Riepu gumijas pārstrāde ar augstas veiktspējas ultraskaņu
Riepu gumijas atkritumi ir toksisks, bioloģiski nenoārdāms materiāls, kas padara tā iznīcināšanu par vides un ekonomikas problēmu. Ultraskaņas devulkanizācija ir ātra un efektīva metode, lai pārstrādātu nolietoto riepu gumiju, kas ļauj atkārtoti izmantot nolietotās riepas. Ultraskaņas riepu gumijas pārstrāde ir salīdzinoši vienkāršs process, kas ir veiksmīgi pārbaudīts. Linear process scalability of ultrasonic tire recycling makes it possible to treat large volumes on industrial scale at economical costs.
Gumijas atkritumu problēma
Riepu gumijas atkritumi rada ievērojamu vides problēmu to toksicitātes un nenoārdāmības dēļ. To vulkanizētā šķērssaišu oglekļa struktūra un toksicitāte padara apglabāšanu par vides slogu. Tradicionālās gumijas pārstrādes metodes ir neekonomiskas, nav videi draudzīgas, un jaunais gumijas materiāls, kas ražots no pārstrādātas gumijas, uzrāda zemu kvalitāti, jo galvenās gumijas atkritumu polimēru ķēdes ir mainītas un vājinātas.
Tā kā riepas ir daļa no problemātiskākajiem atkritumu avotiem, ir nepieciešamas videi draudzīgas un ekonomiskas metodes vai pārstrāde. Pirolīze un devulkanizācija ir visveiksmīgākie riepu pārstrādes procesi. Progress nolietoto riepu pārstrādē ir būtisks, lai apturētu riepu gumijas radīto slogu videi, un tas palīdz samazināt riepu izgāšanu poligonos.
Ultraskaņas apstrāde var pastiprināt un uzlabot gan mūsdienu riepu pārstrādes procesus, gan pirolīzi, gan devulkanizāciju.
Ultraskaņas sistēma gumijas atkritumu devulkanizācijai
Pielāgots ekstrūdera bloks, lai savienotu ar ultraskaņu karstā elastomērā
Riepu gumijas ultraskaņas devulkanizācija
Ar ultraskaņas devulkanizāciju sēra-sēra un sēra-oglekļa ķīmiskās saites riepās tiek savstarpēji saistītas, kā rezultātā rodas mīksts gumijas kausējums. Šo ultrasoniski radīto gumijas kausējumu var pārstrādāt un veidot jaunos gumijas izstrādājumos, piemēram, jaunās riepās. Galvenā ultraskaņas devulkanizācijas priekšrocība ir ievērojami zemāks nepieciešamais siltums. Pirmkārt, nolietotās riepu daļas tiek sasildītas līdz aptuveni 400ºF vai 200ºC, pēc tam tiek padotas ar skrūvju padevēju caur plūsmas šūnu, kur gumijas atkritumi tiek apstrādāti ar augstas veiktspējas ultraskaņu zem augsta spiediena. Ultraskaņas devulkanizācijas laikā gumija tiek pārveidota no iepriekšējā cietā stāvokļa uz ļoti viskozu vielu. Intensīva ultrasonication ātri pārtrauc vulkanizēto elastomēru trīsdimensiju tīklu. Ķīmisko saišu atsaistīšanas ultraskaņas apstrāde aizņem tikai dažas sekundes. Sonikēto gumijas kausējumu var pastiprināt ar cietināšanas līdzekļiem un pildvielām, un to var veidot jaunos gumijas izstrādājumos.
Pirolītisko atlieku ultraskaņas uzlabošana
Pirolītiskos atlikumus var uzlabot, apstrādājot tos ar ultraskaņu sālsskābēs un fluorūdeņražskābēs, lai iegūtu pirolītisko oglekli. Ultraskaņas apstrāde var veiksmīgi uzlabot pirolītiskos atlikumus no riepu atkritumiem līdz augstas pievienotās vērtības komerciālajam ogleklim. Ultraskaņas apstrāde pēc pirolīzes tādējādi ievērojami uzlabo riepu pirolīzes atkritumu vispārējo efektivitāti.
Augstas veiktspējas ultrasonikatori
Hielscher Ultrasonics ir jūsu pieredzējis partneris, kad runa ir par augstas veiktspējas ultraskaņas procesiem. Ultraskaņas devulkanizācijai nepieciešami lieljaudas rūpnieciskie ultraskaņas procesori, kas var strādāt augsta spiediena un augstas temperatūras apstākļos. Vēl viens priekšnoteikums ir ļoti augstu amplitūdu piegāde. Amplitūdas līdz 200 μm var viegli nepārtraukti darbināt 24/7 darbībā. Vēl augstākām amplitūdām ir pieejami pielāgoti ultraskaņas sonotrodes. Hielscher augstspiediena/augstas temperatūras sonotrodes tiek ražotas un noregulētas uz prasīgajiem devulkanizācijas procesa apstākļiem. Ar pielāgotām presformām ultraskaņas rags (sonotrode) tiek ievietots ekstrūdera mucā. Hielscher ultraskaņas iekārtu izturība ļauj 24/7 darboties lieljaudas režīmā un prasīgā vidē. Augsta veiktspēja un uzticamība pārvērš Hielscher ultrasonikatorus par gumijas meliorācijas darba zirgu!
Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu:
| Partijas apjoms | Plūsmas ātrums | Ieteicamās ierīces |
|---|---|---|
| 1 līdz 500 ml | 10 līdz 200 ml/min | UP100H |
| 10 līdz 2000 ml | 20 līdz 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 līdz 20L | 02 līdz 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 līdz 100L | 2 līdz 10L/min | UIP4000hdT |
| n.p. | 10 līdz 100L/min | UIP16000 |
| n.p. | Lielāku | kopa UIP16000 |
Sazinieties ar mums! / Jautājiet mums!
Literatūra/Atsauces
- Hong, Chang-Kook; Isajevs, A.I. (2003): Lieljaudas ultraskaņas pielietojums gumijas pārstrādei. Korejas Gumijas biedrība: Elastomēri un kompozīti Vol 38, 2. izdevums; 2003. 103-121.
- Walvekar, Rashmi; Mohammad. Afiq, Zulkefly; Ramarads, Suganti; Kalids, Siddiki (2018): Riepu gumijas atkritumu devulkanizācija, izmantojot amīnu bāzes šķīdinātājus un ultraskaņas enerģiju. MATEC Web of Conferences, 152. sējums, 2018. gads.
- Teng-Chien Chen, Yun-Hwei Shen, Wen-Jhy Lee, Chih-Chung Lin, Meng-Wei Wan (2010): Pētījums par ultraskaņas oksidatīvo desulfurizācijas procesu, ko izmanto pirolīzes eļļas izmantošanai no nolietotajām riepām. Tīrākas ražošanas žurnāls, 18. sējums, 18. izdevums, 2010. gads. 1850-1858.
Fakti, kurus ir vērts zināt
Vulkanizācija / devulkanizācija
Vulkanizācija ir process, lai padarītu dabisko kaučuku, kam ir zema izturība un elastība, grūtāku un izturīgu. Tāpēc dabīgais kaučuks tiek uzkarsēts un, pievienojot sēru, tiek panākta polimēru šķērssaistīšana. Šķērssaistot polimēru gumijas molekulas, tā sauktos poliizoprēnus, savstarpēji saista sēra atomi. Izmantojot vulkanizāciju, tiek ražota tā sauktā vulkanizētā gumija, kas piedāvā augstāku veiktspēju un izturību. Vulkanizētu gumiju var atrast riepās, gumijas šļūtenēs, apavu zolēs, rotaļlietās utt.
devulkanizācija ir metode, kurā tiek sašķelta šķērssaišu struktūra, jo īpaši sēra-sēra un/vai oglekļa-sēra saites. To var izdarīt ar dažādām metodēm, piemēram, mehano-ķīmisko, ķīmisko, bioloģisko un izmantojot lieljaudas ultrasonikāciju.
Gumijas
Gumija ir pazīstama arī kā elastomēri. Elastomērs ir saīsinājums no elastīgā polimēra. Elastomēriem piemīt viskoelastīgas īpašības: Tie ir lipīgi, ļoti elastīgi polimēri. Terminu gumija bieži lieto, lai atšķirtu elastomēru grupu, kurai jābūt vulkanizētai vai izārstētai, lai tā būtu noderīga.
Kas ir riepu gumija?
Riepu gumija (amerikāņu angļu valodā) vai riepu gumija (britu angļu valodā) ir izgatavotas no vairākām sastāvdaļām, ieskaitot gumiju, pildvielas un citas piedevas. Riepu gumija var sastāvēt no dabiskā kaučuka, kas izgatavots no lateksa sup, kas izdalās no gumijas koka mizas, vai no sintētiskā kaučuka. Sintētiskās gumijas ir izgatavotas no naftas. Visizplatītākās sintētiskā kaučuka formas ir stirola-butadiēna gumija (SBR), polibutadiēna gumija un butilgumija. Lai gan gumija ir galvenā riepu sastāvdaļa, pildvielas un piedevas ir integrētas, lai izveidotu funkcionālāku riepu materiālu. Ogleklis un/vai silīcija dioksīds ir ļoti izplatītas riepu pildvielas, kas pievienotas, lai pastiprinātu riepu savienojumu. Ogleklis un silīcija dioksīds uzlabo saķeri, vīriešu riepas ir izturīgākas pret caurdurumiem un samazina riepas rites pretestību. Antioksidanti, antiozonanti un pretnovecošanās līdzekļi ir citas piedevas, kas uzlabo riepu kvalitāti un pagarina riepu kalpošanas laiku.