.jpg/1280px-Holice,_hromada_pneumatik_(01).jpg)
Переработка шин , или переработка резины , — это процесс переработки отработанных шин , которые больше не пригодны для использования на транспортных средствах из-за износа или неустранимых повреждений. Эти шины являются серьезным источником отходов из-за большого объема производства, долговечности шин и экологически проблемных компонентов шин. [1]
Поскольку шины очень долговечны и не поддаются биологическому разложению, они могут занимать ценное пространство на свалках. [1] Неправильное обращение с отработанными шинами может привести к загрязнению резины . По оценкам, в 1990 году в Соединенных Штатах хранилось более 1 миллиарда утильных шин. По состоянию на 2015 год на складах осталось только 67 миллионов шин. [2] С 1994 по 2010 год Европейский Союз увеличил количество перерабатываемых шин с 25% ежегодных выбросов до почти 95%, при этом примерно половина отслуживших свой срок шин используется для получения энергии, в основном в производстве цемента. [3] [4]
Пиролиз и девулканизация могут облегчить переработку отходов. Помимо использования в качестве топлива, основным конечным применением шин остается измельченная резиновая крошка . [2] [5] В 2017 году 13% шин в США , снятых с основного использования, были проданы на рынке подержанных шин. Из утилизируемых шин 43% были сожжены в качестве топлива из шин , причем крупнейшим потребителем был завод цемента, еще 25% использовались для производства резиновой крошки, 8% использовались в проектах гражданского строительства, 17% выбрасывались на свалки. и 8% имели другое применение. [6] Во всем мире кладбища шин представляют собой распространенную экологическую угрозу, связанную со значительными загрязнителями и другими проблемами. Например, на кладбище шин Сулайбия в Кувейте неоднократно происходили высокотоксичные пожары . [7]
Жизненный цикл шины можно определить по следующим этапам:
Шины нежелательны на свалках из-за их большого объема и 75% пустого пространства. [9] Шины могут улавливать метановые газы, в результате чего они становятся плавучими или всплывают на поверхность. Этот эффект «пузырения» может повредить облицовку свалки , установленную для предотвращения загрязнения местных поверхностных и грунтовых вод загрязняющими веществами свалки . [8] Директива ЕС о свалках запрещает вывоз использованных шин на свалку. [10]
Измельченные шины в настоящее время используются на свалках, заменяя другие строительные материалы, для легкой засыпки в системах вентиляции газов, системах сбора фильтрата и эксплуатационных покрытиях. Измельченный материал шин также можно использовать для закрытия, закрытия или ежедневного покрытия свалок. [11] Отходы шин в качестве засыпного и защитного материала также более рентабельны, поскольку шины можно измельчать на месте, а не завозить другие наполнительные материалы.
Запасы шин создают большой риск для здоровья и безопасности. Легко могут возникнуть пожары в шинах , которые будут гореть в течение длительного времени, до месяца, а также создавать значительное загрязнение воздуха и земли . Переработка помогает сократить количество шин на складе. Дополнительный риск для здоровья состоит в том, что кучи шин служат убежищем для вредителей и питательной средой для комаров , которые могут переносить болезни. Незаконный сброс использованных шин загрязняет овраги, леса, пустыни и пустыри; что привело к тому, что многие штаты приняли правила утилизации шин, требующие надлежащего управления. Мероприятия в честь Дня амнистии шин, во время которых члены сообщества могут бесплатно сдать ограниченное количество отработанных шин, могут финансироваться за счет государственных программ по утилизации шин, что помогает уменьшить незаконный сброс и неправильное хранение утильных шин.
Хранение и переработка шин иногда связаны с незаконной деятельностью и отсутствием экологической осведомленности . [12]
Хотя шины обычно сжигаются, а не перерабатываются, усилия продолжают приносить пользу. Шины можно перерабатывать, среди прочего, в расплавленный асфальт , обычно в виде модификатора резиновой крошки — переработанного асфальтового покрытия (CRM — RAP), [13] [14] и в качестве заполнителя в портландцементном бетоне [15] . изготовлены для использования переработанных шин в качестве сырья для новых шин, но такие шины могут включать в себя переработанные материалы не более 5% по весу, а шины, содержащие переработанный материал, уступают новым шинам, [5] страдая от уменьшенного срока службы протектора и более низкого сцепления с дорогой. . [16] Шины также разрезали и использовали на грядках в качестве мульчи из коры, чтобы удерживать воду и предотвращать рост сорняков. Некоторые «зеленые» здания, как частные, так и общественные, построены из старых покрышек.
Пиролиз можно использовать для переработки шин в топливный газ , масла, твердые остатки (кокс) и низкосортный технический углерод , которые нельзя использовать в производстве шин. Предложен метод пиролиза с получением активированного угля и высокосортного технического углерода. [17]
Старые шины можно использовать в качестве альтернативного топлива при производстве портландцемента , ключевого ингредиента бетона. Целые покрышки обычно помещают в цементные печи , закатывая их в верхний конец печи предварительного нагрева или бросая через прорезь в середине длинной мокрой печи. В любом случае высокие температуры газа (1000–1200 °C) вызывают почти мгновенное, полное и бездымное сгорание шины. Альтернативно шины измельчаются на стружку размером 5–10 мм, в таком виде их можно впрыскивать в камеру сгорания предварительного декарбонизатора. Некоторое количество железа требуется для производства цемента, поэтому содержание железа в шинах со стальным кордом полезно для этого процесса. [18]
Шины можно повторно использовать разными способами, хотя большинство использованных шин сжигаются из-за их топливной ценности. [19] В отчете за 2003 год, цитируемом Агентством по охране окружающей среды США , утверждается, что рынки («как переработки, так и полезного использования») существуют для 80,4% утильных шин, то есть около 233 миллионов шин в год. Предполагая, что каждая шина весит 22,5 фунта (10,2 кг), в отчете за 2003 год прогнозируется, что общий вес шин составит около 2,62 миллиона тонн (2 580 000 длинных тонн; 2 890 000 коротких тонн). [20]
Новые продукты, полученные из отработанных шин, обеспечивают большую экономическую активность, чем сжигание или другое производство с низким коэффициентом мультипликации, при этом сокращая поток отходов, не создавая чрезмерного загрязнения и выбросов в результате операций по переработке. [8]
Метод пиролиза для переработки изношенных шин представляет собой метод, при котором целые или измельченные шины нагреваются в реакторе, содержащем бескислородную атмосферу. В реакторе каучук размягчается, после чего полимеры каучука распадаются на более мелкие молекулы . Эти более мелкие молекулы в конечном итоге испаряются и выходят из реактора. Эти пары можно сжигать непосредственно для производства электроэнергии или конденсировать в жидкость маслянистого типа, обычно используемую в качестве топлива . Некоторые молекулы слишком малы, чтобы конденсироваться. Они остаются в виде газа, который можно сжечь в качестве топлива. Минералы, входившие в состав шины, около 40% по весу, удаляются в виде твёрдой золы . При правильном выполнении процесс пиролиза шин является экологически чистой операцией и производит мало выбросов или отходов; однако были задокументированы опасения по поводу загрязнения воздуха из-за неполного сгорания , как в случае с возгоранием шин . [22]
Свойства газа, жидкости и твердого вещества на выходе определяются типом используемого сырья и условиями процесса. Например, цельные шины содержат волокна и сталь. Из измельченных шин удаляется большая часть стали, а иногда и большая часть волокон. Процессы могут быть периодическими или непрерывными. Энергия, необходимая для разложения каучука , включает использование топлива прямого нагрева (например, газовой печи ), электрической индукции (например, духовки с электрическим нагревом) или микроволн (например, микроволновой печи). Иногда для ускорения разложения используют катализатор . Выбор сырья и процесса может повлиять на стоимость готовой продукции.
Исторической проблемой пиролиза шин был поток твердых минералов, на долю которого приходится около 40% продукции. Сталь можно извлечь из твердого потока с помощью магнитов для переработки. Оставшийся твердый материал, часто называемый « коксом », практически не имел никакой ценности, кроме как, возможно, в качестве низкосортного углеродного топлива . Уголь — это разрушенные остатки исходного технического углерода, используемого для армирования и обеспечения устойчивости шины к истиранию. Твердый поток также включает минералы, используемые в производстве резины . Этот большой объем компонента пиролиза шин является серьезным препятствием, хотя эта тема продолжает оставаться источником инноваций.
.jpeg/1280px-Cryopolymers_(95-557-24).jpeg)
Шины можно заморозить с помощью криогенов или сверххолодных жидкостей, а затем разбить и превратить в материал, называемый «крошкой», который можно использовать в асфальтовых дорожных полотнах, сельскохозяйственных шлангах и покрытиях кузовов грузовиков.
Помимо переработки старых шин, старую шину можно использовать по-новому.
Старые шины иногда превращают в качели для игры. Инновационное использование позволяет легко найти применение существующей старой шине, не подходящей для использования на дорогах. [23]
Использованные шины также используются в качестве тренажеров для спортивных программ, таких как американский футбол . [24] Одним из классических упражнений на кондиционирование, которое оттачивает скорость и ловкость игроков, является «Бег по шинам», где шины раскладываются бок о бок, причем каждая шина слева находится на несколько дюймов впереди шины справа в зигзагообразном порядке. Затем спортсмены пробегают по рисунку шин, наступая в центр каждой шины. Упражнение заставляет спортсменов поднимать ноги над землей выше, чем обычно, чтобы не споткнуться. [25] Другие виды применения в спорте включают переворачивание шин (обычно используются шины для тракторов или больших грузовиков) или для тренировки верхней части сердечно-сосудистой системы путем периодических ударов по шине кувалдой. [26]
Перепрофилированные шины также можно использовать в качестве доступного альтернативного строительного материала, используемого в конструкции жилищ из утрамбованной земной массы. [27] Это выгодно во всех масштабах производства, например, в индивидуальном устойчивом жилищном строительстве. [28]
Ряды стопок шин часто используются в качестве барьеров на автогонках как метод рассеивания кинетической энергии в течение более длительного периода времени во время аварии по сравнению с ударом по менее податливому материалу, такому как бетонная или стальная стена.
Многие фермеры, занимающиеся животноводством, переделывают старые тракторные шины в поилки для своего скота, размещая их над природными источниками или направляя в них речную воду. Эти шины удерживают воду и позволяют ей скапливаться для скота без какого-либо дополнительного вмешательства со стороны фермера. Большинство фермеров также устанавливают дренажную трубу вверху или в центре шины, чтобы лишняя вода могла стекать и предотвращать перелив и эрозию внешней части шины, где будет находиться крупный рогатый скот. [29]
Использование в качестве эластичной основы для многоцелевого использования, например, для крепления рекламных щитов, статических или качающихся. Это приложение все еще находится в стадии разработки и находится на стадии прототипа. [30]
Резиновые крыши из черепицы обычно на 95% изготавливаются из переработанного материала из различных источников, включая переработанные шины. Они служат в два раза дольше, чем асфальтовая черепица, но стоят примерно в два раза дороже асфальта. Они более тихие, чем большинство крыш, устойчивы к граду и обладают высокой ветроустойчивостью, если на переднем крае конструкции резиновой черепицы имеется шпунт и паз . [31] [32]
Из-за содержания тяжелых металлов и других загрязняющих веществ шины создают риск выщелачивания токсинов в грунтовые воды при размещении во влажной почве . Исследования показали, что при использовании измельченных шин в качестве легкого наполнителя происходит очень незначительное выщелачивание; однако на использование этого материала наложены ограничения; Каждый объект следует оценивать индивидуально, чтобы определить, подходит ли этот продукт для данных условий. [9]
Как для применений выше, так и ниже уровня грунтовых вод, преобладание данных показывает, что TDA (наполнитель, полученный из шин, или измельченные шины) не приведет к превышению первичных стандартов питьевой воды по содержанию металлов. Более того, TDA вряд ли приведет к увеличению уровня металлов в первичных стандартах питьевой воды выше естественного фонового уровня. [33]
СМИ, связанные с переработкой шин, на Викискладе?