Технологии


 

На странице "Технологии" мы размещаем практически готовые наукоёмкие проекты, создавая мостик между разработчиками технологий и их потребителями. Авторы проектов получают почти бесплатную рекламу. Инвесторы - предложения от которых сложно отказаться. В выигрыше, по идее, должны быть все. Посмотрим, как получится на самом деле.    

 

Scientific-Engineering Center

 

P.O.B. 3682, Ma’alot, 2105906, ISRAEL

Phone: +972-50-8509416; Fax: +972-4-9971336

E-mail: naumir@yandex.ru

logo-RRR3R-Технологии

 

108840, Троицк, Москва, Россия

Тел: +7-910-404-6904; +7-905-782-2040

E-mail: miily@yandex.ru;  pd6@bk.ru

 

 

 

 

 

Технико-экономическое предложение

 

Усовершенствованная технология получения модифицированных битумов

 

Введение

 

Модифицированные нефтяные битумы – это битумы, качество которых улучшено добавками полимеров, резиновой крошки, веществ с адгезионными свойствами, серы и т.д. Нефтяные битумы с добавками каучуков называют битумно-каучуковыми вяжущими (БКВ). Битумы с добавками резиновой крошки называют резинобитумными вяжущими (РБВ).

Модифицированные битумы нашли широкое применение для изготовления различных покрытий, устойчивых к переменным температурам, воздействиям механических напряжений и при приготовлении асфальтобетонных смесей.

Качество дорожных асфальтобетонных покрытий и сроки их службы во многом определяются качеством и свойствами битума. Многочисленные исследования показали, что наиболее перспективным направлением модификации нефтяных битумов является использование добавок резиновой крошки. Резиновая крошка значительно ниже стоимости каучуков и различных полимерных добавок (в 5-9 раз). В то же время качество битумов, модифицированных резиной, не уступает качеству битумов, которые модифицированы синтетическим каучуком. Кроме того, для модификации битумов можно использовать резиновую крошку, которую получают переработкой изношенных шин всех видов транспорта и различных отходов производства резинотехнических изделий.

 

1. Известные технологии получения модифицированного битума

Существуют две основных технологии модификации нефтяных битумов: «сухая» технология, которая предусматривает введение измельченной (частицы 0.3-0.6 мм) резиновой крошки в количестве 1.5-3.0%, и «мокрая» технология, в которой резину переводят в растворимое состояние в среде битума. Использование «мокрой» технологии позволяет получать резинобитумные вяжущие (РБВ), а также битумы, химически модифицированные резиновой крошкой (БХМРК). Существующие технологии получения РБВ и БХБРК предусматривают перемешивание резиновой крошки (до 30% по массе) с битумом (гудроном, асфальтом или их смесями) при температурах 150-250°С. Кроме температуры и продолжительности перемешивания на качество модифицированного битума влияют: химический и фракционный состав резиновой крошки, марка и групповой химический состав битума, вид пластификатора.

Технологические параметры процесса модификации битума зависят от типа каучука, который входит в состав резиновой крошки и вида пластификатора. Таким образом, при модификации битума осуществляют также процесс девулканизации резиновой крошки.

Особенно заметно снижение качества модифицированного битума при использовании резиновой крошки от переработки изношенных шин. Это связано с конструкцией шины и способом ее переработки. Шина содержит 9-10 конструктивных элементов. Эти элементы выполнены из природного и синтетического каучука, бутилкаучука, высокопрочной стальной проволоки и нейлона. Например, в составе шин грузовиков имеется 28% натурального каучука и 13% каучука синтетического, а шины легковых автомобилей содержат 28% синтетического каучука и 13% натурального каучука. Все остальные составляющие материала шин и их резиновой композиции приблизительно одинаковые.

Состав материала шин, выпускаемых различными фирмами, варьируется довольно широко. Но четко видно, что крошка от переработки шин представляет собой сложную композицию, которую нельзя использовать для модификации битумов без соответствующей классификации (разделения).

В настоящее время переработку изношенных шин осуществляют механическим измельчением в рубильных машинах (chipping machine / shredder). После измельчения от крошки отделяют стальную проволоку и нитки. При механическом способе переработки шин расход энергии составляет более 940-1100 кВт·час на тонну перерабатываемых шин. Кроме того, крошка загрязнена синтетическими нитями и мелкими кусочками проволоки, что крайне негативно сказывается на качестве битума, модифицированного резиновой крошкой.

 

2. Основные отличия предлагаемой технологии

2.1. Полный технологический цикл для получения модифицированного битума состоит из трех последовательно установленных технологических линий: линия разрушения резиновой оболочки шин и отделения резиновой композиции от корда; установка девулканизации резиновой крошки и чипсов; установка модификации битума девулканизированной резиновой крошкой;

2.2. Для модификации нефтяного битума используют резиновую крошку и чипсы, полученные отдельно от переработки: или шин грузовых автомобилей, или легковых, или грузовиков малой грузоподъемности и внедорожников;

2.3. По исходной классификации типов перерабатываемых шин чистую резиновую крошку и чипсы (без примесей проволоки и нейлоновых ниток) получают с использованием технологии озонового разрушения оболочки шины;

2.4. Для восстановления свойств каучука, который содержится в крошке и чипсах, они подвергаются термомеханической девулканизации в простых вальцах;

2.5. Девулканизация резиновой крошки и чипсов осуществляется с применением модификатора, который должен соответствовать тому типу шин, из которых получена резиновая крошка и чипсы;

2.6. Модификацию битума резиновой крошкой осуществляют в реакторе, конструкция которого обеспечивает равномерную температуру по объему перемешиваемой субстанции;

2.7. В реакторе для модификации битума и в других технологических аппаратах для подогрева смеси и битума используются теплопередающие элементы, работающие по принципу тепловых труб;

 

3. Основные преимущества технологии для модификации битума

3.1. Основными преимуществами усовершенствованной технологии и оборудования являются реактор для модификации битума и специализированные аппараты для переработки шин и девулканизации резиновой крошки и чипсов;

3.2. Температура в реакторе для модификации битума поддерживается на 5-6°С выше температуры плавления используемого битума (гудрона), что позволяет снизить расход тепловой энергии на 35-40% по сравнению с известными технологиями;

3.3. Расход электроэнергии на тонну перерабатываемых изношенных шин с применением озоновой технологии с последующей девулканизацией крошки и чипсов составляет 220-250 кВт·час;

3.4. Использование девулканизированной резиновой крошки значительно упрощает технологическую схему процесса модификации битума, в которой меньше технологических аппаратов, снижается расход электроэнергии на привод перемешивающих устройств;

 

4. Экономическая целесообразность использования усовершенствованной технологии

 

4.1. Для предприятия-разработчика технологии и изготовителя оборудования экономическая эффективность определяется следующим образом:

4.1.1. Для завода производительностью 4 тонны в час модифицированного битума необходимо получать 400 кг/час девулканизированной резиновой крошки, что соответствует производительности установки 450-500 кг/час по перерабатываемым шинам.

4.1.2. Стоимость завода с полным технологическим циклом (переработка шин и модификация битума) по ценам на 01.06.2016 года составляет порядка $900,000-980,000 (переработка изношенных шин по озоновой технологии);

4.1.3. При изготовлении специализированных машин и аппаратов, поставке всего комплекта дополнительного оборудования, проведении монтажных и пуско-наладочных работ прибыль предприятия разработчика составит порядка $550,000 только от продажи одного завода;

4.1.4. Срок окупаемости опытно-промышленного предприятия составит порядка 2.0- 2.5 года;

 

4.2. Для компании, которая приобретает усовершенствованную технологию и оборудование, экономическая эффективность складывается из следующих показателей:

4.2.1. Себестоимость переработки 1 тонны старых шин (легковых автомобилей) с последующей девулканизацией и при производительности установки 360-500 кг/час составляет $230-250;

4.2.2. Себестоимость изготовления битума, модифицированного резиновой крошкой, на заводе с полным циклом переработки шин и модификации битума составляет порядка $250-280;

4.2.3. Продажная цена модифицированного битума колеблется от $350 до $540 за тонну;

4.2.4. Срок окупаемости завода по переработке изношенных шин производительностью 360-500 кг/час и модифицированного битума 4 т/час составит 2.5-3.2 года;

4.2.5. Срок окупаемости такого же завода при реализации излишков (для модификации битума добавка резиновой крошки составляет 5-10% от массы битума) девулканизированной резины, стальной проволоки и синтетических нитей составит 1.5-1.8 года;

4.2.6. Доход предприятия может быть увеличен, если будет производиться оплата за приемку старых шин на утилизацию.

 

5. Специалисты Научно-Инженерного Центра совместно с компанией-изготовителем специализированного оборудования готовы:

1) подготовить технико-экономическое обоснование для строительства завода;

2) разработать технологическую схему производства;

3) разработать конструкторскую документацию на специальные типы машин и аппаратов;

4) организовать изготовление и подбор всего набора оборудования для завода по переработке изношенных шин транспортных средств;

5) осуществить контроль при проведении монтажных и пуско-наладочных работ.

 

6. Возможны различные варианты сотрудничества в области разработки новых машин и аппаратов для всех известных технологий переработки шин.