Страны Евросоюза, в отличие от РФ, испытывают дефицит сырья по всем позициям и имеют многолетний опыт по его регенерации из отходов.

Многочисленные хартии по защите окружающей среды в ЕС призваны уменьшить количество полигонов для хранения мусора, так как они требуют больших площадей и дорогостоящей технологии хранения.

Гораздо выгоднее оказалось освоить глубокую переработку отходов и превратить этот процесс в доходный бизнес.

Вторичная переработка промышленных и бытовых отходов, содержащих полимерные материалы — отличная бизнес-идея, но относительно новая, поэтому конкуренция в нем развита слабо .

Порог начальных капиталовложений для старта в этой отрасли невысок.

Он увеличивается в зависимости от глубины переработки исходного сырья, но одновременно с ним растет рентабельность.

Рециклинг полимеров при грамотном подходе станет отличным направлением финансирования, особенно в кризисных промежутках времени. Это обусловлено низкой стоимостью исходного сырья по отношению к первичным материалам.

Раздельный сбор отходов еще не скоро будет внедрен в РФ, так как у населения отсутствует культура сохранения жилого пространства в чистоте .

Это сильно тормозит развитие всей отрасли.

Так как не сортированный бытовой мусор представляет собой очень сомнительное сырье для относительно несложных и дешевых перерабатывающих мощностей, то желающих занять нишу по его рециклингу не так много.

Самым верным на первом этапе будет накопление и сортировка сырья. Это поможет научиться ориентироваться в марках пластиков, создать сырьевую базу для будущего производства .

О маркировке пластмасс вы можете прочесть в статье «Как сортировать пластик для переработки?»

Промышленное помещение

Для сбора, сортировки и переработки мусора необходима площадь, и чем больше - тем лучше. Сначала нужно не менее 50 квадратных метров. Этого будет достаточно лишь на первых порах, чтобы начать простейшую переработку, которая заключается в сортировке сырья .

Под пресс понадобится еще не менее 20 метров площади; чем сложнее будет становиться оборудование, тем больше станет занимаемая им площадь.

Такой вид бизнеса с глубокой переработкой требует помещение от 1000 квадратных метров и более. Требования для цеха включают наличие ВРУ, систем аварийной сигнализации и пожаротушения, подведенных воды и канализации.

Размер требуемой площади можно систематизировать при помощи следующего списка :

1. Цех сортировки и первичной обработки вторсырья -100 м 2 .
2. Первичная мойка и дробление сырья - 500 м 2 .
3. Термопереработка и изготовление вторичного гранулята — 100 м 2 .
4. Производство изделий с использованием регенерированного полимерного гранулята (для одной единицы оборудования) - 100 м 2 .

Несмотря на большую суммарную площадь цеха не стоит этого бояться, так как половину из 1000 м 2 займут участки хранения промежуточной фракции.

Оборудование

Такие отходы, как пластиковая ПЭТ бутылка, если это не преформа, занимают очень много места .

Для хранения этого сырья его обрабатывают компактором, или попросту прессуют.

Простейший механический рычажный пресс несложно изготовить самостоятельно и организовать процесс в домашних условиях.

Промышленное прессовое оборудование очень дорого стоит .

Для начинающего предпринимателя лучшим выбором станет бывший в употреблении пресс, который можно приобрести через интернет объявления.

Не стоит пугаться подержаного оборудования такого класса, оно примитивно по своему устройству, а его ремонт не представляет особой сложности.

Сложнее обстоит дело с глубокой переработкой. Это не под силу многим частным предпринимателям.

Для получения вторичного пуха ПЭТ необходимый минимум станков включает :

1. Шредер роликовый.
2. Дробилка роторная.
3. Мойка флокационная.
4. Сушилка ротационная.
5. Агламератор полимеров.
6. Гранулятор стренговый (более дорогой вариант - гранулятор с водокольцевой резкой).
7. Экструдер или термопластавтомат для полимеров.

Такой обширный список станков подразумевает территориальную разбросанность производителей и поставщиков.

Самыми известными марками в нашей стране являются фирмы производители из Тайваня и «Поднебесной» PRC.

Это такие гиганты как :

1. «Хемингстоун» Тайвань.
2. «Кингсил» КНР.
3. «ЛюМенг» Тайвань.
4. «ДиинКуин» Тайвань.

Есть и отечественные производители. Качество их оборудования не чета даже производителям из Китая, но и оно находит своего покупателя.

Более известны такие фирмы как:

1. «Алеко-Полимер» — г. Ростов-на-Дону.
2. «Назаров-Систем» — г. Сочи.
3. ООО «Мастерпресс» — г. Москва.
4. ООО «Промышленные полимерные технологии».
5. ООО «Бум полимеров».

На поверку многие из них оказываются лишь торговцами сомнительным контрафактом из Юго-восточной Азии.

При выборе оснащения для будущего производства главным и важнейшим является помощь квалифицированного специалиста.

Неправильная конфигурация, ошибочный выбор производителя станков будет стоить очень дорого, вплоть до банкротства. Очень много случаев, когда весьма состоятельный инвестор нес огромные убытки именно на этапе оснащения производства.

Порядок цен на рынке оборудования следующий:

1. Шредер - от 400 до 800 тыс.руб.
2. Дробилка роторная - от 300 до 600 тыс. руб.
3. Мойка флокационная - от 1,5 до 10 млн.руб.
4. Сушилка ротационная - от 100 до 800 тыс.руб.
5. Агламератор полимеров - от 800 тыс.руб. до 1,5 млн.руб.
6. Гранулятор стренговый - от 1,5 до 5 млн.руб.
7. Экструдер полимеров - от 1 млн.руб. до 20 млн.руб.

Эти цены очень относительны, так как состав технологической цепи строго индивидуален. К основному оборудованию необходима спецоснастка, которая может стоить больше основного оснащения.

Особенность калькуляции оборудования цеха заключается в персонифицированном подходе к конкретному виду готовой продукции , региону его расположения, стоимости электроэнергии, наличию трудоспособного и квалифицированного населения.

Источники сырья

Основным источником вторичного сырья для европейских переработчиков является сортировочный центр.

Отечественные же предприниматели не имеют такой возможности, а «полигонка», взятая на мусорных полигонах, практически непригодна для вторичного использования из-за токсичности и разложения.

В России малый бизнес прочно занял нишу поставщиков самостоятельно накопленных и отсортированных полимеров .

Организован такой вид деятельности незатейливо. ИП, владеющий своим грузовым транспортом, занимается коммерческим сбором вторсырья у мелких предприятий, магазинов, торговых баз, заводов, кафе и других организаций, где они накапливаются.

Лицензирование деятельности

Вопреки мнению многих представителей контролирующих органов, утилизация и переработка полимерных материалов не являются лицензируемой деятельностью .

Как бы ни хотелось погреть руки госчиновникам, это им не удастся.

Если переработчик вторсырья честно показывает свои хозяйственные операции, выполняет требования КЗОТ, никто не регламентирует характер переработки.

По своей сути вторичные полимеры не представляют какой-либо опасности для окружающих и их здоровья, если они не используются в пищевом производстве.

А вот при таких нарушениях возникают уже уголовные последствия, так как вторичное использование ПЭТ, полиэтилена, полипропилена и т. д. пищевой упаковке запрещено санэпиднормами.

Бизнес-план цеха

Исходя из спроса на конкретное изделие, содержащее полимер, рассчитывается возможность применения в нем вторичного сырья. Примером служит изготовление крупноячеистой полиэтиленовой сетки для садоводов и строителей.

Бизнес-план по переработке пластиковых отходов в гранулы начинается с расчета вероятной прибыли:

1. Стоимость первичного полипропилена составляет 120 р./кг., вторичного 80 р./кг.
2. Оптовая стоимость килограмма готового изделия из первичного материала 200 р./кг.
3. Накладные расходы в цене продажи до 30%.
4. Сопутствующие расходы на рекламу, лоббирование интересов у продавцов сырья (из-за отсутствия раздельного сбора отходов и госконтроля рынок вторсырья очень коррумпирован) 5%.

Итогом продажи продукции из первичного материала, по отзывам владельцев такого бизнеса, будет, в лучшем случае, 5% чистой прибыли.

Так как стоимость вторичного гранулята составляет 70%-80% от первичного материала, то его использование увеличит общую рентабельность .

Однако, готовый вторичный гранулят нужной марки — большая редкость, и рассчитывать на очень высокие прибыли не стоит.

В лучшем случае это не более 10% процентов чистой прибыли с оборота.

Калькуляция бизнес-плана цеха по производству полимерной сетки из вторсырья:

1. Стоимость оборудования , состоящего из экструдера полиэтиленовой сетки, дробилки сопутствующих отходов, вспомогательных механизмов, складской оснастки, инструмента персонала - 3 млн.руб.
2. Аренда подходящего помещения в 200 м 2 - 60 тыс.руб.
3. Зарплата персонала из 4 человек - 120 тыс.руб.
4. Накладные расходы за электроэнергию, производственные издержки - 100 тыс.руб.
5. Валовая годовая прибыль при круглосуточной работе - 31 млн.руб.
6. Годовая стоимость потребляемой вторичной гранулы - 24,8 млн.руб.
7. Прибыль до уплаты налога — 2,84 млн.руб.
8. Срок окупаемости предприятия - от 3 до 4 лет.

Технологии переработки пластиковых отходов

Рециклинг полимеров осуществляется благодаря их термопластичности и возможности повторного формования из них готовых изделий.

Такой процесс может повторяться до пяти-семи раз, до полного разрушения молекулярной структуры материала.

Технология регенерации заключается в очистке вторсырья от сторонних загрязнений, измельчении и термической грануляции.

Подробнее обо всех этих процессах читайте в статье «Технология переработки пластика».

Готовые проекты и идеи по рециклингу пластмасс

Ранжируя бизнес-проекты по уровню вложений, можно выделить четыре основных направления :

1. Сбор и сортировка отходов полимеров с последующей продажей крупным переработчикам.
2. Производство вторичных хлопьев для реализации.
3. Полный спектр рециклинговых мероприятий с производством готового вторичного гранулята.
4. Производство полимерной продукции по полному циклу на основе вторичной гранулы.

Сбор и сортировка отходов

Для начала этой деятельности нужно лишь открыть ИП и арендовать (по возможности — купить) грузовой автомобиль.

Остальное зависит от связей с владельцами крупных торговых точек , ведь они станут основным поставщиком сырья.

Не менее важные для начинающего бизнесмена факторы — готовность к тяжелой физической работе и терпение.

Производство вторичных хлопьев

В этом случае необходима линия мойки. Стоимость такого оборудования начинается от 2 млн.руб., поэтому здесь нужен хороший старт.

Полный цикл с переработкой в гранулы

Билет в эту сферу стоит от 10 млн.руб. Этап переработки в гранулы станет развитием хорошо поставленных предыдущих через восемь-десять лет успешной работы.

Производство полимерной продукции

Продукцией такого производства может быть:

• упаковка;
• технические емкости и трубы;
• пластиковые сетки;
• термоусадочные пленки;
• электрический кабель;
• обувь из ПВХ и ЭВА.

Этот этап переработки самый капиталоемкий, но и самый рентабельный. Чтобы дойти до него и прочно удержаться на рынке, может потребоваться более 10 лет.

До этого момента владельцу бизнеса необходимо продумать, куда сбывать переработанный пластик.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Анализ состояния вторичной переработки полимерных материалов.

1.2. Утилизация отходов полиолефинов.

1.2.1. Структурно-химические особенности вторичного полиэтилена.

1.2.2. Технология переработки вторичного полиолефинового сырья в гранулят.

1.2.3. Способы модификации вторичных полиолефинов.

1.3. Утилизация и вторичная переработка отходов поливинилхлорида, полистирольных пластиков, полиамидов, полиэтилентерефталата.

1.4. Постановка задачи исследования.

2. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ.

2.1.Технологический процесс вторичной переработки отходов полимерных материалов по непрерывной технологии.

2.2. Описание экспериментальной установки.

2.3. Расчет геометрических размеров отборочно-гранулирующего устройства.

2.3.1. Определение давления на входе в отборочно-гранулирующее устройство.

2.3.2. Определение перепада давления на входе в канал круглой формы.

2.3.3. Определение перепада давления в канале круглой формы

2.3.4. Определение перепада давления на входе в канал фильеры.

2.3.5. Определение перепада давления в канале фильеры.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПЕРЕРАБОТКИ ТЕРМОПЛАСТОВ НА ВАЛЬЦАХ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ.

3.1. Определение реологических свойств пленочных отходов полиэтилена низкой плотности.

3.2. Определение безразмерных координат сечения входа Хн и выхода Хк.

3.3. Методика проведения эксперимента.

3.4. Получение зависимостей свойств гранулята от технологических и конструктивных параметров переработки при использовании нижнего отборочно-гранулирующего устройства.

3.5. Получение зависимостей свойств гранулята от технологических и конструктивных параметров переработки при использовании бокового отборочно-гранулирующего устройства.

3.6. Сравнение свойств гранулята полученного из первичного ПЭНП и из пленочных отходов ПЭНП при найденных режимах переработки.

3.7. Сравнительная характеристика свойств вторичных полимерных материалов полученных из пленочных отходов по различным технологиям.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СУММАРНОЙ ВЕЛИЧИНЫ СДВИГА НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ПЕРЕРАБАТЫВАЕМОГО МАТЕРИАЛА.

4.1. Определение суммарной величины сдвига при непрерывном режиме процесса вальцевания термопластов.

4.1.1. Определение величины сдвига вдоль оси X.

4.1.2. Определение суммарной величины сдвига.

4.2. Зависимость физико-механических показателей гранулята от величины сдвига при периодическом и непрерывном режимах работы вальцев.

5. МЕТОДИКА ИНЖЕНЕРНОГО РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ НЕПРЕРЫВНОГО ПРОЦЕССА ВАЛЬЦЕВАНИЯ

И КОНСТРУКЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ.

5.1. Расчет основных параметров процесса и оборудования по первому варианту.

5.2. Расчет основных параметров процесса и оборудования по второму варианту.

Рекомендованный список диссертаций

• Разработка конструкции валково-шнекового агрегата и совмещенного технологического процесса утилизации полимерной тары и упаковки 2008 год, кандидат технических наук Полушкин, Дмитрий Леонидович

• Разработка оборудования и технологии для утилизации отходов термопластов 2012 год, кандидат технических наук Макеев, Павел Владимирович

• Получение композита с заданными показателями качества из вторичного полиэтилена в смесителе периодического действия 2011 год, кандидат технических наук Гуреев, Сергей Сергеевич

• Методология расчета и проектирования оборудования для производства длинномерных профильных резинотехнических заготовок заданного качества 2009 год, доктор технических наук Соколов, Михаил Владимирович

• Разработка конструкции и метода расчета установки для измельчения полимерных отходов 2001 год, кандидат технических наук Белобородова, Татьяна Геннадиевна

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Валковое оборудование и технология процесса непрерывной переработки отходов пленочных термопластов»

Похожие диссертационные работы по специальности «Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)», 05.02.13 шифр ВАК

• Вторичная переработка полимерных оболочек нефтепогружных силовых кабелей 2013 год, кандидат технических наук Лаврентьева, Анна Ивановна

• Вальцы для изготовления полимерных рифленых листов: разработка конструкции и метода расчета 2005 год, кандидат технических наук Абакачева, Елена Мидхатовна

• Изучение технологических особенностей и свойств композитов на основе полиэтилена и дисперсных наполнителей 2013 год, кандидат технических наук Егорова, Олеся Владимировна

• Полимер-древесные материалы на основе отходов древесины и вторичных термопластов 2001 год, кандидат технических наук Шакина, Анна Анатольевна

• Обоснование технологического процесса и параметров экструзионной установки для производства биоразлагаемых упаковочных материалов на основе вторичных ресурсов АПК 2018 год, кандидат технических наук Шабарин, Александр Александрович

Заключение диссертации по теме «Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)», Шашков, Иван Владимирович

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Шашков, Иван Владимирович, 2005 год

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.

Переработка мусора — один из способов его утилизации. Самый перспективный и рациональный. Меж тем активно используются и обезвреживание и захоронение и сжигание (пусть и в силу экономии на утилизации, а так же ввиду самих отходов).

Все отходы делятся на 5 классов опасности. 1 класс – самый вредный. Для получения права на работу с отходами необходимо получить лицензию. Основные классические методы утилизации мусора: сжигание и захоронение. Мы отдельно выделяем переработку, как наиболее интересный и перспективный способ утилизации отходов.

Утилизация бытовых отходов — способы

Переработка отходов

Переработка — развивающийся и самый перспективный метод утилизации отходов как промышленных, так и бытовых. Перерабатываются сотни видов отходов. К примеру:

• Отработанные автомобильные шины с помощью дробилки измельчают в крошку , затем в специальных реакторах при температуре 4500 С производят резиновые покрытия, декоративную мульчу и др. Резину перерабатывают и в топливо.
• Лампы — в основном в использовании ртутьсодержащие лампы, поэтому они требуют особенной переработки.
• О переработке и утилизации строительных отходов , утилизация песка .
• Утилизация ветоши + переработка нетканых материалов .
• Бумажные отходы : в гидроразбавителях распускают на волокна, путём фильтрации, осаждения, термомеханической обработки очищают от примесей. Затем происходит обесцвечивание и формирование бумажной массы. Путем повторного использования изготавливают картон, туалетную бумагу, топливные брикеты и т.д. Отдельная процедура предусмотрена для утилизации официальных документов .
• Отработанные масла (моторное, гидравлическое, компрессионное, и т.д.) — очищают и регенерируют с помощью промышленных установок. Возможно получение как масла, так и дизельного топлива. Впрочем, отработанное мало используют и в специальных печах для отопления + утилизация фильтров .
• Отходы металлов собираются, сортируются (крупные детали режутся и прессуются) и путём переплавки снова попадают в производство.
• Отработанные аккумуляторы : сначала разрезают корпус, затем сливают электролит. Путём расплавления разделяют металл и пластик, с дальнейшим использованием компонентов.
• Переработка полимеров , пластиковые отходы — перерабатываются в гранулы, которые используются в дальнейшем производстве (пластиковые бутылки , плёнка).

Работа в цеху по переработке пластика. Идёт ручная сортировка: привезены горы пластиковых бутылок и сортировщики вручную делят их, снимают крышки.

• Бытовую и орг технику сортируют, отделяют детали, содержащие драг. металлы, пластик, металл. Как заказать утилизацию оргтехники . Отдельное внимание уделяется переработке кабеля .
• Старую мебель разбирают и сортируют детали по материалам.
• Древесные отходы, стружку, опилки перерабатывают в пеллеты или в отопительные брикеты .
• Батарейки разбирают на составляющие, каждая из которых имеет свои перспективы на дальнейшее применение.
• Гальванические отходы требуют особой аккуратности в силу свое токсичности.
• Стекло дробят и переплавляют.
• Жировые отходы перерабатывают в твёрдую массу.
• Растворители и лакокрасочные материалы можно использовать в виде топлива (после обработки и только в некоторых случаях, поскольку материал очень ядовит).

Оборудование для утилизации мусора

Утилизация мусора, который не подлежит переработке и дальнейшему использованию, происходит различными способами.

Оборудование для сжигания отходов

Сжигание производится в специальных печах, которые бывают нескольких видов.

Для сжигания твердых бытовых отходов используются установки ТБО, для отходов сельского хозяйства, например, шелухи семечек подсолнечника, — котлы-утилизаторы.

В медицине применяют небольшой аппарат – сжигатель игл. Его используют для того, чтоб использованные шприцы не применялись повторно. Такой сжигатель работает от электрической сети и сжигает иглу за 2-3 секунды.

Установки-утилизаторы повсеместно применяются в промышленности. Это целые комплексы, которые уничтожают шламы, отходы целлюлозы и нефтеперерабатывающей промышленности в больших объемах. Тепло, которое вырабатывается во время горения, используют для обогрева помещений, и других технических нужд.

Оборудование для захоронения отходов

Захоронение отходов производится на специальных полигонах. Они находятся за пределами населенных пунктов, в местах, где к поверхности земли не подходят грунтовые воды и отсутствуют водоемы.

Основное оборудование при захоронении мусора — бульдозеры и катки уплотнители. Эта техника позволяет использовать пространство максимально рационально, уплотняя мусор.

Захоронению подлежат отходы, которые невозможно переработать или утилизировать другими путями. Это может быть строительный мусор, отходы деревообрабатывающей промышленности, а также опасные материалы, содержащие ртуть, свинец, сулему и другие химические вещества. Радиоактивные вещества подлежат захоронению на отдельных полигонах, где производится строгий контроль безопасности для окружающей среды.

Захоронение следует производить по строго определенной технологии, для чего необходимо спецоборудование. Установка для захоронения представляет собой технику для перевозки отходов, агрегат для помещения их в контейнер, и последующего помещения в котлован. Существует оборудование для твердых, жидких и сухих отходов.

Перед захоронением некоторые химические вещества необходимо обезвредить. Обезвреживание производится путем химических реакций в специальных бункерах или термически в термокамерах. Такие камеры не сжигают отходы, а делают их безопасными для человека и природы с помощью высокой температуры.

Очистка промышленных выбросов

Промышленность в огромных объемах перерабатывает разнообразнейшее сырье. На выходе технологических процессов появляется не только конечный продукт, но и отходы – жидкие, твердые и газообразные.

Основное требование к технологиям и оборудованию для переработки отходов – не допущение попадания в окружающую среду вредных веществ в количествах выше допустимой концентрации. Практически все предприятия для очистки отходов используют комплексные последовательные методы очистки, включающие в себя механические, физико-химические, электрохимические, химические и биологические компоненты.

Очистка сточных вод

Очистка стоков от нерастворимых примесей производится гидромеханическими средствами – фильтрованием, отстаиванием, улавливанием, процеживанием, обработкой взвешенных частиц в центрифугах.

Эти процессы обеспечиваются достаточно простым в использовании оборудованием – отстойниками, сетками, решетками, пескоулавливателями, центрифугами, гидроциклонами (или сепараторами песка). Конструктивные особенности подобных устройств связаны в первую очередь с объемами сброса вод. Соответственно этим объемам проектируются накопители для сточных вод, используемые для обеспечения замкнутого цикла производства.

Очистка стоков от растворимых примесей производится химическими методами – нейтрализацией (например, кислоты взаимно нейтрализуются со щелочами с выпадением твердого менее опасного осадка), коагуляцией, когда эмульсии и дисперсные вещества осаждаются посредством солей некоторых металлов, окислением посредством окислителей – кислорода, озона, перманганата калия и т.п. для уменьшения вредности веществ, флокуляцией – осаждением хлопьев веществ с помощью крахмала.

Мелкодисперсные примеси и растворенные газы удаляются из воды физико-химическими методами – насыщением стоков водой, применением абсорбентов, ионизацией.
В сточных водах могут присутствовать побочные примеси, являющиеся ценным сырьем для других производств. Такие примеси выделяют электрохимическим методом посредством электролизеров. Также такими методами опресняют морскую воду, очищают радиоактивную воду.

Биологическая очистка производится посредством бактерий, живущих в кислородной, либо бескислородной среде.

Очистка атмосферных выбросов

Очистка атмосферных газообразных и пылесодержащих промышленных выбросов происходит в несколько этапов. Основные компоненты таких выбросов это – пыль (взвешенные твердые частицы), туман (взвешенные частицы жидкостей), дым (газы, крайне мелкие частицы вещества или конденсационные аэрозоли), смешанные аэрозоли (состоящие из трех предыдущих компонентов. Очистка происходит последовательно – от более крупных частиц – пыли, до самых мелких –дымы.

На первой ступени очистки используют пылеуловители, на следующей происходит сухая механическая очистка выбросов в так называемых циклонах или пылеосадительных камерах. Следующая ступень — мокрой механической очистки — происходит в газопромывателях различных конструкций, действующих на разных абсорбентах. Выбор активного вещества зависит от свойств извлекаемого вещества. Например, углекислота абсорбируется аммиачным раствором. Последняя ступень – сухая фильтрация. При ней используются тканевые, биологические и электрические фильтры. Электрофильтры осаждают мельчайшие дымовые частицы на электродах за счет их ионизации коронным разрядом.

Очистка твердых отходов

В зависимости от характера и физических свойств утилизируемых отходов их сжигают, перерабатывают в специальных биогенераторах посредством микроорганизмов, гидролизом и сбраживанием – так, например, получают этанол из отходов целлюлозы. Самым эффективным способом очистки является пиролиз — высокотемпературное разложение вещества на компоненты при недостатке кислорода. Для промышленного пиролиза используют трубчатые пиролизные реакторы.

Рекуперация выбросов

Важный аспект очистки отходов, часто применяемый в промышленных масштабах – рекуперация, то есть включение отходов производства в замкнутый производственный цикл после соответствующей очистки. Конструктивно рекуперационные установки значительно различаются в зависимости от отрасли промышленности.

Современный мир не стоит на месте. Каждый год увеличиваются объёмы производства, продолжается рост населения и расширение городов. Вместе с этим назрела проблема утилизации мусора. На земле специальные свалки для отходов жизнедеятельности присутствуют в ограниченном количестве. При этом поступающие на них объёмы превышают их вместимость, поэтому мусорные горы увеличиваются с каждым днём. Необработанные кучи отходов негативно влияют на экологическое состояние планеты. Именно поэтому возникла потребность в создании качественных мусороперерабатывающих заводов. На этих объектах необходимо применять только современные методы переработки отходов и их утилизации. Стоит отметить, что генерируемый человечеством мусор относится к различным группам опасности. Чтобы переработка отходов была эффективной, для каждого отдельного вида необходимо подобрать свой метод утилизации. Но прежде требуется их рассортировка.

Отходы бытовые

К этому числу относятся остатки продукции, связанные с жизнедеятельностью людей. Это могут быть пластиковые, бумажные, пищевые и другие подобные отходы, которые были выброшены из учреждений и домов населения. Мусор, от которого мы привыкли избавляться, встречается на каждом шагу. Многим отбросам приписывается пятая и четвёртая степень опасности.

Переработка бытовых отходов из пластика не должна обходиться без механического воздействия, т. е. измельчения. Далее, их в обязательном порядке обрабатывают химическими растворами. Нередко после такой процедуры изготавливаются новые полимерные вещества, которые используются вторично для создания новой продукции. Такие бытовые отходы, как бумага или пищевой мусор можно подвергнуть компостированию и последующему перегниванию. Впоследствии полученный состав подойдёт для применения в сельскохозяйственном деле.

Биологический тлен

Биологическими видами в природе являются человек и животные. Эти две группы также генерируют большой объём отходов. Много подобного сора приходит от ветеринарных клиник, санитарно-гигиенических организаций, учреждений общественного питания и подобным предприятий. Переработка отходов биологического характера сводится к их сжиганию. Вещества жидкой консистенции перевозят на специальном транспорте. Сжигание также применяют по отношению к отходам органического происхождения.

Промышленные отходы

Этот вид отходов образуется в результате функционирования производства и технологической деятельности. Сюда относится весь строительный мусор. Он появляется в процессе монтажных, облицовочных, отделочных и других работ. Например, к этой категории мусора относятся лакокрасочные остатки, теплоизоляционные вещества, древесина и другой производственный «хлам». Переработка промышленных отходов нередко заключается в сжигании. Деревянные остатки подходят для получения определённого количества энергии.

Радиоактивный мусор

К таким отходам относятся растворы и газы, которые не подходят для использования. В первую очередь – это биологические материалы и объекты, содержащие радиоактивные компоненты в большом количестве (выше допустимой нормы). Степень опасности зависит от уровня радиации в таких отбросах. Подобный мусор утилизируют путём захоронения, некоторый просто сжигают. Подобный способ переработки относится и к следующей группе остатков деятельности.

Медицинские отходы

В этом списке находятся все вещества, которые производят медицинские учреждения. Примерно 80% отходов – простой бытовой мусор. Он неопасный. Зато оставшиеся 20% способны так или иначе причинить ущерб здоровью. В России утилизация и переработка отходов радиоактивного и медицинского характера имеет множество запретов и условностей. Также в стране тщательно прописаны необходимые условия обращения с этой группой мусора, способы их захоронения или сжигания. Были созданы специальные могильники для жидких и твёрдых радиоактивных компонентов. Если необходимо избавиться от медицинского мусора, его складывают в особые пакеты и поджигают. Но этот метод, к сожалению, также небезопасен, особенно если препараты относятся к первой или второй группе опасности.

Разделение на классы

Все отходы делятся в зависимости от своего агрегатного состояния. Так, они бывают твёрдыми, жидкими или газообразными. Кроме того, весь мусор классифицируется по степени опасности. Всего есть четыре класса. Мусор, относящийся к первой степени опасности, несёт наиболее сильную угрозу планете и живым организмам, в том числе человеку. Эти отходы способны испортить экологическую систему, что повлечёт за собой катастрофу. К ним относятся следующие вещества: ртуть, полоний, соли свинца, плутоний и т. д.

Ко второму классу относятся остатки, способные вызвать экологический сбой, который не сможет восстановиться в течение продолжительного периода (около 30 лет). Это хлор, различные фосфаты, мышьяк, селен и другие вещества. К третьей группе опасности принадлежат те отходы, после воздействия которых система сможет восстановиться за десять лет. Но только в том случае, если мусор больше не будет оказывать влияние на заражённый объект. Среди них выделяют хром, цинк, этиловый спирт и так далее.

Малоопасным отходам – сульфатам, хлоридам и симазину – присвоен четвёртый класс. Но это не значит, что они практически не влияют на человека и экосистему. При устранении источника организм или природа смогут восстановиться только через три года. Существует мусор пятого класса. Это означает, что отходы совершенно безопасны для экологии.

Важность переработки мусора

Есть несколько причин, почему необходима грамотная переработка отходов:

1. Попадая в окружающую среду, большинство веществ и материалов превращаются в загрязнители (стоит учесть, что наша планета и без того каждый день задыхается от выбросов машин и заводов).
2. Многие ресурсы, из которых созданы те или иные материалы, исчерпываются. Их запасы слишком ограничены, поэтому выходом является вторичная переработка отходов.
3. В некоторых случаях предметы, выполнившие своё предназначение, оказываются источником веществ. При этом они более дешёвые, чем природные материалы.

Подробней об утилизации

Утилизация – это изменение отходных материалов до полного исчезновения или видоизменения структуры, чтобы не было возможности использовать их повторно. Но это слово может носить и другой смысл. Например, часто оно употребляется в переносном значении.

Сегодня большое количество отходов применяется повторно в разных целях. Весь мусор, который сегодня утилизируют, делится на две основные группы:

1. Твёрдые бытовые отходы (стекло, бумага, пластик, пищевые отходы).
2. Производственные отходы (биологические, медицинские, радиоактивные, строительные отбросы, а также мусор транспортного комплекса).

Провести утилизацию можно одним из нескольких способов, которые также поделены на группы. Например, к основным методам относят термическую обработку, компостирование, являющееся естественным методом разложения, и захоронение мусора на специальных полигонах. Некоторые эти способы переработки отходов позволяют получить вторичное сырьё.

Вторичные материалы

Обычно все отходы, которые остаются после производства и деятельности человека, именуют «вторсырьем». Но это представление не совсем верное. Дело в том, что не все отбросы целесообразно использовать вторично или отправлять на другие нужды. Есть и такая группа мусора, которая применяется вторично только лишь в качестве источника энергии (после специальной обработки), поэтому также не причисляется к вторичному сырью. Те вещества, что после переработки выдают энергию, именуются «вторичным энергетическим сырьём».

К этой группе можно отнести только те материалы, которые после определённого воздействия могут стать пригодными в народном хозяйстве. Наглядным примером является жестяная банка из-под консервов. Она уже не может использоваться для хранения пищевых продуктов, но после переплавки из неё изготавливают новую ёмкость для пищи или другие металлические предметы. Становится очевидным: вторичным сырьём называются предметы, которые после использования по прямому назначению являются ресурсами, что пригодятся для дальнейшего применения. Чтобы получить новое изделие или сырьё, необходима переработка мусора. Сегодня для этого используется несколько способов, которые описаны ниже.

Естественная переработка

Ещё в XX веке в большинстве случаев переработка бытовых отходов проводилась путём компостирования. В специально вырытые котлованы сбрасывался мусор, в частности органический, и присыпался землёй. Со временем отходы разлагались, сгнивали и использовались в качестве удобрений в сельском хозяйстве. Но сравнительно недавно такой метод был немного модифицирован. Учёные разработали герметичные установки для подогрева компостированного мусора. Органические остатки в этом случае начинают быстрей разлагаться, отчего образуется метан, который является биогазом. Именно его начали использовать для создания биотоплива.

Появились специализированные компании, которые строят мобильные станции для переработки отходов. Их применяют в маленьких посёлках или в фермерском хозяйстве. Было подсчитано, что подобные станции крупного размера, предназначенные для городов, содержать невыгодно. Чтобы получить разлагающийся продукт, нужно достаточно много времени, а образовавшиеся удобрения всё равно остаются неиспользованными, и их также нужно как-то утилизировать. Помимо этого, есть другие отбросы, которые некуда девать, поэтому они будут накапливаться. Например, это пластик, строительные остатки, полиэтилен и прочее. А создать специализированный завод, где проводилась бы переработка твёрдых бытовых отходов, для властей экономически невыгодно.

Термическая утилизация

Под термической переработкой подразумевается сжигание твёрдого бытового мусора. Процесс применяется для сокращения количества органических веществ и их обезвреживания. Далее, полученные остатки подвергаются захоронению или утилизации. После горения мусор значительно сокращается в объёме, все бактерии истребляются, а полученная энергия способна генерировать электроэнергию или обогревать воду для отопительной системы. Подобные заводы обычно устраивают неподалёку от крупных городских свалок, чтобы переработка твёрдых отходов проходила конвейером. Там же неподалёку находятся полигоны, предназначенные для захоронения переработанных остатков.

Можно отметить, что сжигание отходов делится на прямое и пиролизное. При первом способе можно получить лишь тепловую энергию. Одновременно пиролизное сжигание создаёт возможность добыть жидкостное и газовое топливо. Но независимо от способа термической утилизации, в атмосферу во время горения выделяются губительные вещества. Это вредит нашей экологии. Некоторые устанавливают фильтры. Их цель – задерживать твёрдые летучие вещества. Но как показывает практика, даже они не способны остановить загрязнение.

Если говорить о технологии переработки отходов медицинского характера, в России уже установлено несколько специальных печей. Они оборудованы приборами газоочистки. Кроме этого, в стране появились микроволновая, паротепловая обработки и автоклавирование. Всё это является альтернативными методами сжигания медицинского и другого подходящего мусора. Остатки, содержащие ртуть, обрабатываются особым термохимическим или гидрометаллургическим способами.

Плазменная утилизация

Этот метод на данный момент является наиболее современным способом утилизации. Его действие проходит в два этапа:

1. Отходы измельчаются и сдавливаются под прессом. Если есть необходимость, мусор просушивается, чтобы добиться гранулированной структуры.
2. Полученные вещества отправляются в реактор. Там плазменный поток передаёт им столько энергии, чтобы они приобрели газообразное состояние.

Избежать возгорания получается при помощи специального окислителя. Полученный газ по составу схож с обычным природным, но он содержит меньше энергии. Готовый продукт закупоривают в ёмкости и отправляют для последующего использования. Такой газ подходит для турбин, котлов, дизель-генераторов.

Подобная переработка отходов производства и бытового мусора уже некоторое время применяется в Канаде и США. В этих странах остатки жизнедеятельности человека эффективно утилизируются, а конечный продукт используется на благо в качестве топлива. На западе уже готовятся внедрить эту технологию в ещё большем масштабе. Но поскольку подобное оборудование достаточно дорогостоящее, его не могут приобрести страны СНГ.

Возможно ли решить проблему утилизации отходов?

Конечно, чтобы переработка твёрдых отходов и опасного для здоровья мусора проходила на высшем уровне, требуется немало финансовых вложений. Также в этом должны быть заинтересованы политические круги. Но на данный момент нам приходится обходиться устаревшей техникой для утилизации. По мнению властей, существующие заводы справляются с проблемой, поэтому нет надобности их реконструировать и переоборудовать. Толчком к этому может послужить лишь экологическая катастрофа.

Хотя проблема имеет обширные масштабы, всё же решить или сократить её размеры возможно. Ситуация требует комплексного подхода со стороны общества и властей. Хорошо, если каждый подумает о том, что может предпринять лично он. Самое простое, что может сделать человек, это начать сортировать тот мусор, который генерирует он. Ведь тот, кто выбрасывает отходы, знает, где у него пластик, бумага, стекло или пищевые продукты. Если в привычку войдёт сортировать остатки жизнедеятельности, то такой мусор станет проще и быстрей перерабатывать.

Человеку необходимо регулярно напоминать о важности правильной утилизации отходов, их сортировке и бережном отношении к природным ресурсам, которыми владеет он. Если же власти не будут принимать меры, проводить мотивирующие кампании, простого энтузиазма окажется недостаточно. Поэтому проблема утилизации мусора так и останется в нашей стране на «первобытном» уровне.

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тамбовский государственный технический университет» И.В. ШАШКОВ, А.С. КЛИНКОВ, П.С. БЕЛЯЕВ, М.В. СОКОЛОВ ВАЛКОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ НЕПРЕРЫВНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ПЛЕНОЧНЫХ ТЕРМОПЛАСТОВ Рекомендовано Научно-техническим советом университета в качестве монографии Тамбов Издательство ФГБОУ ВПО «ТГТУ» 2012 1 УДК 621.929.3 ББК Л71 В156 Р еце нз е нт ы: Доктор технических наук, профессор заведующий кафедрой «Природопользование и защита окружающей среды» ФГБОУ ВПО «ТГТУ» Н.С. Попов Кандидат технических наук, старший научный сотрудник главный инженер ОАО «НИИРТМаш» В.В. Бастрыгин В156 Валковое оборудование и технология непрерывной перера- ботки отходов пленочных термопластов: монография / И.В. Шашков, А.С. Клинков, П.С. Беляев, М.В. Соколов. – Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2012. – 136 с. – 100 экз. – ISBN 978-5-8265-1091-9. Рассмотрены основные технологические и конструктивные аспекты проектирования валкового оборудования для непрерывной переработки пленочных отходов термопластов. Особое внимание уделено вопросам исследования влияния суммарной величины сдвига на физико- механические показатели получаемого гранулята. Приведена методика инженерного расчета основных параметров непрерывного процесса вальцевания и конструкции валкового оборудования непрерывного действия с заданным качеством получаемого гранулята. Монография полезна для инженерно-технических работников, за- нимающихся проектированием и эксплуатацией валкового оборудова- ния по переработке полимерных материалов, а также аспирантам, магистрантам и студентам старших курсов, специализирующимся в области переработки пластмасс и эластомеров. УДК 621.929.3 ББК Л71 ISBN 978-5-8265-1091-9 © Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тамбовский государственный технический университет» (ФГБОУ ВПО «ТГТУ»), 2012 2 ВВЕДЕНИЕ В настоящее время проблема переработки отходов полимерных материалов актуальна, в первую очередь, с позиций охраны окружаю- щей среды, но также и с тем, что в условиях дефицита полимерного сырья, пластмассовые отходы становятся мощным сырьевым и энерге- тическим ресурсом. Проблем, связанных с утилизацией полимерных отходов, доста- точно много. Они имеют свою специфику, но их нельзя считать нераз- решимыми. Однако решение невозможно без организации сбора, сор- тировки и первичной обработки амортизованных материалов и изде- лий; без разработки системы цен на вторичное сырье, стимулирующих предприятия к их переработке; без создания эффективных способов переработки вторичного полимерного сырья, а также методов его мо- дификации с целью повышения качества; без создания специального оборудования для его переработки; без разработки номенклатуры из- делий, выпускаемых из вторичного полимерного сырья. Отходы пластических масс делятся на: технологические отходы производства, которые возникают при синтезе и переработке термо- пластов; отходы производственного потребления – накапливаются в результате выхода из строя изделий из полимерных материалов, используемых в различных отраслях народного хозяйства; отходы об- щественного потребления, которые накапливаются у нас дома, на предприятиях общественного питания и т.д., а затем попадают на го- родские свалки; в конечном итоге они переходят в новую категорию отходов – смешанные отходы. 3 Наибольшие трудности связаны с переработкой и использованием смешанных отходов. Основное количество отходов уничтожают захоронением в почву или сжиганием. Однако уничтожение отходов экономически невыгод- но и технически сложно. Кроме того, захоронение, затопление и сжи- гание полимерных отходов ведет к загрязнению окружающей среды, к сокращению земельных угодий (организация свалок) и т.д. Термические методы, применяемые для разложения отходов пла- стмасс, и создание биоразрушающихся полимеров требуют значитель- ных финансовых затрат, сложны технологически. Поэтому наиболее приемлемым с точки зрения охраны окружающей среды и финансовых затрат является переработка отходов полимерных материалов механи- ческим рециклингом. Однако имеющаяся технология переработки отходов полимерных материалов, включающая в себя измельчение, мойку, сушку, перера- ботку в червячно-дисковых экструдерах, требует значительных затрат электроэнергии, трудовых затрат, увеличение производственных пло- щадей, что приводит к увеличению себестоимости продукции. В связи с этим предлагается непрерывная технология переработки отходов пленочных полимерных материалов на вальцах. Применение данной технологии предполагает снижение энергозатрат, трудовых затрат, сокращение производственных площадей, что приведет к уменьшению себестоимости продукции. Также до настоящего времени отсутствует математическая мо- дель процесса переработки полимерного материала в межвалковом зазоре валкового оборудования непрерывного действия и методика инженерного расчета основных технологических параметров непре- рывного процесса вальцевания и конструктивных параметров валко- вых пластикаторов-грануляторов непрерывного действия с учетом за- данного качества получаемого гранулята. Поэтому поставленная в на- стоящей работе задача изучения непрерывного процесса переработки отходов термопластичных пленочных полимерных материалов на вал- ковом оборудовании является весьма актуальной как в научном, так и практическом плане. Настоящая работа посвящена теоретическому и эксперименталь- ному исследованию процесса вторичной переработки отходов пленоч- ных термопластичных полимерных материалов по непрерывной тех- нологии на валковом оборудовании. Цель работы – разработка валкового оборудования и технологии процесса непрерывной переработки отходов пленочных термопластов. 4 В данной работе исследовался непрерывный процесс переработки отходов пленочных термопластов на валковой установке с изменением в широком диапазоне технологических и конструктивных параметров, в соответствии с чем решались следующие задачи: – анализ современного состояния утилизации и вторичной пере- работки отходов полимерных материалов; – рассмотрение существующих технологий переработки отходов пленочных термопластов; – разработка технологического процесса и валкового оборудо- вания для вторичной переработки отходов пленочных термопластич- ных полимерных материалов; – создание экспериментальной валковой установки непрерывно- го действия по изучению процесса переработки отходов пленочных термопластичных полимерных материалов с изменением в широком диапазоне технологических и конструктивных параметров; – исследование влияния технологических параметров процесса вальцевания (частоты вращения валков, величины минимального зазо- ра между валками, величины фрикции, величины «запаса» материала на валках) и конструктивных параметров оборудования (конструкции отборочно-гранулирующего устройства, геометрических размеров фильеры) на свойства (показатель текучести расплава, предел прочно- сти и относительное удлинение при разрыве) и производительность получаемого гранулята с целью выбора параметров управления; – разработка математической модели и программного обеспече- ния для расчета суммарной величины сдвига, характеризующей влия- ние различных технологических и конструктивных параметров про- цесса на физико-механические показатели получаемого гранулята; – разработка методики инженерного расчета основных парамет- ров непрерывного процесса вальцевания и конструкции валковых пла- стикаторов-грануляторов непрерывного действия с учетом заданного качества получаемого гранулята. 5 ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ Q – производительность; N – мощность; V – объем; ∆P – перепад давления; n, K и m – реологические константы; ё – вязкость; R – радиус; lв – длина рабочей части валка; Xн, Xк – безразмерные координаты сечений входа и выхода; P – удельная мощность, характеризующая интенсивность механического воздействия на обрабатываемый материал; d – диаметр; f – фрикция; I – показатель текучести расплава; σТ – предел текучести при растяжении; σр – предел прочности при разрыве; ε – относительное удлинение при разрыве; h0 – величина минимального зазора; h02 – половина величины минимального зазора; qN – удельная мощность, затрачиваемая на производство 1 кг продукции; u – частота вращения переднего валка; t – время вальцевания; γ – величина сдвига; zj – элементарный участок Индексы ф – фильера; н – начальное; к – конечное; с – суммарная; х – вдоль оси Х Аббревиатуры ПЭ – полиэтилен; ПВХ – пластифицированный поливинилхлорид; ПП – полипропилен; ПС – полистирол; ПЭТФ – полиэтилентерефталат; ПО – полиолефины; ПА – полиамид; ПЭВП и ПЭНП – полиэтилен вы- сокой и низкой плотности; ЭУ – экспериментальная установка 6 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРАЛОВ 1.1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВТОРИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ В современном мире существует свыше 400 различных видов пласт- массовых отходов. Мировое производство пластмасс возрастает в среднем на 5…6 % ежегодно и к 2013 году, по прогнозам, достигнет 250 млн. т. Их потребление на душу населения в индустриально развитых странах за последние 20 лет, примерно, удвоилось (достигнув 85…90 кг), а к концу десятилетия, как полагают, повысится на 45…50 % . Одним из быстроразвивающихся направлений использования пластмасс является упаковка. Уже с 1975 года полимеры вышли на третье место после стекла, бумаги и картона по применению для упа- ковки . Из всех выпускаемых пластиков 41 % используется в упаковке, из этого количества 47 % расходуется на упаковку пищевых продуктов . Удобство и безопасность, низкая цена и высокая эстетика являются определяющими условиями ускоренного роста использования пластиче- ских масс при изготовлении упаковки. Упаковка из синтетических поли- меров, составляющая 40 % бытового мусора, практически «вечна» – она не подвергается разложению. Поэтому использование пластмассовой упаковки сопряжено с образованием отходов в размере 40…50 кг/год в расчете на одного человека. В России предположительно к 2013 году полимерные отходы со- ставят больше 1 млн. т, а процент их использования до сих пор мал . Учитывая специфические свойства полимерных материалов, они не подвергаются гниению, коррозии; проблема их утилизации носит, прежде всего, экологический характер. Общий объем захоронения твердых бытовых отходов только в Москве составляет около 4 млн. т в год. От общего уровня отходов перерабатывается только 5…7 % от их массы. По данным на 1998 год в усредненном составе твердых бы- товых отходов, поставляемых на захоронение, 8 % составляет пласт- масса, что составляет 320 тыс. т в год . Однако в настоящее время проблема переработки отходов поли- мерных материалов обретает актуальное значение не только с позиций охраны окружающей среды, но и связана с тем, что в условиях дефи- цита полимерного сырья пластмассовые отходы становятся мощным сырьевым и энергетическим ресурсом. Вместе с тем решение вопросов, связанных с охраной окружаю- щей среды, требует значительных капитальных вложений. Стоимость 7 обработки и уничтожения отходов пластмасс, примерно, в 8 раз пре- вышает расходы на обработку большинства промышленных и почти в 3 раза – на уничтожение бытовых отходов. Это связано со специфи- ческими особенностями пластмасс, значительно затрудняющими или делающими непригодными известные методы уничтожения твердых отходов. Использование отходов полимеров позволяет существенно эко- номить первичное сырье (прежде всего нефть) и электроэнергию . Проблем, связанных с утилизацией полимерных отходов, доста- точно много. Они имеют свою специфику, но их нельзя считать нераз- решимыми. Однако решение невозможно без организации сбора, сор- тировки и первичной обработки амортизованных материалов и изде- лий; без разработки системы цен на вторичное сырье, стимулирующих предприятия к их переработке; без создания эффективных способов переработки вторичного полимерного сырья, а также методов его мо- дификации с целью повышения качества; без создания специального оборудования для его переработки; без разработки номенклатуры из- делий, выпускаемых из вторичного полимерного сырья. Отходы пластических масс можно разделить на три группы. 1. Технологические отходы производства, которые возникают при синтезе и переработке термопластов. Они делятся на неустранимые и устранимые технологические отходы. Неустранимые – это кромки, высечки, обрезки, литники, облой, грат и т.д. В отраслях промышлен- ности, занимающихся производством и переработкой пластмасс, таких отходов образуется от 5 до 35 % . Неустранимые отходы, по суще- ству представляющие собой высококачественное сырье, по свойствам не отличаются от исходного первичного полимера. Переработка его в изделия не требует специального оборудования и производится на том же предприятии. Устранимые технологические отходы производства образуются при несоблюдении технологических режимов в процессе синтеза и переработки, т.е. это – технологический брак, который мо- жет быть сведен до минимума или совсем устранен. Технологические отходы производства перерабатываются в различные изделия, исполь- зуются в качестве добавки к исходному сырью и т.д. 2. Отходы производственного потребления накапливаются в ре- зультате выхода из строя изделий из полимерных материалов, исполь- зуемых в различных отраслях народного хозяйства (амортизованные шины, тара и упаковка, детали машин, отходы сельскохозяйственной пленки, мешки из-под удобрений и т.д.). Эти отходы являются наибо- лее однородными, малозагрязненными и поэтому представляют наи- больший интерес с точки зрения их повторной переработки. 3. Отходы общественного потребления, которые накапливаются у нас дома, на предприятиях общественного питания и т.д., а затем 8 попадают на городские свалки; в конечном итоге они переходят в но- вую категорию отходов – смешанные отходы. Наибольшие трудности связаны с переработкой и использованием смешанных отходов. Причиной этого является несовместимость термопластов, входящих в состав бытового мусора, что требует их постадийного выделения. Кроме того, сбор изношенных изделий из полимеров у населения – чрезвычайно сложное мероприятие с органи- зационной точки зрения и пока еще у нас в стране не налажен. Основное количество отходов уничтожают захоронением в почву или сжиганием. Однако уничтожение отходов экономически невыгод- но и технически сложно. Кроме того, захоронение, затопление и сжигание полимерных отходов ведет к загрязнению окружающей среды, к сокращению земельных угодий (организация свалок) и т.д. Однако и захоронение, и сжигание продолжают оставаться до- вольно широко распространенными способами уничтожения отходов пластмасс. Чаще всего тепло, выделяющееся при сжигании, использу- ют для получения пара и электроэнергии. Но калорийность сжигаемо- го сырья невелика, поэтому установки для сжигания, как правило, яв- ляются экономически малоэффективными. Кроме того, при сжигании происходит образование сажи от неполного сгорания полимерных продуктов, выделение токсичных газов и, следовательно, повторное загрязнение воздушного и водного бассейнов, быстрый износ печей за счет сильной коррозии . В начале 70-х годов прошлого века интенсивно начали развивать- ся работы по созданию био-, фото- и водоразрушаемых полимеров. Получение разлагаемых полимеров вызвало настоящую сенсацию, и этот способ уничтожения вышедших из строя пластмассовых изделий рассматривался как идеальный. Однако последующие работы в этом направлении показали, что трудно сочетать в изделиях высокие физи- ко-механические характеристики, красивый внешний вид, способность к быстрому разрушению и низкую стоимость. Создание фото- и биоразрушаемых пластмасс основано на введе- нии в цепь полимера фото- и биоактивирующих добавок, которые должны содержать функциональные группы, способные разлагаться под действием ультрафиолетовых лучей или анаэробных бактерий. Трудность в том, что добавки вводят в полимер на стадии синтеза или переработки, а разрушение его должно протекать после использо- вания, но не во время переработки. Поэтому проблема заключается в создании активаторов разрушения, обеспечивающих определенный срок службы пластмассовых изделий без ухудшения их качества. Активаторы должны быть также нетоксичными и не повышать стои- мость материала. Оценка сложившейся ситуации по разработке и освоению биоде- градируемых пластмасс показана в работах . 9 В последние годы исследования в области саморазрушающихся полимеров значительно сократились в основном потому, что издержки производства при получении таких полимеров, как правило, значи- тельно выше, чем при получении обычных пластических масс, и этот способ уничтожения является экономически невыгодным. Основной путь использования отходов пластмасс – это их утили- зация, т.е. повторное использование. Показано, что капитальные и экс- плуатационные затраты по основным способам утилизации отходов не превышают, а в ряде случаев даже ниже затрат на их уничтожение. Положительной стороной утилизации является также и то, что получа- ется дополнительное количество полезных продуктов для различных отраслей народного хозяйства и не происходит повторного загрязне- ния окружающей среды. По этим причинам утилизация является не только экономически целесообразным, но и экологически предпочти- тельным решением проблемы использования пластмассовых отходов. Подсчитано, что из ежегодно образующихся полимерных отходов в виде амортизованных изделий утилизации подвергается только незна- чительная часть (всего несколько процентов). Причиной этого являют- ся трудности, связанные с предварительной подготовкой (сбор, сорти- ровка, разделение, очистка и т.д.) отходов, отсутствием специального оборудования для переработки и т.д. К основным способам утилизации отходов пластических масс от- носятся: − термическое разложение путем пиролиза; − разложение с получением исходных низкомолекулярных про- дуктов (мономеров, олигомеров); − вторичная переработка. Пиролиз – это термическое разложение органических продуктов в присутствии кислорода или без него. Пиролиз полимерных отходов позволяет получить высококалорийное топливо, сырье и полуфабрика- ты, используемые в различных технологических процессах, а также мономеры, применяемые для синтеза полимеров. В процессе пиролиза могут образовываться газообразные (пиролиз- ный газ), жидкие (пиролизное масло) или твердые (кокс) продукты . Газообразные продукты термического разложения пластмасс могут использоваться в качестве топлива для получения рабочего водяного пара. Жидкие продукты используются для получения теплоносителей. Спектр применения твердых (воскообразных) продуктов пиролиза отхо- дов пластмасс достаточно широк (компоненты различного рода защит- ных составов, смазок, эмульсий, пропиточных материалов и др.) . Совершенствование установок для сжигания бытового мусора привело к возникновению таких методов пиролиза, которые позволяют получать горючие, безвредные для окружающей среды газы; значи- тельное уменьшение объема выбросов. Однако получаемые при этом 10