Анализ технологий переработки автошин

В настоящее время даже в обыденном сознании появляется понимание ущербности привычных взаимоотношений человека с окружающим его миром. Бессистемная и неразумная человеческая деятельность, сравниваясь по масштабам с природными процессами, откликаясь в природной среде, приводят к несоизмеримым и часто невосполнимым последствиям, потерям и катастрофам. С развитием человеческого общества привычка брать у природы необходимое без адекватной компенсации изъятого становится анахронизмом.

По прогнозам Конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992), объём твёрдых отходов к 2025 г. вырастет в 4 - 5 раз. Общемировые запасы изношенных автомобильных шин оцениваются в 25 млн. т. при ежегодном приросте не менее 7 млн. т. На европейские страны приходится 3 млрд. шт. "накоплений" изношенных автошин (около 2 млн. т.) Ежегодно в США накапливается более 280 млн. использованных автопокрышек, а их общий сток на тот год уже превысил два миллиарда штук.

Объемы образования амортизированных шин в различных странах мира (1997 г.)
Страна	Количество, тыс.т/год
США	16000-18000
Япония	600-750
Канада	220
Голландия	45-60
Франция	420
Италия	250
Англия	400
Швейцария	50
Дания	30-77
Норвегия	26
Швеция	50
Финляндия	30-35
Германия	460-510
Австрия	40-46
Испания	160
Россия	15000-20000

Из этого количества в мире только 23 процента покрышек находят применение (экспорт в другие страны, сжигание с целью получения энергии, механическое размельчение для покрытия дорог и др.). Остальные 77 процентов использованных автопокрышек никак не утилизируется, ввиду отсутствия рентабельного способа утилизации. В России и СНГ ежегодный объём выбрасываемых автомобильных шин оценивается цифрой более 1 млн. т., Только в Московском регионе, по экспертным оценкам, образуется ежегодно от 70 до 90 тыс. тонн изношенных шин. Из этого объема порядка 10 тысяч тонн перерабатывается на Чеховском регенератном заводе и на Тушинском заводе по переработке РТИ, а остальная масса шин оказывается на подмосковных полигонах, несанкционированных свалках, пригородных лесах, довольно часто возгорает, усугубляя и без того непростую экологическую обстановку в регионе. В Санкт-Петербурге и Ленинградской области около около 60 тыс. т. б/у автошин.

Производство шин в России в 2003 (количество произведенных шин (тыс. в год)
1. Нижнекамскшина - 10 696
2. Яршина - 6 307
3. Омскшина - 5 210
4. Кировский шинный завод - 3 836
5. Волтайр - 2 889
6. Воронежский шинный - 2 213
7. Московский шинный завод - 2 014
8. Уральский шинный завод - 1 980
9. Матадор-Омскшина - 1 528
10. Сибирская шина - 1 035
11. Барнаульский шинный завод -405
12. Петрошина - 232

Организационные аспекты проблемы утилизации изношенных автопокрышек

Этот вопрос не является новым ни с точки зрения постановки самой задачи утилизации шин через применение в промышленных технологиях, ни с точки зрения предложения использования народного хозяйства (промышленные потребители) как основного объекта массового применения продуктов переработки старой шинной резины. Нам представляется, что проблема должна рассматриваться именно с этих двух различных позиций.

Первая из них - общегосударственная, так как проблемы экологии и утилизации промышленных отходов регулируются на государственном уровне. Вторая позиция - сугубо отраслевая - заключается в том, что вопрос применения любого материала в народном хозяйстве (промышленные потребители) может рассматриваться только в случаях достижения конкретного технико-экономического эффекта.

С нашей точки зрения, решение проблемы в целом может быть достигнуто только при ее рассмотрении с позиций государственной задачи, интересов конкретных отраслей и коммерческой заинтересованности отдельных предприятий и организаций, вовлеченных в процесс рациональной утилизации изношенных автопокрышек.

То, что в течение нескольких десятилетий нет определенности в вопросе методов утилизации шинной резины, связано в первую очередь с отсутствием государственной политики в данном направлении.

Мировая практика свидетельствует о необходимости создания государственных комплексных программ, направленных на организацию сбора, временного хранения, переработки и развития рынка потребления продуктов утилизации шин. Штабеля и терриконы этих отходов представляют собой постоянный источник повышенной опасности возгорания и развития эпидемических заболеваний вследствие искусственно образованных мест обитания и размножения насекомых и грызунов. При этом территории для временного хранения шин практически выведены из землепользования.

До сих пор Российская Федерация является, пожалуй, единственной развитой страной мира, где в структуре государственного управления отсутствует единое федеральное ведомство, занимающееся вопросами охраны окружающей среды. При этом около 15% территории страны по экологическим показателям находится в критическом или околокритическом состоянии. По экспертным оценкам, общий объем накопленных отходов составляет 83 млрд тонн, около 90% твердых бытовых и 60% промышленных отходов не утилизируются, а подвергаются прямому захоронению на свалках и полигонах. [Резолюция Всероссийской конференции "Новая государственная экологическая политика в реальном секторе экономики", 22.11.2005, Москва, Кремль].

Инвестиции транспортного сектора экономики, направленные на охрану окружающей среды.
[В фактически действующих ценах, в млн руб.]

	2000	2001	2002	2003	2004
Инвестиции в основной капитал - на охрану атмосферного воздуха - текущие затраты	102 177	97 190	159 194	65 208	91 257
Инвестиции в основной капитал - на охрану водных ресурсов - текущие затраты	306 978	399 1089	1236 1152	543 1470	983 1376
Инвестиции в основной капитал на охрану и рациональное использование земель текущие затраты текущие затраты на рекультивацию земель	87 83 55	339 98 71	102 116 103	150 190 122	209 176 153
Всего	1733	2212	2959	2626	3092
Прирост в % к предыдущему году		27,6	33,7	-11,2	17,7

Между тем в развитых странах индустрия утилизации отходов является самостоятельным сектором экономики и занимает существенное положение в производстве внутреннего валового продукта [ВВП]. Так, по данным Национального агентства по охране окружающей среды Франции [ADEME] , последние 12 лет система управления отходами обеспечивает 2% ВВП. За этот период количество мусоросжигательных заводов сократилось на треть, а усилия, направленные на сортировку и последующую переработку отходов, обеспечили увеличение количества рабочих мест в отрасли в 73 раза. Особое место в этой программе уделяется проблеме утилизации изношенных шин. 24 декабря 2003 г. г-н Раффарен, премьер-министр Франции, подписал национальный закон ? 2002-1563 по правилам удаления изношенных шин. Из текста закона следует, что ответственность за утилизацию подобных отходов возложена на производителей и импортеров. Согласно этим правилам в стоимость каждой новой шины включена цена издержек на организацию сбора, временного размещения и транспортировку утильных шин на предприятия, которые способны тем или иным способом восстановить шины или утилизировать их. В целях реализации этих правил основные производители шин на территории Франции в 2003 г. организовали акционерную управляющую компанию Aliapur с уставным капиталом 262 500 евро. По данным финансового отчета за 2004 г., эта компания организовала 82 000 дополнительных рабочих мест, имеет в своем активе 43 площадки для временного размещения утильных шин, 8 транспортных компаний для их перевозки и 36 предприятий для утилизации и восстановления. Годовой оборот компании составил почти 50 млн евро, а объем сбора и переработки шин [262 500 тонн] превысил 61% от общего уровня образования этого вида отходов автотранспортной деятельности.

Это достойный пример успешного партнерства государства и частных компаний в деле охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности. Его вполне можно использовать для решения аналогичной задачи в России, где основные производственные мощности шинной промышленности принадлежат фактически трем холдинговым группам - "Амтел", НК "Татнефть" и ОАО "АК "Сибур".

По данным ассоциации "Шиноэкология", годовая суммарная производственная мощность реально действующих в России предприятий по переработке изношенных шин составляет не более 65 тысяч тонн. Таким образом, можно с определенной уверенностью утверждать, что уровень переработки утильных шин не превышает 5-8% от объема их образования. Иными словами, ежегодно на территории нашей страны образуется гора старых шин общим весом более 700 тысяч тонн.

Сегодня вопрос обращения с изношенными шинами в той или иной степени регулируется двумя международными конвенциями, четырнадцатью федеральными законами, девятью постановлениями правительства РФ, двенадцатью нормативно-правовыми актами федеральных органов исполнительной власти. При этом все эти нормы не имеют прямого действия, вследствие чего основная масса изношенных шин до сих пор "утилизируется" в России путем банального захоронения на придорожной территории, полигонах и свалках.

Между тем следует отметить, что по своей структуре и свойствам материалов шины являются строго унифицированным видом продукции. Жесткая конкурентная борьба за качество и надежность привела к тому, что состав и свойства каучуков, каркасных материалов, а также технология производства этих изделий весьма схожи у разных производителей. В результате современные шины представляют собой сложное композитное изделие из разнородных материалов, обладающее большой устойчивостью к механическим повторно-переменным нагрузкам и разрушающим факторам внешней среды. Эти свойства шин, крайне необходимые для обеспечения безопасной эксплуатации колесной техники, становятся крайне неприятными при решении проблемы их ликвидации после завершения жизненного цикла. Система удаления с территории региона данного вида отхода автотранспортной деятельности должна предусматривать обязательный этап их сбора и переработки [рециклинг].

Эффективность реализации программ удаления изношенных шин с территорий напрямую зависит от возможностей использования продуктов их переработки. В зависимости от государственных приоритетов или экономических условий.

Источник: журнал "Мир Дорог"

Одной из реалий развитого потребительского общества является то, что потребители платят не только за товары, но и за то, как от них избавиться. В современной Америке считается нелегальным выбросить старую шину, к примеру, оставив ее на дороге. Население призывают бороться с подобной нерадивостью и сдавать виновных лиц властям. Законопослушный американец платит от 50 центов до за переработку каждой своей шины или за захоронение ее с минимальным риском для окружающей среды. Расценки на избавление от шин для грузовых машин выше: от до за штуку. Иногда власти штатов, регулирующие рыночный оборот шин, смягчаются и объявляют так называемые дни шинных амнистий. В это время обладатели использованных шин могут подъехать к определенному месту сбора шин и бесплатно освободить себя от бремени их владения.

Экологические аспекты утильных автомобильных шин

Американские и шведские специалисты провели исследование, в результате которого выяснилось, что покрышки - довольно опасная часть автомобиля: пыль, возникающая вследствие износа резины, может вызывать серьезные заболевания. Например, только в одной Швеции в атмосферу ежегодно выбрасывается около 10 000 тонн резиновой пыли. В Лос-Анджелесе ежедневно выбрасывается около 5 тонн (и это при том, что Лос-Анджелес считается экологически чистым городом). А всего же во всем мире количество этих выбросов составляет более 1 миллиона тонн. Путем простых расчетов шведские ученые определили, что каждый день обычный гражданин Швеции вдыхает 6 граммов резиновой пыли, а американец - 13.

Что же касается крупных городов России, то по предварительным оценкам этот показатель может доходить до 20 граммов на человека ежедневно.

Выброшенные на свалки либо закопанные шины разлагаются в естественных условиях не менее 100 лет. Даже если резина не эксплуатируется, она выделяет определённое количество химических веществ (всего их может насчитываться до 100). Наиболее вредными канцерогенами являются бензапирен и другие полиароматические углеводороды, которых в шинах обнаружено до 15 соединений. Также в резине есть 4 из 12 видов N-нитрозаминов. Все эти вещества входят в список опасных токсикантов, который составляют Международная организация по исследованию рака и Агентство по охране окружающей среды США.

По оценкам исследователей, в резиновой пыли содержится больше канцерогенных веществ, чем в выхлопных газах двигателей, которые до этого считались традиционными источниками загрязнения окружающей среды.

"Известия", 5 марта 2002 года

Контакт шин с дождевыми осадками и грунтовыми водами сопровождается вымыванием ряда токсичных органических соединений: -1-(3-метилфенил)-этанона, азулена, бензотиазола, 2-метилбензотиазола, N-(2,2-диметилпропил)-N-метилбензамин, бутилированный гидрокситолуола, диэтилфталата (обладает выраженными кумулятивными свойствами), 2-(метилтио)-бензотиазола, дифениламина (класс опасности 3), дибутилфталата, фенантрена (класс опасности 2, обнаружена канцерогенность на мышах).

Кроме того, существует группа органических веществ, которые нельзя предположить заранее, поскольку в разных странах при создании автомобильных покрышек могут быть использованы разные пластификаторы, мягчители и т.п. вещества. Нетоксичные органические вещества попадаются среди них чрезвычайно редко.

Резина, являющаяся высокомолекулярным материалом, относится к термореактивным полимерам, которые в отличие от термопластичных не могут перерабатываться при высокой температуре, что создает серьезные проблемы при вторичном использовании резиновых отходов.

Резиновый пожар, вошедший в анналы истории шинных свалок Америки, случился неподалеку от калифорнийского городка Вестли, в одном из горных каньонов, годами служившем местом сброса старых шин. Этот пожар поставил под угрозу целый фермерский район, который не только покрылся черным облаком ядовитого дыма, но и вынужден был восстанавливать коммуникации, залитые потоками токсичных нефтяных отходов, образовавшихся из сгоревших шин. Государственное Агентство по Охране Окружающей СредыU.S. Environmental Protection Agency потратило 3.5 млн. долларов, чтобы потушить пожар, продолжавшийся 30 дней.

При сгорании шин образуются такие химические соединения, которые попадая в атмосферный воздух, становятся источником повышенной опасности для человека. В этом процессе всегда образуются такие органические соединения, как пирен (класс опасности 1, опасен при поступлении через кожу), фенантрен (класс опасности 2, обнаружена канцерогенность на мышах), антрацен (канцероген), флуорантен,. Кроме того, в зависимости от условий сгорания может образовываться также ряд других органических соединений того же класса - нафталин (канцероген, обнаружено мутагенное действие), 2-метилнафталин, бифенил, аценафтилен (канцероген), флуорен (канцероген), аценафтен (канцероген), бенз[a]антрацен, хризен (канцероген), бенз[a]пирен (особо опасный канцероген), дибензо[a,h]антрацен (особо опасный канцероген).
Не случайно, что Европейский Совет 2 апреля 1999 принял специальную Директиву "О свалках", по которой с 2003 г. вводится запрет на их сжигание.

Обзор технологий переработки (утилизации) автошин

По сведениям ETRA (Европейская ассоциация переработчиков шин) Европейским Союзом принято решение запретить с 2003 года захоронение целых шин, а с 2006 г. - шин, разрезанных на куски.

Имеющийся мировой и отечественный опыт свидетельствует, что наиболее распространенными методами утилизации автошин являются сжигание с получением энергии (наиболее популярно сжигание их в цементных печах), пиролиз в условиях относительно низких температур с получением легкого дистиллята, твердого топлива, близкого по свойствам к древесному углю, и металла, а также получение резиновой крошки и порошка, используемых для замены натурального и синтетического каучука при изготовлении полимерных смесей и строительных материалов (именно этот способ реализован на Чеховском регенератном заводе и в Тушино). К сожалению, все перечисленные методы экономически и экологически не являются привлекательными, в связи с чем масштабного развития не получили.

Переработка шин в резиновую крошку

Измельчение отходов резины признается самым простым и рациональным способом переработки, поскольку позволяет максимально сохранить физико-механические и химические свойства материала. Однако, именно конечная стадия использования полученной крошки и является камнем преткновения экономически эффективного решения проблемы полного рециклинга резиновых отходов.

Чтобы сделать добавку в дорожное покрытие или битумную мастику, нужно сделать рецептуру, два одинаковых по размеру колеса, но разных производителей, дадут по своему составу неоднородную массу, - в которую нужно добавлять компоненты для придания требуемых свойств. Известно, что на протяжении более сотни лет предпринимались многочисленные усилия чтобы объединить резину с битумами и асфальтами с целью ее утилизации и придания вяжущим материалам резиноподобных свойств. Были разработано множество технологических схем прямого введения резины в асфальтобетонные смеси, использования резиновой крошки как наполнителя в дорожно-строительных материалах. Были построены сотни экспериментальных участков дорог, покрытий мостов и аэродромов, которые вначале показывали чудесные характеристики. Однако затем происходило медленное разбухание частиц резины, запертых в структуре асфальта. Покрытия при таких внутренних нагрузках разуплотнялись и быстро разрушались. Никак не связанные резиновые частицы выкрашивалась из асфальтов и, практически в неизменном виде, разносились ветром, загрязняя окрестности.

В методах, основанных на разложении и девулканизации резины в битумах при высоких температурах происходил выброс токсичных веществ, содержащихся в резине и образующихся в процессе. Одновременно низкомолекулярные каучуковые фрагменты пластифицировали битум, понижая и без того низкие сдвиговые показатели и адгезию. Кроме того, мелкодисперсная сажа из резины, попадая в битум, становилась дополнительным источником центров кристаллизации, резко понижая стабильность вяжущих и устойчивость к старению под действием факторов окружающей среды. По тем же причинам не оправдали себя и способы введения в битумы ультрадисперсных резиновых порошков с сильно развитой и модифицированной поверхностью. При введении таких высокоактивных добавок существенно изменялись привычные приемы обращения с битумными вяжущими, например резко сокращался их срок хранения. Кроме этого, благодаря сложным и малоэффективным методам получения, такие субмикронные порошки имеют очень высокую стоимость.

Таким образом, более чем вековой отрицательный опыт применения резиновых отходов в дорожном строительстве скомпрометировал в глазах специалистов-дорожников саму идею использования резины (вулканизированного каучука) в дорожных материалах.

Источник: НПГ "ИНФОТЕХ" 30/11/2004

Для того чтобы произвести из крошки какое либо изделие, необходимо закупить дополнительное оборудование, что сведёт на нет декларируемую сравнительную дешевизну. А потом, изделия полученные из крошки необходимо будет реализовать, что тоже требует времени, создания сети сбыта и непременные проблемы с задержкой платежей и банкротством партнёров. Как сообщил "Информ-Экологии" начальник отдела проектирования, механизации и автоматизации Екатеринбургского завода РТИ Андрей Маркишов, до сих пор все попытки как-то использовать сырье, приготовленное из старых шин, ни к чему не привели. "У нас слишком высокие требования к качеству выпускаемой продукции, - сказал Андрей Маркишов. - Поэтому вторсырье для нашего производства просто не пройдет ГОСТ. Материал, который предлагают перерабатывающие заводы - резиновая крошка, нарезанная из использованных покрышек, слишком крупная и имеет вкрапления металла. Это можно использовать как ингредиент для производства битума, но ни для одного нашего изделия не годится". Источник: (Информационно-аналитическое агентство "ИНФОРМ-ЭКОЛОГИЯ" РОССИЯ)

Кордная ткань, за очень редким исключением, не находит сбыта. При использовании отдельных технологий остаются бортовые кольца, которые тоже надо как-то утилизировать.

Пиролиз шин

Пиролиз, при своей кажущейся простоте воплощения, не даёт действительно товарных продуктов, есть проблемы у этого способа и в экологическом плане. Вот почему он и не нашёл широкого применения. При нем использованные автопокрышки под влиянием тепла при отсутствии кислорода разделяются на твердые, жидкие и газообразные вещества. При этом длинные полимерные цепи превращаются в водородные молекулярные частицы. Продукция, полученная в результате переработки шин методом пиролиза (пиролизное масло, сажа и сталь), имеет низкое качество и не может быть прибыльно реализована на рынке. До сегодняшнего времени пиролизного масло из-за его низкого качества не может использоваться как конкурентоспособный продукт- заменитель. При пиролизе, в особенности протекающем при низких и средних температурах, из-за температурных колебаний и вследствие этого не полностью протекающих реакций возникают такие ядовитые вещества, как диоксин и фуран. При этом для того, чтобы предотвратить возникновение диоксинов и фуранов, энергетический баланс технологии при температуре свыше 1100 °C является отрицательным, т.е. расходы значительно выше, чем прибыль от продажи данного продукта.

Так, например, в Вольверхемптоне (Великобритания) была сооружена установка, инвестиции в которую превышали 100 миллионов DM. Однако у нее имелись большие экономические проблемы из-за высоких производственных расходов и недостаточного качества конечного продукта.

Основной недостаток пиролиза заключается в том, что вследствие разделения шины на ее составные части уже состоявшийся производственный процесс становится неэффективным и нерентабельным. Высококачественный материал превращается в низкокачественный, имеющий на рынке ограниченные возможности сбыта, при этом на его производство затрачиваются большие средства.

Вследствие низкого качества продукции и высоких производственных расходов в ближайшее время пиролиз не будет экономически рентабельной альтернативой другим видам переработки использованных шин.

Сжигание шин

Сжигание в цементных печах вообще прибыли не приносит, это тоже самое что топить печь ассигнациями Сжигание шин происходит в первую очередь в цементной промышленности и на теплоэлектроцентралях. Шины используются здесь как материал-заменитель угля и мазута. Сжигание большого количества шин имеет исторические причины. Десятилетиями сжигание шин представляло собой недорогой способ получения энергии. Одновременно имелась возможно экономить первичные горючие материалы. Альтернативные способы переработки шин, имеющиеся в прошлом, чаще всего были нерентабельны.

Однако, изменившиеся условия, в особенности в области защиты окружающей среды, осознание необходимости рационального обращения с природными ресурсами, а также создание инновационных технологий по переработке использованных шин, все это требует нового, критического подхода к данному методу переработки.

Вместе с тем, получению энергии посредством сжигания использованных шин по отношению к международному потреблению горючих материалов - даже если термической переработке будут подвергнуты все старые автопокрышки, отводится очень скромная роль.

Ряд недостатков сжигания шин лежит в самой природе данного метода. Температурные колебания в процессе горения ведут к неполному сгоранию шины. При этом при температуре ниже 1.100 °C образуются такие ядовитые вещества, как хлорированный диоксин и фуран. Всем известен и неоспорим тот факт, что подобного рода процессы способствуют усилению тепличного эффекта. Так, в процессе горения образуется около. 3700 кг CO₂ на тонну шин. В производстве цемента количество используемых в качестве топлива шин технологически ограничено. Применение в данном производстве большого количества старых автопокрышек негативно отражается на качестве цемента, т.к. содержащаяся в них сталь проявляется в цементе как оксид железа, который окрашивает материал.

На сегодняшний день пока совсем не решен вопрос о гарантиях безопасности в связи с тем, что при сжигании в цементных печах старых автопокрышек возможно образование таких высокотоксичных органических веществ, как диоксины и фураны.

Во-первых, сама конструкция вращающихся цементных печей требует очень внимательного разбора. В обычных цементных печах существует несколько температурных зон, непрерывно переходящих друг в друга - зона подогрева (500-600 градусов), зона кальцинирования (900-1200 градусов), зона спекания (1450 градусов), зона охлаждения (1000-1200 градусов). Лишь одна из этих зон обеспечивает предотвращение образования диоксинов и фуранов, да и то если должным образом выдерживается временные условия. Однако именно это гарантировано быть не может, поскольку топочные газы также последовательно проходят сквозь все температурные зоны, причем время пребывания в каждой из зон вряд ли может быть точно выдержано в силу их непрерывности.

Во-вторых, при использовании в качестве дополнительного топлива старых автомобильных покрышек декларируется образование так называемой "второй зоны горения", которая улучшает "условия эксплуатации футеровки". В свою очередь это означает, что еще более снижается уровень определенности в отношении прогнозирования условий горения и возможности образования токсичных органических веществ.
С другой стороны, в России пока неизвестны случаи надежных измерений выбросов высокотоксичных диоксинов и фуранов в тех условиях, которые реально складываются при сжигании старых автомобильных покрышек на реально действующих в стране цементных печах.
Таким образом, ниоткуда не следует, что процесс, организованный так, как это реально складывается во вращающихся цементных печах, исключает образование и выброс в атмосферу опасных количеств высокотоксичных органических веществ, подобных диоксинам и фуранам, если в качестве добавок к газу будут использованы старые автомобильные покрышки.

Прочие попытки создания рентабельного предприятия по переработке использованных шин в теплоэлектроцентралях потерпели поражения вследствие их недостаточно позитивного имиджа, высоких требований со стороны экологического законодательства и невысокого КПД.

Построенная в 1993 году шиносжигающая установка по получению электрического тока, превышающая в 2-3 раза стоимость подобной обычной электростанции, существует только за счет субсидий. Энергетический баланс сжигания изношенных шин невыгоден как при сравнении затрат энергии на производство шин, так и по сравнению с другими методами переработки, т.к. используется только энергетический ресурс шины, а ценный материал при этом уничтожается.

В связи с необходимостью защиты окружающей среды и соответствующими правовыми предписаниями, установки по сжиганию использованных шин должны быть снабжены дорогостоящим оборудованием, ограничивающим выброс вредных веществ в атмосферу. Требующиеся для этого большие капиталовложения снижают экономическую ценность автопокрышки как энергоносителя. Таким образом, теряется экономическое преимущество от использования покрышек в виде дешевого топлива по отношению к другим методам переработки.

Предприятия, эксплуатирующие установки по сжиганию изношенных автопокрышек, получают, как правило, доплату за их прием. Однако, по мере того, как старые шины приобретают значение в качестве материала, способного быть переработанным в другие продукты, популярность термической переработки, как у общественности, так и среди законодателей, падает. К тому же уже разрабатываются дополнительные законодательные акты, ведущие при сжигании шин к еще более высоким расходам. Следствием данных мероприятий является снижение прибыльности при сжигании шин по отношению к другим видам топлива, что несомненно скажется на решении инвесторов вкладывать средства в развитие данной области.

Во многих странах наблюдается тенденция по ограничению сжигания шин в пользу других способов переработки. Это продиктовано осознанием того, что несмотря на то, что сжигание является одним из самых простых и удобных способов переработки шин, оно не является решением проблемы утилизации отходов, а напротив, препятствует созданию и применению новых методов переработки.

Соответствующие законодательные постановления создают все более благоприятные условия для поиска альтернатив сжиганию шин. Например, в Японии в ходе экспансии автомобильной промышленности необходимость эффективного использования ресурсов шин привела к сокращению количества сжигаемых шин на 40%. Не случайно, что Европейский Совет 2 апреля 1999 принял специальную Директиву "О свалках", по которой с 2003 г. вводится запрет на их сжигание.

Восстановление автомобильных шин

Восстановление шины - это ее капитальный ремонт, при котором обновляется или протектор шины или как протектор, так и боковина, с целью продления срока эксплуатации автопокрышки.

Восстановление является экологичным способом, при котором может быть повышен срок эксплуатации шины. С одной стороны, это ведет к уменьшению количества отходов, с другой - к экономии ресурсов, т.к. для восстановление шины необходимо в среднем ок. 5 л сырой нефти, а для производства новой автопокрышки - 35 л.

Доля восстановленных шин в различных странах неодинакова. Так, например, в США восстановление фактически не играет никакой роли, в Японии восстанавливается только каждая десятая шина, в Германии - каждая пятая, в Нидерландах - каждая третья.

Доля восстановленных шин в промышленно развитых странах.

Восстановление в сравнении с поступлениями изношенных шин Данные 1993 г
Страна	Поступление б/у шин (т/год)	Восстановление
		(т/год)	%
Япония	840 000	84 000	10
Франция	425 000	73 000	17.2
Германия	600 000	108 000	18
Великобритания	450 000	85 000	18.9
Испания	145 000	33 000	22.8
Италия	332 000	76 000	22.9
Нидерланды	25 000	9 300	37.2

Также дифференцирована структура рынка восстановленных шин. Выше среднего доля восстановленных шин транспортных средств, из которых, например, в Германии каждая вторая восстановленная. Определяющим для автовладельцев транспортных средств является, прежде всего, выгодное соотношение расходов и срока эксплуатации. Восстановленные шины легковых автомобилей спрашивают прежде всего для автомобилей экономного и среднего класса, причем в этом классе в Германии спрос превышает предложение. Восстановленные шины автомобилей с высокими скоростями, напротив, не пользуются спросом. Новые автомобили оборудованы соответственно новыми автопокрышками.

В общем, доля рынка восстановленных шин по отношению к новым мала.

С технической точки зрения, восстановление шины не может повторяться сколько угодно раз без влияния на ее качество и безопасность эксплуатации (как правило, шина может быть восстановлена максимально только два раза). Каждая восстановленная шина неотвратимо превращается в изношенную. Поэтому восстановление представляет собой только временное, а не комплексное решение проблемы утилизации отходов.

Широко распространенные сомнения в качестве и безопасности использования восстановленных шин ведут к усиленному обсуждению этой проблемы на рынке шин. Так, например, восстановленные шины допущены к эксплуатации только для автомобилей, имеющих определенный предел скорости.

Восстановленные шины конкурируют с импортируемыми из Восточной Европы и Азии более дешевыми автопокрышками. Часто даже минимальное различие в цене является причиной покупки скорее подобной новой шины, чем восстановленной, даже если данные дешевые автопокрышки уступают по качеству восстановленным. Между тем качество корда многих дешевых шин не позволяет подвергать их восстановлению.

В качестве природоохранной и ресурсосберегающей формы использования изношенных шин восстановление будет и далее иметь региональное, структурно очень различное значение.

Против роста доли восстановления как способа переработки выступают, прежде всего, представленные технические аспекты и условия рынка шин. Восстановление предлагает только временное, а не комплексное решение проблемы утилизации изношенных шин.

Вывоз шин на свалку

Изношенные шины легально или нелегально хранятся как на смешанных свалках с другими отходами, так и на свалках, предназначенных исключительно для использованных автопокрышек. Число хранящихся во всем мире на свалках шин оценивается в миллиард штук. Недостаток альтернатив по переработке шин приводит к увеличению количества шин, хранящихся на свалках.

Против вывоза на свалку изношенных шин имеются экономические, технические и экологические причины.

Вследствие захоронения на свалке использованные шины извлекаются из экономического оборота, и в связи с этим не могут быть использованы для дальнейшей переработки. Данный способ использования шин может быть приравнен к уничтожению ресурсов.

Изношенные автопокрышки в силу своих свойств является продуктом, в принципе не подходящим для захоронения. Контакт шин с дождевыми осадками и грунтовыми водами сопровождается вымыванием ряда токсичных органических соединений: дифениламина, дибутилфталата, фенантрена и т.д. Все эти соединения попадают в почву. Разложение шины в земле длится более чем 100 лет. Форма шин и специфичный вес из-за кавитации (образовании пустот) не допускают регулируемого уплотнения свалки.

Отсутствия контроля за отходами, поджоги, самовозгорание (например, вследствие удара молнии) ведут к продолжительным пожарам на свалках, которые из-за хорошей воспламеняемости (горючести) шин трудно потушить. В 90-х годах это привело к опустошительным пожарам на свалках шин в США и Канаде, где только в Онтарио в течении месяца сгорело более чем 12 миллионов шин. Свалка шин в Heyope Valley (Mid-Wales/Великобритания) горела с 1992 по 1995 гг., и, предположительно, будет продолжать еще гореть в течение 10 лет из-за снова вспыхивающих очагов пожара. Такие пожары из-за высокого уровня выбросов газообразных и жидких веществ ведут к сильному загрязнению воздуха, верхнего слоя почвы, грунтовых вод.

В изношенных автопокрышках из-за их формы собирается дождевая вода. Черный цвет шин ведет к их сильному нагреванию под влиянием солнечных лучей, которое сохраняется в резине в течение долгого времени. Таким образом, свалки шин образуют идеальное место для размножения паразитов, напр. москитов. В связи с тем, что данные насекомые могут передавать болезни, свалки представляют собой недооцененную опасность для здоровья людей. Негативно влияют свалки шин и на ландшафт. Экстенсивное захоронение изношенных покрышек ведет в последние десятилетия к дефициту имеющейся площади свалок. В случае дальнейшего продолжения захоронения шин площадь под них скоро будет исчерпана. Создание новых захоронений может быть разрешено только в ограниченном количестве или вообще не разрешено, прежде всего, в связи растущим экологическим самосознанием.

Расходы на захоронение шин растут не только по причине дефицита площади для свалок, но также связаны с повышением их рыночной стоимости. Административные положения в области улучшения экологического законодательства также повышают расходы на захоронение, которое облагается высоким пошлинами.

Если ранее те, кто занимался утилизацией шин получали высокую прибыль благодаря приему шин, то теперь складирование шин на свалках становится все менее интересным и экономически выгодным делом как из-за растущего дефицита площадей, так и из-за высоких расходов на утилизацию.

На сегодняшний день те, кто занимаются утилизацией шин, вынуждены искать другие пути переработки продукта. Вместе с тем проблема большого количества захороняемых шин не решена до сих пор.

Решение проблемы может быть только в ликвидации имеющихся свалок изношенных автопокрышек. Именно эти монозахоронения образуют долгосрочный источник сырья, подлежащего дальнейшей переработке.

Немецкое законодательство в области отходов ставит вывоз на свалку шин на последнее место из возможных методов использования данного материала. Если использование другого способа не возможно или не целесообразно, использованные автопокрышки могут быть захоронены. Напр. в земле Бранденбург (Германия) запрещается вывозить на свалку целые шины, захоронению подлежат только предварительно размельченные автопокрышки.

Постоянные новые поступления изношенных шин, уже имеющиеся на свалках являются неистощимым источником сырья, которое может быть в дальнейшем переработано в конечный продукт. По сведениям ETRA (Европейская ассоциация переработчиков шин) Европейским Союзом принято решение запретить с 2003 года захоронение целых шин, а с 2006 г. - шин, разрезанных на куски.

ИСТОЧНИК: Анализ рынка: Способы переработки использованных автопокрышек.

Ни один из выше перечисленных способов не даёт комплексных положительных результатов, чтобы была коммерческая привлекательность и экологическая чистота, в отличие от технологии, предлагаемой Российской компанией - ООО "Н.Т.Д ТАМАННО" г. Москва.

Основной задачей научно-технического прогресса в области использования вторичных ресурсов следует считать обеспечение полной переработки отходов производства и потребления в полезные для общества изделия и материалы, или применения их для удовлетворения других народнохозяйственных потребностей без переработки, с целью исключения их негативного воздействия на окружающую среду и экономии природного сырья, причем с одновременным извлечением наибольшего экономического эффекта.

Технология переработки автошин путем растворения в органическом растворителе

Экономически эффективная переработка автошин позволит не только решить экологические проблемы, но и обеспечить высокую рентабельность перерабатывающих производств. Причем, наиболее привлекательным является способ полного материального рециклинга (Патент РФ № 2220986 от 10.01.2004 г. "Способ переработки резиносодержащих отходов", Заявка на выдачу патента № 2003111988 от 24.04.2003 г., Международная заявка PCT/RU 2004/000153 от 12.05.2004 г. "Способ переработки резиносодержащих отходов" дата приоритета 24.04.2003 г.).

В основе предлагаемого проекта лежит уникальный способ переработки резиносодержащих и полимерных отходов путём растворения в органическом растворителе (термолиз), конечным результатом которого является не только уничтожение вредных и практически не разлагающихся отходов, но и получение на конечной стадии процесса переработки высоко ликвидных продуктов, жизненно важных для деятельности человека.

В результате переработки (рециклинга) автопокрышек получается:

1. Бензиновая фракция (компонента) с октановым числом - 100, т-ра кипения НК - 160°С, не содержащая свинец и серу (Pb, S). Используется на предприятиях нефтехимии, а также НПЗ при производстве высокооктанового экологически чистого бензина.
2. Мазут (аналог) - тяжёлые углеводороды, по своим показателям соответствует ГОСТ 1058-99 (М-40) массовая доля содержания серы- 0.6%
3. Технический углерод, содержащий 92-99% чистого углерода, в технологическом процессе направляется на облагораживание, в результате чего получаются углерод-углеродные материалы (УУМ) и/или электропроводный техуглерод.

Спецификация на технический углерод, производимый по технологии ООО "Н.Т.Д ТАМАННО"

Показатель Property	Метод испытан Test method	Результат Value
		П267-Э Аналог - N 472	Аналог - СИБУНИТ Пористый материал	УУМ (КАРБОСТИЛ) -аналог
Массовая доля углерода % Mass fraction of carbon, %			99,6	99,5
Удельная внешняя поверхность, м2/г STAB surface area, m2 /gД	3765	144
Иодное число, г/кг Iodine Absorption g/kg	Д1510	226
Абсорбция ДБФ, см3/100г DBF Absorption sm3/100g	Д2414	165
рH водной суспензии pH volue	Д 1512	7,9
Влажность, % Heating Loss at 105 C%, mass	Д1509	0,5
Зольность, % ASH content, % max	Д1506	0,27	0,2	0,2
Массовая доля общей серы, % Sulfur content, % mass	Д1619	0,38	0,24	0,22
Остаток на сите 0,045 mass % Sieve residue,% mass	Д1514	0,0005
Фракционный состав, мм. Fractional structure, mm.		0,8 - 2,0	2 - 3	1 - 3
Насыпная плотность, кг/м3 Pour density, % kg/м3	Д1513	230	514	900
Содержание пыли, % Fines content, % mass	Д1508	5,0	-//-	-//-
Рыночная стоимость, USD/1kg Market cost, USD/1kg		2 - 4	27 - 30	2 - 6

Диапазон потребления:
1.. - углерод-углеродные материалы (УУМ) для металлургии (аналог "КАРБОСТИЛ") - углеродный гранулированный материал, который применяется в производстве высококачественной стали для прецизионного легирования металла. Преимущества: превосходит отечественные и зарубежные аналоги по скорости растворения в жидком металле, низкое содержание посторонних примесей.

2. - пористый УУМ (аналог "СИБУНИТ") - представляет собой микрокристаллическую графитоподобную форму углерода, получаемую из газообразного углеводородного сырья. Он сочетает в себе преимущества графита (химическую устойчивость, электропроводность) и активных углей (развитую поверхность пор, высокую адсорбционную способность). Их отличительными чертами являются высокая механическая прочность, химическая и термическая (до 1000-1500 ºС) устойчивость, высокая чистота.

В качестве адсорбента "Сибунит" может применяться в медицине и в фармацевтике,в производстве жиров и в сахарной промышленности, виноделии и пивоварении, для очистки промышленных и городских сточных вод в производстве цветных металлов.

Катализаторы на основе "Сибунита" проявляют высокую активность в процессах гидрирования, гидроочистки, гидродехлорирования, характеризуются значительным увеличением времени жизни катализатора. Особенно ярко "Сибунит" проявляет свои свойства как носитель кислотных, сульфидных и промотированных металлических катализаторов.

Использование формованного углеродного носителя "Сибунит" позволяет на качественно новом уровне решить многие проблемы при проведении нефтехимических процессов деметаллирования и гидрокрекинга нефтяных фракций или гидроочистки водородного сырья. "Сибунит" - новый класс пористых углерод-углеродных композиционных материалов, сочетающий преимущества как графита (химическая стабильность, электропроводность), так и активных углей (высокая поверхность и адсорбционная емкость).

Данные композиты характеризуются высоким объемом мезопор и узким регулируемым распределением пор по размерам (некоторые марки имеют большую долю пор размером 5 - 20 нм или бидисперсную мезо-макропористую структуру).

3. - электропроводный техуглерод - Применяется при производстве химических источников тока, электропроводящих экранов шахтных кабелей, как наполнитель для изготовления резиносодержащих изделий, щёток для электродвигателей, и т.д.

4. - металлолом (металлокорд очищенный) - высоколегированная сталь.

5. - сера (элементарная).

6. - оксид цинка (ZnO).

Такое производство по своей глубине переработки автошин и других РТИ, не имеет аналогов в мировой практике. Является экологически чистым предприятием, обладающим безотходной технологией. В условиях проведения процесса рециклинга шин, диоксины, фураны, не образуются и не могут образоваться, в силу очень мягких условий проведения реакции и специальных мер безопасности.

Созданная технологическая линия растворения автопокрышек и облагораживания техуглерода, является поточной, то есть, непосредственно весь технологический процесс, не будет иметь контакта с атмосферой вплоть до вывода готовых продуктов в накопители (резервуары, склады хранения продукции) и перегрузки для дальнейшей транспортировки к потребителю. Растворитель циркулирует в замкнутой системе и не имеет контактов с атмосферой. Для нагрева растворителя применяется трубчатая печь с огневым нагревом. Печь типичная для установок нефте и газопереработки. Нагрев электроэнергией нерентабелен. Дымовые газы образуются при сгорании топлива в печи. В качестве топлива используется углеводородный газ (газ, получаемый в процессе переработки автошин, природный газ). Состав дымовых газов: двуокись углерода, водяной пар, азот. Дымовых газов будет образовываться из расчёта производительности печи до 800 000 ккал/час, для этого необходимо сжигать около 150 м³ в час углеводородного газа, что приведёт к образованию 1500 м³ дымовых газов, или около 1200 м³ на 1 тонну сырья.

Проведённые исследования показали возможность безопасного использования вторичного материала после переработки автомобильных шин на производстве потребителями: - предприятия нефтепереработки и нефтехимии, металлургическая, электрокабельная промышленность и т.д.. При этом на фоне тех материалов, которые применяются в производстве автомобильных шин и РТИ, а так же и других продуктов перечисленных раннее, безопасность нужно понимать как отсутствие новых дополнительных загрязняющих веществ.

Анализ продуктов полученных в процессе растворения (термолиз)

Жидкие углеводороды подвергались разгонке на аппарате АРН-2, с выделение бензиновой и остаточной фракции. Растворитель содержался во фракции 100-180°С. Тяжелые (неиспарившиеся углеводороды) слиты в мерную емкость и смешаны с конденсатом.

Материальный баланс разгонки на аппарате АРН-2

Наименование%	вес
Взято: Жидкие углеводороды Всего:	100,00 100,00
Получено:
Фракция НК-80°С	2,13
Фракция 80-100°С	2,11
Фракция 100-180°С	90,28(в т.ч. растворитель)
Остаточная фракция	4,67
Потери	0,81
Всего:	100,00

Хроматографический анализ конденсата.

	% вес	%вес в пересчете на синтетическую нефть
Бутан*	0,347	1,58
Пентан*	0,744	3,38
Гексан*	0,505	2,29
Метилциклопентан*	0,624	2,84
Бензол	0,908	4,13
Толуол	85,629	35,13
М+п ксилол	0,384	1,38
О - ксилол	2,127	9,67
сумма - легких	91,168	60,4
сумма - тяжелых	8,732	39,60
Итого:	100,00	100,00

______
*- изомеры объединены

Окончательный баланс

Переработки покрышек (среднее значения по результату 27 опытов).

Nп/п	Продукт	%вес на покрышки	%вес на резину
1.	Синтетическая нефть В том числе: -Бензин(фр. НК-160) -Мазут(фр.160-КК)	53,5 25,0 28,5	62,20 29,00 33,14
2	Техуглерод В том числе: -Сажа -Сера - ZnO	31 28 1 2	36,04 32,56 1,16 2,32
3	Текстильный корд	4	------
4	Металлокорд	10	------
5	Углеводородный газ	1,5	1,7
Итого:		100	100

Предлагаемый процесс гарантирует защиту окружающей среды от выделения летучих токсичных (как впрочем, и нетоксичных) соединений. Точно также решается проблема 100% использования всего отработанного материала.

Применимость, техническую исполнимость и работоспособность технологии, а так же товарную ценность и возможность дальнейшего использования получаемой продукции подтверждают исследования Всероссийского научно исследовательского института нефтепереработки (ОАО "ВНИИНП"), Конструкторско-технологического института технического углерода СО РАН, Института горючих ископаемых Министерства Энергетики РФ, института нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева. А так же, заключения немецких независимых экспертов - Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Klaus Gorner; Dr. rer. nat., akad. Dir. Kurt Hubner (Universitat Duisburg-Essen) и Dr. Norbert Wilke (Technologie- und Chemiezentrum Marl GmbH). Получаемая в процессе переработки продукция ликвидная и пользуется спросом, как на внутреннем рынке, так и за рубежом - ЕС, США, Китай, Азия и т.д.

Эффективность предлагаемого способа подтверждена на практике, в ходе лабораторных и пилотно-технологических испытаний. С сентября 2005 года, в круглосуточном режиме работает опытно-демонстрационная технологическая линия, полностью повторяющая непрерывный технологический процесс. Мощность данной линии до 10 кг/час по сырью (резиносодержащие изделия, измельчённые в крошку). Материальный баланс технологии и качество получаемой в процессе продукции - соответствует декларируемым параметрам. Замечаний, нареканий и т.д. по качеству продукции или работе самой технологии в наш адрес предъявлено не было.

В ноябре 2005 года, технология переработки автошин путём растворения получила серебряную медаль на выставке в Нюрнберге - IENA-2005, Германия. В 2006 году по данным исследований журнала "Kölner innovationspreis" г. Кельн, Германия наша технология вошла в 25 лучших технологий года.

Что касается сырья, то по предлагаемой технологии можно перерабатывать автошины абсолютно любых типов и размеров, в том числе и от карьерных большегрузных самосвалов. А так же любые резиносодержащие отходы - конвейерную ленту, отходы производства РТИ, противогазы, коврики, спортивные дорожки и т.д.. Климатические факторы значения не имеют.

Из одной тонны резины получаются следующие продукты:
1. Бензиновая фракция - 325 кг.
2. Мазут - 175 кг.
3. Технический углерод (УУМ) - 300 кг.
4. Металлокорд - 200 кг.
Продажа этих продуктов даёт в сумме - 703 евро (доход)

Издержки на переработку одной тонны резины:
1. Прямые издержки:
- Электроэнергия - 2,6 евро
- Вода - 0,6 евро
- Растворитель - 0,11 евро.
2. Общие издержки (командировки, услуги связи, транспорт, спецодежда, аренда и прочее) - 32 евро.
3. Суммарные издержки - 5,4 евро.
4. Затраты на персонал (зарплата) - 44,2 евро.
5. Налоговые выплаты - 155,1 евро.

ИТОГО: 240,01 евро (издержки)
Сюда можно добавить - лицензионные платежи. ~703(доход)-30% = 492,1 евро
492,1 евро - 240,01 (издержки) = 252,09 евро (ЧИСТАЯ ПРИБЫЛЬ)

Производственные объёмы годовой выработки составляют:
-переработка утильной резины - 36288 тонны
-производство бензиновой фракции - 11793,6 тонн
-производство мазута - 6350,4 тонн
-производство технического углерода - 10886,4 тонн
-производство металлолома - 7257,6 тонн

Средние рыночные цены на готовую продукцию

Продукт	Единица измер.	Цена (EUR)
Бензиновая фракция	тн	300,0
Мазут	тн	46,9
Технический углерод (УУМ) и/или электропроводнй т/у	тн	2000,0
Металлокорд	тн	21,9

Годовые показатели действующего предприятия

- Объём перерабатываемого утильного сырья - 36 288 тонн
- Поступления от продаж - 25 509 978 EUR в год.
- Рентабельность - 78,09%
- Количество рабочих мест - 83 человека.

Строительство вышеуказанной установки с учётом разработки ПСД, стоимости отечественного и импортного оборудования, с его монтажом, составят ориентировочно 6,5 - 10 млн. EUR. Доходность не менее 25 млн. EUR в год. Срок строительства производства и выход его на проектную мощность - 22-24 месяца с момента начала проектирования. Срок окупаемости проекта с момента пуска около 12 месяцев. Требуемая площадь с учётом складирования покрышек 3,5 га., в том числе крытых площадей не менее 1200 м.кв.

Сумма капитальных вложений в создание производства, может изменяться в зависимости от наличия на площадке коммуникаций, стоимости оборудования и условий поставщика.

В заключение необходимо отметить, что для России проблема утилизации изношенных шин столь сложна и масштабна, что не может быть решена усилиями энтузиастов и отдельных организаций. Требуются системные организационные меры на государственном и отраслевом уровне. Необходимость широкого публичного обсуждения этой проблемы очевидна, так как только в этом случае можно будет избежать принятия поспешных и неэффективных решений.