Переработка шин или переработка резины - это процесс переработки отработанных шин которые больше не подходят для использования на транспортных средствах из-за износа или непоправимого повреждения. Эти шины являются серьезным источником отходов из-за большого объема производства, долговечности шин и компонентов шины, которые являются экологически проблематичными.
Поскольку шины обладают высокой прочностью и не поддаются биологическому разложению, они может потреблять ценное пространство на свалках. По оценкам, в 1990 году в Соединенных Штатах на складах хранилось более 1 миллиарда утильных шин. По состоянию на 2015 год на складах осталось всего 67 миллионов шин. С 1994 по 2010 год Европейский Союз увеличил количество перерабатываемых шин с 25% годового объема брака до почти 95%, при этом примерно половина изношенных шин использовалась для выработки энергии, в основном в производстве цемента.
Новые технологии, такие как пиролиз и девулканизация, сделали шины подходящими объектами для вторичной переработки, несмотря на их объем и устойчивость. Помимо использования в качестве топлива, основным конечным использованием шин остается измельченная резина.
В 2017 году 13% шин в США, снятых с их основного использования, были проданы на рынке подержанных шин. 43% шин, которые были утилизированы, были сожжены как топливо из шин, при этом крупнейшим потребителем стал цемент, еще 25% использовались для производства резиновой смеси, 8% использовались в проектах гражданского строительства 17, % были выброшены на свалки, а 8% использовались в других целях.
Жизненный цикл шины можно определить с помощью следующих шести этапов:
Шины нежелательны на полигонах, из-за их большого объема и 75% пустого пространства. Шины могут улавливать метан газы, заставляя их плавучесть или пузыри на поверхности. Этот эффект «пузырей» может повредить вкладыши свалки, которые были установлены, чтобы предотвратить загрязнение свалок местными поверхностями и грунтовыми водами.
Измельченные шины теперь используются на свалках вместо других строительных материалов., для облегчения обратной засыпки в системах отвода газа, системах сбора фильтрата и эксплуатационных вкладышах. Измельченный шинный материал также можно использовать для закрытия, закрытия или ежедневного укрытия свалок. Утильные шины в качестве материала для засыпки и покрытия также более рентабельны, поскольку шины можно измельчить на месте, вместо того, чтобы перевозить другие засыпные материалы.
Склады шин создают большой риск для здоровья и безопасности. Возгорание шин может происходить легко, гореть месяцами и создавать значительные загрязнения воздуха и земли. Переработка помогает сократить количество шин на складе. Дополнительный риск для здоровья, груды шин служат убежищем для паразитов и питательной средой для комаров, которые могут переносить болезни. Незаконный сброс изношенных покрышек загрязняет овраги, леса, пустыни и пустыри; что привело к тому, что многие штаты приняли правила утилизации шин, требующие надлежащего управления. Мероприятия, посвященные дню амнистии шин, во время которых члены сообщества могут бесплатно сдать ограниченное количество утильных шин, могут быть профинансированы государственными программами утилизации шин, что помогает уменьшить незаконный сброс и ненадлежащее хранение утильных шин.
Хранение и переработка шин иногда связаны с незаконными действиями и отсутствием экологической осведомленности.
Хотя шины обычно сжигают, а не перерабатывают, усилия по поиску ценности продолжаются. Шины могут быть переработаны, среди прочего, в термоклей асфальт, обычно в качестве модификатора резиновой крошки - переработанное асфальтовое покрытие (CRM - RAP), и в виде заполнителя в Портландцемент бетон Были предприняты попытки использовать переработанные шины в качестве сырья для новых шин, но такие шины могут содержать переработанные материалы не более чем на 5% по весу, а шины, содержащие переработанный материал, хуже к новым шинам, страдающим от сокращенного срока службы протектора и снижения тяги. Шины также разрезали и использовали на грядках в качестве мульчи для коры, чтобы удерживать воду и предотвращать рост сорняков. Некоторые «зеленые» здания, как частные, так и общественные, построены из старых покрышек.
Пиролиз может использоваться для переработки шин в топливный газ, масла, твердый остаток (уголь) и низкосортную сажу, которую нельзя использовать в производство шин. Был предложен метод пиролиза, который дает активированный уголь и высококачественную сажу.
Старые покрышки могут использоваться в качестве альтернативного топлива при производстве портландцемента, ключевого ингредиента бетона. Целые шины обычно помещают в цементные печи, скатывая их в верхний конец печи с подогревателем или бросая их через прорезь на полпути вдоль длинной мокрой печи. В любом случае высокие температуры газа (1000–1200 ° C) вызывают почти мгновенное, полное и бездымное сгорание шины. В качестве альтернативы шины измельчаются на стружку размером 5–10 мм, в которой они могут быть введены в камеру сгорания прекальцинатора. При производстве цемента требуется некоторое количество железа, поэтому содержание железа в шинах со стальным ремнем благоприятно сказывается на процессе.
Шины можно повторно использовать разными способами, хотя большинство использованных шин сжигаются из-за их топлива стоимости. В отчете за 2003 год, цитируемом EPA США, говорится, что рынки («как вторичная переработка, так и полезное использование») существовали для 80,4% утильных шин, около 233 миллионов шин в год. Предполагая, что каждая шина составляет 22,5 фунта (10,2 кг), в отчете за 2003 год прогнозируется общий вес покрышек примерно в 2,62 миллиона тонн (2 880 000 длинных тонн; 2 890 000 коротких тонн).
Новые продукты, полученные из утильных шин, вызывают большую экономическую активность чем сжигание или другое производство с низким коэффициентом умножения, при уменьшении потока отходов без чрезмерного загрязнения и выбросов в результате операций по переработке.
Метод пиролиза для вторичной переработки использованные шины - это технология нагрева целых или измельченных шин 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 получения энергии или конденсировать в жидкость маслянистого типа, обычно используемую в качестве топлива. Некоторые молекулы слишком малы для конденсации. Они остаются газом, который можно сжигать как топливо. Минералы, которые были частью шины, около 40% по весу, удаляются в виде твердой золы. При правильном выполнении процесс пиролиза шин является чистой операцией и дает мало выбросов или отходов; однако опасения по поводу загрязнения воздуха из-за неполного сгорания, как в случае с возгоранием шин, были задокументированы.
Свойства газа выход жидких и твердых веществ зависит от типа используемого сырья и условий процесса. Например, цельные шины содержат волокна и сталь. Измельченные шины имеют большую часть стали, а иногда и большую часть волокна. Процессы могут быть как периодическими, так и непрерывными. Энергия, необходимая для разложения резины, включает использование топлива с прямым сжиганием (например, газовая печь ), электрической индукции (например, печи с электрическим нагревом) или микроволн (как в 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 который приходится около 40% продукции. Сталь может быть удалена из твердого потока с помощью магнитов для вторичной переработки. Оставшийся твердый материал, часто называемый «char », имел небольшую ценность или не имел никакой ценности, кроме, возможно, низкосортного углеродного топлива. Обугленный - это разрушенные остатки первоначальной сажи, используемые для усиления и обеспечения устойчивости шины к истиранию. Твердый поток также включает минералы, используемые в производстве каучука. Этот большой объемный компонент пиролиза шин является серьезным препятствием, хотя эта тема продолжает оставаться источником инноваций.
Шины можно заморозить с помощью криогенов или супер- холодные жидкости, затем разлагаются и превращаются в материал, называемый «крошкой», который можно использовать в дорожных полотнах с асфальтом, сельскохозяйственных шлангах и покрытиях кузовов грузовиков.
Помимо утилизации старых шин, старую шину можно поставить на новую использовать.
Старые шины иногда переделывают в качели для игры. Инновационное использование позволяет легко найти цель для существующей старой шины, не подходящей для дорожного использования.
Использованные шины также используются в качестве оборудования для упражнений для таких спортивных программ, как американский футбол. Одним из классических упражнений по кондиционированию, оттачивающим скорость и маневренность игроков, является «Tire Run», когда шины располагаются рядом, причем каждая шина слева на несколько дюймов впереди шины справа, зигзагообразно. Затем спортсмены пробегают рисунок шины, наступая на центр каждой шины. Упражнение заставляет спортсменов поднимать ступни над землей выше обычного, чтобы не споткнуться. Другое спортивное использование включает переворачивание шин (обычно используются шины для тракторов или больших грузовиков) или для тренировки верхних дыхательных путей путем многократных ударов по шине кувалдой.
Новые шины также можно использовать в качестве доступного альтернативного строительного материала. Применяется в рамках протаранных жилищ тепловой массы Земли. Это выгодно во всех масштабах производства, например, в индивидуальном экологически безопасном жилье.
Ряды стопок шин часто используются в качестве барьеров на трассах автогонок как метод рассеивания кинетической энергии в течение более длительного периода времени во время аварии, по сравнению с поражением менее пластичного материала, такого как бетонная или стальная стена.
Многие животноводы переделывают старые тракторные шины в поилки для своего скота, помещая их над естественными источниками или закачивая в них воду. Эти шины содержат воду и позволяют ей скапливаться для скота без какого-либо дополнительного взаимодействия со стороны фермера. Большинство фермеров также устанавливают дренажную трубу в верхней части или в центре шины, чтобы излишки воды могли стекать, чтобы предотвратить переполнение и эрозию снаружи шины, где может находиться скот.
Из-за содержания тяжелых металлов и других загрязняющих веществ в шинах возникает риск вымывания токсинов в грунтовые воды при помещении в влажные почвы. Исследования показали, что при использовании измельченных шин в качестве легкого засыпного материала происходит очень незначительное выщелачивание; однако на использование этого материала были наложены ограничения; каждый участок должен быть оценен индивидуально, чтобы определить, подходит ли этот продукт для данных условий.
Для применений как выше, так и ниже уровня грунтовых вод преобладающие доказательства показывают, что TDA (агрегат, полученный из шин, или измельченные шины) не вызовет превышение нормативов первичной питьевой воды по металлам. Более того, TDA вряд ли увеличит уровни металлов при стандартах первичной питьевой воды выше естественных фоновых уровней.