Организация производства по переработке вышедших из эксплуатации шин

• Введение
• 1. Современная экологическая ситуация
• 1.2 Отходы как вторичные материальные ресурсы
• 1.3 Практика управления отходами в СССР
• 1.4 Опыт развитых стран
• 1.5 Предложения по реорганизации системы управления отходами в России
• 1.6 Состояние окружающей среды и экологическая безопасность Сибирского федерального округа
• 2. Анализ способов переработки резинотехнических изделий
• 2.1 Технологии переработки автомобильных шин
• 2.1.1 Физические методы переработки резиновых отходов
• 2.1.2 Химические методы переработки (изношенные автомобильные шины как вторичный энергоресурс)
• 2.2 Выбор способа переработки резинотехнических изделий
• 3. Общая характеристика планируемого производства
• 3.1 Характеристика производимой продукции
• 3.2 Физико-химические основы процесса низкотемпературного пиролиза
• 3.3 Описание технологического процесса переработки резинотехнических изделий
• 3.3.1 Технологическая схема
• 3.3.2 Содержание технологических работ процесса
• 3.4 Безопасность жизнедеятельности на предприятии
• 3.4.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов
• 3.4.2 Технические и организационные мероприятия по охране труда
• 3.4.3 Мероприятия по производственной санитарии
• 3.4.4 Меры пожарной безопасности
• 3.4.5 Порядок поставки, сдачи в эксплуатацию и технического сопровождения
• 3.4.6 Действий в аварийных ситуациях
• 3.4.7 Профилактические работы
• 3.4.8 Основные правила безопасной эксплуатации производства
• 3.4.9 Нормы технологического режима и контроля производственных процессов
• 4. Маркетинговое исследование рынка вторичной переработки резинотехнических изделий
• 4.1 Анализ рынка сырья
• 4.2 Анализ рынка сбыта
• 4.2.1 Рынок сбыта и потребительские характеристики сорбента ПИРОСОРБ
• 4.2.2 Рынок сбыта и потребительские характеристики жидкого топлива (печного)
• 4.2.3 Рынок сбыта и потребительские характеристики сажи общего назначения «Константа»
• 4.2.4 Рынок сбыта и потребительские характеристики металлокорда
• 4.3 Анализ конкуренции
• 5. Создание предприятия по переработке изношенных автомобильных покрышек и других резинотехнических изделий. Экономическое обоснование эффективности создания производства
• 5.1 Обоснование выбора вида организационно-правовой формы предприятия
• 5.2 Лицензирование предприятия
• 5.3 Экономическое обоснование
• 5.3.1 Формирование плана по выпуску и реализации продукции
• 5.3.2 Расчет капитальных вложений и амортизационных отчислений
• 5.3.3 Анализ рисков
• 5.3.3 Источники финансирования проекта
• 5.3.4 Расчет численности промышленно-производственного персонала
• 5.3.5 Расчет динамических показателей
• Заключение
• Список используемых источников

В последние годы во многих странах большое внимание уделяется проблеме использования образующихся во всё возрастающих количествах отходов производства и потребления, в том числе изношенных шин, которые являются одним из самых многотоннажных полимерных отходов.

Проблема использования изношенных шин имеет важное экологическое значение, поскольку вышедшие из эксплуатации шины накапливаются в местах их эксплуатации (в автохозяйствах, на аэродромах, промышленных и сельскохозяйственных предприятиях, горно-обогатительных комбинатах и т. д.). Вывозимые на свалки или рассеянные на окружающих территориях, шины длительное время загрязняют окружающую среду вследствие высокой стойкости к воздействию внешних факторов (солнечного света, кислорода, озона, микробиологических воздействий). Места их скопления, особенно в регионах с жарким климатом, служат благоприятной средой обитания и размножения ряда грызунов и насекомых, являющихся разносчиками различных заболеваний. Кроме того, шины обладают высокой пожароопасностью, а продукты их неконтролируемого сжигания оказывают крайне вредное влияние на окружающую среду (почвы, воды, воздушный бассейн).

Проблема использования изношенных шин имеет также существенное экономическое значение, поскольку потребности хозяйства в природных ресурсах непрерывно растут, а их стоимость постоянно повышается.

Использование изношенных шин, содержащих помимо резины, технические свойства которой близки к первоначальным, большое количество армирующих текстильных и металлических материалов, является источником экономии природных ресурсов.

Кроме того, ликвидация свалок изношенных шин позволит освободить для использования по назначению значительные площади занимаемых ими земель.

Для успешного решения проблемы вторичного использования и переработки изношенных шин в России необходима разработка и принятие комплекса мер, регламентирующих порядок их учета, сбора, хранения и поставки на переработку, подготовка и продвижение на федеральном и региональном уровнях законодательных актов, стимулирующих увеличение объемов восстановительного ремонта и переработки изношенных шин. Требуется также создание рынка изделий и материалов, изготавливаемых из получаемого при переработке вторичного сырья. Такая работа уже давно ведется в США и странах Западной Европы при активном содействии Всемирной ассоциации переработчиков шин (ITRA) и ETRA.

Целью дипломного проекта является организация производства по переработке вышедших из эксплуатации шин, которое поможет не только во многом решить региональные экологические проблемы и создать новые рабочие места, но и позволит также образовать источники пополнения бюджетных средств за счет доходов от деятельности предприятий, выпускающих продукцию бытового и производственного назначения с использованием продуктов переработки изношенных шин.

1. Современная экологическая ситуация

Образование отходов — это неустранимый процесс, который неизбежно сопутствует человеческой жизнедеятельности.

Так, для того чтобы добыть из недр природное сырье, необходимо извлечь большое количество вскрышных и вмещающих пород, которые принято называть отходами добычи полезных ископаемых. Кроме того, из-за ограниченного содержания полезного компонента в извлекаемом из недр сырье (в ряде случаев составляющего всего несколько процентов или даже долей процента) в процессе обогащения и химической переработки добытого сырья образуется значительное количество отходов обогащения, шлаков и других многотоннажных видов отходов.

Технологические процессы переработки полученных из природного сырья материалов в промышленную продукцию также не являются безотходными и сопровождаются образованием значительного количества отходов металлов и сплавов, пластмасс, углеводородов, химических, древесных и других материалов.

Наконец, вся произведенная продукция практически полностью переходит в категорию отходов после ее использования потребителями как в сфере производства и услуг, так и в процессе конечного потребления. Это отходы производственного и бытового потребления. К их числу относятся ТБО, отходы упаковки, изношенная одежда и обувь, отработанные аккумуляторы, гальванические элементы и люминесцентные лампы, а также потерявшие потребительские свойства мебель, бытовые приборы и бытовая техника, выводимые из эксплуатации жилые дома и производственные сооружения, производственное оборудование, автотранспортные средства, электро — и радиотехника, отработанные масла и технологические жидкости и т. д.

Значительное количество отходов образуется в очистных сооружениях — как в производственном, так и в коммунальном секторе экономики.

1.1 Масштабы «производства» отходов в России

По оценкам ФГУ НИЦПУРО, ежегодно в стране образуется:

отходов промышленного производства — более 3 млрд тонн;

ТБО — более 40 млн. тонн;

осадков сточных вод промышленных предприятий и коммунального сектора (влажностью 95−96%) — 80−100 млн. тонн;

свиного навоза и птичьего помета (влажностью 95−97%) — сотни млн. тонн;

строительных отходов, включая отходы от сноса зданий и замусоренный грунт — десятки млн. тонн.

Более 90% промышленных отходов возникает в процессе добычи и обогащения полезных ископаемых.

В таблице 1 приведены распространенные виды многотоннажных отходов, а также показатели их образования и использования (оценочные данные на 2007 год).

Таблица 1 — Наиболее распространенные виды многотоннажных отходов

В России наблюдается устойчивый количественный рост отходов, и никаких принципиальных изменений этой тенденции в обозримом будущем не предвидится. Это очевидным образом связано с ростом объема промышленного производства и уровня конечного потребления. При этом отходы потребления будут расти быстрее, чем отходы производства, из-за опережающего роста продукции конечного потребления — в первую очередь бытовой, компьютерной и радиоэлектронной техники, предметов домашнего обихода, одежды, автомобилей и т. д.

1.2 Отходы как вторичные материальные ресурсы

Любые отходы можно рассматривать в качестве вторичных материальных ресурсов (ВМР), поскольку они могут быть использованы в хозяйственных целях, либо частично (т.е. в качестве добавки), либо полностью замещая традиционные виды материально-сырьевых и топливно-энергетических ресурсов, причем главной особенностью таких ресурсов является их постоянная воспроизводимость в процессе материального производства, оказания услуг и конечного потребления.

В Российской Федерации ВМР используются практически во всех отраслях промышленности. При этом масштабы и степень переработки различных видов ВМР значительно варьируют в зависимости от ресурсной ценности отходов, от экологической ситуации, обусловленной их свойствами как загрязнителей среды, и, самое главное, от конкретных экономических условий, определяющих рентабельность использования отходов в том или ином виде производства.

Так, традиционные виды вторичного сырья — лом и отходы металлов, высококачественные отходы полимеров, текстиля, макулатуры легко поддаются сбору и переработке. Напротив, сложные многокомпонентные отходы, а также загрязненные отходы практически не перерабатываются. К последним относятся смешанные и загрязненные нефтепродукты, изношенные шины, отходы упаковки из ламинированной бумаги, осадки и шламы очистных сооружений, гальваношламы и т. п.

В качестве вторичного сырья отходы наиболее полно используются в металлургии, целлюлозно-бумажной промышленности, при производстве строительных материалов (таблица 2). Некоторые виды продукции изготавливаются полностью или почти целиком из вторичного сырья, это некоторые виды бумаги и картона, изделия широкого хозяйственного потребления из полиэтилена (ящики, ведра, поливочные шланги, пленка и т. д.).

Таблица 2 — Оценка доли вторичного сырья в производстве важнейших видов промышленной продукции

Средний коэффициент использования отходов в качестве вторичного сырья в России можно оценить примерно в одну треть, что в 2−2,5 раза ниже, чем в более развитых странах. При этом необходимо иметь в виду, что в нашей стране многие виды отходов практически вообще не используются в хозяйственных целях. Так, уровень переработки ТБО в среднем по России не превышает 4−5%. Плохо перерабатываются золы и шлаки ТЭС, фосфогипс, изношенные шины, полимерные отходы, осадки очистных сооружений, жидкий свиной навоз и птичий помет. Эта ситуация имеет двоякие последствия: во-первых, промышленность несет значительные потери материально-сырьевых и топливно-энергетических ресурсов (ТЭР), содержащихся в отходах, во-вторых, продолжается интенсивное накопление неиспользуемых отходов в окружающей среде — каждый год примерно 60−70% от их возникшего объема, или, в абсолютных показателях, 2−2,5 млрд. тонн в год.

Столь слабое вовлечение отходов в хозяйственный оборот объясняется во многих случаях высокими затратами на их сбор и подготовку к переработке. Это понижает рентабельность переработки отходов либо вовсе делает ее убыточной для предпринимателей. В первую очередь сказанное относится к отходам потребления, при том что в них зачастую содержатся хорошо рециркулируемые материалы: черные и цветные металлы, термопласты, резина, волокнистое картонно-бумажное сырье.

Каковы же причины, приводящие к столь высоким затратам на сбор и переработку отходов потребления. Это, во-первых, необходимость создания специальной производственной инфраструктуры, включающей пункты сбора вторсырья и заготовительные предприятия; во-вторых, трудоемкость сортировки и дезагрегации сложных отходов на отдельные компоненты по видам материала, а также их чистки, мойки и дезинфекции, проверки на наличие радиоактивных и других опасных материалов; в-третьих, значительный расход энергии на их дробление и выпуск из них вторичного сырья или полуфабрикатов; и наконец, в-четвертых, снижение производительности оборудования из-за наличия в перерабатываемых отходах примесей и мусора (особенно это относится к переработке полимерных отходов).

Экономические стимулы, которые могли бы побудить предпринимателей заняться сбором и переработкой «нерентабельных» ВМР, также довольно низки. Вызвано это относительно низкой конкурентоспособностью товаров, произведенных с использованием отходов, поскольку даже при относительной дешевизне соотношение цена/качество для них менее благоприятно, чем у продукции, изготовленной только из природного сырья. В первую очередь это относится к широкому ассортименту продукции из отходов термопластов и резины (таре, поливочным шлангам, полимерной пленке, изделиям технического назначения из термопластов и резины), регенерированным моторным маслам, туалетной бумаге из макулатуры и т. д. Спрос на такую продукцию нередко остается довольно низким даже при существенном — до 50% и более — снижении цены на нее.

Высокая обеспеченность промышленности России сырьевыми ресурсами, их доступность на фоне высоких мировых цен также не способствует развитию активности в сфере переработки отходов.

В целом, даже при наличии серьезных технологических трудностей можно утверждать, что недостаточный уровень использования вторичных материальных ресурсов в России обусловлен в первую очередь не технологическими факторами, а несовершенством институциональных основ в этой области, прежде всего — нормативно-правовых механизмов. Поэтому интенсифицировать использование отходов в качестве ВМР можно, лишь создав для этого более благоприятные организационные, нормативно-правовые и экономические условия, что, на наш взгляд, потребует значительного усиления государственного регулирования в этой области.

1.3 Практика управления отходами в СССР

За три последние десятилетия экономическая и политическая ситуация в России коренным образом изменилась, тем не менее мы не вправе игнорировать значительный опыт государственного контроля над системой управления отходами, который был накоплен в нашей стране в 1970;80-х годах. Руководство сбором и переработкой отходов (равно как ресурсосбережением в целом) осуществлялось тогда на общесоюзном (федеральном) уровне специальными подразделениями Госплана и Госснаба. Для информационного обеспечения государственного управления велась подробная и строго формализованная статистическая отчетность — как общая, так и по различным категориям отходов; кроме того, составлялась ведомственная статистическая отчетность по объемам образования и использования многотоннажных отходов добычи и обогащения полезных ископаемых.

Широко применялось программно-целевое планирование и нормирование уровня сбора и переработки важнейших видов вторичного сырья с помощью государственных общесоюзных, республиканских, а также отраслевых программ по вторичным материальным ресурсам. Была создана довольно мощная специальная производственная инфраструктура для сбора и промышленной переработки основных видов вторичного сырья по всей территории СССР. Высокий уровень затрат на сбор и переработку «нерентабельных» отходов производства компенсировался установившейся в то время практикой включения этих затрат в себестоимость основной продукции соответствующих отраслей промышленности.

С 1986 года была введено общее положение, согласно которому «организация, ответственная за разработку новых видов материалов или продукции, одновременно должна была разрабатывать технологию их повторного использования или переработки после истечения срока службы или эксплуатации, предусматривая создание соответствующих мощностей одновременно с созданием мощностей по производству материалов или продукции» (Постановление ЦК КПСС и СМ СССР от 23? мая 1986 г.).

Для решения инженерных проблем переработки отходов в рамках ГКНТ СССР и отраслевых министерств были созданы специальные научно-технические программы. К разработке соответствующих технологий и оборудования были привлечены десятки научно-исследовательских институтов. В 1975 году специально для этих целей был учрежден Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт вторичных ресурсов (ВИВР) Госснаба СССР (ныне ФГУ НИЦПУРО). К 1990 году институтами страны было создано и внедрено немало технологических линий для сбора и переработки макулатуры, текстильных, полимерных и древесных отходов, изношенных шин, стеклобоя, отработанных нефтепродуктов, ртутьсодержащих ламп и гальванических элементов, металлургических и теплоэлектроэнергетических шлаков, гальваношламов и других отходов.

С помощью перечисленных мер в 1980;х годах сбору и переработке основных многотоннажных видов отходов удалось придать промышленный масштаб, а заготовка и подготовка к производству некоторых видов отходов в ряде материалоемких отраслей промышленности были выделены по существу в самостоятельные подотрасли.

Только в системе «Союзвторглавресурсов» Госснаба СССР в 1980;х годах функционировало 527 предприятий вторичных ресурсов и 5 677 приемных пунктов по заготовке вторичного сырья от населения, в том числе:

предприятий по переработке макулатуры — 4

предприятий по переработке вторичного текстильного сырья — 80

предприятий по переработке вторичного полимерного сырья — 8

производственно-заготовительных предприятий и заготовительно-производственных контор — 471, из них с функциями переработки вторичного сырья — 32.

переработка резиротехническое изделие приемных пунктов, всего 5 677, из них стационарных 3 793, передвижных 1 884.

Государственная политика в области сбора и переработки отходов предусматривала высокие темпы увеличения коэффициента их хозяйственного использования. При этом по большинству позиций использование отходов в качестве ВМР росло более высокими темпами, чем образование отходов.

Специальной государственной программой было предусмотрено увеличение использования важнейших видов ВМР в период с 1986 до 2000 год в среднем более чем в два раза. В соответствии с Комплексной программой научно-технического прогресса СССР к 2010 году уровень переработки большинства видов многотоннажных отходов должен был повыситься значительно — по некоторым видам отходов даже приблизиться к 100%. В первую очередь это относилось к лому черных и цветных металлов, отработанным нефтепродуктам, пиритным огаркам, шлакам черной и цветной металлургии, лигнину, макулатуре, текстильным, полимерным, кожевенным и древесным отходам производства. Уровень переработки зол и шлаков ТЭС предполагалось поднять до 59%, ТБО — до 35−50%, изношенных шин — до 82−100%, фосфогипса — до 60−82%. Для достижения этих целей планировалось проведение широкомасштабных НИОКР и введение в строй отраслевыми министерствами необходимых производственных мощностей.

В процессе реформирования экономики начиная с 1991 года все созданные в 1970;80-х годах инструменты государственной политики в области управления вторичными материальными ресурсами были упразднены. Разработанные к настоящему времени новые методы государственного регулирования в области обращения с отходами несовершенны и в принципе не могут обеспечить существенных сдвигов в деле использования отходов как ВМР.

1.4 Опыт развитых стран

Вместе с тем многие инструменты государственной политики в области управления вторичными материальными ресурсами, практиковавшиеся в СССР, не утратили своей актуальности. Аналогичные формы управления сегодня используются или планируются к использованию в развитых странах мира. Речь прежде всего идет о странах ЕС, где некоторые из этих инструментов стали применяться на практике уже в 1990;х — 2000;х годах не только на государственном, но и на межгосударственном уровне в качестве основополагающих для обеспечения охраны окружающей среды и устойчивого развития.

Все развитые страны мира пришли к заключению о необходимости усиления государственного регулирования в области сбора и переработки отходов и о том, что ответственность за управление отходами должна быть сконцентрирована на национальном уровне. В структуре государственного аппарата стран ЕС имеются специально уполномоченные для этого органы. В России же вопросы организации сбора и переработки отходов остаются фактически бесхозными, поскольку не входят в перечень полномочий ни одного из федеральных ведомств. Ростехнадзор, в соответствии со своим Положением, контролирует только негативное воздействие отходов на окружающую среду. Органы местного самоуправления, на которые в законодательном порядке возложена вся ответственность за организацию сбора и переработки отходов, не в состоянии решить эту задачу в отношении «нерентабельных» отходов, пока не будет реформирована система государственного регулирования в этой области.

Все более широкие масштабы за рубежом принимает практика государственного нормирования уровня сбора и переработки наиболее распространенных видов отходов. Как правило, эта задача решается в рамках государственных (национальных) программ с выделением существенных финансовых ресурсов на эти цели. В соответствии с Шестой программой действий ЕС в области окружающей среды, принятой в 2002 году, была поставлена задача снизить в странах ЕС к 2010 году количество захораниваемых отходов на 20% в сравнении с 2000 годом, а к 2020 году — на 50%. В России же с 2005 года полностью отменена подпрограмма «Отходы» ФЦП «Экология и природные ресурсы», в рамках которой хотя бы отчасти решались некоторые проблемы переработки отходов.

Широкое распространение за рубежом получили методы экономического стимулирования сбора и переработки отходов с помощью целевого субсидирования, льготного кредитования и налогообложения, предоставления льгот по транспортным тарифам, ускоренного списания амортизационных отчислений, использования залогово-возвратных и других механизмов.

Значительное внимание в развитых странах уделяется внедрению системы ответственности производителей продукции (предпринимателей) за сбор и переработку своей продукции и ее упаковки после их использования; аналогом этого подхода в условиях административно-командной экономики СССР была «отраслевая ответственность». С 1994 года «ответственность производителей» в странах ЕС (на межгосударственном уровне) была введена в отношении отходов упаковки, с 2003 года началось постепенное внедрение принципа ответственности в отношении выведенных из эксплуатации автотранспортных средств, с 2007 года — в отношении продукции электротехнической и радиоэлектронной промышленности.

При этом необходимо отметить, что, с одной стороны, Россия обязана соблюдать установленные в странах ЕС требования по ответственности производителей при экспорте своей продукции в эти страны, и следовательно, российские экспортеры несут в связи с этим определенные затраты. С другой стороны, Россия несет значительные финансовые потери от отсутствия правовых механизмов использования аналогичной ответственности зарубежных поставщиков продукции из стран ЕС для организации сбора и переработки их продукции после использования на территории России. В особой мере это актуально для сбора и переработки ввезенных в Россию автомобилей, аккумуляторов, автомобильных шин, мобильных телефонов и другой продукции электротехнической и радиоэлектронной промышленности, а также для поступающей с импортируемой продукцией упаковки.

Основные целевые установки по нормативам ответственности производителей продукции регламентируются следующими специальными директивами Парламента и Совета Европейского союза:

94/62/ЕС — упаковка и отходы упаковки,

2000/53/ЕС — транспортные средства, выведенные из эксплуатации,

2002/96/ЕС — отходы электротехнического и электронного оборудования.

В соответствии с целевыми установками этих директив (таблица 3) планируется последовательное наращивание уровня сбора и переработки отходов и постепенный отказ от практики их захоронения.

Таблица 3 — Целевые установки Парламента и Совета ЕС по уровню сбора и переработки продукции

Таким образом, с некоторой долей условности можно констатировать, что путь глубокого реформирования всей системы управления отходами, который выбрала Россия еще в конце 1980;х годов, в целом оказался верным. Об этом свидетельствуют первые, хотя и достаточно скромные (по причине начавшейся перестройки хозяйственного механизма) успехи этой реформы, а также зарубежная практика, развивавшаяся в аналогичном направлении. Все это заставляет внимательно присмотреться к накопленному у нас и за рубежом опыту в этой области.

1.5 Предложения по реорганизации системы управления отходами в России

Чтобы стимулировать в нашей стране процесс сбора и переработки отходов и создать для этого более благоприятные условия, представляется целесообразным принять следующие меры:

ввести законодательное положение, согласно которому хозяйственное использование отходов в качестве ВМР становится специально выделенным объектом государственного регулирования, наделив при этом одно из федеральных министерств или ведомств полномочиями по осуществлению государственной политики в этой области.

ввести систему всеобщей ответственности за организацию сбора? и переработки отходов, возложив эту ответственность на хозяйствующих субъектов как собственников отходов производства, физических лиц как собственников образующихся у них бытовых отходов, органы муниципального управления как на субъектов хозяйственной деятельности, организующих сбор, вывоз, переработку и захоронение отходов.

необходимо также ввести в России правовую норму, устанавливающую ответственность производителей за организацию сбора и переработки определенных видов выпускаемой ими продукции после ее использования потребителем, а также использованной в производстве упаковки.

Этой юридической нормой в первую очередь должны быть охвачены следующие виды продукции:

нефтепродукты (различные масла, технологические охлаждающие жидкости);

автотранспортная техника (автомобили и их прицепы, автобусы, мотоциклы);

продукция электротехнической и радиоэлектронной промышленности (холодильники, морозильники, электрические плиты, стиральные машины, пылесосы, швейные машины, мелкие бытовые приборы домашнего обихода, осветительные ртутные приборы, гальванические источники электроэнергии, телевизионная и компьютерная техника, звуко — и видеозаписывающая аппаратура, средства телефонной и радиотелефонной связи, игрушки и спортивный инвентарь с электрическими и электронными компонентами, измерительные приборы и т. д.).

Чтобы дать хозяйствующим субъектам дополнительный стимул к? вовлечению отходов в хозяйственный оборот, нужно создать нормативно-правовые условия для более эффективного использования природоохранных механизмов и инструментов государственного регулирования — разрешительной системы размещения отходов с установлением лимитов, платежей за размещение отходов, лицензирования, государственной экологической экспертизы. В частности, указанные инструменты и механизмы можно было бы использовать для введения ограничений на захоронение общераспространенных ВМР, экономического поощрения сбора и переработки отходов, стимулирования технического перевооружения производственной базы.

Особые нормативно-правовые условия следует также создать для? применения традиционных методов государственного регулирования предпринимательской деятельности в данной сфере. Так, желательно было бы установить ряд льгот:

льготы по налогу на прибыль, инвестируемую в создание производств по переработке ВМР или в техническое перевооружение в этой области;

льготы по налогу на землю производственно-заготовительных предприятий и пунктов сбора наиболее распространенных видов вторичного сырья;

снижение нормы амортизации для оборудования по сбору и переработке ТБО, отходов полимерной тары и упаковки, алюминиевых банок, стеклобоя, изношенных автомобильных шин, ртутьсодержащих ламп и гальванических элементов;

льготы по арендной плате за производственные помещения для предприятий, осуществляющих сбор и переработку вторичного сырья;

льготы по тарифам на железнодорожные перевозки многотоннажных видов отходов, предназначенных для использования в качестве вторичного сырья.

Нормативы льгот в этой области, порядок их обоснования и установления должны регламентироваться специальным (налоговым) законодательством.

Целесообразно было бы на основе отмененной два года назад? федеральной программы «Отходы» создать новую целевую программу национального уровня, в рамках которой можно было бы сосредоточить имеющиеся ресурсы и последовательно решить накопившиеся проблемы в данной области.

Предложенные меры должны способствовать формированию особой организационно-производственной инфраструктуры, способной к саморегуляции. Устойчивость такой системы должна обеспечиваться за счет покрытия убытков от организации сбора и переработки «нерентабельных» отходов потребления с помощью уже имеющихся и предложенных выше механизмов государственного регулирования предпринимательской и природоохранной деятельности. Кроме того, для стимулирования спроса на продукцию, изготовленную с применением «нерентабельных» отходов, следует более интенсивно использовать механизмы государственного и муниципального заказов.

Как представляется, наиболее рациональной формой введения предложенных выше нормативно-правовых положений могло бы стать принятие специального федерального закона «О вторичных материальных ресурсах». Проект этого ФЗ был подготовлен, в частности, ФГУ НИЦПУРО в 2004 году по заказу Минпромнауки России.

В 2006 году ФГУ НИЦПУРО и ОАО «НТК „Механобртехника“» по заказу Минпромэнерго России подготовили новый вариант Концепции данного закона, предусматривающий установление норм прямого действия по уровню ответственности производителей за сбор и переработку своей продукции после использования ее потребителями.

Введение

ФЗ «О вторичных материальных ресурсах» не потребует отмены ФЗ «Об отходах производства и потребления», но будет лишь дополнять его в части обращения с отходами как с вторичными материальными ресурсами.

В России экономика отходов в настоящее время находится в неудовлетворительном состоянии. Чтобы кардинально исправить положение, необходимо реформировать государственную политику в этой области, существенно усилив государственное регулирование сбора и переработки отходов, прежде всего — отходов конечного потребления, поскольку работа с такими отходами по большей части нерентабельна и не дает предпринимателям приемлемой для них прибыли. Реальные предпосылки для такой реформы существуют в виде апробированного в 1980;х годах отечественного и, позднее, зарубежного опыта. Предлагаемый подход основан на принципе «загрязнитель платит» и на распределении ответственности за сбор и переработку отходов на всех членов российского общества.

1.6 Состояние окружающей среды и экологическая безопасность Сибирского федерального округа

Экологическая обстановка на территории целого ряда регионов Сибирского федерального округа остается неблагополучной, а степень загрязнения природной среды — высокой, сообщили ИА REGNUM в Департаменте государственного контроля и перспективного развития в сфере природопользования и охраны окружающей среды МПР России по Сибирскому ФО. Следствием загрязнения окружающей среды является снижение плодородия почв, деградация и опустынивание земель, гибель растительного и животного мира, ухудшение качества атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод. В совокупности это приводит к исчезновению с лица Земли целых экосистем и биологических видов, ухудшению здоровья населения и уменьшению продолжительности жизни людей.

Проблема экологически безопасного обращения с отходами производства и потребления представляется одной из наиболее серьезных в области охраны окружающей среды на территории Сибирского федерального округа. Практически весь объем образующихся в округе токсичных отходов (свыше 90%) имеет промышленное происхождение. Общей проблемой обращения с отходами является отсутствие многоцелевых полигонов размещения (захоронения) опасных промышленных отходов (за исключением Омской и Томской областей).

В округе ни одна из многочисленных свалок не имеет проекта, который должен предусматривать целый комплекс мер по обеспечению экологической безопасности. Как следствие — полный набор отрицательных для окружающей среды факторов: заражение подземных вод, выделение неприятного запаха, разброс отходов ветром, самопроизвольное возгорание отходов. По заключениям специалистов Департамента наиболее распространенными нарушениями законодательства в области обращения с отходами производства и потребления являются деятельность без разрешительных документов, нарушение требований по обращению с отходами, предоставление недостоверных данных об отходах и др.

Из всего следует, что для снижения загрязнения окружающей среды выбросами, сбросами и отходами необходимо оснащение предприятий природоохранным оборудованием, технологическое перевооружение и постепенный вывод из эксплуатации предприятий с устаревшим оборудованием, сокращение удельного водопотребления в производстве и жилищно-коммунальном хозяйстве, развитие систем использования вторичных ресурсов, в том числе переработке отходов и, конечно, гражданская ответственность каждого за сохранение окружающей среды.

В дипломной работе будет рассмотрен один небольшой, но значимый аспект загрязнения окружающей среды города Красноярска и близлежащих территорий отслужившими автомобильными покрышками и другими резинотехническими изделиями.

2. Анализ способов переработки резинотехнических изделий

Динамичный рост парка автомобилей во всех развитых странах приводит к постоянному накоплению изношенных автомобильных шин. По данным Европейской Ассоциации по вторичной переработке шин (ЕТРА) в 2005 году общий вес изношенных, но непереработанных шин достиг:

в Европе-2,5 млн тонн;

в США-2,8 млн тонн;

в Японии-1,0 млн тонн;

в России-1,0 млн тонн.

В Красноярске ежегодно образуется более 10 тыс. тонн изношенных шин, в Петербурге и Ленинградской области — более 50 тыс. тонн.

Объем их переработки методом измельчения не превышает 10%. Большая часть собираемых шин (20%) используется как топливо. Вышедшие из эксплуатации изношенные шины являются источником длительного загрязнения окружающей среды:

шины не подвергаются биологическому разложению;

шины огнеопасны и, в случае возгорания, погасить их достаточно сложно;

при складировании они являются идеальным местом размножения грызунов, кровососущих насекомых и служат источником инфекционных заболеваний.

Вместе с тем, амортизированные автомобильные шины содержат в себе ценное сырье: каучук, металл, текстильный корд.

Рассмотрим способы и технологии переработки изношенных покрышек, и выделим из их множества наиболее приемлемый и выгодный.

2.1 Технологии переработки автомобильных шин

Проблема переработки изношенных автомобильных шин и вышедших из эксплуатации резинотехнических изделий имеет большое экологическое и экономическое значение для всех развитых стран мира. Невосполнимость природного нефтяного сырья диктует необходимость использования вторичных ресурсов с максимальной эффективностью, т. е. вместо гор мусора мы могли бы получить новую для нашего региона отрасль промышленности — коммерческую переработку отходов.

Не менее перспективным методом борьбы с накоплением изношенных шин является продление срока их службы, путем восстановления.

В настоящее время, все известные методы переработки шин можно разделить на две группы:

физический метод;

химический метод.

Рассмотрим их более подробно.

2.1.1 Физические методы переработки резиновых отходов

В настоящее время все большее значение приобретает направление использования отходов в виде дисперсных материалов. Наиболее полно первоначальная структура и свойства каучука и других полимеров, содержащихся в отходах, сохраняются при механическом измельчении.

Установление взаимосвязи между размерами частиц материала, их физико-химическими и механическими характеристиками и затратами энергии на измельчение и параметрами измельчающего оборудования необходимо для расчета измельчителей и определения оптимальных условий их эксплуатации.

Процесс измельчения, несмотря на кажущуюся простоту, очень сложный не только по определению характера, величины и направления нагрузок, но и по трудности количественного учета результатов разрушения.

Основным продуктом физических методов переработки резинотехнических изделий является резиновая крошка различной величины.

Направления использования резиновой крошки:

порошковая резина с размерами частиц от 0,2 до 0,45 мм используется в качестве добавки (5…20%) в резиновые смеси для изготовления новых автомобильных покрышек, массивных шин и других резинотехнических изделий. Применение резинового порошка с высокоразвитой удельной поверхностью частиц (2500−3500 см. кв/г), получаемой при его механическом измельчении, повышает стойкость шин к изгибающим воздействиям и удару, увеличивая срок их эксплуатации;

порошковая резина с размерами частиц до 0,6 мм используется в качестве добавки (до 50…70%) при изготовлении резиновой обуви и других резинотехнических изделий. При этом свойства таких резин (прочность, деформируемость) практически не отличаются от свойств обычной резины, изготовленной из сырых каучуков;

порошковую резину с размерами частиц до 1,0 мм можно применять для изготовления композиционных кровельных материалов (рулонной кровли и резинового шифера), подкладок под рельсы, резинобитумных мастик, вулканизованных и не вулканизованных рулонных гидроизоляционных материалов;

порошковая резина с размерами частиц от 0,5 до 1,0 мм применяется в качестве добавки для модификации нефтяного битума в асфальтобетонных смесях.

Следует привести некоторые результаты исследования ее влияния на эксплуатационные свойства асфальтобетона. При исследовании изучалось влияние количество вводимой в асфальтобетонную смесь резиновой крошки по количеству и размерам частиц на трещиностойкость асфальтобетона и коэффициент сцепления колеса автомобиля с поверхностью проезжей части дороги.

Установлено, что применение резиновой крошки в асфальтобетоне в два раза повышает коэффициент сцепления на мокром покрытии. На сухом покрытии существенных изменений нет.

При использовании резиновой крошки от 0 до 1.0 мм трещиностойкость возрастает на 30 процентов. С уменьшением размера частиц трещиностойкость увеличивается. Особенно эффективно применение частиц крошки от 0.14 мм и меньше. Частицы меньше 0.08 за время перемешивания распадаются, составляющие модифицируют битум, улучшая его свойства.

При небольших размерах частиц крошка распределяется по массе асфальтобетонной смеси более равномерно повышая упругую деформацию при отрицательных температурах.

Объем дробленой резины в составе таких усовершенствованных покрытий должен составлять около 2% от массы минерального материала, т. е.60…70 тонн на 1 км дорожного полотна. При этом срок эксплуатации дорожного полотна увеличивается в 1,5−2 раза.

Такие порошки (размерами частиц от 0,5 до 1,0 мм) используются также в качестве сорбента для сбора сырой нефти и жидких нефтепродуктов с поверхности воды и почвы, для тампонирования нефтяных скважин, гидроизоляции зеленых пластов и т. д.;

резиновая крошка с размерами частиц от 2 до 10 мм используется при изготовлении массивных резиновых плит для комплектования трамвайных и железнодорожных переездов, отличающихся длительностью эксплуатации, хорошей атмосферостойкостью, пониженным уровнем шума и современным дизайном; спортивных площадок с удобным и безопасным покрытием; животноводческих помещений и т. д.

Ниже в таблице 4 представлена классификация имеющихся в настоящее время способов измельчения вторичных резин.

Таблица 4 — Методы измельчения

Согласно данной классификации рассмотрим следующие различные технологии физической переработки резиновых отходов.

Низкотемпературная технология утилизации

Разработчик и поставщик оборудования ЗАО «ALMAS ENGINEERING» (Москва).

При низкотемпературной обработке изношенных шин дробление производится при температурах — 60 єС. — 90 єС, когда резина находится в псевдохрупком состоянии. Результаты экспериментов показали, что дробление при низких температурах значительно уменьшает энергозатраты на дробление, улучшает отделение металла и текстиля от резины, повышает выход резины. Во всех известных установках для охлаждения резины используется жидкий азот. Но сложность его доставки, хранения, высокая стоимость и высокие энергозатраты на его производство являются основными причинами, сдерживающими в настоящее время внедрение низкотемпературной технологии. Для получения температур в диапазоне — 80 єС. — 120 єС более эффективными являются турбохолодильные машины. В этом диапазоне температур применение турбохолодильных машин позволяет снизить себестоимость получения холода в 3−4 раза, а удельные энергозатраты в 2−3 раза по сравнению с применением жидкого азота.

Технология не внедрена. Производительность линии 6000 т/год.

Схема линии представлена на рисунке 1. Изношенные автомобильные шины подаются в машину для удаления бортовых колец. После этого шины поступают в шинорез и далее в ножевую роторную дробилку. Затем следует магнитный сепаратор и аэросепаратор. Для охлаждения порезанные и предварительно очищенные куски резины подаются в холодильную камеру, где охлаждаются до температуры — 50 град.С. — 90 град.С. Холодный воздух для охлаждения резины подается от генератора холода воздушной турбохолодильной машины. Далее охлажденная резина попадает в роторно-лопаточный измельчитель, откуда она направляется на повторную очистку в магнитный сепаратор и аэросепаратор, где отбирается резиновая крошка менее 1 мм.0,5 мм, а также более крупная и затаривается в мешки и отправляется к заказчику.

Рисунок 1 — Схема низкотемпературная технологии утилизации

Бародеструкционная технология

Разработчик и поставщик оборудования: ГНПП «Корд-экс» (ПЕРМЬ).

Технология основана на явлении «псевдосжижения» резины при высоких давлениях и истечении её через отверстия специальной камеры. Резина и текстильный корд при этом отделяются от металлического корда и бортовых колец, измельчаются и выходят из отверстий в виде первичной резино-тканевой крошки, которая подвергается дальнейшей переработке: доизмельчению и сепарации. Металлокорд извлекается из камеры в виде спрессованного брикета. Производительность линии 6000 т/год. В настоящее время реализованы и успешно работают 2 перерабатывающих завода: «Астор» (Пермь), ЛПЗ (Лениногорск, Татарстан).

Схема линии представлена на рисунке 2. Автопокрышка подаётся под пресс для резки шин, где режется на фрагменты массой не более 20 кг. Далее куски подаются в установку высокого давления.

В установке высокого давления шина загружается в рабочую камеру, где происходит экструзия резины в виде кусков размерами 20−80 мм и отделение металлокорда.

После установки высокого давления резинотканевая крошка и металл подаются в аппарат очистки брикетов для отделения металлокорда (поступает в контейнер) от резины и текстильного корда, выделение бортовых колец. Далее остальная масса подаётся в магнитный сепаратор, где улавливается основная часть брекерного металлокорда. Оставшаяся масса подаётся в роторную дробилку, где резина измельчается до 10 мм.

Далее вновь в кордоотделитель, где происходит отделение резины от текстильного корда и разделение резиновой крошки на две фракции:

менее 3 мм;

от 3 до 10 мм.

Отделившийся от резины текстильный корд поступает в контейнер.

В случае если резиновая крошка фракцией более 3 мм интересует потребителя как товарная продукция, то она фасуется в бумажные мешки, если нет, то она попадает в экструдер-измельчитель.

После измельчения вновь в кордоотделитель. Текстильный корд — в контейнер, а резиновая крошка — в вибросито, где происходит дальнейшее её разделение на три фракции:

I — от 0,3 до 1,0 мм;

II — от 1,0 до 3,0 мм;

III — свыше 3,0 мм.

Фракция резиновой крошки более 3 мм возвращается в экструдер-измельчитель, а резиновая крошка I и II фракции отгружается покупателю.

Рисунок 2 — Схема бародеструкционной технологии утилизации

Механическая переработка

Генеральный разработчик: ООО «Компьютерное проектирование и конструирование» (Москва). Поставщик оборудования: ОАО «Тушинский машиностроительный завод» (Москва).

В основу технологии переработки заложено механическое измельчение шин до небольших кусков с последующим механическим отделением металлического и текстильного корда, основанном на принципе «повышения хрупкости» резины при высоких скоростях соударений, и получение тонкодисперсных резиновых порошков размером до 0,2 мм путем экструзионного измельчения полученной резиновой крошки. Производительность линии 5100 т/год. Оборудование успешно эксплуатируется в ЗАО «Экошина» (Москва).

Описание технологической линии:

Технологический процесс включает в себя три этапа:

предварительная резка шин на куски;

дробление кусков резины и отделение металлического и текстильного корда;

получение тонкодисперсного резинового порошка.

Схема линии представлена на рисунке 3.

На первом этапе технологического процесса поступающие со склада шины подаются на участок подготовки шин, где они моются и очищаются от посторонних включений.

После мойки шины поступают в блок предварительного измельчения — агрегаты трехкаскадной ножевой дробилки, в которых происходит последовательное измельчение шин до кусков резины, размеры которых не превышают 30×50 мм.

На втором этапе предварительно измельченные куски шин подаются в молотковую дробилку, где происходит их дробление до размеров 10×20 мм. При дроблении кусков обрабатываемая в молотковой дробилке масса разделяется на резину, металлический корд, бортовую проволоку и текстильное волокно.

Резиновая крошка с выделенным металлом поступает на транспортер, с которого свободный металл удаляется с помощью магнитных сепараторов и поступает в специальные бункеры. После металлические отходы брикетируются.

На третьем этапе куски резины подаются в экструдер-измельчитель. На этой стадии обработки происходит параллельное отделение остатков текстильного волокна и отделение его с помощью гравитационного сепаратора от резиновой крошки.

Очищенный от текстиля резиновый порошок подается во вторую камеру экструдера-измельчителя, в котором происходит окончательное тонкодисперсное измельчение.

По выходу из экструдера — в вибросито, и где осуществляется рассев порошка на 3 фракции:

1-ая фракция — 0,5…0,8 мм;

2-ая фракция — 0,8…1,6 мм;

3-яя дополнительная фракция — 0,2…0,45 мм (поставка по заказу).

Рисунок 3 — Схема механической технологии утилизации На рисунке 4 представлено сравнение вышеназванных технологических линий по выходу товарного продукта.

Рисунок 4 — Сравнение технологических линий На рисунке 5 представлено сравнение вышеназванных технологических линий по затратам электроэнергии.

Рисунок 5 — Сравнение технологических линий по расходу электроэнергии

Озонирование

Золотая медаль 26-го Международного салона изобретений, прошедшего весной 2000 года в Женеве, присуждена способу озонной переработки изношенных шин, предложенному группой российских ученых и инженеров. Суть технологии — в «продувании» озоном автомобильных покрышек, что приводит в полному их рассыпанию в мелкую крошку с отделением от металлического и текстильного корда.

При этом новая технология значительно экономнее всех существующих и, кроме того, абсолютно экологически безвредна — озон окисляет все вредные газообразные выбросы. В России созданы две опытные озонные установки, их суммарная производительность — около 4 тыс. тонн резиновой крошки в год. Технология не нашла широкого применения.

2.1.2 Химические методы переработки (изношенные автомобильные шины как вторичный энергоресурс)

Речь идет о методах, приводящих к глубоким необратимым изменениям структуры полимеров. Как правило, эти методы осуществляются при высоких температурах и заключаются в термическом разложении (деструкции) полимеров в той или иной среде и получению продуктов различной молекулярной массы. К этим методам относятся сжигание, крекинг, пиролиз.