Перерабатывать старые автомобильные шины в метанол предложили ученые Уральского федерального университета (УрФУ). Для этого предполагается использовать метод паровой газификации при температуре 700 °C, чтобы получать из шин синтез-газ, который затем трансформировать в полезный метанол (муравьиный спирт).
Фото: flickr.com/Charlie Essers
Фото: flickr.com/Charlie Essers
По словам завкафедрой атомных станций и альтернативной энергетики УрФУ Сергея Щеклеина, нужная для процесса тепловая энергия получается от окисления 0,368 части произведенного синтез-газа, а водяной пар для газификации получается в котле-утилизаторе. Синтез-газ очищается от сероводорода и лишнего диоксида углерода моноэтаноламином.
«Газификация автомобильных шин водяным паром происходит во вращающемся барабанном реакторе с устройством для загрузки шин и выгрузки металлокорда и сухого углеродистого остатка,— рассказывает Сергей Щеклеин.— Установка может перерабатывать 457 кг резины в час и выпускать 328 кг метанола в час. Удельный расход резины на производство 1 кг метанола — 1,39 кг. Расчеты, выполненные под руководством профессора Алексея Дубинина и доцента Андрея Матвеева, показали эффективность технологии и возможность ее практического применения».
Установка состоит из устройства герметической загрузки автомобильных шин со шлюзовой камерой, реактора на раме, совмещенного с топочным блоком и в теплоизолирующем кожухе, узлов герметичной выгрузки сухого углеродистого остатка и металлокорда, котла-утилизатора для производства водяного пара, блока для удаления сероводорода и избыточного диоксида углерода, компрессора синтез-газа, установки для производства метанола из угарного газа и водорода — проточного типа на медьсодержащем катализаторе при давлении 3 МПа и температуре 270 °С. Для удаления продуктов сгорания предусмотрены дымосос и дымовая труба.
«Реактор выполнен из высоколегированной стали,— продолжает господин Щеклеин,— температура в нем около 700 °С. Непрерывный режим работы позволяет утилизировать автомобильные шины без полного охлаждения реактора. Для брикетирования шин перед загрузкой в реактор предусмотрен пресс. Внутренняя часть обечайки барабана реактора оснащена спиралью, а торцевая стенка — лопатками для выгрузки сухого углеродистого остатка».
Разработанная физико-химическая модель технологии получения метанола из шин открывает возможность конверсии трудно перерабатываемых отходов в сырье для предприятий органического синтеза. Из метанола можно производить формальдегид для изготовления полимерных материалов, а затем карбамидоформальдегидных и фенолформальдегидных, карбамидных, меламиновых и других синтетических смол и затем полиформальдегида, отличающегося высокой механической прочностью, химической стойкостью и легкостью переработки. Метанол также может использоваться в качестве моторного топлива для автотранспорта и авиации.
Автомобильные шины представляют существенную угрозу окружающей среде, их эффективная переработка очень важна. В мире образуется более 10 млн тонн в год шинных отходов, а в России — около 1 млн тонн в год.