TÁI CHẾ LỐP XE CAO SU-NHÓM 3

TÁI CHẾ LỐP XE CAO SU

Chương I: MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

1.1.1 Tình hình vỏ xe phế liệu

Mỗi năm trung bình mỗi quốc gia thải ra hàng triệu vỏ xe các loại, như vậy trên toàn thế giới mỗi năm nhận khoảng 1 tỷ vỏ xe các loại Đây thực sự là thách thức lớn cho môi trường sống của con người Hầu hết chất thải từ cao su rất khó phân hủy, phải mất khoảng vài chục năm nó mới có khả năng phân hủy vào trong đất Có thực tế rằng đi đâu

ta cũng thấy những núi rác cao su

Rác thải từ mọi thành phần, chất thải từ công nghiệp, nông nghiệp, sinh họat… dù

có bao nhiêu bãi rác đi nữa thì đến lúc nào đó không thể chứa nổi Song song đó là sự ô nhiễm môi trường sống, đe dọa trực tiếp đến sức khỏe của con người Với sự quá tải về lượng rác như hiện nay, thì các loại rác khó phân hủy cần phải tìm một hướng giải quyết mới để hạn chế mức thấp nhất thải ra môi trường

Hằng năm, lượng vỏ xe phế thải tăng lên đáng kể vì tiêu chuẩn cho sự đi lại của con người vẫn là các loại xe Cuộc sống càng hiện đại thì nhu cầu cho sự di chuyển ngày càng tăng thì vỏ xe bị vứt đi ngày càng nhiều

1.1.2 Lý do để tái chế

Hình 1: Lốp xe phế liệu

Với tình hình vỏ xe phế thải như hiện nay không cho phép chúng ta cứ mặc sức thải

ra môi trường và chờ đợi vài chục năm mới phân hủy Ngành công nghệ tái sử dụng ra đời

từ rất sớm

Vỏ xe phế liệu được tái sử dụng trước những năm 1960, khi giá dầu mỏ còn rẻ và

sự nghiền tách thép còn gặp nhiều khó khăn, những lợi nhuận kinh tế ngắn hạn được tập trung vào sự tận dụng những vỏ xe phế liệu Người ta sử dụng những vỏ xe làm nhiên liệu đốt

Nhưng thực tiễn đã có những hậu quả trái ngược đối với sức khỏe của con người và môi trường, gia tăng sự ô nhiễm và cạn kiệt nguồn năng lượng, giống như dầu mỏ và thép Tái sử dụng lại vỏ xe chỉ là một phần của những cố gắng của chính phủ, nền công nghiệp và những cá nhân để làm giảm bớt những vấn đề về cao su phế thải

Những hậu quả này đã được dự báo trước bởi các nhà môi trường học, nhưng những nhà kinh tế cũng cố gắng để tái sử dụng lại và phục hồi nguồn năng lượng – bằng cách sử dụng vỏ xe như là nguồn nhiên liệu – như những thành phần có lợi của chương trình quản lý vỏ xe phế liệu

Việc sử dụng cao su vỏ xe phế liệu để làm một số sản phẩm sẽ có giá thành rẻ hơn cao su mới Ví dụ như dùng vỏ xe phế liệu làm những sản phẩm như nhựa rải đường và lớp lót cho những bề mặt sân vườn có thể tăng tính an toàn trong khi sử dụng và giá thành

rẻ hơn so với vật liệu truyền thống

Tái sử dụng vỏ xe phế liệu và những phương pháp khác nhằm tận dụng các nguồn cao su cũng gia tăng đáng kể trong quá khứ

Có nhiều cách khác nhau để tái sử dụng lại phế liệu nhưng những cách này đều nhằm mang lại lợi ích về kinh tế và môi trường sống cho con người để ngăn ngừa sự vứt

bỏ những vỏ xe phế liệu

1.1.3 Hiện trạng tái chế cao su

 Trong nước

Hoạt động tái chế cao su mang tính thủ công, sản phẩm chủ yếu là chậu đựng cây cảnh, máng, dây thun,…

Ước tính mỗi năm thải ra môi trường 400.000 tấn cao su phế liệu, trong khi đó các cơ

sở tái chế cao su không nhiều, hoạt động thủ công gây ô nhiễm môi trường

Nhằm đáp ứng nhu cầu của các doanh nghiệp môi trường về công nghệ và thiết bị tái chế phế thải cao su và plastic đã được chọn lọc trên thế giới để áp dụng trong sản xuất tại Việt Nam, hình thành một bước về công nghiệp tái chế chất thải răn theo quyết định:số 798/QD-TTg ngày 25 /5/2011 của Thủ tướng Chính phủ Phê duyệt chương trình đầu tư

xử lý chất thải rắn giai đoạn 2011-2020 Và quy trình nhiêt phân đáp ứng TCVN 5939:2005

 Trên thế giới

Trong các tài liệu bằng sáng chế và định kỳ mô tả một loạt các công nghệ và thiết bị nhiệt phân lốp xe Ở một số nước, Đức, Thụy Sĩ, Mỹ, Nga và Ukraine thành lập thí điểm cho nhà máy nhiệt phân từ năm 1995

Hội đồng nhựa Hoa kỳ cùng với Conrad đã chứng minh rằng nhiệt phân là công nghệ hữu hiệu để xử lý chất thải cao su và plastic

Theo Hiệp hôi ô tô Nhật Bản lốp xe nhãn hiệu JATMA mỗi năm bán ra toàn thế giới 1,4 tỉ chiếc (năm 2008), trong đó chỉ tái chế được 60%

Theo báo cáo của Hiệp hội các nhà sản xuất lốp xe của Châu Âu và các sản phẩm cao

su (ETRAMA) trong liên mih Châu Âu (thành lập năm 2009) có 2.621.000 tấn lốp xe được sử dụng tái chế, thu hồi 2.494.000 tấn chiếm 95% Ở Mỹ, thu hồi 4.595.700 tấn và tái chế 4.105.800 tấn Ở Nhật thu hồi 814.000 tấn và tái chế 737.000 tấn

1.2 Mục tiêu

Hiểu thêm về tầm quan trọng của tái chế cao

Xác định quy trình tái chế cao su và các ứng dụng thực tế

Hiệu quả kinh tế quy trình tái chế cao su

1.3 Phương pháp thực hiện

Chương II: TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU

2.1 Thành phần cấu tạo của lốp xe cao su

Hình 2: Cấu tạo lốp xe Bead (vành trong): Là vòng dây thép chạy quanh chu vi nhỏ của lốp, để giữ cho vỏ gắn vào niền bánh xe, đồng thời giúp cho vỏ cứng cáp hơn

Casing: Là phần dây gai nằm bên trong, giúp tạo hình cho lốp khi được bơm đầy không khí

Belts: Là phần sợi thép chạy quanh lốp xe Trước đây, belts được làm bằng dây gai (cotton), người Việt Nam quen gọi là “bố”, dần dần được thay bằng các chất liệu khác -như fiberglass, nylon và polyester - để tăng cường độ bền cho lốp, -nhưng nay đã được thay cả bằng sợi thép (steel), chính vì thế thường thấy chữ “steel-belted” ghi trên thành lốp Phần lớn do cấu tạo của lớp “bố” này mà người ta đặt tên lốp là loại nào, và đồng thời xác định giá cả của lốp

Tread: Là bề mặt bên ngoài, có những đường ren xiên ngang tiếp xúc với mặt đường Cấu hình đường xiên là để tăng cường độ bám đường Nhờ đó, xe có thể lướt đi an toàn trong nhiều điều kiện đường sá - khi bẻ cua, hoặc chạy trên mặt đường trơn ướt Vì tiếp xúc trực tiếp với mặt đường, nên Tread là phần lốp mau mòn nhất Ðây là chuyện không thể tránh được Tuy nhiên, có những cách giúp chúng ta điều chỉnh để “tread” được mòn đều, và nhờ đó gia tăng tuổi thọ của lốp Trong đó, cân bánh cho đều (Wheel alignment and wheel balance) là những biện pháp quan trọng nhất

2.2 Các phương pháp tái chế

Phương pháp cơ học

Phương pháp hóa học

Kết hợp giữa cơ học và hóa học

Chương III: QUY TRÌNH VÀ ỨNG DỤNG 3.1 Các quy trình

3.1.1 Quy trình tái chế lốp cao su thành hạt cao su

3.1.1.1 Sơ đồ quy trình

Nghiền mịn PM-H

Lốp cao

su

Lốp cao

su

Nghiền 1 ZTS

<150 mm

Nghiền 1 ZTS

<150 mm

Nghiền 2 ZTTS

< 20 mm

Nghiền 2 ZTTS

< 20 mm

Nghiền 3 GSH

< 6mm

Nghiền 3 GSH

< 6mm

98%

Thép

98%

Thép

Máy tách kim loại

Máy tách kim loại

Máy tách sợi

Máy tách sợi

Sợi

Sàng 1 CS

Sàng 1 CS

>6mm

<1mm

Nghiền mịn PM-H

Nghiền mịn PM-H

Sàng 2 CS

Sàng 2 CS

Sản phẩm

< 1mm

Sản phẩm

< 1mm

1 < x < 6 mm

>1mm

Hình 3: hạt cao su sau khi nghiền 3.1.1.2 Thuyết minh quy trình

Lốp cao su sau khi thu gom sẽ được đưa vào máy nghiền (1) để nghiền nhỏ ra ở kích thước < 150mm

Sau đó tiếp tục qua máy nghiền (2) để đạt được kích cỡ < 20mm

Các mảnh cao su sau khi nghiền sẽ đưa qua mát tách kim loại để loại bỏ phần dây thép

có trong bánh xe

Rồi tiếp tục nghiền đến kích thước < 6mm

Sau đó qua máy tách sợi để loại bỏ các sợi hoặc nylon có trong lốp xe

Rồi qua sang phân tách (1):

 Hạt < 1mm đưa ra sản phẩm

 Hạt > 6mm đưa về máy nghiền (3) để tiếp tục quy trình

 Hạt 1< x < 6 mm tiếp tục qua máy nghiền mịn để được sản phẩm < 1mm

Các hạt sau khi nghiền sẽ qua sang phân tách (2)

Nếu hạt > 1mm sẽ đưa về máy nghiền mịn và tiếp tục quy trình

Cuối cùng thu được sản phẩm có kích thước < 1mm

3.1.1.3 Máy và thiết bị

 Máy nghiền ZTS và ZTTS

 Máy nghiền GSH 600/1600

Chiều rộng: 2520 mm - Rotor-Ø: 400 mm - Ổ đĩa: 2 x 75 kW

 Nghiền mịn PM-H

Nguyên tắc hoạt động của máy nghiền: Hai trục chuyển đông ngược chiều Dưới tác dụng lực ép nghiền lốp xe kích thước theo quy định

 Máy phân tách kim loại:

Tách kim loại còn sót lại trong lốp xe sau nghiền

Nguyên tắc hoạt động: Nhờ lực hút nam châm tách kim loại ra khỏi hổn hợp lốp xe sau nghiền

 Sàng

Nguyên tắc hoạt động: Phân chia khối vật liệu theo kích thước nhờ một bề mặt kim loại có đục lỗ hay lưới Vật liệu chuyển động trên mặt sàng và phân chia thành hai loại:

Phần lọt qua sàng là những hạt có kích thước nhỏ hơn lỗ sàng

Phần trên sàng là những hạt có kích thước lớn hơn lỗ sàng

3.1.2 Quy trình tái chế bột cao su thành hạt cao su

3.1.2.1 Sơ đồ quy trình

3.1.2.2 Thuyết minh quy trình

Lốp xe sau khi tập hợp lại đươc qua máy cắt vòng để cắt thành 3 phần: 2 phần vành trong đem đi tách phần dây thép, 1 phần lốp đem đi cắt

Phần lốp sau khi loại bỏ dây thép được máy cắt (2) cắt thành từng dải dài giống như phần lốp không có dây thép

Các dải lốp xe sau khi cắt sẽ qua máy cắt (3) để cắt thành từng khối nhỏ trước khi đưa vào hệ thống nghiền mịn

Các khối được chuyển lên băng chuyền và đươc vào máy nghiền mịn kiểu đĩa, sau đó qua sang rung đến thiết bị lọc từ để loại bỏ những phần dây thép còn sót lại tiếp tục qua

hệ thống tách sợi để loại bỏ các sợi hay nylon

Cuối cùng được sản phẩm dạng bột

3.1.2.3 Máy và thiết bị

 Máy cắt vòng

 Máy cắt (2)

 Máy cắt (3

 Hệ thống nghiền mịn

- Đĩa nghiền

- Hệ thống nghiền

 Máy tách kim loại

Nguyên tắc: dựa vào lực hút của nam châm để hút các dây thép còn sót lại

 Máy tách sợi

Nguyên tắc: dựa tỉ trọng của các hạt cao su và nylon mà điều chỉnh dòng khí sao cho đủ

để hút các sợi nylon mà không hút các hạt cao su

3.1.3 Quy trình nhiệt phân lốp cao su

Khi nhiệt phân lốp cao su thu được 3 sản phẩm là:

 Dầu nhiệt phân

 Cacbon đen

 Gas (hydrocacbon) và dây thép.

3.1.3.1 Sơ đồ quy trình

3.1.3.2 Giải thích quy trình

 Lò phản ứng

Ở 450oC lượng dầu thu được tối đa

< 450oC phản ứng phân huỷ chưa triệt để

> 450oC tạo nhiều sản phẩm khí

Cao su parafin + olefin mạch ngắn Cao su parafin + olephin mach thẳng

 Cơ chế khử lưu huỳnh

3.2 Các ứng dụng

 Hạt và bột cao su:

o Làm nền cho đường đi và đường thoát nước

o Làm sàn cho sân vận động, sân chơi

o Làm đệm giảm chấn

o Làm vật liệu lợp

<500oC

>500oC

o Chất xúc tác cho nhựa đường.

o Nhiên liệu sản xuất thép

1,7 kg lốp xe » 1 kg than đá cứng

Tên sản phẩm Ứng dụng sản phẩm

Nhiên liệu dầu Cao

su (40-45%) • Dầu đốt lò hơi • Chưng cất (xăng, diesel, mỡ, nhựa đường.)

Cacbon rắn

(30-35%)

• Vỏ dây cáp điện

• Băng tải

• Ống cao su

• Túi nylon đen

• Phụ tùng ô tô

• Vật liệu cách nhiệt Gas (10 – 12%)

(Hydrocacbon) • Sử dụng cho nhà máy hoạt động

Dây thép (10-15%) • Dùng trong công nghiệp luyện kim

Chương IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1 Kết luận

 Hiểu được quy trình tái chế cao su

 Tuỳ theo các ứng dụng mà có các quy trình tái chế khác nhau

 Hiểu được tầm quan trọng của việc tái chế

4.2 Đề nghị

 Nhóm em còn chưa hiểu rõ về quy trình nhiệt phân lốp cao su thành dầu, mong thầy giảng thêm về phần quy trình

 Những ưu, nhược điểm của quá trình nhiệt phân cao su thành dầu