Спосіб переробки відходів гуми, зокрема зношених автомобільних покришок

Корисна модель відноситься до способів утилізації відходів гуми і може бути використана для одержання рідкого вуглеводню (пічного палива), сажі та металокорту, які в подальшому можуть бути використані в якості вторинних сировин. Відомий спосіб переробки відходів гуми [Вторичные материалы и ресурсы. Номенклатура Госснаба СССР. Образование и использование: Справочник /Т.С. Азарова и др. - М.: Экономиздат, 1987, с.216], за яким переробку гуми ведуть шляхом піролізу відходів до температури розкладання 700-800°С, витримують при цій температурі до повної деполяризації гуми, після чого здійснюють конденсацію продуктів піролізу при кімнатній температурі. При цьому утворюються рідкі продукти, які наближені до пічного палива. Недоліком цього способу є те, що для повної деполімеризації гуми необхідний високотемпературний нагрів гумових відходів до 700-800°С. Другим недоліком є малий вихід рідкої фази - близько 10%. Відомий спосіб переробки гумовмісних відходів, зокрема зношених автопокришок, при якому здійснюється термодеструкцію відходів при 250-380°С в середовищі висококиплячих вуглеводнів з утворенням парогазової суміші і суспензії деструктированої гуми в них, їх розподіл з наступним конденсуванням парогазової суміші [патент Росії №2057012 МКВ В 29В 17/00, C08J11/04, публ. 27.03.1996]. У відомому способі перед термодеструкцією гумовмісних відходів останні попередньо і послідовно обробляють продуктом конденсації парогазової суміші при 35-200°С до набрякання 5-60% і суспензією деструктированої гуми у висококиплячих вуглеводнів. Про закінчення процесу термодеструкції судять по закінченню виділення газу. Недоліком відомого способу є надлишкові енергетичні витрати, бо термодеструкція гуми йде при температурі 250-380°С. Другим недоліком є відсутність у ви хідних продуктах корисного продукту, який представляє собою рідкий вуглеводень (пічне паливо). Відомим є спосіб переробки твердих відходів, включаючи і гумові, які обприскують особливим типом води (іонізована, кластерна, надіонізована), яка у кожній молекулі має додаткові електрони [виступ Друнвало Мельхіседека на семінарі «Квитка життя» у м. Москва у др угому півріччі 1999 року]. Ця вода при звичайній температурі деструктивно впливає на тверді відходи і перетворює їх у первинні природні сполучення типу амінокислот, з яких формується життя. Перевагою такого способу є швидкий розклад усіх твердих відходів на звалищах, причому на глибину до 30м. Однак, у теперішній час його недоліком є велика дорожнеча, бо він має «ноу-ха у» у методах утворення такої води. Розробки у цьому напрямку мають місце у США, Чилі, Туреччині, Японії при цьому на 1999 рік провідною була Туреччина. Однак на теперішній час у промисловості є відомий спосіб переробки гумових відходів, зокрема зношених автомобільних покришок, що передбачає розподіл відходів гуми на дрібні частки, розміщення їх у герметичній камері, додавання до неї органічного розчинника, вплив на камеру індукційним нагрівом, при якому передачу тепла відходам для уведення їх у процес піролізу здійснюють через киплячий об'єм органічного розчинника, його парогазову суміш та металеві включення при доведенні температури нагріву відходів гуми до 300-450°С. Далі утворюють затримку одержаної температури до завершення процесу деполяризації гуми, а також здійснюють конденсацію продуктів піролізу [патент України на корисну модель №2730 U, МКВ В29В 17/00, C10G1/10, публ. 15.07.2004]. Це технічне рішення є найближчим за технічними та економічними ознаками до рішення, яке заявляється. Недоліком цього відомого технічного рішення є надлишкові енергетичні затрати на створення температурного режиму у 300-450°С для нагріву гумових відходів. Задачею корисної моделі є розробка способу переробки відходів гуми, зокрема автомобільних покришок, в якому за рахунок впливу на процес піролізу відходів гуми нагрітого органічного розчиннику досягається послаблення структурних зв'язків молекул гуми, що дозволяє зменшити енергоємність процесу піролізу у зв'язку із зниженням температури проведення цього процесу без змінення його якості. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі переробки відходів гуми, зокрема зношених автомобільних покришок, у якому їх подрібнюють і розміщують у герметичній металевій камері, додають до неї органічний розчинник, впливають на камеру індукційним нагрівом, при якому передачу тепла відходам для введення їх у процес піролізу здійснюють через киплячий об'єм органічного розчинника, його парогазову суміш та металеві включення, при цьому підвищену температуру підтримують до завершення процесу деполімеризації гуми і здійснюють конденсацію продуктів піролізу, згідно корисної моделі відходи гуми нагрівають до температури 100-250°С і піроліз ведуть у присутності каталізатора, у якості якого використовують залізо та його сполуки. Металеві включення, які є як у відпрацьованого мінерального масла, а також у металокорті дрібних часток автомобільних покришок, являють собою при використанні індукційного нагріву множину локальних центрів підвищеної температури в порівнянні із середньою температурою нагріву гумових часток. Ця множина центрів металевих включень, які практично рівномірно розміщені серед гумових часток і мають підвищену температур у, і є каталізатором процесу термодеструкції гумових відходів, що йде при їх деполімеризації. В результаті запропонованого способу переробки відходів гуми, зокрема зношених автомобільних покришок, утворюється вуглеводень (пічне паливо), частка якого складає не менше 85-90ваг. % від маси органічної складової відходів гуми та органічного розчинника. За складом це паливо уявляє собою легкий мазут з в'язкістю не більше 7 умовних одиниць (проти 20 умовних одиниць у котельних мазутів), що дозволяє використання його без підігріву, а це суттєво спрощує та здешевлює експлуатацію паливного обладнання. З цієї піролізної горючої рідини також можна одержувати інші корисні продукти, наприклад, лимонен. Приклад реалізації способу. Відходи зношених автомобільних покришок подрібнювали шляхом нарізання смужок розміром до 10мм. 200кГ нарізаних зношених покришок (частина органічної складової шин складає 110кГ) складали у металевий контейнер ємністю 0,75м 3 та заливали 200кГ відпрацьованого машинного масла, яке повністю покривало смужки гуми. Герметично зачинений контейнер встановлювали в електропіч з індукційним нагрівом та нагрівали смужки гуми до температури 100-250°С. При цьому здійснювалась термодеструкція органічної частини відходів покришок та відпрацьованого машинного масла з утворенням парогазової суміші. Ця суміш поступала у водяний охолоджувач для конденсації. Конденсат збирали в окрему ємність. Піроліз продовжували до закінчення утворення конденсату. В результаті було отримано 270кГ рідкого вуглеводню з вмістом сірки менше 1ваг. % і в'язкістю менше 7 умовних одиниць. Після проведення піролізу в контейнері залишався сажовий залишок та металокорт, які в подальшому можуть бути використані в якості вторинної сировини.