 3 переработчики АКБ и лома свинца, 3 – изношенных шин и РТИ, 6 – отработанных нефтепродуктов (отработанные моторные, трансмиссионные масла, смазки) и по одному переработчику отработанных антифризов, автомобильного стеклобоя (кроме триплекса), отработанных фильтроэлементов [1].

Среди этих предприятий наиболее развита сеть площадок и производств, осуществляющих сбор и переработку лома черных и цветных металлов (кузовов, крупных агрегатов и деталей), который разделывается методом резки, прессуется, размельчается на шредере (на некоторых предприятиях).

Рис. 3.4. Схема грузопотоков АПЭ и АК при АР

Предприятию, которое занимается утилизацией автомобилей в г. Москве, правительство города платит всего 920 руб., а за тонну сдаваемого металлолома – это примерно три кузова автомобиля – предприятие может выручить еще 1 200 руб. [14]. Конечно, это мало, поскольку предприятию необходимо содержать эвакуатор, платить зарплату рабочим и т.д. В настоящее время в г. Москве утилизируется только одна из четырех машин, отслуживших свой срок, по прогнозам через десять лет ежегодно будут отправляться на утилизацию до 300 тыс. автомобилей [14]. Очевидно, что необходима концентрация и специализация этих предприятий.

Падение объемов производства (на 1,8% в 2013 г.) и спроса на автомобили российского производства еще раз доказывает необходимость возвращения к программе утилизации АПЭ, считают автопроизводители [82]: «Сейчас наиболее подходящее время для программы утилизации именно коммерческого транспорта. В стране критически устаревший парк грузовиков, автобусов …». Кроме того, под программу утилизации в идеале должны попадать не только автомобили, но и железнодорожные вагоны, сельхозтехника, суда, самолеты, башенные краны и даже так называемый вертикальный транспорт – лифты. Износ этих транспортных средств в нашей стране велик: к 2020 г. под списание попадут 410 тыс. вагонов, 2 тыс. рыбопромысловых судов, 8 тыс. речных судов, более 200 тыс. лифтов и т.д. «Утилизационные гранты» увеличат спрос на новую технику. Однако под такую масштабную программу утилизации в России необходимо будет наладить механизм рециклинга.

Из всего выше изложенного можно сделать вывод о том, что необходимо установить определенные «правила игры» в сфере УА на территории России, а также разработать на его основе систему «Авторециклинг», которая должна обеспечить решение следующих задач:

формирование и применение нормативно-правовой базы, регламентирующей деятельность всех участников данной системы, включая импортеров автомобилей зарубежного производства;

развитие инфраструктуры сбора, транспортирования и переработки изношенных деталей и автомобилей;

создание и реализация механизмов финансирования затрат, связанных с утилизацией АПЭ;

формирование требований к разработчикам и производителям автомобилей, а также к предприятиям, занимающимся УА (сертификация и лицензирование);

создание системы контроля за выполнением положений федеральной программы «Авторециклинг».

Другого пути просто нет.

4. СВЯЗЬ АР С ВОССТАНОВЛЕНИЕМ ДЕТАЛЕЙ АВТОМОБИЛЕЙ

Известно, что [29, 91]:

потеря массы автомобиля в результате износа составляет 0,5%, деталей прецизионной группы 0,1%;

детали, подлежащие выбраковке и утилизации у автомобилей, поступающих в КР, – 20%; пригодных для дальнейшей работы восстановления – 20%; которые возможно восстановить – 60%.

У многих автомобилистов (от автолюбителей до ученых), в том числе научно-технических работников и работников сферы государственного управления, сохранилось довольно устойчивое мнение о неэффективности КР автомобилей. Отождествляя понятия «необходимость» и «качество ремонта», они ратуют за создание «равнопрочного» надежного автомобиля, который после одного регламентного пробега необходимо отправить в утиль, но такого не может быть никогда.

В последние годы восстановление деталей и сборочных единиц стало пользоваться все большей популярностью в странах ЕС. Так, в Великобритании есть компания Bawmaker [69], которая обменивает и восстанавливает около 3 000 наименований узлов и агрегатов – от двигателей и рамы шасси до форсунок и топливных насосов. Причина такого подхода – это экономическая эффективность.

Действующая Директива ЕС устанавливает задачи в области повторного использования, утилизации и восстановления деталей и материалов автомобилей с истекшим сроком эксплуатации (end-oflifevehicles – ELV). В будущем большинство автомобильных деталей и материалов должно будет использоваться повторно, утилизироваться или восстанавливаться для повторного использования. Минимальный показатель в процентах, который должен быть достигнут, начиная с 2006 г., составляет 80% для повторного использования и утилизации.

Эти минимальные показатели предполагается повысить к 2015 г.

до 85% [69].

В настоящее время торговлю запасными частями осуществляют предприятия, которые можно объединить в пять групп [93].

Первая группа – это крупные предприятия. Изготовление определенной номенклатуры деталей и узлов для поставки их изготовителям автомобилей в качестве АК, региональным складам автокомпаний и независимым оптовикам. Качество деталей этой группы высокое. Так, в ФРГ – Bosch (электрооборудование, карбюраторы, топливные насосы, форсунки), Sachs (амортизаторы, диски сцепления);

Франция – Solex (карбюраторы); Япония – Nishin (электрооборудование); Финляндия – Atoy (прокладки, шланги, глушители, цепи, амортизаторы, диски колес и др.); Англия – Girling (детали тормозных и гидравлических систем); Дания – Kenvig (прокладки, резиновые кольца, сальники).

Вторая группа – это предприятия – имитаторы, которые занимаются изготовлением деталей узкой номенклатуры. Эти предприятия продают детали по ценам, значительно более низким, чем цены основных поставщиков. Они обслуживают в основном покупателей среди населения с низким уровнем доходов. Специализируются такие предприятия только на номенклатуре высокого и постоянного спроса.

Качество деталей эти предприятия не гарантируют. На нашем рынке продаются неоригинальные детали для автомобилей ВАЗ, КамАЗ и др. автомобилей, изготовленных зарубежными имитаторами.

Третья группа – это мелкие предприятия, которые занимаются разборкой АПЭ, проданных для УА; продажей пригодных для дальнейшего использования деталей и узлов. Цены на такие подержанные запасные части колеблются в пределах 25…50% цен на соответствующие новые детали. Фирмы специализируются на определенных моделях автомобилей. Например, в маленькой Дании таких фирм более двадцати.

Четвертая группа – это предприятия, восстанавливающие детали. Они практикуют восстановление изношенных деталей и агрегатов автомобилей по заказам клиентов и дилеров, часто в кооперации с фирмами третьей группы. Восстановление деталей и отремонтированных агрегатов в России практиковалось всегда на АРП, но лишь для оборотных фондов АТП. В свободную продажу отремонтированные агрегаты и узлы только начинают поступать. В этой области хорошие перспективы у предприятий, имеющих соответствующее оборудование. Обнаружив потерю части доходов вследствие их деятельности, все крупные изготовители автомобилей приняли меры для организации качественного ремонта изношенных агрегатов. Пионером в области централизованного агрегатного ремонта считают компанию Volkswagen. При помощи импортеров своих автомобилей в Финляндии, Бельгии и др. странах она организовала сбор изношенных агрегатов – двигателей, коробок передач, водяных и масляных насосов (всего более 200 наименований) и направление их на специализированное предприятие в г. Кассель (ФРГ) для ремонта. Отремонтированные агрегаты и восстановленные детали продаются дешевле, чем новые. Гарантийный срок на них почти достигает срока гарантий на новые изделия. Ремонтом изношенных агрегатов практикуют FordMotors, Volvo, Saab, Chrysler, BMW, Caterpillar и др. компании. Доходность при продаже отремонтированных агрегатов не ниже, чем при продаже новых. Создается противодействие полукустарному низкокачественному восстановлению деталей, которое может повредить репутации фирмы – изготовителя автомобилей, сокращается производство новых. Торговля отремонтированными агрегатами стала основой отдельного направления – сервиса по обмену агрегатов.

Рис. 4.1. Место восстановления АК в системе АР Пятая группа – это предприятия страховых компаний, которые организуют собственные мастерские для ремонта поврежденных автомобилей с использованием годных и восстановленных деталей.

Такой ремонт обходится этим компаниям дешевле, чем оплата страховой премии. Страховые компании имеют договоры о закупке запасных частей с фирмами, занимающимися разборкой старых автомобилей и восстановлением деталей. В свою очередь, страховые компании продают этим фирмам автомобили, которые нецелесообразно ремонтировать. В Швеции подобные договоры имеют страховые компании Volksam и Scandia.

Вышеизложенное позволяет сформировать схему (рис. 4.1), в которой отражено место восстановления АК в системе АР.

5. ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ УТИЛИЗАЦИИ

При проектировании и производстве автомобилей необходимо стремится не только к высокому техническому уровню, но и к максимальному снижению затраты труда, материалов и энергии на его проектирование, производство, эксплуатацию и утилизацию. Все это характеризует изделие как объект производства.

Конструкция автомобиля в первую очередь определяется его служебным назначением. Однако его конструктивное исполнение может быть разным, при этом будут разными и затраты ресурсов.

Эта разница и является результатом разного уровня технологичности изделия.

Технологичность – это совокупность свойств изделия, определяющих приспособленность его конструкции к достижению оптимальных затрат ресурсов при его производстве, ремонте и утилизации [95].

Следует помнить, что технологичность конструкции автомобиля отражает не его функциональные свойства, а свойства его как объекта проектирования, производства, эксплуатации, ремонта и утилизации.

Автомобиль считается технологичным, если он не только соответствует современному уровню техники, экономичен и удобен в эксплуатации, но и в нем учтены возможности применения наиболее экономичных, производительных процессов изготовления, ремонта и утилизации. Из этого следует, что, с одной стороны, технологичность

– понятие комплексное, а с другой – это понятие относительное, так как при разной программе выпуска изделия технологии изготовления и ремонта существенно различаются [96].

Таким образом, технологичность утилизации формируется в ходе конструкторской и технологической подготовки производства и оценивается следующими показателями [95]:

временем разборки изделия на составные части;

номенклатурой применяемых соединений, унификацией резьбовых соединений;

количеством необходимых для разборки инструментов;

временем, необходимым для осушения (т.е. освобождения автомобиля от остатков горючего, смазки, тормозной и охлаждающей жидкости и т.д.);

временем сортировки по группам материалов и по годности деталей для повторного использования.

Для оценки технологичности используют удельные показатели технологичности демонтажа. Например, отношение массы демонтируемого узла, детали, комплекта к затраченному на демонтаж времени.

Из вышеизложенного следует, что, упрощая разборку автомобиля на АК, снижая время демонтажа, время слива всех, применяемых при эксплуатации жидкостей и масел, применяя экологически чистые материалы и т.д., конструктор может повышать технологичность автомобиля при утилизации.

6. ЭВАКУАЦИЯ АПЭ

Эвакуация АПЭ – это процесс перемещения АПЭ с помощью эвакуаторов с места его хранения (последний владелец) до предприятия, занимающегося УА. Эвакуатор представляет собой транспортное средство на базе шасси автомобиля, предназначенное для погрузки, перевозки и выгрузки АПЭ на автомобильных дорогах с твердым покрытием.

Классификация эвакуаторов для легковых автомобилей:

со стационарной платформой, которая предполагает каркасную конструкцию с настилом из стального рифленого листа. На задней части платформы расположены откидные трапы. Для загрузки или разгрузки эвакуируемого автомобиля платформа эвакуатора комплектуется лебедками: механическая лебедка с приводом от коробки отбора мощности, гидравлическая лебедка с приводом от коробки отбора мощности, электрическая лебедка с питанием от электросистемы автомобиля;

с подъемно-сдвижной платформой, которая приводится в движении с помощью гидравлического привода от коробки отбора мощности автомобиля. На подъёмно-сдвижной платформе отсутствуют выдвижные трапы, что является характерным преимуществом, облегчающим обслуживание и эксплуатацию. Погрузка и разгрузка производится путем затягивания автомобиля при помощи лебедки непосредственно на выдвинуто-наклонённую платформу эвакуатора;

с двухъярусной платформой. Характеристики конструкции схожи с одноярусной подъёмно-сдвижной платформой, оснащённой гидравлически перемещаемой верхней платформой, которая, спускаясь, обеспечивает загрузку/погрузку эвакуируемого АПЭ на верхнюю платформу. Затягивание АПЭ производится лебёдкой;

с краном – манипулятором. Для погрузки АПЭ применяется подвешенная на крюк крана-манипулятора траверса – специальная перекладина сложной формы для равномерного распределения усилия. Точка подвеса на траверсе может быть перемещена вдоль продольной оси. Такое приспособление позволяет удерживать поднятый автомобиль в горизонтальном положении, чтобы АПЭ, поднимаемый манипулятором, оставался в строго горизонтальном положении. Многие эвакуаторы с манипулятором оснащены дополнительным устройством – ротатором, который обеспечивает возможность дистанционно управлять поворотом траверсы вокруг оси подвеса. Это делает погрузку более точной и быстрой, расширяя маневренность манипулятора. При наличии ротатора с погрузкой автомобиля на платформу эвакуатора вполне может справиться один оператор. Ротатор устанавливается между стрелой манипулятора и подвесом траверсы. Эвакуаторы с манипулятором бывают:

– с краном-манипулятором. Они заменяет две единицы спецтехники – грузовик и кран. Естественно, что службе эвакуации экономически выгоднее на заказ высылать одну машину, а не две. Отражается это и на стоимости услуги: вызвать эвакуатор с манипулятором дешевле, чем вызвать эвакуатор-платформу и кран. Учтите, что эвакуатор с манипулятором специально разработан для погрузки автомобилей, чего не скажешь о кране. Используют краны-манипуляторы легкой серии – до 3 т, средней серии – до 5 т и тяжелой серии – до 9 т;

– с гидроманипулятором, имеющим большую функциональность, которая сочетается с прочностью и компактностью установки.

Функциональность манипулятора расширяется выдвижной стрелой, позволяющей производить погрузку автомобиля на эвакуатор с расстояния 5…6 м;

– с брилем. Для значительного увеличения возможностей эвакуаторов применяется дополнительное устройство частичной погрузки

– «бриль». Транспортировка транспортных средств эвакуаторами с брилем производится методом частичной погрузки. Преимущества – возможность эвакуации в условиях большого города, так как бриль позволяет вытащить АПЭ в узком пространстве между стенами, соседними автомобилями, когда невозможно подъехать спереди или сзади.

При буксировке таким эвакуатором автомобиль едет по дороге на своих колесах, а не поднимается на высоту грузовой платформы, что важно при эвакуации из помещений с низкой крышей. Недостатки: невозможность перевозки автомобилей на дальние расстояния без применения дополнительных специальных приспособлений, невозможность эвакуации сильно поврежденных автомобилей.

7. ТЕХНОЛОГИИ РЕЦИКЛИНГА АК

–  –  –

Газогенератор – это пиротехнический узел.

Им комплектуются следующие узлы [97]:

модуль системы надувных подушек безопасности (НПБ):

– НПБ водителя/переднего пассажира;

– боковая НПБ;

– головная НПБ;

– коленная НПБ;

преднатяжителя ремня безопасности;

преднатяжитель замка ремня безопасности;

клемма аварийного отключения;

активный подголовник.

В соответствии с требованиями правил безопасности или национальными требованиями газогенераторы должны быть приведены в негодность перед утилизацией, потому что пиротехнические компоненты могут привести к травмированию механика при их случайном воспламенении (напр., при газовой резке).

Узлы системы НПБ всегда подлежат утилизации, а дальнейший сбыт деталей системы НПБ в качестве подержанных деталей не допускается.

Все газогенераторы на АПЭ, предназначенных для утилизации, перед сливом жидкостей и дальнейшей разборкой необходимо воспламенить, сработавшие газогенераторы можно утилизировать вместе с автомобилем.

В том случае, если:

воспламенение газогенераторов по всем правилам оказалось невозможным, то необходимо снять соответствующие детали и отправить их на утилизацию на специальное предприятие;

воспламенение пиропатрона не произошло, то отсоединяют запальное устройство от аккумуляторной батареи, а подойти к АПЭ, можно только выждав несколько минут.

Воспламенение газогенераторов осуществляет только квалифицированный специалист, соблюдая правила техники безопасности (защитные очки, беруши) и под надзором ответственного лица.

Выполняющий работы механик должен находиться снаружи. При этом двери автомобиля должны быть закрыты, а крышка багажника, боковые стекла и крышка верхнего люка открыты. Для воспламенения газогенераторов используют разработанное BMW запальное устройство с соответствующими кабелями (соблюдать руководство).

После воспламенения газогенераторов необходимо проветрить автомобиль при открытых дверях не менее 10 мин.

7.2. Рециклинг отработанных нефтепродуктов

Общая характеристика рециклинга отработанных нефтепродуктов [71]:

количество утилизированного масла в мире – 1,5 млрд. л;

в мире общая доля масел, получаемых вторичной переработкой,

– 5%;

общее потребление нефтяных масел в ЕС – 5,2 млн. т/год;

количество отработанных масел в ЕС:

– собираемых – 1,6 млн. т/год;

– используемых в качестве топлива или уничтожается – 50%;

количество в РФ отработанного масла:

– собираемого – 1,7 млн. т/год;

– утилизированного – 0,25 млн. т/год (15%);

средний выход регенерированного масла из отработанного, содержащего около 2…4% твердых загрязняющих примесей и воду, до 10%, а топлива 70…80%;

общее содержание образующихся нежелательных примесей в масле может составлять в зависимости от срока и условий эксплуатации масел – 5…30%;

стоимость восстановленных масел относительно стоимости свежих масел при практически одинаковом их качестве – 40…70%.

Из 1 л отработанного моторного масла можно получить столько же смазочного масла, сколько из 42 л сырой нефти [70].

Отработанные нефтепродукты – это:

моторные масла (отработка) – масла, слитые из ДВС;

трансмиссионные масла – масла, слитые из различных трансмиссий (коробок передач);

гидравлические масла (тормозная жидкость) из систем и оборудования, имеющих гидравлические приводы и устройства работы (гидравлическая тормозная система);

индустриальные масла – различные нефтепродукты промышленного применения;

смазки – солидол и ему подобные.

Отработанное масло относится к отходам III класса опасности [72].

Отработанные нефтепродукты:

не растворимы, химически устойчивы и могут содержать токсические химические соединения и тяжелые металлы;

в естественных условиях разлагаются в течение длительного времени;

в силу своей вязкости липнут ко всему: от песка до перьев птиц;

являются основным источником загрязнения питьевой воды.

Одного литра моторного масла достаточно для того, чтобы сделать непригодным для питья один миллион литров воды [72].

При сборе отработанных нефтепродуктов должно быть исключено попадание в них пластических смазок, коррозионно-агрессивных и токсичных веществ, органических растворителей, жиров, лаков, красок, химических веществ и загрязнений, а также должно быть исключено смешение с нефтью, бензином, керосином, дизельным топливом, мазутом.

Для сбора отработанного моторного масла в местах УА организуются специализированные посты, укомплектованные резервуарами (емкостями) для сбора отработанных нефтепродуктов, а также сливоналивным оборудованием и инвентарем. Емкости для сбора отработанных масел и оборудование должны быть защищены от загрязнения механическими примесями и иметь маркировку с наименованием отхода. Места сбора и временного хранения отработанных масел должны быть ограждены, защищены от атмосферных осадков, оборудованы устройствами и приспособлениями, исключающими попадание в окружающую среду отработанных нефтепродуктов при их сборе, хранении и транспортировке.

Территория мест сбора и хранения отработанных нефтепродуктов должна содержаться в чистоте, не иметь нефтяных загрязнений.

Оборудование должно быть исправным и исключающим проливы нефтепродуктов при выполнении технологических операций.

Механизм сбора и вывоза отработанных нефтепродуктов приведен на рис. 7.1.

Цель рециклинга отработанных нефтепродуктов – это избавление от продуктов старения и загрязняющих примесей.

Рис. 7.1. Механизм сбора механизм вывоза отработанных нефтепродуктов

Методы рециклинга отработанных нефтепродуктов [77]:

физические методы [77]. Позволяют удалять из масел твердые частицы загрязнений, микрокапли воды и частично-смолистые и коксообразные вещества, а с помощью выпаривания – легкокипящие примеси. К физическим методам рециклинга отработанных нефтепродуктов относятся:

– отстаивание. Наиболее простой метод, который основан на процессе естественного осаждения механических частиц и воды под действием гравитационных сил. Недостаток – большая продолжительность процесса оседания частиц до полной очистки, удаление только наиболее крупных частиц размером 50…100 мкм;

– фильтрация. В основу метода положен процесс удаления частиц механических примесей и смолистых соединений путем пропускания масла через сетчатые или пористые перегородки фильтров (металлические и пластмассовые сетки, войлок, ткани, бумагу, композиционные материалы и керамику). Используют грубую и тонкую очистку;

– центробежная очистка. Очистка масел осуществляется с помощью центрифуг и является наиболее эффективным и высокопроизводительным методом удаления механических примесей и воды. Основан на разделении различных фракций неоднородных смесей под действием центробежной силы. Применение центрифуг обеспечивает очистку масел от механических примесей до 0,005% по массе и обезвоживание до 0,6% по массе;

физико-химические методы [77]. К физико-химическим методам рециклинга отработанных нефтепродуктов относятся:

– коагуляция. Метод основан на укрупнении частиц загрязнений, находящихся в масле в коллоидном или мелкодисперсном состоянии, осуществляется с помощью специальных веществ – коагулятов (электролиты неорганического и органического происхождения, поверхностно-активные вещества (ПАВ), не обладающие электролитическими свойствами, коллоидные растворы ПАВ и гидрофильные высокомолекулярные соединения). Процесс зависит от количества вводимого коагулянта, продолжительности его контакта с маслом, температуры, эффективности перемешивания и т.д. Продолжительность 20…30 мин, после чего проводят очистку масла от укрупнившихся загрязнений с помощью отстаивания, центробежной очисткой или фильтрованием;

– адсорбционная очистка. Метод основан на использовании способности веществ, служащих адсорбентами (вещества природного происхождения: отбеливающие глины, бокситы, природные цеолиты или искусственного происхождения: силикагель, окись алюминия, алюмосиликатные соединения, синтетические цеолиты), удерживающих загрязняющие маслопродукты на наружной поверхности гранул и на внутренней поверхности пронизывающих гранулы капилляров.

Осуществляют методами: контактным – масло перемешивается с измельченным адсорбентом; перколяционным – масло пропускается через адсорбент; методом противотока – масло и адсорбент движутся навстречу друг другу;

– ионно-обменная очистка. Метод основан на способности ионитов (ионно-обменных смол) задерживать загрязнения, диссоциирующие в растворенном состоянии на ионы. Иониты – это твердые гигроскопические гели, получаемые путем полимеризации и поликонденсации органических веществ и не растворяющиеся в воде и углеводородах. Осуществляют контактным методом при перемешивании отработанного масла с зернами ионита размером 0,3…2,0 мм или при пропускании масла через заполненную ионитом колонну. Позволяет удалять из масла кислотные загрязнения, но не обеспечивает задержки смолистых веществ;

– селективная очистка. Метод основан на избирательном растворении отдельных веществ, загрязняющих масло: кислородных, сернистых и азотных соединений. Селективные растворители – это фурфурол, фенол и его смесь с крезолом, нитробензол, различные спирты, ацетон, метил этиловый кетон и др. жидкости. Разновидностью очистки является обработка отработанного масла пропаном, при которой углеводороды масла растворяются в пропане, а асфальтосмолистые вещества, находящиеся в масле в коллоидном состоянии, выпадают в осадок;

химические методы [77]. Методы основаны на взаимодействии веществ, загрязняющих отработанные масла, и вводимых в эти масла реагентов. В результате химических реакций образуются соединения, легко удаляемые из масла. К химическим методам относятся:

– сернокислотная очистка. В результате такой очистки образуется большое количество кислого гудрона – трудно утилизируемого и экологически опасного отхода. Очистка не обеспечивает удаления из отработанных масел полициклических аренов и высокотоксичных соединений хлора. По числу установок и объему перерабатываемого сырья стоит на первом месте в мире;

– гидроочистка. У данного метода большие возможности получения высококачественных масел, увеличения их выхода и с большой экологической чистотой по сравнению с сернокислотной и адсорбционной очистками. Недостаток – это потребность в больших количествах водорода. Порог экономически целесообразной производительности 30…50 тыс. т/год.;

– процессы с применением натрия и его соединений. При использовании данного метода используется металлический натрий.

Образуются полимеры и соли натрия с высокой температурой кипения, что позволяет отогнать масло. Выход очищенного масла превышает 80%. Процесс не требует давления и катализаторов, не связан с выделением хлоро- и сероводорода;

термохимический метод (термический крекинг) [78]. В приемной емкости отработанное масло перемешивается и нагревается, а затем подается в выпарной аппарат отделения обезвоживания, в котором при температуре 110°С и вакууме происходит отделение масла от воды и легкокипящих углеводородов (в основном, фракций бензина). Пары воды и бензина после конденсации разделяются в отделении очистки водного дистиллята. Бензин и вода после дополнительной доочистки реализуются как товарные продукты. Обезвоженное масло с содержанием воды не более 1% подается в отделение термического крекинга, где в котле при температуре 380…420°С без доступа воздуха происходит деструкция молекул высококипящих углеводородов с образованием более легких углеводородов, входящих в состав печного топлива и бензина, и их испарение. Одновременно с этим процессом из котла непрерывно удаляются неразложившиеся высококипящие углеводороды, образующие битумную фракцию в количестве 8…12% массы перерабатываемых масел. Технология характеризуется высокой эффективностью выхода целевого продукта, который достигает 75…85% количества перерабатываемого сырья. Единственный отход – это небольшое количество кокса (около 0,5%), который периодически удаляется из котла крекинга. Преимущества: простота технологического процесса и его аппаратурного оформления; возможность переработки широкого спектра отработанных масел; малоотходность и экологическая безопасность производства; получение с высоким выходом основного товарного продукта – печного топлива; ограниченная площадь размещения производства и его полная автоматизация; сравнительно небольшой объем капиталовложений;

биологический метод (выращивание биомассы) [78]. Метод предназначен для получения ценных биопрепаратов и физиологически активных соединений. Технология основана на выращивании микробной биомассы на отходах нефтепродуктов, являющихся источниками органического углерода, которая может быть использована: в виде суспензии, пасты или порошка, применяемых в качестве активных и эффективных биопрепаратов для очистки объектов окружающей среды от загрязнений нефтью и другими экотоксикантами; в качестве эффективного удобрения в парково-декоративном и цветоводческом хозяйстве, а также в качестве компонентов компостов, применяемых для повышения урожайности технических культур; для получения серии ценных и дорогостоящих физиологически активных соединений (аминокислот, протеинов, ферментов, витаминов, липидов, лекарственных препаратов и т.д.).

7.3. Рециклинг АБ

Свинец – один из наиболее широко используемых в технике цветных металлов. Его производство и потребление непрерывно растет.

Свинец относится к числу металлов, которые многократно включаются в сферу материального производства, так как относительно мало теряются в процессе промышленного использования.

Общая характеристика рециклинга АБ [84]:

балансовые запасы свинца 126,6 млн. т [73];

для получения 1 т свинца требуется породы, топлива, воды и др.

компонентов – примерно 1000 т [57];

АБ широко используют в качестве автономных химических источников тока уже более 150 лет. В 1883 г. испанским инженером Генри Тудором был изобретен сам принцип изготовления пластин для аккумуляторов в виде решетки [66]. Создал накопитель электрической энергии (аккумулятор) Гастон Планте в 1859… 1860 гг. в лаборатории Александра Беккереля – второго представителя славной династии французских физиков [67];

для производства АБ тратится производимого свинца – 30…45% [73];

количество свинца в АБ – до 60% массы;

срок эксплуатации основных типов АБ – 3…5 лет [65];

количество в РФ:

– отработанных АБ – 180…200 тыс. т/год;

– собираемых для последующей переработки – 25…30%;

дефицит свинца и его сплавов в РФ – 50…60 тыс. т/год;

объем свинца, получаемого из отработанных АБ по Москве – 9,5…10,0 тыс. т/год;

повторно используемые отработанные АБ по Москве – 13%;

перерабатывается и утилизируется отработанного электролита

– 40 тыс. т/год (11%);

степень переработки АБ в экономически развитых странах – 95…98%;

содержание пластмассовых компонентов в АБ – 10%.

Отработанные АК относятся к отходам II класса опасности [72].

В большинстве развитых стран состояние сбора и переработки отработанных АКБ находится под контролем государственных и общественных экологических организаций. В ЕС, США и Японии приняты специальные законодательные акты и правительственные постановления по утилизации отработанных АБ, разработаны и эффективно действуют системы сбора и транспортировки отработанных АБ на перерабатывающие предприятия. Так, в Швеции и Италии введена система сбора залога при импорте и покупке АБ, а собранные средства поступают непосредственно предприятию-переработчику. Эти мероприятия позволили увеличить переработку аккумуляторного лома (в Германии до 95%, в Швеции свыше 98%, в Японии свыше 90%, в США не менее 97%) и долю вторичного свинца в общем балансе его производства более чем на 60% [52].

За рубежом АБ поступают на перерабатывающие предприятия с электролитом, на котором он нейтрализуется и перерабатывается в попутный продукт – сульфат натрия и гипс. Большинство отработанных АБ в мире перерабатывают по технологии, которая включает предварительную разделку и сепарацию лома и обеспечивает раздельное получение свинцово-сурьмянистых сплавов и мягкого свинца.

В г. Москве и в Московской обл. создан центральный пункт сбора отработанных АБ и слива из них электролита. Электролит поступает на переработку на ближайшее химическое производство в г. Воскресенске, а осушенные аккумуляторы реализуются металлургическим свинцово-перерабатывающим предприятиям.

В настоящее время одним из основных источников получения свинца в РФ является вторичное сырье, к которому относятся и снятые с эксплуатации АБ.

Отходы АБ включают:

металлический свинец и его сплавы, которые используют в промышленности, в т.ч. в производстве новых АБ;

полипропилен, который используют для изготовления новых корпусов АБ и других промышленных изделий;

электролит, который применяют для разложения некоторых минералов, при травлении стальных изделий, для регенерации ионообменных смол и т.д. После очистки используют в новых АБ или нейтрализуют.

Этапы рециклинга АБ приведены на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Этапы рециклинга АБ

Системы сбора АБ с электролитом («обратной реализации») [89]:

четырех П. Производитель АБ (аккумуляторный завод) передат их в систему розничной торговли (Продавцу), а Потребитель снова возвращает отработавшие батареи Продавцу, который и отправляет их на перерабатывающее предприятие (Переработчику). Наиболее часто используется в странах (регионах), где перерабатывающие предприятия располагаются сравнительно недалеко от приёмных пунктов сбора. Сущность её состоит в том, что Потребитель, приобретая новые батареи, оставляет Продавцу отслужившие батареи (как и было когда-то в России), которые тот накапливает и периодически отправляет Переработчику;

пяти П (Производитель Продавец Потребитель Продавец) предусматривает использование дополнительной сети специализированных приёмно-транспортных предприятий (Перевозчиков) для сбора АБ у Продавца и в других пунктах сбора, доставки их Переработчику. В этом случае Продавец оплачивает только часть транспортных расходов и только со своих пунктов сбора. Подобные системы работают в Англии и Германии. В Японии и Бразилии сбором и транспортировкой АБ занимаются две разные группы участников: Приёмщики собирают батареи со всех возможных пунктов сбора, а Перевозчики доставляют их Переработчику. Подобная система удобна для стран, где уже имеется развитая сеть сбора АБ и есть возможность создания более организованной инфраструктуры, разработки правовой основы, позволяющей более конкретно определять круг участников этого процесса и сферу их ответственности;

семи П. В США и Франции Потребитель покупает у Продавца новые и сдаёт ему отслужившие батареи, а тот, в свою очередь, сдаёт их Производителю, который и поставляет батареи Переработчику. Таким образом, сбором и транспортировкой занимается непосредственно Производитель новых батарей.

Технологии рециклинга АБ:

ручная разделка АБ в пунктах приемки и сбора (рис. 7.3) [54];

механизированная разделка АБ (рис. 7.4 и 7.5) [53, 58].

Методы переработки аккумуляторного лома (АЛ):

шахтная плавка АБ (рис. 7.6) [55, 56]. Процесс универсальный, автоматизирован и механизирован, управление процессом осуществляется специальной электронной системой. Позволяет перерабатывать металлическую фракцию АБ и вторичное свинцовое сырье практически любого состава. Процессы: 1. В верхних горизонтах печи АЛ постепенно прогревается потоками горячих отходящих газов и по мере опускания шихты и повышения температуры происходит выплавление металлической части лома.

2. В зоне высоких температур (фурменном поясе) протекают процессы диссоциации и восстановления оксидов и сульфатов свинца (120…1300°С). 3. Свинцовый сплав стекает вниз и концентрируется на дне ванны. Шлак располагается над свинцовой ванной. 4. Продукты сгорания органических веществ (пластмасса, эбонит, сепараторы) окисляются в камере дожигания. 5. Отходящие газы, содержащие пыль, смешиваются с холодным воздухом с целью снижения температуры до 120…200°С для последующей очистки в рукавных фильтрах. Очищенные газы после фильтра поступают в дымовую трубу;

Рис. 7.3. Ручная разделка АБ в пунктах приемки и сбора

–  –  –

плавка в отражательной печи (рис. 7.7) [62]. Печи футеруют шамотным кирпичом. Поскольку свинец очень легко проникает в огнеупорную кладку, ванну печей заключают в сварной кожух для предотвращения утечки свинца из печи. Процессы осуществляются так же, как и при шахтной плавке. Образуются два жидких слоя: металлический сплав и шлак. Металл выпускают в рафинировочный котел. После выпуска металла выпускают в шлаковые тележки жидкие шлаки. Общее извлечение свинца достигает 95%. На отечественных заводах этот вид плавки распространения не получил;

плавка во вращающихся печах [60]. Способ является наиболее интенсивным процессом за счет более полного контакта между компонентами шихты при вращении барабанной печи. Продолжительность одного цикла плавки составляет 6…6,5 ч. Черновой металл содержит 97…99% свинца. Преимущества переработки:

возможность работы печей в прерывистых режимах и использование различных видов материалов (шлаки, пыль, аккумуляторный лом и др.); сниженные объемы выбросов свинца в окружающую атмосферу. Недостаток – образование щелочных шлаков (20…30% металла с содержанием в них до 5,0% свинца), которые классифицируются как опасные, требующие специальных мест захоронения;

электротермическая содово-восстановительная плавка [60].

Включает в себя совмещенный процесс плавки и реакционного взаимодействия оксидно-сульфатной части лома с компонентами шихты. Осуществляется твердым углеродом и продуктами его частичного окисления в присутствии карбоната натрия за счет прямого нагрева шихты электрическим током и тепла за счет горения углеродсодержащего топлива. Если эбонитовые или пластмассовые моноблоки не подвергаются рециклингу, то они служат источником дополнительного тепла и уменьшают расход восстановления. Возможно осаждение вместе со свинцом таллия, олова, висмута, сурьмы. Последние три металла практически всегда присутствуют в АЛ. Преимущества – это отсутствие пыли и газов, выбрасываемых в атмосферу, возможность использования оборотной воды и получения чистого свинца без дополнительного рафинирования. Недостатки – большой удельный расход электроэнергии (например, в 1,5 раза выше по сравнению с электротермическими методами); большая продолжительность процесса (~40 ч); необходимость поддержания требуемого состава электролита и нейтрализации растворов;

невозможность прямого извлечения сурьмы.

Рафинирование чернового свинца предназначено для очистки от:

меди (первый этап). Медь мало растворяется в свинце при низких температурах, а оставшаяся после ликвации медь удаляется с помощью серы;

висмута (второй этап). Стадии: 1-я – это удаление висмута кальцием и магнием; 2-я – удаление висмута кальцием, магнием и сурьмой;

олова, мышьяка и сурьмы (третий этап). Этот процесс называют смягчением, поскольку эти примеси в свинце делают его твердым. Нагревают свинец до температуры 750…800°С с продувкой расплава воздухом. Способы очистки: окислительный – в небольших отражательных печах путем подачи воздуха к поверхности свинцовой ванны или продувки ее воздухом при температуре 750…800°С; щелочной – основан на способности образовывать со щелочью нерастворимые в свинце соединения (Na3AsO4, Na3SbO4, Na2SnO3) при температуре 400…450°С;

серебра (четвертый этап). Операция связана с введением в расплав цинка.

Утилизация электролита [63]. Существуют два принципиальных пути утилизации сернокислотного электролита: нейтрализация с последующим сбросом в стоки и регенерация с получением серной кислоты как товарного продукта. Технологическая схема утилизации электролита приведена на рис. 7.8.

Рис. 7.8. Технологическая схема утилизации электролита

–  –  –

Сегодня в России большинство юридических (автотранспортные предприятия, мастерские и СТО) и физических владельцев автомобилей избавляются от старых шин вывозом их на полигоны, или просто выбрасываю в ближайший кювет.

Знаете ли ВЫ, что:

для изготовления одной шины используются 35 л нефти;

вышедшие из эксплуатации старые шины являются твердым бытовым отходом 4 класса опасности [72];

–  –  –

Понимая степень экологической опасности ИШ, в ЕС уже давно запрещено их захоронение и сжигание на свалках, а переработка оказалась достаточно выгодной и сегодня стремительно набирает обороты в развитых странах, особенно в Великобритании, Японии, Германии, Финляндии, Испании и Италии. Утилизация ИШ во всех странах ЕС платная: тот, кто сдает ИШ, обязан оплатить так называемый экологический взнос, который в зависимости от веса и категории шин может варьироваться от 0,55 до 110 евро. Политика утилизации использованных шин в ведущих регионах Европы представлена в табл. 7.2.

–  –  –

В настоящее время в ЕС работают три модели организации и финансирования сбора и утилизации изношенных шин [25]:

1. Система налоговых сборов (Tax System) – государство обязует производителей шин выплачивать специальные налоги, которые служат основным источником дотаций для перерабатывающих производств. Данная система действует в Венгрии, Дании, Словакии, Латвии, на Кипре.

2. Система, базирующаяся на ответственности поставщиков шин (Producer Responsibility). Ответственность за утилизацию ИШ несут поставщики (производители и импортеры) новых шин, а источником финансирования процессов рециклинга служит специально созданный Фонд, в который производственные компании перечисляют средства пропорционально объему собственной выручки. Например, если компания произвела в год 1 млн. шин для внутреннего рынка (Европа), то за каждую шину она должна перечислить в Фонд определенную сумму (от 1 до 5 евро). Таким образом, расходы на утилизацию ИШ (recycling fee) учтены в стоимости новых шин. Данная система действует в большинстве европейских стран: Швеция, Норвегия, Финляндия, Португалия, Польша, Франция. Ожидается переход к такой модели в Великобритании, Испании и Венгрии. Ярким примером Фонда может послужить фонд Alaipur (Франция), у которого совокупный оборот денежных средств в 2009 г. составил 55,9 млн. евро. Основными участниками фонда являются такие компании, как Bridgestone, Continental, Dunlop Goodyear, Kleber, Michelin и Pirelli.

3. Свободная рыночная модель (Free Market System). Каждый участник рынка переработки ИШ самостоятельно выбирает контрагента в рамках установленных законодательных норм. Подобная модель действует в Германии и Италии.

В США автовладельцы сдают на переработку, в среднем, от 218 млн. ИШ в год, в то время как на автомобильном рынке появляется 281 млн. новых шин [27]. Уровень переработки ИШ в США составляет около 86% [24], а законодательное регулирование отрасли переработки ИШ осуществляется на уровне штатов.

Так, например, в:

12 штатах запрещен любой способ захоронения ИШ (целых и резаных); 48 штатах приняты специальные законы, регулирующие систему обращения ИШ, согласно которым их выбрасывать, оставлять на обочине дороги или в других местах, считается нелегальным делом, а население обязано сообщать в соответствующие органы власти о нарушителях действующего законодательства. Основным источником финансирования системы обращения с ИШ в большинстве штатов являются сборы (tire fees), которые взимаются при продаже новых шин либо при регистрации новых транспортных средств. Размер платежа – 0,5…2,0 дол. за шины легковых автомобилей; 3…5 дол. – грузовых автомобилей.

В тех штатах, где неразвита подобная модель финансирования, компании-сборщики ИШ взимают плату за размещение их у себя либо также включают расходы в стоимость реализуемых шин.

В США ИШ используются в [27]:

качестве: топлива (115 млн. ИШ используются ещё и в качестве топлива, т.к. дроблёная авторезина дает на 10…16% больше тепла, чем каменный уголь); товаров народного потребления (резиновых ковриков, шлангов и т.п.); экспортного товара (около 15 млн. ИШ экспортируется из США, прежде всего, в Мексику и Японию, 20% всех продаваемых в Мексике шин – это подержанные американские шины);

строительстве: покрытия на спортивных сооружениях и детских игровых площадках (34 млн. подвергнутых переработке старых);

автомобильные дороги (40 млн. подвергнутых переработке ИШ).

При этом дороги не только покрываются специальным «шинным» асфальтом, который по цене дешевле, чем обычный, но и огораживаются шумозащитными стенами, изготовленными из смеси цемента и измельчённой авторезины. Например, в 1997 г.

в США был принят специальный закон о шинах, согласно которому дорожные компании могут получить подряд на строительство дорог только в том случае, если они обязуются при укладке дорожного полотна использовать продукты переработки шин.

Примерно 16 млн. ИШ всё ещё закапываются в землю, которые перед закапыванием измельчают на куски. Измельчение шин помогает предотвратить «всплывание» шинных захоронений на поверхность и нарушение поверхностного слоя земли (при закапывании целых шин они имеют тенденцию с годами подниматься всё ближе и ближе к поверхности).

Уровень переработки ИШ в Японии составил 88,5% [24], а организованная система их сбора и переработки существует уже более 20 лет. Основным стимулом развития отрасли стало принятие «Закона о переработке отходов», который обязывает гражданина Японии лично доставлять ИШ на пункты сбора (обычно на ту же заправочную станцию, где они в свое время и были куплены). При этом владелец платит за утилизацию 300 иен (около 3,3 дол.). Кроме того, в Японии действует также закон, возлагающий ответственность за сбор и утилизацию шин на самих производителей новых шин.

В России в полной мере проблема утилизации ИШ стала ощущаться только к середине 2000-х гг., когда уровень автомобилизации населения достиг в стране достаточно заметных объемов. На сегодняшний день в России объем выбрасываемых ИШ составляет около 850 тыс. т в год, а объем механической их переработки не превышает 17% общего объема ежегодных шинных отходов [25, 27] и еще до 20% ИШ сжигается. Оставшийся объем приходится на захоронение. При этом к 2015 г. объем ежегодно образующихся в России ИШ может достичь уже 723 тыс. т (табл. 7.3) с содержанием, тыс. т: резины – 493,1; проволоки – 58,7; текстиля – 102,9 (табл. 7.4).

Таблица 7.3 Оценка общего объема шин на утилизацию в РФ в 2012…2015 гг.

, тыс. т Год Автомобили Легковые и внедорожники 279,8 316,1 348,2 373,6 Легкогрузовые 46,1 50,3 54,5 56,9 Грузовые комбинированные 241 273,3 291,8 292,5 Итого: 566,9 639,7 694,5 723

–  –  –

Более 10% изношенных шин образуется в Москве (70 тыс. т), Петербурге и Ленинградской области (50 тыс. т).

Такое ужасное положение дел связано с:

отсутствием системы организованного сбора ИШ;

не готовность владельца автомобиля (больше половины ИШ образуется в частном секторе) брать на себя затраты по транспортировке ИШ в пункт приема и их дальнейшей утилизации;

тем, что действующие перерабатывающие предприятия в основном работают с сырьем, поступающим от промышленных компаний (шинных заводов, автохозяйств, компаний, оказывающих услуги шиномонтажа и автосервиса и др.);

тем, что подавляющее большинство предприятий по переработке ИШ являются маломощными с годовым потреблением сырья в объеме до 10000 т и что в общем числе предприятий по переработке они составляют 77% (табл. 7.5). Эти предприятия обеспечивают только 41% общего объема переработки шин.

По оценкам специалистов из Ассоциации «Шинэкология» при московском НИИ шинной промышленности, в масштабах всей страны создание мощностей, рассчитанных на переработку 800 тыс. т авторезины в год, обойдётся примерно в 120 млн. $ [27].

Таблица 7.5 Распределение предприятий по переработке шин по мощности, % Мощность предприятия, тыс.

т/г Количество предприятий 10… 20 14 Наиболее распространёнными и перспективными областями применения вторичной резиновой крошки в России являются:

в качестве добавки: до 15% в резиновые смеси при производстве автомобильных шин; до 50…70% при изготовлении резиновой обуви и других РТИ, в том числе для автомобилей (рис. 7.10а);

для модификации нефтяного битума в асфальтобетонных смесях, используемых при строительстве автомобильных дорог, которые улучшают их деформационные и фрикционные свойства (рис. 7.10б). Такие добавки позволяют увеличить прочность покрытия дорог, а также их стойкость к удару, морозостойкость и стойкость к растрескиванию полотна при температурных перепадах. Объём дробленой резины в составе таких усовершенствованных покрытий должен составлять около 2% от массы минерального материала, т.е. 60…70 т на 1 км дорожного полотна.

При этом срок эксплуатации дорожного полотна увеличивается в 1,5…2 раза [27];

–  –  –

для производства: композиционных кровельных материалов (рулонной кровли и резинового шифера); подкладок под рельсы;

резинобитумных мастик; вулканизованных и невулканизованных рулонных гидроизоляционных материалов; массивных резиновых плит для комплектования трамвайных и железнодорожных переездов, отличающихся длительностью эксплуатации, хорошей атмосферостойкостью, пониженным уровнем шума и современным дизайном; спортивных площадок с удобным и безопасным покрытием; животноводческих помещений (рис. 7.10в);

регенерата резины (тонкоизмельчённая крошка резины с введёнными добавками, улучшающими её свойства и прошедшая специальную обработку);

для строительства современных футбольных полей с искусственным травяным покрытием и напольных покрытий для спортивных сооружений (рис. 7.10г), легкоатлетических манежей, тротуарных покрытий (рис. 7.10д), звукопоглощающих экранов, панелей, жгутов;

в качестве сорбента для сбора сырой нефти и жидких нефтепродуктов с поверхности воды и почвы, поскольку резиновые порошки обладают высокой сорбирующей способностью по отношению к этим загрязнителям. Свойства резинового порошка таковы, что практически исключают образование эмульсии с водой в собранных нефтепродуктах, не «поглощают» воду, т.е.

сорбенты из резинового порошка обладают высокой селективностью. Кроме того, благодаря отсутствию эффекта набухания, поглощённый нефтепродукт может быть отжат под давлением, что, в свою очередь, позволяет использовать сорбент многократно, уменьшая, тем самым, себестоимость сбора нефтепродуктов.

Главными потребителями регенерата в России выступают химические производства. Однако в связи с низким спросом его на внутреннем рынке они вынуждены экспортировать регенерат в США, Италию, Китай и другие страны.

Существуют два направления действий по отношению к изношенным шинам – это их утилизация (сжигание или переработка) или продление срока их службы.

1. Сжигание. Существуют два способа сжигания с целью утилизации энергии [26]:

прямой. В первом случае 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). Одним из главных недостатков переработки сжиганием – это уничтожение химически ценных веществ, содержащихся в материале изношенных шин. В США и Великобритании успешно работают установки для целлюлозно-бумажных комбинатов и цементных заводов и даже электростанции, в которых в качестве топлива используется резиновая крошка или ИШ;

косвенный. Во втором случае на сжигание поступает газ, полученный в процессах переработки ИШ, например, при пиролизе (основан на термическом разложении отходов при отсутствии или большом дефиците кислорода с целью сохранения углеводородного сырья). Пиролиз (от греч. pyr – огонь, жар и lysis – разложение, распад) – превращение органических соединений в результате деструкции их под действием высокой температуры.

Энергия горючего газа используется для получения горячей воды или водяного пара при помощи теплообменников.

Рис. 7.11. Процесс утилизации ИШ компании BEUME [50]

Примером успешного использования прямого способа может служить процесс утилизации ИШ компании BEUMER [50], который применяют в цементной промышленности в качестве топлива ИШ (рис. 7.11). ИШ поставляются на грузовом автотранспорте и складируются в бункере для целых шин, который имеет объем, способный закрыть потребность производства в течение нескольких дней. При помощи крана с грейферным захватом ИШ подаются в измельчитель, где режутся на части необходимой величины перед тем, как будет удален разгрузочный бункер, в который собираются порезанные части ИШ. Бункер для промежуточного хранения измельченного материала имеет достаточное буферное пространство, чтобы накапливать материал в течение временных остановок подачи топлива. Устройство подачи отрегулировано на постоянную скорость подачи топлива, которая может быть точно определена в соответствии с необходимым количеством топлива в пределах определенного допуска. Точно отмеренное количество топлива транспортируется к теплообменнику и загружается в кальцинатор через шлюз с тремя клапанами.

2. Переработка. В настоящее время все известные методы переработки ИШ можно разделить на две группы – это физический и химический методы переработки ИШ.

2.1. Физические методы переработки ИШ. В настоящее время все большее значение приобретает направление использования отходов в виде дисперсных материалов (резиновой крошки). Наиболее полно первоначальная структура и свойства резины сохраняются при механическом измельчении [26].

Процесс измельчения, несмотря на кажущуюся простоту, очень сложный не только по определению характера, величины и направления нагрузок, но и по трудности количественного учета результатов разрушения.

В зависимости от температуры способы измельчения бывают при отрицательных и положительных температурах, а по механическому воздействию: ударом, истиранием, сжатием, сжатием со сдвигом, резанием.

Существуют три условные категории технологий коммерческой переработки ИШ [21]: измельчение, пиролиз (высоко- и низкотемпературный), разложение при помощи химических растворителей.

Измельчение. При измельчении используют несколько методов:

механический, озонный, взрывной, криогенный, комбинированный и др. На выходе получаются резиновая крошка различной степени грубости и металлический (текстильный) корд.

Метод механического дробления (безотходный и экологически чистый). В основу технологии переработки заложен принцип механического измельчения ИШ до небольших кусков с последующим механическим отделением металлического и текстильного корда. Метод базируется на принципе «повышения хрупкости» резины при высоких скоростях соударений и получения тонкодисперсных резиновых порошков путем экструзионного измельчения полученной резиновой крошки. При механическом способе ИШ предварительно моют, просушивают и нарезают. Далее они проходят различные этапы – измельчение, отделение металлического и текстильного корда. В итоге получается резиновая крошка, сфера дальнейшего применения которой зависит от размера ее частиц.

Направления использования:

резиновой крошки фракции:

– 0,6…1 мм – в качестве добавки в: резиновые смеси для изготовления новых автомобильных шин (5…20%) или резиновой обуви (до 50…70%); композиционные кровельные материалы (рулонная кровля и резиновый шифер); подкладки под рельсы; резинобитумные мастики; вулканизованные и невулканизованные рулонные гидроизоляционные материалы; модификации нефтяного битума в асфальтобетонных смесях, а также в качестве сорбента для сбора сырой нефти и жидких нефтепродуктов с поверхности воды и почвы, для тампонирования нефтяных скважин, гидроизоляции зеленых пластов и т.д.;

– 1…2 мм – для производства футбольного поля с искусственным травяным покрытием; в качестве наполнителя в некоторых спортивных изделиях;

– 2…4 мм – для производства напольных резиновых покрытий;

шумо- и виброизоляционных материалов; тротуарной плитки; наполнителя в некоторых спортивных изделиях;

текстильного корда – в качестве теплоизолирующего материала для производства сэндвич-панелей; при производстве фибробетона в качестве фибры;

металлокорда – идет на переплавку для получения стали и дальнейшего использования в промышленности.

Рис. 7.12. Общая схема технологии по переработке ИШ

Технологический процесс (рис. 7.12) включает следующие этапы:

этап 1. Предварительное измельчение.

Поступающие со склада ИШ подаются на участок их подготовки, где они моются и очищаются от посторонних включений. На установке предварительного измельчения (агрегаты трехкаскадной ножевой дробилки) ИШ нарезаются роторными ножницами на полосы шириной примерно 70…100 мм. С помощью дискового сита большие куски ИШ отделяются и еще раз подаются на роторные ножницы. В результате каждый кусок ИШ проходит эту машину в среднем 2…3 раза. Куски ИШ, которые достигли требуемого конечного размера (примерно 10x15 см), доставляют с помощью отвального транспортера в бункера временного хранения для легковых или грузовых кусков ИШ в зависимости от подаваемого материала;

этап 2. Гранулирование.

ИШ, предварительно разрезанные на куски размером 10x15 см, на установке гранулирования (молотковой дробилке) в два этапа измельчают в резиновый гранулят размером 10 мм. Данный гранулят пневматически подается на ножевые дробилки, где предварительно измельченные гранулы до размера 10 мм измельчают в гранулы размером 4 мм. При дроблении кусков масса разделяется на резину, металлический корд, бортовую проволоку и текстильное волокно. Металлические отходы брикетируют с помощью пресса для брикетирования;

этап 3. Очистка гранулята.

В процессе очистки гранулят с помощью барабанных магнитов (магнитных сепараторов) и разделительных столов очищают от металлических, текстильных и минеральных примесей. Текстильные нити пневматически отсасываются и централизованно отделяются в фильтрационную установку. Стальные элементы выводятся с помощью транспортеров наружу в контейнер. Минеральные примеси, а также немагнитные металлы собираются в малых контейнерах. После этого происходит разделение на фракции. Размер зерна во фракциях может свободно выбираться за счет установки поддонов с различными наборами сит.

Преимущество данного метода – это получение на выходе высокоразвитой и активной поверхности крошки, низкая себестоимость, низкое энергопотребление по сравнению с криогенными технологиями.

Недостатками являются получаемая форма частиц резины («лохматая»), которая усиливает процесс оксидации и снижает качество крошки, а также усиливает значительный износ режущего и размалывающего оборудования [27]. Производство связано с образованием вредных газовых выбросов.

В России значительное количество ИШ находится на неорганизованных и случайных свалках, в то же время предприятие по переработке шин может испытывать нехватку сырья, особенно в зимний период, а транспортировка же целых ИШ на предприятие, перерабатывающее ИШ, сопряжена с неэффективным использованием транспортных средств. Известно, что загрузка транспорта ИШ составляет не более 25% его грузоподъемности [51]. Повысить эффективность транспортных перевозок возможно путем увеличения загрузки транспортного средства, что достигается предварительной порезкой или предварительным дроблением ИШ в местах их складирования, что позволяет довести загрузку транспортного средства до 80…100%.

Предварительную порезку ИШ можно производить на передвижных комплексах в следующем составе [51]: борторезный станок, смонтированный на автомобильном прицепе; станок для выдергивания бортовых колец; станок-секатор для разделки ИШ на сегменты (рис. 7.13).

Технология предварительной порезки шин: на борторезном станке из ИШ вырезается ее часть с бортовым кольцом и одновременно она разделяется по диаметральному сечению на две половинки. Затем часть ИШ с бортовым кольцом поступает на станок для выдергивания бортового кольца, где и происходит его удаление. Половинки ИШ безортового кольца поступают на секатор, где происходит их порезка на части – «сегменты» (4, 6, 8 штук). Загрузка транспорта «сегментами» позволяет использовать около 80% грузоподъемности, что значительно повышает эффективность перевозки.

–  –  –

Передвижной комплекс может быть дополнен передвижным шредером, установленным на автомобильном прицепе (рис. 7.14). В этом случае половинки ИШ, «сегменты» или целые ИШ с вырезанным бортовым кольцом подаются в шредер, где происходит их измельчение до размеров около 60х120 мм. Такой материал позволяет использовать 100% грузоподъемности транспортного средства.

Рис. 7.14. Передвижной комплекс: 1 – шредер ДНВ2-400; 2 – шасси-прицеп типа МАЗ 93892; 3 – бункер загрузочный; 4 – транспортер подающий;

5 – привод; 6 – шкаф управления Метод переработки резиносодержащих отходов в среде углеводородного теплоносителя, разработанный «НПП ТЕРМОЛИЗ»

(рис. 7.15) [22].

Рис. 7.15. Технологическая схема, разработанная компанией «НПП ТЕРМОЛИЗ»:

1 – испаритель; 2 – синтетическая нефть; 3 – ректификационная колонна;

4 – компрессор; 5 – фильтр; 6 – реактор «Р1»; 7 – резиновая крошка;

8 – реактор «Р2»; 9 – сажа

В основу технологического процесса положен способ переработки резиносодержащих отходов в среде углеводородного теплоносителя. Этапы технологического процесса:

ИШ предварительно измельчается в крошку размером до 5 мм и очищается от металлического и текстильного кордов;

крошка поступает в реактор (Р1), в котором циркулирует углеводородный теплоноситель. Продвигаясь по реактору, крошка нагревается и происходит ее разложение (термолиз) на твердую (технический углерод) и газообразную (углеводородный газ) фракции;

твердая фракция подается в реактор облагораживания технического углерода (Р2), а газообразная через фильтр направляется в ректификационную колонну, где разделяется на синтетическую нефть, бензиновую фракцию и газ. Бензиновая фракция, являясь теплоносителем, направляется на циркуляцию, а синтетическая нефть поступает на склад. Остатки газа подвергаются сжатию в компрессоре и служат для регенерации фильтра;

технический углерод, пройдя стадию облагораживания, направляется на упаковочную машину и далее на склад.

Конечные продукты:

технический углерод – высокодисперсный продукт черного цвета, обладающий высокими сорбционными свойствами. Технический углерод используется в резинотехнической, полимерной и лакокрасочной промышленностях. В резинотехнической отрасли углерод чаще всего применяется в качестве усиливающего компонента или инертного наполнителя. Около 70% всей выпускаемой сажи используется в производстве шин, около 20% в производстве резинотехнических изделий. Остальное количество находит своё применение в качестве черного пигмента (лакокраска, копировальная техника и т.п.), замедлителя «старения»

пластмасс; компонента, придающего пластмассам специальные свойства (электропроводные, способность поглощать ультрафиолетовое излучение, излучение радаров);

синтетическая нефть образуется в результате термической деструкции отработанных автомобильных покрышек и резинотехнических изделий. По вязкости получаемый продукт сравним с тракторным керосином, имеет резкий запах, обусловленный присутствием ароматических углеводородов, обладает черным цветом с оттенками коричневого, малосернистый, температура застывания – около – 27°С. Применение синтетической нефти может осуществляться различными способами: от разгонки на фракции (бензин, солярка, мазут) до простого сжигания в качестве печного топлива. Тяжелая фракция может быть использована при производстве автопокрышек (мягчитель, пластификатор). Синтетическую нефть также применяют в качестве замены дизельного топлива для обогрева производственных помещений и в качестве добавки в обычную нефть для увеличения температуры застывания последней.

Метод низкотемпературного охлаждения. Криогенная технология измельчения покрышек основывается на одновременном использовании физических явлений, способствующих более эффективному протеканию процесса – ослабление связей между металлическим кордом и резиной за счет различия их коэффициентов термического расширения, что приводит к растрескиванию и частичному отделению резины от металла (рис. 7.16).

Рис. 7.16. Схема низкотемпературной технологии

К достоинствам криогенной технологии переработки отходов относятся: высокая степень разделения отходов на компоненты; снижение энергозатрат на дробление; возможность получения высококачественных материалов; улучшение условий пожаробезопасности;

улучшение условий труда и др. Низкие температуры можно получить при использовании жидкого азота (t = –196°С). Метод требует постоянного пополнения запасов азота, который стоит дорого. Вдобавок, около 30% азота теряется при перемещении из емкости в емкость и хранении.

В Висконском Университете (США) [4] разработан способ утилизации ИШ с использованием азота, в результате ИШ становятся хрупкими, как стекло, их дробят и получают сырье для дорожного покрытия. Испытания, проведенные на дороге с таким покрытием, показали, что у этого шоссе прекрасный коэффициент сцепления с автомобильными колесами, а уровень шума самый низкий.

На фирме «Турботехмаш» [23] создана установка по переработке ИШ с воздушными турбохолодильными машинами российского производства, которая является эффективной в диапазоне температур от –60 до –110°С и позволяют снизить себестоимость получения холода в 3…4 раза и удельные энергозатраты в 2…3 раза по сравнению с применением жидкого азота.

Рис. 7.17. Технологическая схема низкотемпературной переработки изношенных шин и отходов РТИ: 1 – машина для вырезки бортов; 2 – дробилка двухвалковая ножевая; 3 – дробилка роторная ножевая; 4 – сепаратор магнитный; 5 – сепаратор воздушный; 6 – генератор холода; 7 – холодильная камера; 8 – молотковая дробилка; 9 – отделитель текстиля;

10 – электросепаратор; 11 – вибросито; 12 – бункер хранения готового продукта; 13 – машина фасовочная Технологическая схема низкотемпературной переработки ИШ приведена на рис. 7.17. В установке используется экологически чистый генератор холода, не требующий вредных хладагентов аммиака и фреона. Оборудование линии позволяет получить крошку со следующими размерами: 0,5…0,65 мм – 50%; 0,65…0,8 мм – 15%; 0,8… 1,2 мм – 15%; 1,5…2,5 мм – 10%; 2,5…3,5 мм – 10%. Предлагаемая технологическая линия дает возможность перерабатывать ИШ как с текстильным, так и с металлическим кордом. Выход материала следующий: резиновая крошка – 65%; корд текстильный – 17%; металл – 17%; отходы – 1%.

Принцип работы установки:

ИШ поступают в узел грубого дробления, где вначале на станке удаляется бортовое кольцо, а затем они попадают в измельчитель (шредер), где разрезаются на крупные куски, которые направляются в роторную дробилку, где происходит измельчение с последующим удалением металлокорда на магнитном сепараторе, пыли и текстиля на аэросепараторе;

далее ИШ поступают в низкотемпературный модуль, состоящий из холодильной камеры, генератора холода, молотковой дробилки. После дробления полученная резиновая крошка поступает в блок тонкой очистки, а затем в бункерную систему накопления и затаривания.

Тепло, которое отводится от холодильных установок, используется для просушки промытых ИШ и для потребностей производства, таких, как, например, обогрев помещений.

Озонный метод деструкции. При таком методе ИШ обдуваются озоном, что приводит к полному их рассыпанию в мелкую крошку с отделением от металлического и текстильного корда. Данная технология абсолютно экологически безвредна – озон окисляет все вредные газообразные выбросы. Этот метод изменяет свойства резины, и поэтому область ее дальнейшего применения ограничена. Озонный способ утилизации ИШ широкого распространения не получил.

Взрывной метод. Метод требует небольшое количество взрывчатых веществ и происходит в герметичных камерах. При таком методе потребность в энергетических затратах в три раза меньше чем при механическом или криогенном методах.

Взрывоциркуляционная технология [27] переработки ИШ заключается в глубоком охлаждении шин, предварительно разрезанных и уложенных в пакеты с последующим их разрушением и измельчением за счёт подрыва взрывчатки в кольцевой камере. В дальнейшем продукты разрушения подвергаются сепарации. Продуктами переработки в этом случае является высококачественная резиновая крошка с сохранением основных физических и химических свойств исходной резины. Преимущества взрывоциркуляционной технологии – это замкнутость производственных циклов без образования вторичных загрязнителей, экологически чистое производство. Недостатком данной технологии является многочисленность подготовительных операций.

Бародеструкционный метод (рис. 7.18). Технология основана на явлении «псевдосжижения» резины при высоких давлениях в герметичной камере и истечении её через отверстия специальной камеры. Резина и текстильный корд при этом отделяются от металлического корда и бортовых колец, измельчаются и выходят из отверстий в виде первичной резино-тканевой крошки, которая подвергается дальнейшей переработке: доизмельчению и сепарации. Металлокорд извлекается из камеры в виде спрессованного брикета.

Этапы технологического процесса:

ИШ подаётся под пресс для резки, где режется на фрагменты массой не более 20 кг. Далее куски подаются в установку высокого давления;

в установке высокого давления ИШ загружается в рабочую камеру, где происходит экструзия резины в виде кусков размерами 20…80 мм и отделение металлокорда;

Рис. 7.18. Схема бародеструкционной технологии

после установки высокого давления резинотканевая крошка и металл подаются в аппарат очистки брикетов для отделения металлокорда (поступает в контейнер) от резины и текстильного корда и выделения бортовых колец;

оставшаяся масса подаётся в магнитный сепаратор, где улавливается основная часть брекерного металлокорда, а затем в роторную дробилку, где резина измельчается до 10 мм;

далее вновь в кордоотделитель, где происходит отделение резины от текстильного корда и разделение резиновой крошки на две фракции: менее 3 мм; от 3 до 10 мм. Отделившийся от резины текстильный корд поступает в контейнер;

если резиновая крошка фракцией более 3 мм интересует потребителя как товарная продукция, то она фасуется в бумажные мешки, а если нет, то она попадает в экструдер-измельчитель.

После измельчения вновь в кордоотделитель. Текстильный корд

– в контейнер, а резиновая крошка – в вибросито, где происходит дальнейшее её разделение на три фракции: I – от 0,3 до 1,0 мм; II – от 1,0 до 3,0 мм; III – свыше 3,0 мм;

фракция резиновой крошки более 3 мм возвращается в экструдер-измельчитель, а резиновая крошка I и II фракции отгружается покупателю.

Преимущества [27]: малая удельная энергоёмкость (на 1 кг исходного сырья расходуется 0,54 кВт/ч); крошка после девулканизации подобна исходным каучукам; максимальный выход товарного порошка; экологическая безопасность.

К недостаткам относят быстрый износ оборудования высокого давления.

Водоструйный метод [28]. ИШ обрабатывается в специальной камере струями воды под высоким давлением. Вода вырывает кусочки резины, которые затем отделяются в специальном сепараторе.

Энергозатраты составляют 1 кВт·ч на 1 кг получаемой резины. Продуктом переработки является резиновая крошка размером от 0,05 до 1 мм. Преимущества – высокое качество получаемого продукта, не требующего больших производственных площадей, экологически чистый процесс. Недостатки – необходимость в водопотреблении.

2.2. Химические методы переработки шин.

Низкотемпературный пиролиз [28]. Смысл метода заключается в том, что ИШ и другие РТИ режутся и подаются в реактор, где их нагревают до температуры 500…600°С, при этом происходит пиролиз резины с выделением газовой, жидкой и твёрдой фаз. Отходящие из реактора газы пиролиза проходят через конденсатор, где выделяется жидкая фаза. Продукты пиролиза частично возвращаются в реактор для поддержания процесса пиролиза, частично сжигаются в энергоустановке. Дымовые газы после очистки выбрасываются в атмосферу.

Продукты переработки – тепло, электроэнергия, металлолом, углеродистый остаток, печное топливо, пирогаз. Из тонны резиновых отходов можно получить пиролизом 450…600 л пиролизного масла и 250…320 кг пиролизной сажи, 55 кг металла, 10,2 м3 пиролизного газа.

Преимуществами этого метода являются: простая схема подготовки материалов, автономное энергообеспечение, относительно низкие капитальные вложения, отсутствие загрязняющих стоков.

При переработке ИШ низкотемпературным пиролизом не производится действительно товарный продукт, достаточно ценное синтетическое сырьё используется для производства энергии. Пиролизная установка является также источником образования вредных газовых выбросов.

Технология переработки ИШ в метанол [28] заключается в деструкции резины и переработке продуктов разложения с применением пиролиза при температуре 1000°С. Установка рассчитана на переработку шин легковых автомобилей диаметром 50 см.

Продукты переработки – метанол, пылевидная сажа для резинотехнического производства.

Преимуществом данной технологии является широкая востребованность на рынке получаемых в результате переработки продуктов. Недостатком – отсутствие опыта эксплуатации в России.

Метод термодеструкции. ИШ с любым кордом, без предварительного измельчения загружают в реактор, в который затем подается стабилизированный растворитель – гудрон, битум, отходы нефтехимических и химических производств. Если полученный продукт предназначен для модификации асфальта, то в качестве растворителя используют гудрон или битум.

Термодеструкцию проводят при температуре 250…350°С и небольшом избыточном давлении. В результате образуется продукт – суспензия растворенной (деструктированной) резины (СРР) и парогазовая смесь. Для разогрева растворителя используется котел типа битумоварочного, но с повышенным температурным диапазоном нагреваемой среды. Избыточное тепло используется на установке для нужд технологии.

Парогазовая смесь охлаждается и конденсируется. Несконденсировавшиеся пары используются в качестве топлива. Часть углеводородного конденсата возвращается в процесс, а часть является товаром – может использоваться как печное топливо или сырье для нефтеперерабатывающей промышленности.

При завершении деструкции резины реактор охлаждается, промывается, продувается и разгружается, а полученная СРР подвергается стабилизации, после чего может быть отгружена потребителю.

Металлокорд промывается углеводородным конденсатом, извлекается из реактора, используется в качестве сырья для переплавки. Вода и пар, загрязненные углеводородами, направляются на дожигание.

Преимущества метода: высокая экономическая эффективность метода переработки ИШ; экологическая чистота; минимальное потребление внешних ресурсов (электроэнергии, топлива и т.д.); широкий спектр областей применения получаемого продукта; исключается предварительное измельчение ИШ; в качестве растворителя могут быть использованы отработанные нефтепродукты, органические отходы нефтехимических производств, кубовые остатки и так далее; сохранение в продукте каучуковых структур, компонентов, повышающих адгезию, клейкость и другие свойства резиновых смесей.

В настоящее время СРР используется в качестве:

модификатора вяжущего для приготовления асфальтобетонных смесей. Применение такого вяжущего улучшает качество асфальтобетонного дорожного покрытия и увеличивает срок его службы;

компонента гидроизоляционных и антикоррозионных мастик.

Мастики, получаемые с использованием СРР, не уступают или превосходят по качеству выпускаемые в настоящее время мастики и имеют более низкую себестоимость;

высокотемпературной смазки, заменяя дорогие и менее качественные материалы.

Метод растворения в органическом растворителе. Рециклинг проходит в полностью изолированной от окружающей среды герметичной системе. В основу технологии положен метод деструкции полимерных материалов под воздействием умеренных температур в среде органических растворителей. В результате термоожижения получается густая подвижная масса, представляющая собой суспензию сажи в жидких углеводородах. Температура начала процесса составляет 240…250°С, но не более 280…290°С, давление – не выше 6,1 МПа. В реакторе под воздействием температуры и давления в присутствии растворителя происходит растворение резины с разделением полученной массы в первичной стадии на три составляющие, %: синтетическая нефть – 50; технический углерод – 30; металлолом (металлокорд) – 20. Из одной тонны резины получаются следующие продукты, кг: бензиновая фракция – 325; мазут – 175; технический углерод – 300 кг; металлокорд – 200.

На ректификационной колонне синтетическая нефть разгоняется на две составляющие, %: бензиновая фракция 65; мазут 35. При смешивании бензиновой фракции с прямогонным бензином получается бензин АИ-92-95.

Технический углерод в ходе технологического процесса направляется на облагораживание, в результате которого получается электропроводный технический углерод (для кабельной и электротехнической промышленности) или углеродный материал (для металлургии).

Металлокорд – идёт на переплавку.

3. Продление срока службы изношенных шин. Уменьшение количества ИШ возможно:

путем их вторичного использования целиком. Это простейшее решение проблемы утилизации ИШ. Шины можно использовать:

– для защиты побережий морей и рек от эрозии, создания из них искусственных берегов водохранилищ, волнорезов, дамб. Стоимость таких сооружений с использованием изношенных шин в несколько раз ниже по сравнению с обычными защитными сооружениями;

– при сооружении искусственных рифов для нерестилищ в бассейнах с морской и пресной водой рекомендуют использовать связки целых или разрезанных пополам ИШ;

– для предохранения судов от ударов при швартовке, в строительстве барьеров и ограждений шоссейных дорог (ИШ способны смягчать удары). Установлено, что такие барьеры на дорогах эффективно снижают травматизм при лобовых и боковых столкновениях автомобиля с ними;

– в качестве амортизаторов различного назначения – для этого смешивают ИШ с адгезивным материалом, содержащим цемент и при высоком давлении прессуют блоки из 25 ИШ в каждом, которые покрывают усилительной проволочной сеткой из некорродирующей стали, затем бетонируют;

– для устройства заграждений при взрывных работах, в качестве канализационных труб, цветочных клумб, стенок для гаражей;

путем восстановления изношенного протектора. Наиболее действенным средством уменьшения отходообразования шин является повышение срока их эксплуатации. Увеличения пробега можно достигнуть как улучшением качества новых изделий, так и восстановлением изношенных шин. Восстановление – это ремонт, при котором обновляется или протектор шины, или и протектор, и боковина. Восстановление покрышек сводит экологический ущерб к минимуму. Экономически выгоднее восстанавливать большемерные покрышки карьерных самосвалов, колёсных тракторов, большегрузных автомобилей – для них восстановление обходится в 2…5 раз дешевле реновации.

С технической точки зрения, восстановление ИШ не может повторяться сколько угодно раз без влияния на её качество и безопасность эксплуатации (как правило, ИШ может восстанавливаться не более двух раз). Каждая восстановленная ИШ неотвратимо превращается в изношенную и далее требует переработки в качестве вторичного сырья.

Старые шины для автомобильного грузового и пассажирского транспорта, вышедшие из эксплуатации вследствие износа протектора, подлежат восстановительному ремонту методом наложения нового протектора, после чего вновь используются по прямому назначению.

В европейских странах пропаганде использования восстановленных шин придают большое значение. В странах ЕС восстанавливается около 15% использованных шин для легковых машин, что на 20% дешевле производства новых. 1:2 – таково соотношение продаж новых и восстановленных шин в странах Западной и Центральной Европы и Скандинавии. Как это не покажется странным, но среди фирм, занимающихся восстановлением шин, лидируют шинные заводы.

Существует несколько технологий восстановления изношенного протектора, с которыми можно познакомиться в [29].

7.5. Рециклинг стекла

С одной стороны, стеклобой – это стратегическое сырье, но, с другой – он считается наиболее трудно утилизируемым отходом.

Знаете ли вы, что:

для производства тонны стекла нужно использовать 400 кг кальцинированной соды и 700 кг песка, в тоже время для этого можно использовать 50…60% стеклобоя;

использование стеклобоя в производстве стекла способствует уменьшению энергозатрат на 30…40%;

автомобильные стекла составляют 3% общего веса автомобиля;

автомобильные стекла являются многослойными и относятся к разряду безопасных изделий, состоящих из двух стекол, прочно скрепленных между собой с помощью поливинилбутиральной пленки. При разрушении подобного стекла, изготовленного по технологии «триплекс», его осколки не разлетаются в стороны, а остаются прикрепленными к пленке. Это повышает безопасность изделий, но затрудняет процесс получения кондиционного стеклобоя и способствует накоплению его в больших объемах на предприятиях;

на оснащение одного автомобиля среднего класса уходит около 4 м2 или 33 кг стекла [10]. На переработку ежегодно может поступить, например, в Германии порядка 60 тыс. т. автомобильного стекла, включая 20…30 тыс. т триплекса [11].

Во всем мире основным направлением применения стеклобоя является производство новой тары (банок, бутылок), так как это наиболее массовое производство, имеющее наименее жесткие требования к постоянству химического состава стекломассы и позволяющее использовать вторичный стеклобой, различающийся по цвету и составу.

Производство стеклянной тары – не единственное направление утилизации стеклобоя. За последние 20 лет в США, Канаде, Германии разработаны технологии, которые предусматривают использование отходов стекла при строительстве автомобильных дорог [16]. Например, на строительном факультете Университета в Миссури (США) разработан материал «гласфальшт», в состав которого входит 60% молотого стекла, 5% асфальта, 35% каменной муки и других наполнителей. Этот материал опробован при строительстве некоторых автомобильных дорог. Более 400 млн. долл было выделено на исследования, проводимые специалистами инженерного факультета и прикладных наук Колумбийского университета (штат Нью-Йорк, США), связанные с проблемой замены каменного наполнителя в бетоне стеклобоем [18].

Наиболее значимым направлением использования стеклобоя во всем мире является производство пеноматериалов, которые можно применять для изоляции стен, перекрытий, кровли, при изготовлении сэндвич-панелей, для утепления трубопроводов, тепловых и холодильных агрегатов, а также использовать как легкий заполнитель бетона [16]. С конструкционной точки зрения пеноматериал может выпускаться в трех принципиально отличающихся видах (рис. 7.19): блоках или плитах (а), гранулах в виде строительного песка или гравия (б) и бесформенных кусках в виде строительного щебеня (в).

–  –  –

Пеностекло [16, 17] – это полностью неорганический теплоизоляционный материал, подвергнутый термообработке при 700…800°С, который не поддерживает горения и относится к группе негорючих материалов. Предел огнестойкости по потере теплоизолирующей способности при толщинах 40, 80 и 100 мм составляет соответственно 30, 45 и 60 мин. Поэтому пеностекло может значительно снижать пожароопасность зданий и сооружений, построенных с его применением, а в случае пожара препятствовать распространению огня. При этом подобно обычному стеклу пеностекло экологически безопасно, а его применение позволяет отказаться от широко распространенных в настоящее время материалов на основе фенольных связующих, или экологически вредного и пожароопасного пенопласта. Этот материал недоступен для грызунов и не может являться укрытием для насекомых, поэтому его можно эффективно применять при строительстве складов, хранилищ пищевых продуктов, дач, коттеджей, изоляции холодильных камер и т.п.

Еще один способ утилизации стеклобоя – получение стекловолокна [16]. В Англии фирма «Глас Файберг» предлагает новый способ производства стекловолокна из стекольных отходов, позволяющий снизить его стоимость на 30%.

Американская компания GreenMountainGlass [19], занимающаяся переработкой отходов стекла, перерабатывает собранное стекло в 4 вида продуктов – это покрытие (настил), песок для детских площадок, материал для производства стеклокомпозита и, наконец, столешницы.

Имеется опыт применения отходов стекла в качестве заполнителя при производстве лакокрасочных материалов, обойной бумаги, пластмасс, абразивных материалов для стеклянной шлифовальной шкурки на бумажной основе и шлифовальных кругов [16].

Таким образом, использование стеклобоя в производстве различных материалов и изделий обладает огромными потенциальными возможностями и интересны прежде всего тем, что ресурсы исходного сырья для производства таких изделий постоянно возобновляемы.

При переработке больших объемов (8...10 т/ч) автомобильного триплекса, осуществляемой на линиях рециклинга в ЕС, стекло, как правило, проходит 9 этапов обработки [12]:

этап 1. Предварительное дробление триплекса в многовалковой установке.

Здесь нарушается жесткая структура стекла и стекло сминается без отделения большинства осколков от пленки;

этап 2. Складирование стеклобоя (рис.

7.20). В период этого временного хранения в течение нескольких дней с триплекса начинает частично сходить пластиковое покрытие, что положительно сказывается на последующих операциях переработки стекла;

этап 3. Повторное дробление триплекса в многовалковой дробилке;

этап 4. Первичная магнитная сепарация;

этап 5. Ручная сортировка;

этап 6. Окончательное измельчение и просев;

этап 7. Повторная магнитная сепарация;

этап 8. Частичное удаление легковесных обрывков пленки с помощью систем аспирации (вентиляции);

этап 9. Оптическая сепарация.

При окончательном измельчении триплекса в молотковой дробилке образуется много мелких кусочков пленки, которые невозможно удалить полностью сортировкой. Этот стеклобой не может использоваться для производства флоат-стекла1 и стеклотары, поскольку не соответствует требованиям по количеству примесей (в стеклобое 1-го и 2-го сорта не допускается наличие триплекса [13]).

Рис. 7.20. Складирование триплекса после предварительного дробления



Pages:   || 2 |
Похожие работы:

«Volvo Trucks. Driving Progress ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ Коробка передач AT2612F I-Shift — 12-ступенчатая — автоматическая коробка передач. I-Shift с понижающими передачами. Между сцеплением и...»

«Группа компаний RUSLAND SP РИСКОВ АНАЛИЗ ГРАДОСТРОИТЕЛЬНЫХ "Она ощутима, прочна, красива. www.ruslandsp.ru С моей точки зрения она даже артистична. Я просто обожаю недвижимость". Дональд Трамп АБОНЕНТСКОЕ О...»

«Воронцов Ярослав Александрович Математическое моделирование задач выбора с расплывчатой неопределенностью на основе методов представления и алгебры нечетких параметров Специальность 05.13.18 — "Математ...»

«HP PSC 1400 All-in-One series Правовая информация документа не может толковаться © Copyright 2005 Hewlett-Packard Во избежание получения ожогов как дополнительная гарантия. HP Development Company, L.P. или поражения электрическим не несет ответственности за током при использовани...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ВЛАДИВОСТОКСКИЙ ГОСУДАРСТ...»

«Несмотря на спад, черная металлургия Казахстана не растеряла свои сравнительные преимущества и нарастила инвестиции. Спад в черной металлургии привел к снижению доли отрасли в промышленности до 3,5% в...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ СВИДЕТЕЛЬСТВО об у т в е р ж д е н и и типа сре дст в и з м е р е н и й R U.C.27.003.A № 42484 Срок действия до 21 апреля 2016 г.НАИМЕНОВАНИЕ ТИПА СРЕДСТ...»

«РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ ИРКУТСКАЯ ОБЛАСТЬ БРАТСКИЙ РАЙОН КАЛТУКСКОЕ МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ ДУМА КАЛТУКСКОГО СЕЛЬСКОГО ПОСЕЛЕНИЯ РЕШЕНИЕ № 45 от 26.12.2013 г. О внесении дополнения в п.1 решения Думы № 30 от 29.08.2013г. "Об утверждении генерального плана Калтукского муниципального образования" В целях создания условий для...»

«Реконструкция подвальной части административно-торгового здания DOI: 10.15593/2224-9826/2015.2.15 УДК 628.113.83 М.А. Авдеева, Я.С. Луферчик, О.И. Ручкинова Пермский национальный исследовательский политехнический универ...»

«XL Неделя науки СПбГПУ : материалы международной научно-практической конференции. Ч. XVIII. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2011. – 218 с. В сборнике публикуются материалы докладов студентов, аспирантов, молодых ученых и сотрудников Политехнического университета, вузов Са...»

«1 ОГЛАВЛЕНИЕ РЕЗЮМЕ ОСНОВНЫЕ СТРУКТУРНЫЕ И ЦЕНОВЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ОСНОВНЫЕ СТРУКТУРНЫЕ И ЦЕНОВЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РЫНКА таблица 1 ЖИЛЬЯ, КВ. 201_ Г. Источник аналитический отдел РИЦ УПН Единица Изменение за Изменение за Показ...»

«Регистратор температуры и влажности DT-171 Инструкция по эксплуатации Содержание 1. Введение.... 2 2. Распаковка прибора.... 2 3. Технические характеристики... 2 4. Состав комплекта прибора... 3 5. Назначение органов управления и индикации... 3 6. Порядок работы... 4 6.1. Установка программного обеспечения... 4 6.2....»

«5. Квашнина Г.А. Интеллектуализация управления развитием персонала организации на основе компетенций когнитивного моделирования: монография / Г.А. Квашнина, Е.П. Вялова. Воронеж: ВГТУ, 2008. 128 с.6. Квашнина Г.А., Мун Я.О., Федянин В.И...»

«УДК 314.7(597) Динь Ха Ми Dinh Ha My аспирант кафедры социологии и социальной работы PhD student, Иркутского национального исследовательского Social Science and Social Work Department, технического университета Irkutsk National Research Technical University ИСТОРИЯ И РАЗВИТИЕ THE HISTORY AND DEVELOPMENT OF ВЬЕТНАМСКО...»

«Защитное устройство АЛЬБАТРОС-1500 исп.5 РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ФИАШ.425519.136 РЭ Благодарим Вас за выбор нашего защитного устройства. Настоящее руководство по эксплуатации предназначено для ознакомлен...»

«ПРОБЛЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОГРЕССИВНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЗАТРАТАМИ НА РОССИЙСКИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ СТРОИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА Передерий А.А. Ростовский государственный строительный университет Ростов-на-Дону, Россия PROBLEMS OF APPLICATION OF ADVANCED COST MANAGEMENT SYSTEMS IN RUSSIAN COMPANIES OF THE CONSTRUCTION SECTOR Perederiy A.A. Rostov State...»

«SM-CG335-01 SM-CG335-01 РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ТРИММЕР/КУСТОРЕЗ T334FS RU РУССКИЙ Содержание СОДЕРЖАНИЕ Технические данные Введение Предупреждающие символы Правила безопасности Техника безопасности Описание Сборка Подготовка к работе Топливо и моторные масла Работа Обслуживание и уход Устранение неисправностей Техничес...»

«Техническая Академия СОВЕТЫ ПО ЭКОНОМИИ АВТОМАТИКА ДЛЯ НАСТЕННЫХ ГАЗОВЫХ КОТЛОВ 1. СОВЕТЫ ПО ЭКОНОМИИ ПОНИЖАЙТЕ ПОКУПАЙТЕ КОТЛЫ ЭКОНОМЬТЕ ЭНЕРГИЮ, ТЕМПЕРАТУРУ НОЧЬЮ С ФУНКЦИЕЙ AUTO КОГДА ВАС НЕТ ДОМА ДЛЯ ЭТОГО ДОСТАТОЧНО ПРИ РАБОТЕ КОТЛОВ С УСТАНОВИТЬ АВТОМАТИКУ, В ФУНКЦИЕЙ AUTO И ЭТО МОЖН...»

«Технические науки УДК 621.382.049.77 (075.8) А.К. ТУГЕНГОЛЬД АВТОНОМНОСТЬ И ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОСТЬ МЕХАТРОННЫХ ОБЪЕКТОВ В статье вводится представление о человеко-мехатронных системах; на основе анализа взаимодействия человека и мехатрон...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" УТВЕРЖДАЮ Председатель МК _ Бестужева А.С. "" 20г. ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ по дисциплине "Физик...»

«Демидова Лилия Анатольевна РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ ТЕОРИИ НЕЧЁТКИХ МНОЖЕСТВ И ГЕНЕТИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ ДЛЯ ЗАДАЧ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В УСЛОВИЯХ НЕОПРЕДЕЛЁННОСТИ Специальность 05.13.01 – "Системный анализ, управление и обработка информации (технические системы)" Автор еф ера т диссертации на соискание ученой степени док...»

«Код УдК: 52, 338.28 Круглый стол "КосМиЧесКие иссЛедоВаниЯ и инноВаЦии" докладчик: Борисов Всеволод Васильевич, канд. физ.-мат. наук, ведущий научный сотрудник отдела проблем глобализации и международного сотрудничества в сфере науки и инноваций, Российский научно-исследователь...»








 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.