Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 3 (1044950), страница 63
Текст из файла (страница 63)
Часть И11. Технологические решения по утипизации твердых отходов При истирании резиновые отходы контактируют с абразивным инструментом. На процесс измельчения истиранием влияет относительная скорость взаимодействия измельчаемого материала и абразивного инструмента. Такие измельчители имеют невысокую производительность и могут использоваться на второй стадии процесса для получения тонко- дисперсных порошков из предварительно измельченных другим инструментом отходов. При резании резиновых отходов их разделение на фрагменты происходит с помощью режущих инструментов (ножей), являющихся концентратооами напряжения.
На эффективность резания влияют скорость резания, форма инструмента и свойства отходов. При сжатии измельчение резин происходит за счет воздействия на них высокого давления. Процесс, как правило, происходит между двумя рабочими поверхностями, где материал раздавливается. Этот способ может осуществляться на прессе или на вальцах, валки которых вращаются навстречу друг другу с одинаковой скоростью. При сжатии со сдвигом, осуществляемом в экструдере или на вальцах, у которых валки вращаются навстречу друг другу, но с различной скоростью, происходит объемное деформирование материала, что позволяет при сравнительно небольших затратах энергии получать мелкодисперсный порошок резины.
Процесс измельчения резины достаточно сложен, поскольку, благодаря ее высоким эластическим свойствам, энергия, затрачиваемая на разрушение, расходуется в значительной степени на механические потери. Эффективность измельчения резины зависит о температуры и скорости приложения нагрузки. Наиболее крупными по габаритам, объему и сложными по составу отходами резины являются шины. 4.2.1. Изготовление и применение резиновой крошки Применение измельченной резины в виде крошки и тонкодисперсной резиновой муки в качестве эластичных наполнителей — наиболее перспективный метод утилизации резиновых отходов и изношенных шин, поскольку позволяет в максимальной степени сохранить и использовать эластические и прочностные свойства вулканизованной резины.
Композиции, содержащие измельченные вулканизаты; представляют собой дисперсию типа «полимер в полимере» с четко выраженной границей раздела. Наибольшее распространение получила технология измельчения шин в высокоэластическом состоянии при умеренных скоростях, несмотря на значительно более высокий расход энергии по сравнению с криогенной технологией. По этой технологии переработка покрышек ведется в такой последовательности: мойка, вырезка бортов, предварительное дробление, грубое дробление, мелкое дробление„сепарация и помол. На стадии прсдварительного дробления используются борторезка, механические ножницы и шинорез, на последующих стадиях — дробильные и помольные вальцы, сепаратор для извлечения металлических частиц и вибросито.
273 Глава 4. Утилизаци» отходов в ие4телереработке и не4техимии Дробильныс вальцы Др-800: единовременная загрузка 15 — 25 кг время дробления до 5 мин зазор между валками 1 — 1,5 мм температура валков, 'С: переднего 50 — 60 заднсто 60 — 70 диаметр валков, мм: переднего 490 заднего 610 рабочая длина валков 800 мм частота вращения валков, мнн к переднего 16,6! заднего 33,2 фрикция 1".2,54 мощность электродвигателя 110 кВт Дробление отходов Проссв дроблсных отходов Вибрационное сито М 1145х2445: угол наклона сита 43 град частота колебаний сита 200 мин ' габариты 3,122х1,611х0,857 м 274 В настоящее время разработано иного различных видов оборудования аля измельчения резиновых покрышек, которые различаются по харак- геру и скорости нагружения, конструкции рабочих органов и т.п.
Для этих целей применяют абразивные ленты и круги, гильотины, борторезки, дисковые ножи, прессы, вальцы, роторно-ножевые дробилки и другое оборудование. Традиционно применяемое у нас в стране оборудование для дробления резиновых отходов — вальцы. За рубежом чаще применяют дисковые и роторные измельчители. Однако схема, основанная на применении вальцов, более производительна и менее энергоемка. Наиболее простая технология измельчения отходов резины, не содержащих металлических элементов, представлена на рис. 4.9. Крупные отходы резины поступают на дробильные пальцы 1, затем на мельницу грубого помола 2. Мелкие отходы (раз- личные резинотехнические изделия) сразу поступают на мельницу грубого помола 2.
Измельченные в мельнице отходы транспортером подаются на магнитный сепаратор 3, а затем двумя потоками — на мельницы тонкого помола 4 и 5, где измельчаются до 0,3 — 5 мм. Необходимость разделения потока после мельницы грубого помола вызвана большей длительностью процесса измельчения резиновых частиц до мелкодиспсрсного состояния и возвратом отсева после прохождения измельченных отходов через вибросита 6 и 7. Размер ячеек вибросит составляет 1 мм, и все, что не проходит через них, возвращается на доизмсльчение в мельницы тонкого помола.
Производительность такой линии 300 — 350 кг/ч резиновой муки с размером частиц до 1 мм. Более половины часпщ имеют размер менее 0,5 мм. Характеристики оборудования, используемого для реализации такой технологии, приведены ниже: Часть ЛП. Технологические региения по урпилизаяии твердых отходов Тарсльчатые л~ельницы Д-800; ) 0802-РЗ: производительность 200 кг/ч частота в ашсния 533 мин ' Дополнительное измельчснис Вибрациошше сито М 1485х!215: угол наклона б' частота колебаний сита Зб5 мин ' габа иты 2,135х0,700х0,550 и Просев крошки оая мука дая мука ы Рис. 4.9. Технологическая схема измельчения резиновых отходов 275 Покрышки с металлокордом по описанной технологии измельчать нельзя.
Для этого используется другое, более мощное оборудование, предусматривающее предварительное вырезание из покрышки бортовых колец и нарезку покрышек на куски. Для измельчения покрышек используют более мощные вальцы модели Др-800 710/710 производительностью 3500 кг/ч с мощностью электродвигателя 353 кВт. Габариты таких вальцов 6695х4469х1880 мм, а масса 50,6 т.
В последнее время получило широкое распространение измельчение резиносодержащих отходов, и прежае всего изношенных шин, основанное на новейших представлениях о прочности полимерных материалов. В 1астности, известно, что разрушение полимеров в стеклообразном или в высокоэластическом состоянии (но с высокой скоростью) происходит с минимальными затратами энергии. Криогенное измсльчение имеет следующие преимущества по сравнению с измсльчением при комнатной температуре, т.е. когда резина находится в эластичном состоянии: меньшие энергозатраты; исключение пожаро- и взрывоопасности; возможность получения мелкодисперсного порошка резины с размером частиц до 0,15 мм; уменьшение загрязнения окружающей среды.
Эффективность криогенного измельчения покрышек является следствием: — ослабления связи между металлокордом и резиной при низкой температуре, что приводит к частичному отделению резины от металла; Глава 4. Утапизаиия отходов в нефтепереработке и нефтехимии 276 — резкого снижения эластичности резины и ее хрупкого разрушения уже при незначительных деформациях. При криогенном измельчении покрышки охлаждаются в течение 25 мин в устройствах барабанного типа, расход жидкого азота составляет 0,25— 1,2 кг на 1 кг измельчаемого материала.
Охлажденная покрышка измсльчается в различного типа (рис. 4.10) дробилках. Наиболее эффективно Технологическая схема криогенного измельчения покрышек представлена на рис. 4.11. При подготовке покрышек к криогенному измельчению их моют„сортируют и отправляют на борторезку 1 для удаления бортовых колец. Далее покрышка поступает в охлаждающую камеру 2, куда подается жидкий азот.
В качестве оборудования для охлаждения может быть использована после некоторой применение оборудования, изображенного на рис. 4.10, в. Первичное криогенное дробление осуществляется с помошью молота, а затем, после отделения корда, производится доизмельчение резиновой крошки до необходимой дисперсности на валковой дробилке. Полученная в результате дробления крошка имеет размеры от 0,15 до 20 мм. Стоимость жидкого азота составляет 2/3 от всех затрат на эксплуатацию установки. Рис. 4.Ю. Механизмы для криогенного дробления покрышек с металлокордом: а — ударно-отражательная дробилка (!— покрышка; 2 — валок; 3, 4 — отражательные плиты); б — валковая дробилка (1— покрышка; 2, 3 — подвижный и неподвижный валки); е — молот (! — покрышка; 2, 3 — теплоизолированныс матрина, пу.ансон; 4 — валковая дробилка); г — молотковая дробилка (2 — покрышка; 2— транспортер; 3 — ротор; 4 — молоток) модификации сушильная печь барабанного типа.
Покрышки охлаждаются до -120 "С (температура стеклования практически любых резин не ниже -70 'С). Имеющийся запас охлаждения покрышки необходим для компенсации теплопритоков к ней во время перемещения из охлаждающей камеры к молоту 3, а также для компенсации тепловыделений при ударе Часть ~'Ш. Технологические решения по утилизации твердых отходов Рис.
4.11. Схема криогенного дробления изношенных покрышек 277 молота, происходящих вследствие превращения кинетической энергии молота в тепловую. Молот имеет профилированные пуансон и матрицу, на которых происходит разбивание стеклообразной покрышки. Энсргия удара составляет 38 кЦж, ход пуансона 700 мм, масса пуансона 800 кг. Из- Металлокорд подается в обжиговую печь 5 для выжигания остатков резины на проволоке и далее — на пакетировочный пресс б, текстильный корд — на доизмельчение в роторный измельчитель 7 (типа ИПР) и затем на пакетировочный пресс 8. Б результате криогенного разрушения за один удар в крошку переходит до 75 % резины, содержащейся в покрышке, причем 57 % крошки имеет размеры 1,25 — 20 мм и 24% — от 0,14 до 1,25 мм.
Это позволяет существенно сократить затраты на доизмельчение резиновой крошки обычными методами. Удельные затраты энергии на разрушение покрышки в охрупченном мсльченная покрышка после молота транспортером подается на шкивной железоотделитель 4, где происходит разделение резины, текстиля и металла. Резиновая крошка поступает па сепарацию, фракционирование и доизмельчение на стандартных дробильных и размольных вальцах. виде в 1,8 раза меньше, чем в эластичном.
В самые последние годы активно разрабатывается промышленная технология высокотемпературного сдвигового измельчения (сжатие со сдвигом) по способу, разработанному отечественными учеными. В основе способа лежит сложный физико-химический процесс множественного разрушения твердых тел в условиях интенсивных комплексных нагрузок сжатия со сдвигом.
При определенных температуре и давлении резина быстро разрушается на мелкодисперсныс частицы. Преимущества этой технологии заключаются в сравнительно низких энергозатратах и возможности полу- Глава 4. Утилизация отходов в ие4тепереработке и нефтехимии Рис. 4.12. Узел измельчения роторного диспергатора резины чения из резиновых отходов мелкодисперсных частиц с высокоразвитой поверхностью.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
