Взрывчатые вещества участвующие в утилизации автомобильных шин
Второй этап системы рециклинга: Переработка.
Органическая химия — это почти искусство.
В предыдущей статье были освящены существующие финансовые модели и алгоритмы сбора средств для развития индустрии утилизации отходов. Идеология защиты окружающей среды и новые мегатренды становятся определяющими и важными в многих сферах промышленности. Сегодня я предлагаю продолжить и рассмотреть этап переработки автомобильных покрышек. Вы узнаете про универсальные взрывчатые вещества (ВВ), поймёте их созидательную и разрушительную силу, ведь в системе рециклинга они занимают центральную позицию.
Обзор существующих методов переработки отходов
Способов переработки автопокрышек немного. Химический и при этом токсичный, механический с применением гидравлических ножниц и резаков. Есть ещё способ, изобретённый и запатентованный российским инженером. Нобок Александр Андреевич предложил использовать для утилизации направленный поток энергии взрыва, циркулирующий в замкнутом контуре с фрагментами покрышек. Данная технология является самой энергоэффективной, однако покрышки предварительно необходимо охладить до минус 70-80С.
| Способ переработки | Краткое описание | Преимущества | Недостатки |
|---|---|---|---|
| Механический | Разрезание и дробление, отслоение корда и последующие механическое измельчение | Сравнительно низкая стоимость оборудования | 1. Произвольные частицы крупной формы. 2.Невозможность полного отделения остатков металла. 3.Высокий износ оборудования. |
| Озонный | Механическое воздействие на шину в газо-озонной среде | Отделение текстилекорда и металлокорда | 1. Высокая стоимость. 2. Не получил практического применения 3.Разрушенная озоном резина меняет свои первоначальные свойства 4.Взрывоопасность 5.Необходима рекуперация отработанного озона |
| Криогенная/Низкая температура | Глубоко охлаждённая покрышка становится хрупкой и разрушается взрывом | 1.Высокая производительность 2.Отделение металлкорда 3. Высокое качество крошки. 4.Высокорентабельное производство при дешёвом азоте | 1. Необходимость использования хладагента. 2.Необходимость дополнительной химической обработки перед использованием |
По данным маркетинговых исследований в РФ переработкой занимается порядка 26 заводов, а также группы небольших предприятий малого и среднего бизнеса. На территории России, зарегистрировано примерно 49 млн автомобилей в данное число входят и грузовой транспорт, и спецтехника. Технологию переработки с помощью взрывоциркуляторов поддерживает и развивает всего лишь один завод.
По сути, взрыв — это горение, происходящее на больших скоростях. Резкое изменение состояния исходного ВВ, сопровождается звуковым эффектом и крайне быстрым выделением энергии, приводящим к расширению разогретых продуктов взрыва и сжатию окружающей среды.
Производство с применением взрывоциркулятора за счёт его оригинальной конструкции позволяет практически полностью предотвратить выбросы вредных веществ в атмосферу и гидросферу. И к тому же достичь высокой энергетической эффективности и сохранности исходного сырья. Установка очень экологична, а мощности в очаге взрыва достаточно чтобы утилизировать шины даже от тяжёлой спецтехники. .
В технологическую линию помимо взрывоциркулятора, входит камера предварительной заморозки и стандартное оборудование необходимое для просеивания фракции - магнитный сепаратор, аэросепаратор, роторный диспергентов и классификатор. Для обслуживания цеха с подобной линией необходимо всего 6 рабочих.
Предлагаю рассмотреть энергетический центр Взрывоциркулятора, который разбивает любые охлаждённые шины как тракторные, так и мотоциклетные. Ведь без взрывчатого вещества которое является центром данной технологии не имеет смысл и сам принцип, установка. Продукты взрыва и есть движущая сила вокруг которой создана бронекамера.
Что же всё-таки взрывается и что циркулирует?
В качестве взрывчатого вещества применяются одна из самых дешёвых смесей АСДТ 94,3% пористой аммиачной селитры, 5,7% дизельное топливо. Иногда применяется тротил. Данные вещества способны к долгому хранению и обладают низкой чувствительностью к внешним воздействиям. Без инициирующего заряда невозможно спровоцировать детонацию данных веществ. Смеси из универсальной аммиачной селитры и гранулированных горючих веществ приготовленные механическим способов называются Аммиачно-селитренными. Готовые смеси бывают прессованного, гранулированного и порошкообразного вида.
Аммиачная селитра является основным компонентом, процент содержания её в смеси варьируется от 70% до 90%. Как самостоятельное вещество является агрохимикатом, по факту это минеральное удобрение, которое применяется в сельском хозяйстве и промышленном земледелии.
В нашем случае для применения селитры в взрывных работах её необходимо модифицировать, сделать пористой и чуть изменить её свойства. Появление пористой структуры в грануле меняет её теплофизические параметры. Иными словами, повышается чувствительность, меняется устойчивость к термическим циклам. Данный процесс возможно осуществить только путём химических реакций. Способов получения пористых гранул нитрата аммония существует много.
Приведу пример механизма химической реакции.
Аммиачную селитру необходимо расплавить при температуре 169.6°С. Далее в концентрированный плав, содержащий окисное железо, добавляется водный раствор карбоната кальция (Na2CO3) это и есть порообразующий агент. Далее вводится карбонат кальция (CaCO3) в твёрдой дисперсной фазе. Кроме того, суспензия содержит диспергатор, соединение натрия и стеариновой кислоты. И затем смешанный плав поступает в гранулятор для получения преобразованных уже взрывоопасных пористых гранул. Имеет ли смысл дописывать процентное соотношение химических элементов, массовые доли? Когда и так понятно, что без оборудованной лаборатории и дополнительного спонсирования тут не обойтись.
Легенда о том, что мешок аммиачной селитры из магазина садовых удобрений можно сразуже же рассовать в бумажные пакеты от фруктового сока и произвести нечто пугающие - это всё выдумки. Максимум, что получится - это задымленное пространство и на этом все чудеса химических реакций закончатся.
Вот критерии, по которым оценивается качество пористой аммиачной селитры: слеживаемость, способность впитывать дизельное топливо, прочность, чувствительность, теплопроводность, рассыпчатость, статическая прочность, пористость, влажность. Аммиачная селитра отличается дешевизной и способна к смешиванию со многими ВВ или горючими добавками. Данные характеристики делают её универсальным компонентом. Это позволяет получать довольно дешёвые многообразные Вещества применимые в различных областях промышленности. Спектр использования аммиачной селитры весьма широк.
Если добавляется мука из сосновой коры, мазут или сажа т.е. углеродсодержащие, легко окисляющие добавки, меняется скорость детонации. Приготовленная смесь будет называется Динамон.
Если селитра смешивается с более сильным ВВ, например, с тринитротолуолом такой состав называется Аммонит.
Бывает, что в смеси помимо горючих и взрывчатых добавляют, ещё и алюминиевую пудру. Такой состав называются Аммонал. Пудра увеличивает температуру продуктов взрыва на 400 – 500ккал/кг.
Аммиачно-селитренные ВВ отличаются тем что их можно безопасно транспортировать и хранить. Они не детонируют от трения, удара, тряски, даже при выстреле из огнестрельного оружия не произойдёт взрыва. На открытом воздухе горят спокойно жёлтым коптящим пламенем.
Бывает, что смесь изготавливается непосредственно перед её применением на месте проведения горных взрывных работ. В скважину засыпают селитру и одновременно второй компонент соляровое масло либо дизельное топливо. Такой составы называют Игданит.
Утилизация методом взрыва обеспечивает повышенное качество фракции и степень измельчения. По сравнению с механическим способом нарезки снижается общее энергоснабжение. Отсутствуют промышленные сточные воды, а степень очистки продуктов взрыва и образованных газов при этом остаётся на высоком уровне – 98 -99%.