УТИЛИЗАЦИЯ ПЛАСТИКОВЫХ ДЕТАЛЕЙ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Далеко не всегда при утилизации автомобилей демонтируемые с них детали из пластмасс пригодны для восстановления и повторного использования. Поэтому утилизация пластмассовых деталей выводимых из эксплуатации автомобилей имеет большое значение, позволяя сократить потребление первичных материальных и энергетических ресурсов и снизить нагрузку на окружающую среду.

Известны следующие основные способы обращения с отходами пластмасс:

  • • переработка во вторичное полимерное сырье для повторного использования при производстве изделий;
  • • пиролиз с получением углеводородного сырья для энергетического и химического применения;
  • • сжигание вместе с твердыми бытовыми отходами с получением тепловой и электрической энергии;
  • • захоронение на полигонах.

Основным способом обращения с отходами пластмасс должно стать их повторное использование, выполняющее при производстве изделий из пластмасс такую же роль, какую играет металлолом в металлургии. Однако в силу различных, прежде всего организапионных, причин сделать это не всегда удается. Поэтому некоторое количество отходов пластмасс, образующихся при утилизации автомобилей, подвергается пиролизу, сжигается и захоранивается.

Пиролиз полимерных материалов проводится при температуре 400—500 °С при ограниченном доступе воздуха. Продуктами пиролиза являются ценные сырьевые материалы: пиролизный газ, не уступающий по своим свойствам природному газу, пиролизная смола, являющаяся ценным продуктом для синтеза полимерных материалов, и твердый углеродный остаток, идущий на изготовление адсорбента.

Пластмассы обладают высокой теплотворной способностью. Некоторые из них (полиэтилен, полипропилен и др.) превосходят по этому показателю природные топливные ресурсы — уголь и нефть. Поэтому трудно отделяемые от других материалов пластмассовые детали небольшого размера сжигают. В отличие от природного топлива при сжигании пластмасс выделяются токсичные продукты, что требует значительных затрат на очистку дымовых газов.

Захоронение — со всех точек зрения нерациональный способ обращения с пластмассовыми отходами, так как не приносит никакого экономического или технического результата, но требует строительства дорогостоящих полигонов.

В общем виде переработка отходов пластмасс с целью их повторного использования состоит из следующих стадий: сортировки, мойки, сушки, измельчения и гранулирования.

Сортировка заключается в разделении деталей по видам пластмасс. Она проводится вручную на сортировочных столах.

Идентификация видов пластмасс производится с целью отделения друг от друга отходов изделий, изготовленных из различных полимеров, поскольку их смешивание не только приводит к ухудшению внешнего вида и физико-механических свойств будущих изделий, но и очень часто снижает технологические свойства получаемых вторичных материалов. С целью идентификации в последние годы все автомобильные заводы и производители автокомпонентов наносят на пластмассовые детали маркировку, показывающую марку использованного полимера.

Мойка деталей осуществляется с целью очистки отходов от загрязнений с помощью специальных моющих агрегатов. Для мойки используют воду и синтетические моющие средства. Сушка вымытых деталей осуществляется с целью удаления остатков воды.

Измельчение и гранулирование отходов пластмасс производится с целью получения вторичного сырья, которое по форме и размерам соответствовало бы первичному сырью.

Первичное сырье, используемое при изготовлении изделий из пластмасс, представляет собой гранулы со стандартной величиной зерен, с постоянной объемной массой и хорошей сыпучестью. Вторичные материалы, получаемые из отходов термопластов, должны иметь аналогичный гранулометрический состав. Для этого используются специальные аппараты для переработки полимерных отходов.

Крупногабаритные изделия из пластмасс предварительно нарезаются на циркулярных пилах или ленточно-пильных станках.

Для гранулирования широко используются режущие грануляторы, в которых измельчение отходов происходит между роторными и статорными ножами.

Производительность измельчителя определяется видом отходов и конструктивными особенностями установки: количеством и длиной ножей, а также скоростью вращения ротора. В процессе работы производительность роторных измельчителей падает вследствие износа ножей. Поэтому при падении производительности измельчителя на 20—30% от первоначального значения при работе на одном материале необходимо проводить их заточку.

Степень измельчения отходов определяется размером ячеек сита, ограждающего камеру помола со стороны выхода измельченного материала. Размер частиц измельченных отходов может изменяться от 3—5 до 25—30 мм.

Конструкция измельчителя приведена на рис. 13.3.

Роторно-ножевой измельчитель с водяным охлаждением

Рис. 13.3. Роторно-ножевой измельчитель с водяным охлаждением:

7 — поворотная плита; 2 — электродвигатель; 3 — лоток; 4 — съемная калибрующая решетка; 5 ножи ротора; б — загрузочный бункер; 7 — маховик; 8 — маслоотражатели

Роторные измельчители при работе издают сильный шум. С целью его уменьшения измельчитель вместе с двигателем и вентилятором заключают в шумозащитный кожух, что позволяет снизить уровень шума на 10—15 дБ.

В процессе вторичного использования пластмасс необходимо предотвратить или уменьшить ухудшение физико-механических и реологических свойств вследствие термомеханического воздействия, которому подвергается полимер при измельчении, гранулировании и формовании. С этой целью в композиции на основе вторичных полимерных материалов вводят дополнительные стабилизаторы, позволяющие сохранить их эксплуатационные характеристики.

Помимо режущих грануляторов используют экструдеры-грануляторы. Гранулирование в экструдерах позволяет осуществить направленную модификацию отходов с получением продуктов с улучшенными свойствами за счет добавления в композицию специальных ингредиентов.

Червячные экструдеры для гранулирования отходов термопластов имеют узел дегазации. В зависимости от последовательности двух процессов, проходящих во время гранулирования, — резки и охлаждения — процесс осуществляют двумя способами. Выбор способа гранулирования зависит от свойств полимера: вязкости и адгезии расплава термопласта к металлу.

При горячем гранулировании на экструзионной головке расплав выдавливается через отверстия решетки (количество которых достигает 300) в виде жгутов (стренг) и тут же срезается скользящими вдоль решетки ножами. Полученные при резке гранулы охлаждаются воздухом или водой. Таким способом гранулируют полиолефины, в частности полипропилен, широко используемый для изготовления бамперов автомобилей.

При холодном гранулировании жгуты расплава полимера после выхода из экструзионной головки сразу поступают в ванну с водой, охлаждаются, а затем нарезаются на гранулы ножом гильотинного типа. Температура воды поддерживается в пределах 50—70 °С, что позволяет ей интенсивно испаряться с поверхности гранул. Расход воды составляет 40 м3 на 1 т гранулята. Размер гранул зависит от диаметра отверстий решетки экструдера и скорости вращения шнека. Полученные гранулы используются в качестве полноценного заменителя первичного сырья.

Производительность экструдера-гранулятора зависит от диаметра шнека и вида перерабатываемого пластика. Она изменяется от 40 до 500 кг/ч.

В автомобилестроении широко применяются детали из полиолефинов высокой и низкой плотности (ПЭВП и ПЭН П) и полипропилен (ПП). Из полиэтилена высокой плотности производят различные мелкие детали автомобиля, сравнительно недавно из него начали изготавливать бензобаки. Из полиэтилена низкой плотности делают пленку. Полипропилен широко используется для изготовления бамперов, панелей приборов автомобиля и других деталей. Утилизация этих пластиков имеет свою специфику.

Особенностью термопластов, и в частности полиолефинов, является возможность их многократной переработки путем расплавления и повторного формования без существенного изменения характеристик.

При трех-четырехкратной переработке свойства полипропилена изменяются незначительно. Это позволяет смешивать гранулы вторичного полипропилена, получаемые при утилизации деталей автомобилей, с гранулами первичного материала для производства новых изделий.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >