Переработка шин
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 всего 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 , при этом крупнейшим потребителем был завод цемента, еще 25% были использованы для производства резиновой крошки, 8% использовались в проектах гражданского строительства, 17% были выброшены 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 шин
[ редактировать ]Жизненный цикл шины можно определить по следующим этапам:
- Разработки продуктов и инновации, такие как улучшенные составы и форма шин с развалом, увеличивают срок службы шин, увеличивают количество замен, безопасность потребителей и сокращают отходы шин.
- Правильное производство и качество доставки сокращают отходы на производстве.
- Прямое распространение через розничных продавцов сокращает время инвентаризации и гарантирует, что покупателям будет разъяснен срок службы и безопасность продукции.
- Выбор потребителями вариантов использования и технического обслуживания, таких как вращение и выравнивание шин, влияет на износ шин и безопасность эксплуатации.
- Производители и розничные продавцы устанавливают политику возврата, восстановления и замены, чтобы сократить количество отходов, образующихся при работе шин, и взять на себя ответственность за то, чтобы «отправить шину в могилу» или к ее реинкарнации.
- Переработка шин путем разработки стратегий, которые сжигают или перерабатывают отходы в новые продукты, создает жизнеспособный бизнес и реализует государственную политику. [ 8 ]
Вывоз на свалку
[ редактировать ]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 выбрасывать использованные шины 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 засыпки и покрывного материала также более рентабельны, поскольку шины можно измельчать на месте, а не завозить другие наполнители.
Запасы и легальный демпинг
[ редактировать ]
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 ]
Использование
[ редактировать ]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 ] Были предприняты попытки использовать переработанные шины в качестве сырья для новых шин, но такие шины могут содержать не более 5% переработанных материалов по весу, а шины, содержащие переработанный материал, уступают новым шинам. [ 5 ] страдает от уменьшения срока службы протектора и снижения 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 ]
Производство цемента
[ редактировать ]
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. При производстве цемента требуется некоторое количество железа, поэтому содержание железа в шинах со стальным кордом полезно для этого процесса. [ 18 ]
Продукты, полученные из шин
[ редактировать ]
Шины можно повторно использовать разными способами, хотя большинство использованных шин сжигаются из-за их топливной ценности. [ 19 ] В отчете за 2003 год, на который ссылается Агентство по охране окружающей среды США , утверждается, что рынки («как переработки, так и полезного использования») существовали 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 мультипликатором, при этом сокращая поток отходов, не создавая чрезмерного загрязнения и выбросов в результате операций по переработке. [ 8 ]
- Строительные материалы. Целые дома можно построить из цельных шин, засыпав их землей и покрыв бетоном — обычным материалом для земных кораблей . Они используются в гражданском строительстве, таких как насыпь земляного полотна и насыпей, обратная засыпка стен и опор мостов, изоляция земляного полотна дорог, проекты свалок и дренажные поля септических систем. Шины также соединяются вместе и используются в качестве различных типов барьеров, таких как: предотвращение столкновений, контроль эрозии , сток дождевой воды, пескоструйные маты , воздействие волн, защищающих пирсы и болота, а также звуковые барьеры между дорогами и жилыми домами.
- Искусственные рифы строятся из шин, скрепленных в группы. Существуют некоторые разногласия по поводу того, насколько эффективны шины в качестве системы искусственных рифов; Примером может служить проект «Риф Осборна» , который превратился в экологический кошмар, на устранение которого потребуются миллионы долларов.
- Процесс штамповки и резки шин используется в некоторых предметах одежды, таких как сандалии, а также в качестве дорожного основания, путем соединения разрезанных боковин с образованием гибкой сетки.
- Рынки, предсказанные в отчете за 2003 год, были следующими: топливо из шин (TDF) с использованием 130 миллионов шин, проекты гражданского строительства с использованием 56 миллионов шин, измельченная резина, превращенная в формованные резиновые изделия, с использованием 18 миллионов шин, измельченная резина, превращенная в модифицированный резиной асфальт, с использованием 12 миллионов шин, экспортированных товаров с использованием 9 миллионов шин, резки, штамповки и штамповки продукции с использованием 6,5 миллионов шин, а также сельскохозяйственных и прочих товаров с использованием 3 миллионов шин. [ 11 ]
- Измельченные шины, известные как Tire Derived Aggregate (TDA), находят множество применений в гражданском строительстве. TDA может использоваться в качестве засыпки подпорных стенок, колодцев для сбора траншей свалочного газа , засыпки при ремонте дорог при оползнях, а также в качестве материала для гашения вибрации на железнодорожных путях.
- Измельченная резина и крошка, также известная как резина уменьшенного размера, может использоваться как в проектах дорожного покрытия, так и в формованных изделиях. К этим типам дорожного покрытия относятся: асфальт, модифицированный резиной (RMA), бетон, модифицированный резиной , а также заменитель заполнителя. Примерами формованных из резины изделий являются ковровая прокладка или подложка , материалы для полов, доковые бамперы, настилы патио, блоки железнодорожных переездов, коврики для скота, тротуары, резиновая плитка и кирпичи, подвижные лежачие полицейские и бордюры / бордюры. Из резины можно формовать пластик для изготовления таких изделий, как поддоны и шпалы . Спортивные и рекреационные площадки также могут быть покрыты амортизирующим резиновым формованным материалом. Резину из покрышек иногда измельчают на куски среднего размера и используют в качестве резиновой мульчи . Резиновую крошку также можно использовать в качестве наполнителя отдельно или в смеси с крупным песком, например, в качестве наполнителя для искусственных газонов, похожих на траву, таких как Field-turf.
- Сталелитейные заводы могут использовать шины в качестве источника углерода, заменяя уголь или кокс при производстве стали. [ 21 ]
- Шины также часто перерабатываются для использования на баскетбольных площадках и в производстве новой обуви.
Пиролиз шин
[ редактировать ]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 опасения по поводу загрязнения воздуха из-за неполного сгорания , как в случае с возгоранием шин . были задокументированы [ 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 катализатор для ускорения разложения используют . 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, за исключением, возможно, 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.
Криогенная переработка
[ редактировать ]
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.
Перепрофилирование
[ редактировать ]
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 рядом, причем каждая шина слева 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 животноводы 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 разработке и находится на стадии прототипа. [ 30 ]
Резиновая черепичная кровля
[ редактировать ]Крыши из резиновой 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 имеется шпунт и паз . на переднем крае конструкции резиновой черепицы [ 31 ] [ 32 ]
Экологические проблемы
[ редактировать ]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 повышению уровня металлов в первичных стандартах питьевой воды выше естественного фонового уровня. [ 33 ]
См. также
[ редактировать ]- Искусственный газон
- Переработка пластика
- Резиновая мульча
- Прорезиненный асфальт
- Технофлекс
- Пожар в шинах
- Вулканизация
- Управление отходами
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б «Утиль шин: Справочник по применению и управлению переработкой шин для США и Мексики» (PDF) . epa.gov . Агентство по охране окружающей среды США. Декабрь 2010 г. Архивировано (PDF) из оригинала 17 ноября 2016 г.
- ^ Jump up to: а б «Очистка склада» . Ассоциация производителей резины . 15 марта 2016 г. Архивировано из оригинала 17 ноября 2016 г. . Проверено 17 ноября 2016 г. - через Google Scholar.
- ^ «Шины с истекшим сроком эксплуатации: ценный ресурс с растущим потенциалом» (PDF) . Европейская ассоциация производителей шин и резины. 2011. Архивировано (PDF) из оригинала 23 ноября 2015 года . Проверено 16 ноября 2016 г.
- ^ Сенкевич, Мацей; Кучинская-Липка, Юстина; Яник, Хелена; Балас, Адольф (октябрь 2012 г.). «Прогресс в управлении использованными шинами в Европейском Союзе: обзор». Управление отходами . 32 (10): 1742–1751. Бибкод : 2012WaMan..32.1742S . дои : 10.1016/j.wasman.2012.05.010 . ПМИД 22687707 .
- ^ Jump up to: а б Мире, Марвин; Саивари, Ситисайида; Диркс, Вильма; Ноордермеер, Жак (2012). «Переработка резины: химия, обработка и применение». Химия и технология резины . 85 (3): 408–449. дои : 10.5254/rct.12.87973 .
- ^ «Краткий обзор управления утилизацией шин в США за 2017 год» (PDF) . Ассоциация производителей шин США. 18 июля 2018 г. Архивировано из оригинала (PDF) 12 февраля 2019 г. . Проверено 25 июля 2019 г.
- ^ Технологии, Мано. «EPA уберет шины с объекта и скоро передаст землю PAHW | Кувейт, местный» . Кувейтместный . Проверено 6 января 2023 г.
- ^ Jump up to: а б с Прайс, Уиллард; Смит, Эдгар Д. (2006). «Переработка отработанных шин: экологические преимущества и коммерческие проблемы». Международный журнал экологических технологий и менеджмента . 6 (3/4): 362. doi : 10.1504/IJETM.2006.009001 .
- ^ Jump up to: а б Лю Х., Мид Дж., Стейсер Р. Центр переработки и экономического развития Челси. (1998). Воздействие переработки резины на окружающую среду при применении легких наполнителей: обзор и оценка существующей литературы Массачусетский университет
- ↑ Агентство по охране окружающей среды. Архивировано 2 февраля 2013 г. в Wayback Machine.
- ^ Jump up to: а б «Утилизация шин – основная информация» . Агентство по охране окружающей среды США. 16 июля 2011 года. Архивировано из оригинала 23 октября 2011 года . Проверено 22 сентября 2011 г.
- ^ «Crumb Rubber приказали убрать завалы, сваленные в лесу Девона» . Новости Би-би-си . 28 февраля 2012 г. Архивировано из оригинала 3 марта 2014 г. - через BBC.
- ^ Кандал PS. (1992). ОТХОДЫ В ГОРЯЧЕМ АСФАЛЬТЕ – ОБЗОР. Архивировано 13 мая 2009 г. в Wayback Machine . Национальный центр асфальтовых технологий.
- ^ Т. Э. Бейкер (2003). Оценка использования отходов шин в транспортных целях в штате Вашингтон. Архивировано 10 июня 2011 г. в Wayback Machine.
- ^ М. Нехди, Хан, (2001). Цементные композиты, содержащие переработанную резину шин: обзор инженерных свойств и потенциальных применений. Архивировано 24 июля 2011 г. в Wayback Machine . Цемент, бетон и заполнители .
- ^ «Калифорнийский совет по комплексному управлению отходами» , Увеличение содержания переработанного содержимого в новых шинах , 2004 г., заархивировано из оригинала 10 февраля 2017 г. , получено 1 октября 2017 г.
- ^ Войтович М.А., Серио М.А. (1996). Пиролиз отходов шин: может ли это быть выгодно? Архивировано 12 сентября 2014 года в Wayback Machine . Химтех .
- ^ Использование топлива, полученного из отходов, в цементной промышленности: обзор. Архивировано 24 октября 2016 г. в Wayback Machine , Николаос Чациарас, Константинос С. Псомопулос, Николас Дж. Темелис, 2016 г., Управление качеством окружающей среды: Международный журнал, Vol. 27 Выпуск 2, стр. 178–193, https://dx.doi.org/10.1108/MEQ-01-2015-0012 , 8 марта 2016 г.
- ^ Бандиопадхьяй, С.; Агравал, СЛ; Амета, Р.; Дасгупта, С.; Мухопадхьяй, Р.; Деури, А.С.; Амета, Суреш К.; Амета, Ракшит (2008). «Обзор переработки резины». Прогресс в области технологий переработки резины, пластмасс и переработки . 24 (2): 73–112. дои : 10.1177/147776060802400201 . S2CID 138225336 .
- ^ Рабочая цифра весом 22,5 фунта получена 20 февраля 2010 г. по адресу: «Ассоциация производителей резины» . Архивировано из оригинала 5 марта 2010 года . Проверено 21 февраля 2010 г. /
- ^ « Зеленая сталь» из старых резиновых шин не производит отходов и токсичных паров – Ассоциация CRC» . 16 мая 2012 г. Архивировано из оригинала 14 августа 2014 г.
- ^ «Сжигание шин для топлива и пиролиз шин: последствия для воздуха» . Агентство по охране окружающей среды. 1991. Архивировано из оригинала 16 апреля 2016 года . Проверено 4 апреля 2016 г.
- ^ Сойерс, Гарри (30 апреля 2010 г.). «Проект на один день: детские качели из шин на заднем дворе» . Популярная механика . Архивировано из оригинала 5 апреля 2013 года . Проверено 1 апреля 2013 г.
- ^ Маккормик, Шон. «Футбольная подготовка без излишеств» . О сайте.com. Архивировано из оригинала 3 апреля 2013 года.
- ^ Ирландия, Джей (24 ноября 2010 г.). «Упражнения с футбольными шинами» . ЖивойСильный . Архивировано из оригинала 5 июня 2013 года . Проверено 1 апреля 2013 г.
- ^ «Тренировка кувалды» . Мужской журнал . 24 мая 2011 года . Проверено 19 октября 2018 г.
- ^ «Земной корабль – Кодексы и законы» . Архивировано из оригинала 12 декабря 2013 года.
- ^ «Земной корабль - Медиа-резюме Майкла Э. Рейнольдса» . Архивировано из оригинала 12 декабря 2013 года.
- ^ «Сланцевая ферма Иден» .
- ^ «Марио Брито на LinkedIn: упражнение по циркулярной экономике: перепрофилирование изношенной шины для повторного использования в качестве...» www.linkedin.com . Проверено 10 марта 2023 г.
- ^ «Резиновая кровельная черепица | Путеводитель по ценам на 2023 год» .
- ^ «Возможно, САМАЯ устойчивая к граду крыша!» . Ютуб .
- ^ «Последние новости, истории и мнения: реабилитация от наркозависимости и реабилитации от алкоголизма» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 30 ноября 2016 года . Проверено 29 ноября 2016 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
СМИ, связанные с переработкой шин , на Викискладе? - Гигантская микроволновая печь превращает пластик обратно в масло , New Scientist , 26 июня 2007 г.
Резина |
|---|
