Утилизация пласстмассовых деталей автомобиля

Содержание:

Введение……………………………………….…………………………………..3

Глава 1. Переработка пластмассовых деталей, с целью получения вторичного сырья……………………………………………………………………………….4

Глава 2.  Термические способы утилизации полимерных отходов………..…11

2.1 Пиролиз полимерных отходов…………………………………………...…11

2.2 Сжигание  полимерных отходов…………………………………………….12

Глава 3. Захоронение пластмассовых отходов на полигонах……………...…14

Заключение…………………………………………..……………………….…..15

Список  литературы…………………………………………………………..…..16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

     Автотранспорт является одним из главных источников загрязнения окружающей среды. Происходят деградация и гибель экосистем под действием транспортных загрязнений, особенно интенсивно на урбанизированных территориях. Остро стоит проблема утилизации и переработки отходов, возникающих при эксплуатации транспортных средств, в том числе и при завершении срока их службы.

       К концу первого десятилетия ХХ века мировой автомобильный парк насчитывал 300 тысяч машин, сейчас количество автомобилей в мире оценивается приблизительно в 750 млн. единиц и 40—50 млн. из них ежегодно обновляются, т. е. признаются отслужившими свой срок, снимаются с регистрации и, как правило, поступают на утилизацию. Постоянно растет количество отходов, образующихся в результате вывода из эксплуатации автомобилей, значительную их часть составляют отходы пластмасс. Использование пластмассы при производстве автомобилей неуклонно растет. Ожидается, что к 2015 г. автомобили с истекшим сроком эксплуатации могут обеспечить 1,3 млн. т пластмассовых отходов. Существует несколько способов утилизации пластмассовых деталей, среди них можно отметить переработку отходов с целью получения вторичного сырья, пиролиз для получения топлива, сжигание для получения тепловой энергии и захоронение на полигонах.

     В данной работе рассматриваются способы  утилизации пластмассовых деталей  автомобиля и аппараты, которые при  этом используются. 
 
 
 
 
 
 

Глава 1. Переработка пластмассовых деталей, с целью получения вторичного сырья. 

     Пластмассы  – это материалы на основе природных или синтетических полимеров, способные под давлением или при нагревании формироваться в изделия сложной формы и затем устойчиво сохранять приданную форму. В зависимости от технологического процесса и применяемого связующего различают пластмассы композиционные, слоистые и литые, а по природе применяемого связующего – термореактивные и термопластичные. Последнее имеет большое значение для утилизации пластмассовых отходов.

     Повторное использование пластмасс должно рассматриваться как основной метод обращения с ними, так как этот способ является выгодным с точки зрения сохранения окружающей среды, только там, где перерабатываются крупные, легкодоступные детали, произведенные из одного материала. В противном случае рециклинг сырья и получение топлива за счет утилизации отходов являются, в основном, самыми эффективными методами по отношению к автомобилям с истекшим сроком эксплуатации. К крупным деталям можно отнести бампера, подушки сидений,, бачки стеклоомывателя, воздуховоды, рассеиватели фар, корпуса зеркал.

     На  рис. 1 представлена общая схема процесса переработки пластмассовых отходов  во вторичное сырье. 

     

     Рис. 1 Схема переработки отходов пластмасс. 

     1. Сортировка включает в себя отделение отходов по внешнему виду, отделение непластмассовых элементов и разделение пластмассовых отходов, изготовленных из разных полимерных материалов.   С целью идентификации пластмассовых отходов производители автомобилей наносят на них соответствующую маркировку, что облегчает их сортировку. Сортировка производится вручную, на специальных сортировочных столах.

     2. Мойка осуществляется для очистки деталей от загрязнений органического и неорганического характера. Для этого используются различные растворы, моющие средства и вода.

     3. Сушка необходима для удаления остатков воды.

     4. Измельчение является одной из наиболее важных стадий процесса, в результате материал приобретает размеры, достаточные для того, чтобы осуществить его дальнейшую переработку. Для измельчения отходов используют дробилки. Крупногабаритные изделия разрезаются на циркулярных пилах или ленточно-пильных станках.

     5. Гранулирование. Гранулирование производится для получения из отходов вторичного сырья, которое по своим форме и размерам будет соответствовать первичному сырью. Для гранулирование используются экструдеры-грануляторы и режущие грануляторы.

     В режущих грунуляторах, измельчение  отходов происходит между роторными  и статорными ножами.  Характеристики роторных измельчителей приведены  в табице 1.

     Таблица 1. Характеристики роторных измельчителей пластмасс.

     Размер  частиц измельчаемых отходов колеблется от 3…5 до 25…30 мм.

     На  рис. 2 представлена конструкция измельчителя с водяным охлаждением.

     

     Рис. 2 Роторно-ножевой измельчитель.

     1 –поворотная плита; 2 –электродвигатель; 3 –лоток; 4 –съемная калибрующая решетка; 5 – ротор; 6 – статор; 7 – маслоотражатели; 8 – ножи ротора; 9 – загрузочный бункер; 10 – маховик; 11 – упорные подшипники; 12 – массодробители; 13 – регулируемые ножи статора; 14 – штуцер для подачи воды.

     При измельчении вязких термопластов(полиэтилена, полиамида, пластифицированного поливинилхлорида) производительность измельчителя резко падает до 20…50%. Для утилизации таких отходов возможно использование криогенной техники. Для этого полимер замораживается с помощью жидкого азота( температура испарения – 195,8 ºС), полимер переходит в стеклообразное состояние и становится хрупким, что сильно упращает его дальнейшее измельчение. Некоторые виды пластмассовых отходов можно измельчать в среде жидкого углекислого газа(температура испарения – 78,5 ºС). Хладагенты вводят либо непосредственно в измельчитель либо используют конвейер, на котором отходы сначала охлаждаются, а затем поступают в измельчитель. Криогенная техника измельчения  имеет ряд  преимуществ, одим из которых является снижение расхода электроэнергии.

     Для предотвращения ухудшения свойств  материала вследствии термомеханического воздействия при измельчении, гранулировании и формировании в него вводят дополнительные стабилизаторы, которые позволяют  сохранить характеристики материала.

     Также для измельчения и гранулирования полимерных материалов используют экструдеры –грануляторы . Использование экструдеров имеет ряд преимуществ перед режущими грануляторами. Они связаны с возможностью использования практически любых отходов, образующихся при получении ткани, волокон, трикотажа, отходов полученных при нанесении покрытий и т. д. При гранулировании можно осуществлять модификацию отходов с получением продукта более высокого качества путем введения в композицию специальных ингредиентов.

     Червячные экструдеры  для гранулирования отходов имеют узел дегазации. Процесс  гранулирования осуществляется двумя  способами в зависимости от последовательности процессов, проходящих во время гранулирования – резки и охлаждения. Выбор способа зависит от свойств использования материала: вязкости и агдезии расплава термопласта к металлу.

     При горячем гранулировании на экструзионной  головке расплав выдавливается  через отверстия решетки в  виде жгутов и срезается скользящими  вдоль решетки ножами, гранулы  охлаждаются с помощью воды или воздуха. При холодном способе жгуты после выхода из экструзионной головки поступают непосредственно в ванну с водой, где охлаждаются и разрезаются ножом гильотинного типа.

     На  рис. 3 показана линия горячего гранулирования, она состоит из бункера, шнекового экструдера, гранулирующей головки с устройством резки, водяной ванны охлаждения, шнекового транспортера и центрифуги для отделения воды.

     Рис. 1. Установка горячего гранулирования.

     

     Утилизация  деталей из полиолефинов(полиэтилена  и полипропилена).

     Из  полиэтилена высокой плотности(ПЭВП) изготавливают различные небольшие  детали автомобиля, а также бензобаки. Из полиэтилены низкой плотности(ПЭНП) делают пленку. Полипропилен используется для изготовления приборных панелей, бамперов.

     Особенностью  этих материалов является возможность  их многократной переработки. Например, в процессе 3…4-кратной переработке  свойства полипропилена изменяются незначительно.

     Утилизация  поливинилхлоридных материалов (ПВХ). ПВХ применяется в производстве обивочных искусственных кож, синтетических материалов, пленок, литьевых изделий.

     Отходы  ПВХ- материалов можно использовать для:

1. изготовления линолеума, искусственной кожи, пленки;
2. регенерации ПВХ;
3. использования в смеси с другими пластмассами в различных композициях.

При переработке  отходов ПВХ и производстве из них гранул используются стабилизаторы  и пластификаторы, которые вводятся в состав полимерной композиции и  позволяют избежать деструкции материала.

Регенерация поливинилхлорида. При регенерации  утилизируется любой вид отходов ПВХ

Схема регенерации отходов ПВх состоит  из следующих стадий:

1. Измельчение отходов;
2. отделение магнитных материалов от массы отходов;
3. складирование отходов в бункер;
4. Смешивание отходов с селективным растворителем и растворения в нем поливинилхлоридной смолы;
5. отделение нерастворимых фракций;
6. добавление воды для понижения растворимости ПВХ в растворителе;
7. фильтрование для выделения ПВХ;
8. сушки полученного ПВХ;
9. дистилляции раствора(отделение воды от растворителя).

Этот  способ позволяет получать ПВХ, близкий по своим свойствам к первичному сырью. 

Утилизация  деталей из пенополиуретана(ППУ)

Из ППУ  изготавливают подушки и спинки сидений, подголовники, подлокотники и  другие детали автомобиля.

Можно выделить три основных направления  в переработке пенополиуретана:

1. выделение исходного сырья
2. гидролиз отходов;
3. дробление и использование отходов в качестве наполнителя.

Утилизация  деталей из реактопластов

     Реактопласты (термореактивные пластмассы) —  пластмассы, переработка которых  в изделия сопровождается необратимой химической реакцией, приводящей к образованию неплавкого и нерастворимого материала. К ним относятся стеклопластики и углепластики.

     Для измельчения отходов стеклопластика используют дезинтеграторы конструкции, где основным ударным органом  являются пальцы двух роторов, вращающихся навстречу друг другу с высокой скоростью. Время пребывания отходов в камере составляет 0,25 с, материал разрушается, и образуются частицы размером 3…20 мкм. Стеклопластиковые порошки используют в качестве наполнителей в полимерных композициях, которые преобретают высокие физико-химические свойства(снижается время отверждения в 6…8 раз, повышается теплостойкость до 200 С). Также эти порошкт используют в лакокрасочных покрытиях для улучшения декоративных и физико-химических свойств. 
 
 
 
 
 
 

Глава 2.  Термические способы утилизации полимерных отходов