Спосіб переробки гумових відходів

Винахід відноситься до технології переробки використаних шин і виробів з гуми і може бути використаний в гумової, хімічної, металургійної, енергетичний галузях промисловості. Відомий спосіб переробки гумових відходів для одержання рідкого і газоподібного палива шляхом піролізу і розділення продуктів піролізу на тверду, рідку і газоподібну фази. Тверду фазу відновлюють водяною парою з утворенням окису вуглецю і водню, газоподібну фазу частково відводять для підтримки процесу піролізу, а частину, що залишилася, змішують зі сконденсованою і відділеною від води смолою [див. Алексеев Г.М., Петров В.Н., Шпильфогель П.В. Индустриальные методы санитарной очистки городов. - Л. :Стройиздат, 1983. - С.14-15]. Вадами даного способу є висока енергоємність процесу, як наслідок високих температур (до 1500°С), що встановлюються в реакторі, технічні складності, які виникають при відділенні смоли від води, великі викиди шкідливих речовин у навколишнє середовище, одержання тільки рідкого і газоподібного палива. Відомий також спосіб переробки гумових відходів, що включає їх термічне розкладання в середовищі теплоносія, розділення продуктів розкладання на тверді і газоподібні, виділення рідкої фази з газоподібних продуктів і відвід останніх на спалювання для підтримки процесу розкладання [див. Пальгунов П.П., Сумароков М.В. Утилизация промышленных отходов. - Μ.: С тройиздат, 1990. - С.165-166]. У цьому способі термічне розкладання відходів - піроліз, здійснюють у середовищі кварцового піску. Вадами цього способу є висока енергоємність процесу (питома витрата енергії складає 12,5МДж/кг), великі викиди шкідливих продуктів згоряння в атмосферу, а також висока вибухонебезпечність піролізних газів, що утворюються, які містять 48-52% водню. Найбільш близьким по технічній сутності та досягаємому результату, до винаходу, що заявляється, є спосіб переробки гумових відходів, що включає їх термічне розкладання в середовищі перегрітої водяної пари, розділення продуктів розкладання на тверді і газоподібні, виділення рідкої фази з газоподібних продуктів і відвід останніх на спалювання для підтримки процесу розкладання [див. міжн. заявку WO 95/15840, МПК5 В29В17/00, С08J11/14,опубл. 15.06.1995 - прототип]. У цьому способі використовують перегріту водяну пару в кількості 18-110% від маси відходів, тверду фазу після розділення подрібнюють до розмірів часток 0,001-0,210мм, а рідку фазу відокремлюють разом з парою і змішують з 23,0-55,8мас.% подрібненої твердої фази з одержанням рідкого палива. Зазначеним способом трохи знижують енергоємність процесу і зменшують кількість шкідливих викидів у навколишнє середовище. Однак через недостатнє розкладання продукти переробки гумових відходів можна використовувати тільки для виробництва рідкого палива. Крім того, рівень викиду шкідливих речовин у навколишнє середовище й у цьому способі достатньо високий і доволі тривалий процес термічного розкладання. Задачею винаходу є досягнення більшого ступеня розкладання гумових відходів зі збільшенням номенклатури одержуваних продуктів розкладання і екологічності процесу, а також скорочення тривалості термічного розкладання. Поставлена задача вирішується тим, що в способі переробки гумових відходів, що включає їх термічне розкладання в середовищі перегрітої водяної пари, розділення продуктів розкладання на тверді і газоподібні, виділення рідкої фази з газоподібних продуктів і відвід останніх на спалювання для підтримки процесу розкладання, відповідно до винаходу перед термічним розкладанням гумові відходи попередньо нагрівають і змішують з активатором регенерації спільно з поверхнево-активною речовиною. При цьому гумові відходи попередньо нагрівають до 80-130°С. При попередньому нагріванні і змішуванні гумових відходів з активатором регенерації спільно з поверхнево-активною речовиною (ПАР) прискорюється їх термодеструкція, підвищується швидкість і якість теплообміну. Активатори регенерації дифундують у відходи, що переробляються, скорочуючи тривалість термічного розкладання і підвищуючи його якість. Одержуваний твердий залишок - технічний вуглець, не містить бензопірену, що є високотоксичною сполукою з канцерогенними властивостями. Тільки одна вітчизняна марка технічного вуглецю - П-324 і "Degussa" (Німеччина), використовуються для виготовлення виробів, що контактують з харчовими продуктами, у яких зміст бензопірену не перевищує 10-15мкг/кг. Отриманий способом, що заявляється, технічний вуглець, котрий не містить бензопірену, може бути використаний у виробництві гум, призначених, особливо, для виготовлення виробів, які контактують з харчовими продуктами, виробів дитячого, побутового, медичного призначення. Крім того, технічний вуглець такої якості може бути використаний у виді пігменту в лакофарбовій промисловості. Приймаючи до уваги, що процес проходить у середовищі перегрітої пари за участю активаторів регенерації й ПАР, регенерований технічний вуглець має розвиту поверхню, і, по суті, є якісною сировиною для виробництва активованого вугілля, який знайде застосування в очисних спорудах нафто хімічної, металургійної промисловості й енергетиці. Він може також використовува тися як інгредієнт композиційних матеріалів на основі полімерів і еластомерів. Рідка фаза продуктів розкладання - рідкі вуглеводні, містять ряд цінних органічних сполук і можуть служити джерелом органічної сировини для одержання d-лімонену, пентанолу-2, ароматичних вуглеводнів за аналогією з продукцією коксохімії. Крім того, їх можна використовувати як плівкоутворювальні розчинники, пластифікатори, можливо пом'яшувачів для регенерації гум. При переробці способом, що заявляється, зношених шин, які містять металокорд, котрий уявляє собою вуглецеву сталь, після закінчення процесу на поверхні металу відсутні сліди гуми. Отриманий металевий брухт є прекрасною сировиною для одержання вторинної сталі застосовуваної у виробництві металокорду. У способі, що заявляється, як активатори регенерації використовують нафтенат кобальту, або персульфат калію, або цинкову сіль пентахлортіофенолу, або Ο,Ο'-дибензамідодифенілдисульфід, а в якості ПАР - поліоксиетиленові ефіри, або алкілфеноли, або алкіларилсульфонати натрію, або солі жирних кислот із С17-С25, або триетаноламін, або поліетиленгліколь. Спосіб пояснюється загальною схемою, представленою на Фіг. Спосіб переробки гумових відходів здійснюють таким чином. На ділянці підготовки 1 спеціальним пристосуванням розрізають шини на частини розміром 300-400мм (гумові відходи менших розмірів не вимагають підготовки). Гумові відходи подають у герметичну камеру 2 попереднього нагрівання, де їх нагрівають до 80-130°С и змішують з активатором регенерації разом з ПАР. Потім попередньо підготовлені гумові відходи переміщають у робочу камеру 3, в якій проводять їх термічне розкладання в середовищі перегрітої до 350-550°С водяної пари, що надходить з парогенератора 4 у залежності від того в якому співвідношенні і якій якості необхідно одержати продукти переробки. Протягом усього процесу парогазова суміш, що утворюється, надходить у систему конденсаторів 5. Конденсат надходить у сепаратор 6, після чого в накопичувальні ємності 7. Вода із сепаратора 6 через систему фільтрів надходить знову в парогенератор 4 для виробництва пари. Забруднені вугільні фільтри утилізуються в цій же установці. Несконденсований висококалорійний пальний газ через газгольдер 8 використовують у те хнологічному процесі для підтримки енергетичного балансу. По закінченні термічного розкладання технічний вуглець, що утворився, о холоджують у камері 9, дроблять та відокремлюють металокорд у магнітних сепараторах у пристрої 10, і тарують як сировину для подальшої переробки - 11. Металокорд пресують і складують - 12.