Многим печатникам приходилось обрабатывать готовые изделия растворителями для придания поверхностям гладкости и повышенной прочности. С некоторыми видами пластиков для 3D-печати рекомендуется использовать лимонен, но цены кусаются. На помощь идут обнинские ученые, готовые сбить цены примерно в четыре-пять раз! Рассказываем о связи между ядерными реакторами, старыми покрышками и 3D-принтерами.
В основном сотрудники Физико-энергетического института имени А. И. Лейпунского, расположенного в городе Обнинске Калужской области, занимаются разработкой ядерных энергетических установок и вспомогательного оборудования для атомной отрасли. Но бывают и исключения: на этот раз ученые разработали специальную установку для пиролитической переработки старых покрышек. Сама по себе методика не нова, но в России практически не применяется, так как Росприроднадзор рассматривает термическую обработку отходов в качестве метода «обезвреживания», а не утилизации.
Согласно положениям федерального законодательства, с 2014 года производители и импортеры автомобильных шин обязаны утилизировать определенную часть выведенной из эксплуатации продукции. Кто-то предпочитает отделываться компенсацией в виде экологического сбора, кто-то налаживает переработку собственными силами, а кто-то ищет подрядчиков, готовых заняться утилизацией. Ниша есть, но из-за бюрократических проволочек единственным актуальным методом остается дробление покрышек, например для последующего использования в дорожных покрытиях. Фактически, покрышки закапываются в землю, хотя комплексная утилизация помогла бы производителям возместить часть немалых затрат за счет продаж продуктов переработки.
«Мы получаем четыре основных продукта переработки. Первый – металлокорд, который изначально присутствует в покрышках. Он не имеет большой ценности, и мы считаем его металлоломом. Второй – пиролизный газ, аналог природного газа. Его можно использовать для обогрева самой установки, в которой утилизируются шины. Третий продукт является твердым – это технический углерод, сырье для производства сорбентов и черного пигмента красок. И наконец четвертый, наиболее ценный – пиролизная жидкость, близкая по своему составу к синтетической тяжелой нефти. Можно считать ее аналогом мазута», – рассказывает ведущий научный сотрудник Владимир Ульянов.
Необычность новой методики состоит в повышенной эффективности за счет перехода на новый вид теплоносителя. Дело в том, что в обычных пиролитических установках процесс протекает в газовой среде или в вакууме, а из-за низкой теплопроводности повышаются энергетические затраты. Обнинские же специалисты вспомнили о наработках по ядерным реакторам с жидкометаллическими теплоносителями, когда-то ограниченно применявшимся на подводных лодках, и решили заменить газовую среду на расплавленный свинец. Как результат, время переработки сократилось почти в десять раз, а содержание наиболее ценных продуктов возросло.
«Жидкий металл – отличный теплоноситель, поэтому весь процесс переработки одной партии покрышек у нас занимает не более одного часа. Полноценный опыт обращения с жидкими металлами на данный момент есть только у России. С начала пятидесятых годов прошлого века мы создаем реакторные установки, где применяются различные жидкие металлы, включая натрий и свинец. На начальном этапе схожие разработки велись в США, в Великобритании и во Франции, однако сейчас этими реакторными технологиями обладает только Россия. И мы все время думаем, в какой еще области помимо основной они могут найти применение. Так и возникла идея разработать установку для переработки автомобильных шин», – поясняет Владимир Ульянов.
Переработка одной тонны покрышек по новой методике дает около трех центнеров пиролизной жидкости, пригодной для производства бензина и керосина, либо просто сжигания в котлах, подобно мазуту. Но есть одно интересное «но»: в полученной жидкости ученые обнаружили повышенное в сравнении с обычными методами пиролиза содержание лимонена. Как поясняет Владимир Ульянов, при традиционном пиролизе большая часть лимонена разлагается в результате продолжительного нагревания. Новая же установка работает быстрее, а потому выдает более высокий объем органического растворителя: доля лимонена в пиролизной жидкости достигает 30%, то есть при переработке одной тонны старой резины можно получить до 90 кг растворителя. Отчасти играет роль и тот факт, что процесс протекает при относительно низких температурах в пределах 400-500°С, что позволяет получать больше ценных жидких фракций и меньше газообразных.
Если стоимость килограмма технического лимонена зачастую достигает тысячи рублей, а косметический стоит еще дороже, то себестоимость растворителя, получаемого на опытной установке, не превышает 200 рублей. Как и заведено в нашей стране, разработчики собираются подать челобитную президенту РФ на открывшемся вчера XIX Всемирном фестивале молодежи и студентов в Сочи.
А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.
Комментарии и вопросы
Люди очнитесь, сушилка для пла...
а шнековые экструдеры с выходн...
Имеете ввиду торец базы? Дейс...
Добрый день. Кто пользуется сл...
Здравствуйте Попытаюсь ма...
добрый день, столкнулся с тако...