Переработка отходов производства шинной промышленности и изготовление регенерата

4. 'Стрелки' section. 'Стрелки' section. 'Стрелки' section. 'Стрелки' section. 'Стрелки' section. 'Стрелки' section. 'Стрелки' sectionArrow TableArrow TableArrow TableArrow TableArrow TableArrow Table

Курсовая работа на тему:

«Переработка отходов производства шинной промышленности и изготовление регенерата»

• Введение
• 1. Описание отходов шинного производства
• 2. Технологическая часть
• 2.1 Выбор метода переработки отходов
• 2.2 Описание технологического процесса переработки отходов методом пиролиза
• 2.3 Описание технологического процесса производства регенерата
• 3. Техническая характеристика технологического оборудования
• 3.1 Агрегат для измельчения резиновых отходов
• 3.2 Техническая характеристика вальцев для дробления резиновых отходов
• 3.3 Устройство для просеивания резиновой крошки
• 3.4 Машина регенерации резины МРР-031
• 4. Расчетная часть
• 4.1 Расчет режимного и эффективного фонда работы оборудования при непрерывном производстве
• 4.2 Расчет количества основного технологического оборудования
• 4.3 Расчет потребных складов
• 4.4 Расчет энергетических затрат
• 5. Расчет численности работающих
• 6. Экология и безопасность жизнедеятельности
• 6.1 Требования безопасности при эксплуатации установок
• 6.2 Отходы производства
• 6.3 Характеристика опасных и вредных производственных факторов
• 6.4 Пожарная безопасность
• Выводы
• Заключение
• Библиографический список

В настоящее время шинные заводы и исследовательские центры всех стран мира интенсивно работают над улучшением качества шин. Это вызвано значительным повышением требований к шинам, предъявляемых автомобильной промышленностью вследствие увеличения грузоподъемности и скоростей движения автомобилей.

Работы по повышению качества шин проводятся в нескольких направлениях: повышения безопасности езды — повышения сцепления шины с дорогой, снижения теплообразования в шине, снижение потерь на качение и дисбаланса, увеличение прочности, обеспечения комфортабельности езды с одновременным увеличением грузоподъемности, снижением массы и увеличением пробега. Эти задачи могут решать только при усовершенствовании конструкции шин и повышении качества применяемых материалов.

Особое внимание также уделяется переработке отходов производства шинной промышленности и изготовлению регенерата.

переработка отход резина регенерат

1. Описание отходов шинного производства

В настоящее время наиболее распространенными методами переработки являются сжигание с получением энергии (наиболее популярно сжигание в цементных печах), пиролиз в условиях относительно низких температур с получением легкого дистиллята, твердого топлива и металла, а также получение резиновой крошки и порошка, используемых для замены натурального и синтетического каучука при изготовлении полимерных смесей и строительных материалов.

В процессе производства резиновых изделий и при эксплуатации образуется большое количество разнообразных отходов, содержащих ценное полимерное сырьё: резину и волокна, которые после соответствующей обработки можно использовать в качестве сырья или как готовую продукцию.

Резиновая промышленность относится к группе производств, занимающихся механической и механохимической переработкой сырья и материалов. Отходами производства резиновых изделий являются остатки сырья, материалов и полуфабрикатов образующихся в процессе изготовления продукции, не полностью утратившие свое качество, но не соответствующие стандартам.

По составу полимерные отходы резинового производства делятся на резиновые, резинотекстильные, резинометаллические и текстильные. По степени вулканизации, определяющей технологические свойства отходов как вторичных материальных ресурсов, — на невулканизованные и вулканизованные.

Резиновые невулканизованные (и частично вулканизованные) отходы — это резиновые смеси, не пригодные для использования по прямому назначению. К ним относятся подвулканизованные резиновые смеси (в виде бесформенных кусков), образующиеся как брак при изготовлении и обработке (вальцевании, каландровании, профилировании) резиновых смесей, обрезки и остатки резиновых смесей после раскроя и вырубки заготовок изделий.

Резиновые вулканизованные отходы образуются, как правило, при вулканизации и отделке готовой продукции в виде выпрессовок, шлифовальной пыли и обрезков. Форма отходов зависит от технологического процесса или операции, при которых они получаются.

Резинотекстильные невулканизованные отходы — обрезки и остатки обрезиненного корда и прорезиненных тканей, образующиеся при изготовлении заготовок изделий. Они представляют собой обработанные различными латексно-смоляными и резиновыми составами кордные, корд-тканевые, тканевые материалы на основе природных и химических волокон, таких как вискозное, хлопковое, полиамидное, полиэфирное и др. по внешнему виду это куски шириной до 1,5 м различной длины.

Резинометаллические отходы образуются при обрезке металлокорда и проволоки и изготовлении из них заготовок для сборки покрышек в шинном производстве. Они содержат компоненты резиновых смесей и соответствующую металлическую часть в виде различных по длине остатков стального латунированного троса диаметром до 1,45 мм и стальной латунированной или омедненной проволоки диаметром 1 мм.

К отходам потребления относятся различные изношенные изделия и отработанные материалы, образующиеся в процессе потребления продукции. В эту группу отходов, являющуюся наиболее массовой входят изношенные шины, не пригодные к восстановлению, изношенные ездовые и варочные камеры, отработанные диафрагмы, дорны, изношенные конвейерные ленты, приводные ремни и другие изделия.

Таблица 1 — Характеристика отходов шинного производства

Отходы шинного производства.	Применение в производстве
Резиновые смеси подвулканизованные.	После определенной переработки (рафинирование, измельчение) могут быть добавлены в исходные смеси.
Невулканизованные резинокордные и резинотканевые отходы — обрезиненный корд вискозный и из синтетических волокон (капрон, полиамид и др.); промазанные чефер и бязь.	Все виды отходов можно использовать после измельчения для изготовления различных видов шифера, подрельсовых прокладок, плит для пола и др.
Невулканизованные резинометаллические материалы — обрезиненные металлокорд; бортовая проволока и плетенка.	Сдаются как металлолом.
Необрезиненные корд и ткани — корд вискозный и из синтетических волокон; чефер и бязь;прокладочная ткань.	Все виды отходов можно использовать, в т. ч. для изготовления средств индивидуальной защиты (рукавицы, фартуки) и товаров культурно — бытового назначения (сетки, чехлы).
Необрезиненные металлические материалы — металлокорд; бортовая проволока; плетенка; вентили (в т.ч. после обжига).	Сдаются как металлолом.
Отходы пропиточных составов (пленка, крошка).	Вывозят на полигон захоронения.
Вулканизованные и недовулканизованные изделия — покрышки с текстильным кордом; покрышки с металлокордом; мотопокрышки; массивные шины (без бандажей).	Покрышки с текстильным кордом используются для регенерации. Остальные отходы практически не используют и вывозят на полигоны захоронения. Недовулканизованные изделия могут использоваться после довулканизации.
Варочные камеры — на основе бутилкаучука — на основе каучуков общего назначения	Можно направлять на регенерацию для последующего использования регенерата в рецептуре шинных резиновых смесей. В настоящее время не используют в связи с трудностями получения регенерата удовлетворительного качества.
Ездовые камеры, велокамеры.	Перерабатываются в регенерат.
Диафрагмы.	Перерабатываются в регенерат.
Вулканизационные выпрессовки.	Практически не перерабатываются. При наличии измельчителей тонкого помола могут быть использованы после дробления в резиновых смесях.
Ободные ленты.	Могут быть переработаны в резиновую крошку.
Технический углерод.	Используется при изготовлении бытовых ковриков и др. изделий.
Латексные отходы.	Вывозят на полигоны захоронения.
Шины, вышедшие из употребления.	Восстановление шин; сжигание; получение топлива; пиролиз, с целью получения новых продуктов; деструкция; использование в неизменном виде для различных укреплений; дробление для использования в дорожном строительстве; получение регенерата.

2. Технологическая часть

2.1 Выбор метода переработки отходов

Единственным методом, приводящим к полной деструкции полимеров резины, является пиролиз. В результате пиролиза получаются вещества — продукты крекинга нефти и представляют собой необходимый исходный материал для большого числа нефтехимических процессов. Принимая во внимание необходимость охраны окружающей среды, сложности с топливно-энергетическими ресурсами, подорожание, а также необходимость экономии нефти и сырья вообще, следует считать пиролиз многообещающим направлением обезвреживания резиновых отходов, амортизованных шин.

Предварительный анализ проблемы показывает следующие преимущества предлагаемого метода переработки отходов:

— Мощность установок пиролиза в зависимости от конструкции составляет от 3 до 10 тонн в сутки;

— В процессе пиролиза перерабатывается 100% исходного сырья;

— На пиролизной установке можно переработать отходы любой резины, в том числе содержащей металлокорд и текстиль. Отходы пластика и пластмассы также могут стать сырьем для переработки.

В то же время, нельзя не учитывать необходимость шинного производства в регенерате. Для производства регенерата имеется практически неограниченная база основного сырья.

Технико-экономические преимущества использования регенерата обеспечили его применение в больших или меньших количествах практически во всех резиновых изделиях общего назначения, изготавливаемых отечественной и зарубежной промышленностью.

Сам факт повторного использования значительных материальных ценностей, содержащихся в изношенных шинах, имеет большое народнохозяйственное значение.

Для оценки экономической эффективности применения регенерата в резиновой промышленности достаточно привести следующие данные: сопоставление действующих в промышленности рецептур резиновых смесей с регенератом с рецептурами соответствующих смесей без регенерата показало, что применение 1 т. регенерата в шинном производстве дает экономию 450 кг каучука.

Термомеханический метод получения регенерата вследствие непрерывности, быстроты, полной механизации и значительной автоматизации процесса девулканизации — технически наиболее совершенный.

Отличается относительной простотой и компактностью технологической схемы, отсутствием загрязненных сточных вод, меньшими удельными капитальными затратами, лучшими условиями и более высокой производительностью труда, меньшей себестоимостью регенерата, возможностью получения регенерата, модифицированного различными добавками (мономерами, полимерами, смолами и т. д.).

Таким образом, проектом предлагается использование 2-х методов переработки отходов — пиролиз и термомеханический метод регенерации резины.

2.2 Описание технологического процесса переработки отходов методом пиролиза

Промышленная установка пиролиза запроектирована в составе модифицированного комплекса по переработке изношенных автопокрышек.

Переработка изношенных автопокрышек основана на способе предварительной разделки автопокрышек на относительно крупные части, что обеспечивает хороший проход газов, с последующим пиролизом самой изношенной авторезины. В процессе такой обработки получается кондиционная продукция в виде: жидкого топлива, высокоуглеродистого твердого остатка — (низкокачественного технического углерода) грубой очистки, металла в виде разрезанного металлокорда и газа.

Производство состоит из участков (технологических узлов):

— склад сырья (цельных изношенных автопокрышек);

— участок подготовки сырья (разделка на крупные куски);

— участок пиролиза автопокрышек (непосредственно установка пиролиза, конструктивно совмещенная с цехом сепарации пирокарбона);

— вкопанные в землю две емкости по 25 м³ для хранения произведенной продукции (пиролизного масла);

— пожарный водоем;

— бетонный бассейн емкостью 120 м³ с технической водой (там размещается змеевик объемом 250 литров с тосолом для системы охлаждения установки, так как система охлаждения установки для надежности выполнена двухконтурной);

— склады готовой продукции: склад жидкого топлива (мазута), склад углеродного остатка (технического углерода), участок складирования металлолома (металлокорда).

При этом предусматривается использовать пиролизный газ на технологические нужды (поддержание технологического процесса), в количестве от 30 до 50 процентов. Оставшееся количество газа можно подать близко расположенному потребителю, или, если таковой рядом отсутствует, газ подается на выброс и сжигается в факеле.

Готовой продукцией предприятия, отпускаемой потребителям, является:

— куски резиновые размером от 50 250 мм — как промежуточный полупродукт при подготовке сырья для реактора пиролиза. Этот продукт может быть использован в дальнейшем переделе — производстве крошки резиновой.

— пиролизное жидкое топливо — аналог мазута М100, значительно превосходящий его как по теплотворной способности (на 25 — 30%), так и, самое главное, по показателям вязкости/точки замерзания (топливо течет как жидкое машинное масло и не замерзает до минус 40 °С). Данное топливо можно напрямую заменять вместо мазутов М100 и М40 в технологиях и использовать в качестве печного топлива в любых жидкотопливных горелках, использующих мазут/отработку масла.

— углеродный остаток (низкокачественный технический углерод) грубой очистки. Углеродный остаток грубой очистки (только очищенный от металлокорда без тонкого отсева) используется как топливо — заменитель древесного угля или антрацита (может быть использован как сырье для производства топливных брикетов или активированного угля), либо идет в дальнейший передел как сырье для производства пигмента для окраски и производства низкокачественного технического углерода для производства РТИ.

— пигмент красящий черного цвета. Получается после тонкой очистки углеродного остатка и измельчения на роторной дробилке или вальцах. Легко размешивается с маслами вследствие высоких показателей маслоемкости. Может использоваться в качестве наполнителя для всевозможных строительных смесей на основе цемента, церезита, для производственного искусственного камня, тротуарной плитки. Возможно применение данного пигмента для приготовления типографской краски.

— металлолом категории 12А (сдается на предприятия, принимающие металлолом).

Назначение производимой продукции приведено в таблице 2.

Таблица 2 — Назначение продукции

Наименование продукта	Назначение продукции
Пиролизное жидкое топливо	Применяется в качестве жидкого топлива для котлоагрегатов, заменитель мазута. Возможна разгонка на фракции с целью получения различных нефтепродуктов (бензин, дизельное топливо, масла, смолы и др.)
углеродсодержащий твердый остаток	Применяется в качестве твердого топлива, а также возможно использование для приготовления модифицированного жидкого топлива, в качестве наполнителя при изготовлении новых резинотехнических изделий, как сырье дл производства красящего пигмента.
Пиролизный газ	Используется частично 30 — 50% для работы установки, остальная часть дожигается в теплогенераторах или в факелах.
Металлолом (металлокорд)	Имеет в своем составе высококачественную сталь. Применяется для последующей переработки в металл.

2.2.1 Технологическая схема переработки отходов методом пиролиза Технологическая схема переработки отходов методом пиролиза изображена на рисунке 1.

Исходное сырье собирается и свозится автотранспортом на склад сырья пиролизной установки. Склад сырья должен вмещать, по меньшей мере, недельный запас (до 100 тонн) утильной резины. Склад должен быть оборудован системой пожаротушения и освещен в ночное время. Периметр складской площадки должен быть огорожен во избежание проникновения посторонних лиц и охраняться. Далее авторезина осматривается на предмет наличия в ней металлических дисков, колец и направляется на разделку. После разделки измельченное сырье грузится в контейнеры и подается к установке. По мере расходования сырья контейнеры зацепляются электроталью, грузоподъемностью до 1 тонны и разгружаются в приемный бункер реактора. При разгрузке приемного бункера нижняя задвижка должна б Наполненный бункер закрывается и в закрытом состоянии разгружается в реактор. По мере продвижения сырья в реакторе нижняя задвижка бункера освобождается и закрывается.

Далее происходит следующий этап загрузки бункера.

Сырье в реакторе подвергается пиролизу при температуре 480 °C, в процессе которого получаются полупродукты: газ, жидкотопливная фракция, водная фракция, углеродсодержащий остаток и металлокорд. Газ частично возвращается в топку реактора для поддержания процесса. Расход газа регулируется задвижкой на горелке. Оставшаяся часть газа отпускается сторонним потребителям, или дожигается в факеле. Углеродсодержащий остаток после гашения и охлаждения подвергается магнитной сепарации с целью отделения проволоки металлокорда.

Рисунок 1 — Принципиальная технологическая схема переработки изношенной авторезины методом пиролиза

2.3 Описание технологического процесса производства регенерата

При изготовлении резиновой крошки используют машину для измельчения вулканизованных изделий.

Отходы производства подвозятся на платформах к машине измельчения, осматриваются на наличие посторонних включений и по загрузочному транспортеру подаются в приемный бункер. Из бункера отходы поступают в барабан и далее перемещаются к режущим ножам. Куски отходов по мере перемещения режутся на мелкие кусочки. Измельченные куски отходов производства через решетку с определенными отверстиями, поступают на отводящий транспортер и подаются для дальнейшей переработки. Дальше измельченные куски отходов производства перерабатывают в крошку с помощью дробильных вальцов, системы транспортеров и сита.

Материал, подвергающийся дроблению, проходит такое количество циклов, пока не раздробится в крошку размером не более 7 мм. По окончании цикла крошка собирается в емкость или любую другую тару.

Для получения более измельченной крошки отходы производства пропускают через дробильные вальцы повторно, используя при этом систему транспортеров. Для дальнейшего измельчения крупной крошки в более мелкую используют агрегат измельчения крошки. Крошка крупного размера подается по транспортеру в накопительную воронку агрегата, откуда продолжается подача крошки на ножевую мельницу. Поступление крошки зависит от частоты вращения барабана накопителя. Для более тщательного перемалывания и получения мелкой крошки размером 1 мм и менее предусмотрена в этом же агрегате дисковая мельница. Для разделения резиновой крошки на фракции используется вибросито.

После приготовления крошки ее рассыпают по мешкам и используют по назначению.

2.3.1 Схема технологического процесса изготовления регенерата

Рисунок 2 — Схема технологического процесса изготовления регенерата

Резина дробленная получается путем измельчения изношенных покрышек и ездовых камер на основе каучуков общего назначения, а также резины протекторной изношенных покрышек.

Резина дробленная выпускается трех марок:

РД, РДС — для изготовления гидроизоляционных и строительных материалов;

РДС — для приготовления асфальтобетонных смесей;

РДЕ — для изделий обшей техники.

Крошка резиновая выпускается:

1) 1 мм помола, изготавливаемую из вулканизованных отходов и предназначенную для изготовления битумно-резиновой мастики, в качестве вторичного сырья в производстве резиновых смесей, для изготовления дорог и других целей;

2) менее 1 мм, изготавливаемую из вулканизованных отходов и предназначенную для изготовления резиновых смесей;

3) 10 мм, изготавливаемую из вулканизованных отходов;

4) 30 мм помола, изготавливаемую их отходов резиновой нити, резиновых изделий и пластин, предназначенную для строительства спортивных дорожек и стадионов.

2.3.2 Технологическая схема и описание технологического процесса изготовления регенерата.

Процесс получения регенерата проводится согласно технологической схеме машины (рис.3)

Рисунок 3 — Технологическая схема производства регенерата из резиновой крошки Резиновая крошка загружается в бункер питателя 1. Включается привод девулканизатора 2. Включается привод охлаждающей машины 3. После того как произвели пуск девулканизатора и охлаждающей машины включается привод питателя и регулятором плавно увеличивается число оборотов. Питатель равномерно подает крошку на шнек девулканизатора 1.

В начале процесса, пока девулканизатор холодный, производительность питателя должна быть установлена в пределах 50 — 80 кг/час. Этот период продолжается от 15 до 20 минут. При этой производительности температура в девулканизаторе поднимается до 100−130С. Постепенно увеличивая подачу крошки питателем, одновременно включаем подачу модификатора (воды) в выходную зону девулканизатора для улучшения ее охлаждения в охлаждающей машине. При увеличении подачи крошки, температура в зонах девулканизатора растет, но при этом не должна установиться более 150 °C по термопарам, встроенным в пульт. Далее продолжая процесс, включаем подачу воды в рубашки девулканизатора, так, чтобы термопары показывали 180 °C, следим за ходом протекания процесса, при необходимости степень девулканизации выходящего регенерата регулируется подачей модификатора в зоны девулканизатора, а температура, выходящего из девулканизатора регенерата, регулируется впрыском воды в зону уплотнения и выгрузки. Впрыск воды в зону уплотнения осуществляется с насосной станции.

Регенерат из девулканизатора падает в загрузочную воронку охлаждающей машины, захватывается шнеками и перемещается к выходу машины. На выходе охлаждающей машины регенерат выходит с температурой до 70 °C.

Производительность машины — от 100 до 150 кг/ч.

3. Техническая характеристика технологического оборудования

3.1 Агрегат для измельчения резиновых отходов

Агрегат посредством переключения шибера позволяет производить измельчение, как в одну стадию (получать непосредственно после ножевой дробилки), так и в две стадии, в последнем случае производится предварительное дробление отходов на ножевой дробилке до крошки «условным диаметром» от 3 до 10 мм в зависимости от диаметра отверстий сменных решеток, а затем окончательный размол на дисковой мельнице с размером получаемой крошки «условным диаметром» от 0,3 до 1,5 мм.

Бункер предназначен для накопления резиновой крошки «условным диаметром» от 0,3 до 1,5 мм и соединен воздуховодом с выводным патрубком дисковой мельницы и ножевой дробилки.

Управление агрегатом осуществляется с помощью кнопок, установленных на пультах управления.

Основными параметрами является: трехфазный переменный ток напряжением 380 В, частотой 50 Гц и сжатый воздух давлением 0,6 МПа

Техническая характеристика агрегата для измельчения резиновых отходов представлена в таблице 3.

Таблица 3 — Техническая характеристика агрегата для измельчения резиновых отходов.

Наименование параметра, единицы измерения	Величина
Диаметр ротора ножевой дробилки по ножам, мм
Длина ротора ножевой дробилки, мм
Диаметр дисков дисковой мельницы, мм
Размер загружаемых отходов, мм	35Ч200Ч350
Размер получаемой крошки: — после ножевой дробилки, мм — после дисковой мельницы, мм	от 3 до 10 от 0,3 до 1,5
Производительность агрегата: — крошка 0,3…10,0 мм, кг/ч — крошка 1,5…10,0 мм, кг/ч	От 5 до 600 От 360 до 600
Зазор между дисками мельницы, мм
Зазор между подвижными и неподвижными ножами ножевой дробилки, мм	От 0,1 до 0,2
Скорость движения транспортерной ленты, об/мин
Установленная мощность электродвигателей, кВт
Габаритные размеры: — длина, мм — ширина, мм — высота, мм
Масса, кг

3.2 Техническая характеристика вальцев для дробления резиновых отходов

Вальцы ДР предназначены для дробления резиновых отходов при изготовление регенерата.

Вальцы состоят из следующих узлов и деталей: фундаментальная плита;

станины; передний валок; задний валок; делительные диски (лимбы); маховики; ограничительные стрелы; система водяного охлаждения валков; электродвигатель с приводом; пульт управления; аварийное устройство штангового типа.

На фундаментальной плите установлены две стальные станины с траверсами. В горизонтальных поперечинах станинах установлены по два корпуса подшипников. В подшипниках в противоположные стороны вращаются с разными окружными скоростями два пустотелых валках из кокильного чугуна с отбеленной поверхностью бочек.

Задняя пара корпусов подшипников неподвижна, передняя может перемещаться в направляющих станин посредством механизмов регулирования зазора (делительные диски, маховики). Значение зазора определяется по шкалам, укрепленным по корпусам механизмов. Регулирование зазора определяется по шкалам, укрепленным на корпусах механизмов. Регулирование зазоров между валками в требуемом диапазоне — автоматическое и ручное.

Укрепленные на корпусах подшипников ограничительные стрелы препятствуют попаданию обрабатываемого материала в подшипники.

Для поддержания определенного температурного режима предусмотрена система водяного охлаждения валков.

Привод вальцов комплектуется пультом управления шкафного типа, в котором размещены: пусковая аппаратура, аппаратура защиты.

На вальцах имеются аварийные блокировочные устройства.

Основные энергетические данные:

Основным энергопараметром является трехфазный ток, напряжением 380 В, частотой 50 Гц.

Технические характеристики дробильных вальцев ДР представлена в таблице 4.

Таблица 4 — Техническая характеристика дробильных вальцев ДР

Наименование параметра, единицы измерения	Величина
Производительность вальцов, не менее кг/ч
Количество валков, шт
Диаметр рабочей части валков: — переднего, мм — заднего, мм	490±0,5 610±0,5
Длина рабочей части валков, мм
Рабочая поверность валков	рифленая
Угловая скорость валков: — переднего, об/мин — заднего, об/мин	0,25 0,63
Фрикция	1:2,55
Максимальный зазор между валками, мм
Регулировка зазора	Электромеханическое
Максимальный расход электроэнергии за 1 час, кВт
Габаритные размеры вальцов не более: — длина, мм — ширина, мм — высота, мм
Масса, кг

3.3 Устройство для просеивания резиновой крошки

Устройство для просеивания предназначено для просеивания резиновой крошки и разделения ее на фракции.

Устройство состоит из следующих узлов и деталей:

— из сварной рамы, на стойках которой крепится посредством стальных пружинных лент сито с сеткой;

— под ситом на раме расположены два бункера и лоток;

— привод крепится на раме и состоит из электродвигателя, ремня передачи, вала с эксцентричной втулкой. Эксцентрик преобразует движение вращения с возвратно-поступательной частотой и амплитудой.

Аварийно-блокировочные устройства

На движущихся, вращающихся частях установки (шкивы, ремни) конструктивно предусмотрены защитные ограждения.

На пульте управления предусмотрена кнопка «Стоп».

Основные энергетические данные:

Основным параметром является трехфазный переменный ток, напряжением 380 В, частотой 50 Гц. Техническая характеристика устройства для просеивания резиновой крошки представлена в таблице 5.

Таблица 5. -Техническая характеристика устройства для просеивания резиновой крошки.

Наименование параметра, единицы измерения	Величина
Размер стороны ячейки сетки в свету, мм	0,5; 0,9
Амплитуда колебания сита, мм
Частота колебания, Гц	9; 16; 30
Электродвигатель 4 А 90 6 УЗ: — мощность, кВт — частота вращения, об/мин	1,5
Габаритные размеры: — длина, мм — ширина, мм — высота, мм

3.4 Машина регенерации резины МРР-031

Машина регенерации резины МРР-031 предназначена для получения регенерата методом активированной термомеханической деструкции резиновой крошки из утилизированных шин, а также отходов шинного и резинового производства на основе и каучуков общего назначения.

МРР-031 может применяться как самостоятельно, так и в составе технологической линии утилизации шин.

Состав и комплектность приведены в таблице 5.5.

Таблица 6 — Состав машины МРР-031 и комплектность

Наименование	Количество
Диспергатор-девулканизатор
Питатель
Охлаждающая машина
Насосная станция
Силовой шкаф совместно с пультом управления

Описание конструкции основных сборочных единиц машины МРР-031.

Машина МРР-031 состоит:

— диспергатор-вулканизатор, приводимый в действие электродвигателем через редуктор;

— питатель с мотором-редуктором;

— пульт управления встроенный в силовой шкаф;

— насосная станция, состоящая из насоса дозатора и емкости для модификатора;

— кожуха, обеспечивающих направленное удаление газовыделений;

— переходной патрубок от питателя к девулканизатору;

— площадка обслуживания.

Машина МРР-031 оборудована электронной системой регулирования числа оборотов шнека питателя, для обеспечения планового пуска и поддерживания машины на технологических режимах. Регулирование технологических зазоров и числа оборотов шнека питателя позволяет регулировать степень девулканизации регенерата.

Диспергатор-девулканизатор — предназначен непосредственно для вулканизации шинной крошки.

Диспергатор-девулканизатор — шнековый реактор с диаметром шнека 122 мм, состоит из сборного корпуса с двумя зонами обработки крошки: зоной диспергирования и зоной регерирования, снабженные рубашками охлаждения и зоной выгрузки. В зонах диспергирования и регенирирования расположены термопары, измеряющие температуру регенирируемого материала, в эти же зоны, диспергирования и регенирирования, осуществляется впрыск модификатора по штуцерам.

Зоны диспергирования и регенирирования заканчиваются коническими втулками (наружной и внутренней), образующими технологический зазор.

В корпусе зоны загрузки девулканизатора расположен разгрузочный люк, обеспечивающий выгрузку посторонних предметов, попавших в девулканизатор.

Питатель — предназначен для равномерной загрузки девулканизатора.

Питатель состоит из корпуса, шнека, подшипникового узла и загрузочной воронки. Крошка из питателя в девулканизатор поступает по переходному патрубку со смотровым окном, для возможности визуального контроля поступления крошки. Воронка имеет диаметр 700 м, высоту 640 мм. Объем воронки 160 литров. Воронка закрепляется на фланец питателя.

Насосная станция предназначена для впрыска модификатора в зоны девулканизатора.

Насосная станция состоит из электронасосного агрегата с тремя плунжерными дозирующими насосами, расходной емкости объемом до 60 литров, с расположенным в ней клапаном с поплавковым механизмом, предотвращающим переполнение емкости, фильтрами тонкой очистки.

Конструкция насоса позволяет независимо друг от друга регулировать расход подаваемой воды (от 0 до 14 л/час) в каждую зону девулканизатора.

Охлаждающая машина предназначена для охлаждения регенерированной крошки с температурой 220−250°С до 70 °C. Охлаждающая машина представляет собой шнековый агрегат, состоящий из загрузочного и основного охлаждающего корпуса. Главного и дополнительного шнеков, охлаждающих рубашек и системы охлаждения основного шнека и зоны выгрузки.

При окончании работы в охлаждающую машину загружается исходная крошка и ею выгоняются остатки регенерата.

Пульт управления содержит панели индикации температуры (показывающие температуру в двух зонах регенерации), панель индикации тока привода деструктора, панели управления теристорными преобразователями. На панели индикации температуры установлены цифровые измерители, показывающие температуру. На панелях индикации мощности привода деструктора и подачи питателя стоят стрелочные приборы. На пульте управления расположены кнопки включения и выключения: питателя, девулканизатора и его реверса, охлаждающей машины, насосной станции, а также общей кнопки «стоп». Пульт управления смонтирован на передней панели силового шкафа. На панели управления приводом питателя расположены ручки регулирования частоты вращения и панели управления преобразователями частоты.

Техническая характеристика машины регенерации представлена в таблице 6.

Таблица 6 — Техническая характеристика МРР-031.

Наименование параметра, единицы измерения	Величина
Производительность, кг/час	От 100 до 500
Число оборотов диспергатора-девулканизатора, об/мин
Род тока питающей сети — переменный, Гц	50+1%
Напряжение, В	380(+38−57)
Суммарная установочная мощность, кВт
Размер загружаемой резиновой крошки, мм	5(±2)
Габаритные размеры: — длина, мм — ширина, мм — высота, мм
Силовой шкаф: — длина, мм — ширина, мм — высота, мм
Масса установки, кг
Давление охлаждающей воды, атм	2−3
Расход воды на охлаждение рубашек, м3/час	1,0−1,5
Расход воды на модификацию регенерата, л/час	10−30

4. Расчетная часть

4.1 Расчет режимного и эффективного фонда работы оборудования при непрерывном производстве

Календарный годовой фонд времени …366 дней

Выходных дней в году… нет

Праздничных дней в году…14 дней

Режимный фонд (Ф_реж) времени в году:

Ф_реж = 366−14=352 дня.

Эффективный фонд (Ф_эффект) времени в году для установки «Экошина»:

Ф_эффект = (Ф_реж*Т_сут)-(ППР+ТНП),

где Т_сут = 24 часа — суточный фонд времени;

ППР = 720 часов — время, затраченное на капитальный, средний и текущий ремонт (согласно технологическому регламенту установки);

ТНП = 264 часа — технически неизбежные потери (одна остановка длительностью 6 ч. в неделю).

Ф_{эффеект} = (352*24)-(720+264) = 7464 часа.

Число часов работы оборудования в сутки с учетом ППР и ТНП.

Эффективный фонд времени в году для машины МРР-031:

Ф_эффект = (Ф_реж*Т_сут)-(ППР+ТНП),

где Т_сут = 23 часа — суточный фонд времени;

ППР = 182 часа — время, затраченное на капитальный, средний и текущий ремонт, а также чистку оборудования;

ТНП = 490 часов — технически неизбежные потери .

Ф_{эффеект} = (352*23)-(182+490) = 7424 часа.

Число часов работы оборудования в сутки с учетом ППР и ТНП.

Эффективный фонд времени в году для дробильных вальцев ДР:

Ф_эффект = (Ф_реж*Т_сут)-(ППР+ТНП),

где Т_сут = 23 часа — суточный фонд времени;

ППР = 400 часов — время, затраченное на капитальный, средний и текущий ремонт, а также чистку оборудования;

ТНП = 1128 часов — технически неизбежные потери .

Ф_{эффеект} = (352*23)-(400+1128) = 6568 часов.

Число часов работы оборудования в сутки с учетом ППР и ТНП.

Эффективный фонд времени в году для агрегата для измельчения резиновых отходов:

Ф_эффект = (Ф_реж*Т_сут)-(ППР+ТНП),

где Т_сут = 23 часа — суточный фонд времени;

ППР = 320 часов — время, затраченное на капитальный, средний и текущий ремонт, а также чистку оборудования;

ТНП = 1100 часов — технически неизбежные потери .

Ф_{эффеект} = (352*23)-(320+1100) = 6676 часов.

Число часов работы оборудования в сутки с учетом ППР и ТНП.

Таблица 4.1 — Расчет суточного и годового объема потребления

Годовой объём переработки отходов, брака и амортизованных шин, т	Расчетное задание, т
	в сутки	в год
	32,4

Таблица 4.2 — Нормы отходов при переработке изношенных шин и резиновых вулканизованных отходов

Вид отходов	Технологический процесс, при котором образуются отходы	% образования отходов
Резиновые вулканизованные отходы	измельчение, просеивание, дробление	0,2
Резино-тканевые вулканизованные отходы	измельчение, просеивание, дробление	0,25
Металлические отходы	резка и магнитная сепарация	0,1

Таблица 4.3 — Нормы потерь материалов в производстве регенерата

Наименование материала	Потери, %
Резиновая крошка	0,5

Таблица 4.4 — Баланс образования продуктов переработки на установке «Экошина»

Продукт	Суточный объём одной установки, кг	Суточный объём цеха, кг	Годовой объём, тонн
Исходное сырье
Масло пиролизное
Углеродный остаток (пирокарбон)			2145,9
Металлолом
Газ на возобновление процесса			466,5
Газ на факел			653,1

Таблица 4.5 — Расчет расхода вспомогательных материалов

Наименование операций	Используемая смесь	Расход в сутки, кг	Расход в год, т
Опудривание рулонов регенерата	Тальк		9,92

4.2 Расчет количества основного технологического оборудования

Таблица 4.6 — Расчет количества основного технологического оборудования

Наименование оборудования	Режимный фонд времени Треж, сут/год	Суточный фонд времени, Тсут, ч/сут	ППР	ТНП	Эффективный фонд Фэффект.
			%	ч/год	%	ч/год	ч/сут	ч/год
Установка «Экошина»			8,5		3,1		21,2
Машина регенерации резины МРР-031			2,2		6,0		21,1
Дробильные вальцы ДР			4,9		13,9		18,7
Агрегат для измельчения резиновых отходов			3,9		13,6

Таблица 4.7 — Расчет количества оборудования для переработки резиновых отходов

Наименование оборудования	Расход отходов, кг/сут	Производительность оборудования, кг/ч	Потребное количество машиночасов	Суточный эффективный фонд с учетом ППР и ТНП, Ч/СУТ	Расчетное количество оборудования	Принятое к установке количество оборудования	Количество переработанных отходов в год, т	Коэффициент загрузки оборудования
«Экошина»		471,7	63,6	21,2	2,99			0,99
МРР-031				21,1	0,76			0,76

Таблица 4.8 — Расчет количества дробильных вальцев

Оборудование	Расход смеси, кг/сут	Цикл смешения	Объём загрузки	Производительность, кг/час	Потребное количество машиночасов	Суточный эффективный фонд с учетом ППР и ТНП	Расчетное количество оборудования	Принятое к установке количество оборудования	Коэффициент загрузки оборудования
ДР		20 мин	80 кг			18,7	0,54		0,54

Таблица 4.9 — Расчет агрегатов для измельчения резиновых отходов

Оборудование	Расход смеси, кг/сут	Потребное количество машиночасов	Суточный эффективный фонд с учетом ППР и ТНП	Расчетное количество оборудования	Принятое к установке количество оборудования	Производительность, кг/час	Коэффициент загрузки оборудования
АИР 420/400−800				0,63			0,63

Таблица 4.10 — Сводная ведомость установленного технологического оборудования

Наименование, Марка оборудования	Расчетное количество оборудования	Принято к установке, шт	Коэффициент использования	Производительность
				количество	единицы измерения
Установка «Экошина»	2,99		0,99	471,7	кг/ч
Машина регенерации МРР-031	0,76		0,76		кг/ч
Дробильные вальцы	0,54		0,54		кг/ч
Агрегат измельчения резины	0,63		0,63		кг/ч

4.3 Расчет потребных складов

Таблица 4.11 — Расчет запаса шин и материалов на складе

Наименование материала	Суточный расход материала в кг	Полный запас на складе в днях	Общая норма запаса в днях	Запас, кг
		t1	t2	t3	tстр	Расчетная	Принятая
Изношенные шины
				;

t₁ — минимальный запас; t₂ — запас с учетом на прием материалов; t₃ — максимальный запас, зависящий от условий перевозок и частоты поступления; t_стр — страховой запас.

Полный запас материалов на сладе:

М = Т_max + t_стр

Т_max = t₁ + t₂ + t₃

Таблица 4.12 — Расчет склада шин

Наименование	Запас в днях	Количество отходов	Способ хранения	Площадь под единицу продукции	Потребная площадь, м2	Площадь с учетом проходов и проездов, м2
		т	шт
Изношенные шины				высотой в 6 шт	0,24

Таблица 4.13 — Расчет склада резиновой крошки

Наименование	Запас в днях	Запас материалов, кг	Принятая нагрузка на стеллажи, кг	Площадь стеллажа, м2	Требуется стеллажей, шт	Количество ярусов для хранения	Потребная площадь, м2	Площадь с учетом проходов и проездов, м2
Резиновая крошка

Таблица 4.14 — Расчет склада жидкого топлива

Наименование	Запас в днях	Способ хранения	Расход материала с учетом дней запаса, кг	Средняя нагрузка, т/м2	Потребная площадь, м2	Площадь с учетом проходов и проездов, м2	Объем емкости, м3	Количество емкостей, шт
Пиролизное топливо		емкость		1,83

Таблица 4.15 — Расчет склада углеродного остатка

Наименование	Запас в днях	Запас материалов, с учетом дней запаса, кг	Насыпной вес, т/м3	Емкость для хранения	Емкость бункера, м3	Расчетное количество бункеров	Принято к установке
Углеродный остаток			0,43	160,5		1,6

Таблица 4.16 — Расчет склада регенерата

Наименование	Запас в днях	Запас материалов, кг	Принятая нагрузка на стеллажи, кг	Площадь стеллажа, м2	Требуется стеллажей, шт	Количество ярусов для хранения	Площадь с учетом проходов и проездов, м2	Потребная площадь, м2
Регенерат								13,3

Таблица 4.17 — Расчет склада металлолома

Наименование	Запас в днях	Запас материалов, кг	Способ хранения	Средняя нагрузка, т/м2	Потребная площадь, м2	Площадь с учетом проходов и проездов, м2
Металлолом			поддон	1,5	8,3

4.4 Расчет энергетических затрат

4.4.1 Расчет расхода электроэнергии

Потребление электроэнергии предприятий складывается из следующих расходов:

а) электроэнергия силовая для приведения в действие основного и вспомогательного оборудования;

б) электроэнергия на освещение и другие хозяйственные нужды.

Таблица 4.18 — Расчет расхода электроэнергии

Наименование оборудования	Расчетное количество оборудования	Мощность электродвигателя, кВт/ч	Расчетное количество машиночасов в год на единицу оборудования	Потребность электроэнергии в год, кВт/ч
		на единицу	всего
«Экошина»
Машина регенерации МРР-031
Дробильные вальцы
Агрегат измельчения резины
Итого: 3 151 396

Таким образом, затраты электроэнергии на технологические нужды с учетом 5% энергозатрат на неучтенное электрооборудование составляет:

3 151 396 * 5/ 100 = 157 569,8 кВт

3 151 396 + 157 569,8 = 3 303 965,8 кВт*час Потери электроэнергии в подводящих сетях составляет 5%

3 308 965,8 * 5 / 100 = 165 448, 29 кВт Всего затраты электроэнергии на технологические цели составляет:

3 308 965,8 + 165 448,29 = 3 474 414,1 кВт*час

4.4.2 Расчет тепла на обогрев помещений

Согласно СНиП, продолжительность отопительного сезона принимается в 207 дней или 4968.

Расчеты ведем по формуле:

Q = X₀ (t_в — t_н)*V,

где X₀ — 0,45−0,75 — коэффициент, учитывающий тепловыделение людей и теплооборудования (ккал/м³*1°С);

V — объем здания по наружным стенам

Q =0,55*(18−15)*30 780*4968 = 252,31 Гкал

С учетом 5% потерь:

252,31*5 /100 = 12,62 Гкал.

Всего тепла на обогрев помещений:

12,62 + 252,31=264,93 Гкал.

4.4.3 Расчет расхода охлаждающей воды

Таблица 4.19 — Расчет расхода охлаждающей воды

Наименование оборудования	Количество установленного оборудования	Давление, МПа	Средний расход охлаждающей воды, м3/ч	Расчетное количество машино-часов в год на ед. оборудования	Расход в год, тыс. м3
Пневматический пластинчатый нож для резки резиновых отходов		0,4−0,6	10,0		67,46
«Экошина»			0,2*3=0,6		4,48
Машина регенерации МРР-031		0,2−0,3	1,5		11,14
Дробильные вальцы		0,1−0,3	9,0		59,11
Агрегат измельчения резины		0,4−0,6	10,0		66,76
Итого: 208,95

Потери 5% воды составляют:

208,95*5 / 100 = 10,45 тыс. м³

Общие затраты воды нВ технологические нужды:

208,95 + 10,45 = 219,4 тыс. м³

Вода на бытовые нужды:

Расход воды в душевых при норме 150 л. На одного человека в сутки за год составит:

150*100*352 / 100 = 52,8 тыс. м³

4.4.4 Расчет сжатого воздуха

Таблица 4.20 — Расчет расхода сжатого воздуха

Наименование оборудования	Количество установленного оборудования	Давление, МПа	Средний расход, м3/ч	Расчетное количество машиночасов в год на ед. оборудования	Расход в год, тыс. м3
Пневматический пластинчатый нож для резки резиновых отходов		0,4−0,6			168,65
Агрегат измельчения резиновых отходов		0,6			166,9

Потери 5% сжатого воздуха:

335,55*5/ 100 = 16,78 тыс. м³

Тогда общий расход сжатого воздуха:

335,55 + 16,78 = 352,33 тыс. м³

Составим сводную таблицу энергозатрат (таблица 6.21).

Таблица 4.21 — Сводная таблица энергозатрат

Энергоноситель	Единицы измерения	Годовой расход
Электроэнергия	кВт*час	3 474 414,1
Тепло на обогрев помещений	Гкал	264,93
Техническая вода	тыс.м3	219,4
Вода хозбытовая	тыс.м3	52,8
Сжатый воздух	тыс.м3	352,33

5. Расчет численности работающих

Планирование профессионально-квалификационного состава рабочих по категориям для производства по переработке отходов предприятий шинной промышленности и промышленности РТИ.

Для обеспечения непрерывного процесса производства применим 3-х сменный график работы для обеспечения работников выходными днями необходимо 4 бригады. Для каждой бригады планируется 84 выходных дня.

Формирование численности работников штатного состав проектируемого производства производится по рабочим местам согласно плановым объемам и технологического цикла производства.

Расчет численности работников, обеспечивающий выполнение программы по переработке отходов шинного производства представлен в таблице 7.4.

Таблица 5.1 — Расчет численности работников

Наименование профессии	Разряд	Численность в бригаде, чел.	Численность явочная, чел.	Численность списочная, чел.
Приемщик сырья, отпуска готовой продукции
Кладовщик
Резчик сырья
Оператор установки «Экошина»
Оператор виброгрохота
Контролер технологического процесса
Машинист АИР
Вальцовщик
Машинист МРР
Водитель
Мастер	;
ИТОГО:

Имея в штате производства 11 профессий целесообразно иметь для устранения плановых невыходов 4-х работников основных производственных профессий.

Среднесписочная численность основных и вспомогательных рабочих определяется по формуле:

Где С_я — явочная численность рабочих;

Z — общий процент невыходов в балансе рабочего времени.

Проектом принимается штат работников в количестве 100 человек, т.к. предусматривается возможность совмещений профессий, с учетом необходимого выполнения работы в выходные дни и дополнительные смены с согласия работника предприятия.

6. Экология и безопасность жизнедеятельности В этой части проекта дана характеристика модифицированного комплекса по переработке отходов резины и пластмасс на основе применения установки УПОР -1Ш.

Эксплуатация комплекса планируется на территории ОАО «Омскшина».

Установка эксплуатируется при следующих климатических условиях:

— температура окружающего воздуха (рабочая температура) в пределах от «минус» 35 °C до «плюс» 50 °C;

— относительная влажность окружающего воздуха от 40% до 90%;

— атмосферное давление от 84 кПа до 107 кПа (от 630 мм.рт.ст. до 800 мм.рт.ст.).

Санитарно-защитная зона предприятия относится к III классу размером 300 метров.

Категория производства согласно противопожарным нормам — ПIII/

Категория установки согласно «Правил эксплуатации электроустановок» — В-1г, печь — В-1б.

6.1 Требования безопасности при эксплуатации установок Технологическая схема производства комплекса «Экошина» организована по непрерывной схеме.

Производственный персонал должен пройти обучение по устройству и эксплуатации пиролизной установки, технику безопасности при грузоподъемных работах, правила пожарной безопасности и промышленной безопасности опасных производственных объектов.

Работа установки пиролиза должна осуществляться под постоянным наблюдением обслуживающего персонала.

Все системы участка переработки резиносодержащего сырья герметизированы и исключают создание опасных концентраций газов и его смесей в окружающей среде на всех режимах работы установки.

Технологический процесс прекращается при перерыве энергопитания без образования взрывоопасной ситуации.

Для противоаварийной защиты топочного пространства нагревательная печь оснащена системой регулирования соотношения топлива и воздуха.

Температура кожухов теплоизоляционных покрытий, наружных поверхностей оборудования в местах доступных обслуживающему персоналу из наружных установок не превышает 60 °C.

Температурный режим регулируется автоматически (есть микропроцессорный контроль, термопара, частотное регулирование электродвигателей дымососов в функции разрежения в реакторе пиролиза).

Максимальная безопасность работы обеспечивается за счет применения средств автоматизации и контроля технологических процессов.

Допустимые значения скоростей, давлений, температур перемещаемых продуктов выбраны с учетом взрывоопасных характеристик, физико-химических свойств транспортируемых продуктов. Основные параметры, контролируемые во время эксплуатации и при испытаниях, даны в таблице 8.1.

Таблица 6.1 — Параметры безопасного режима работы

Наименование параметров	Режим
Температура горения газа в горелке, °С
Температура на выходе:
— реактора, °С
— конденсатора, °С
— адсорбера, °С
— циклона, °С
Температура продукта (на входе теплообменника),
Давление подачи газа на входе в горелку Г-1, МПа	0,01 — 0,025
Расход топлива в горелке Г-1, м3/час	? 20

Работа установки запрещается:

— при отсутствии надзора;

— при наличии паров опасной концентрации;

— при неисправности контрольно-измерительных приборов;

— при нарушении взрывозащищенности электрооборудования.

Спецодежда должна быть выполнена из ткани, не поддерживающей плавление и не выделяющей статическое электричество. Обувь должна быть закрытого типа и выполнена из кожи.

При выгрузке из установок металлолома и углеродного остатка возможно возникновение углеродной пыли. Поэтому работники должны использовать респиратор «лепесток» для защиты органов дыхания.

Бункеры загрузки сырья находятся на высоте 10 метров, но поскольку подъём оборудован лестницей с поручнями, то специальное снаряжение не требуется. За исключением защиты головы посредством каски монтажной от случаев падения кусков сырья при загрузке.

В процессе подготовки сырья руки должны быть защищены голицами.

На работах связанных с опасностью поражения электрическим током, необходимо применять защитные средства:

— изолирующие подставки;

— инструмент с изолированными ручками;

— диэлектрические боты, галоши;

— перчатки диэлектрические;

— коврики изолирующие.

6.2 Отходы производства В процессе производства работ выделяются отходы производства — пиролизный газ, который сжигается в факеле.

Отходы, полученные при очистке газоходов и оборудования газоразделения, пылевидные осадки, вязкие отложения из сборников утилизируются путем добавления к основному сырью.

Работа установки сопровождается выделением в атмосферу следующих загрязняющих веществ: азота диоксид, углерод черный (сажа), сера диоксид, углерод оксид, углеводороды предельные С₆ — С₁₀, С₁ — С₅, фенол.

Для снижения выбросов вредных веществ применяется трехкратная очистка отработанных газов перед выбросом в атмосферу.

Конструкция установки предусматривает наличие в аппарате в каждый момент времени минимального количества переработанного продукта, что обусловливает минимальное поступление продукта в атмосферу при аварийной разгерметизации аппарата.

Для максимального снижения выбросов в окружающую среду горючих и взрывоопасных веществ при аварийной разгерметизации применены запорные устройства.