PL216940B1 - Linia technologiczna do produkcji granulatu, zwłaszcza z opon samochodowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest linia technologiczna do produkcji granulatu, zwłaszcza z opon samochodowych zarówno samochodów osobowych jak i ciężarowych.

Opony samochodowe wykonywane są z surowców takich jak między innymi: naturalna i syntetyczna guma, sadza, nylon, poliester a nawet sznury kevlarowe, siarka, ropa i żywica oraz inne środki chemiczne. Składniki te formują różne części budowy opony zapewniając jej wytrzymałość a jednocześnie zachowują wystarczającą elastyczność w celu zapewnienia odpowiedniej przyczepności do nawierzchni drogi w każdych warunkach. Proces wytwarzania opony obejmuje reakcje siarkowe, które są zwykle nieodwracalne, czyniąc właściwie niemożliwym, żeby opona została naturalnie rozbita na pierwotne surowce. Pozbycie się opon w sposób neutralny dla środowiska oraz ekonomicznie wykonalny jest głównym problemem do rozwiązania. Ponowne użycie czy recykling opon nie jest łatwy do wprowadzenia ze względu na skomplikowaną budowę, ich wytrzymałość, mnogość rozmiarów, ilość i rozprzestrzenienie geograficznie. Teoretycznie możliwe jest odzyskanie surowca z opon używając działania wysokiej temperatury (piroliza), ale wobec wysokich kosztów jak na razie żadne rentowne zakłady przemysłowe nie korzystają z tej metody.

Wiele właściwości fizyko-chemicznych opon, które są korzystne podczas ich użytkowania na drodze są równie pożyteczne gdy opony używane są jako surowiec zastosowany w innych produktach.

Właściwości fizyczne opon są również ich zaletą, jako że opony są nietoksyczne; ich kształt, waga i elastyczność powoduje, iż nadają się one do przeróżnych zastosowań w całości, pocięte, granulowane lub sproszkowane. Pierwszym krokiem w kierunku ponownego użycia opon przeznaczonych na odpady jest ponowne ich przetworzenie (strzępienie) na małe kawałki z usuniętymi metalami i włóknami, co nazywa się granulatem gumowym. Granulat gumowy może być użyty w szerokim wachlarzu zastosowań. Granulat gumowy ma kilka naturalnych przewag nad materiałami pierwotnymi, takich jak właściwości dające lepsze mieszanie i wulkanizowanie, a te mogą przynieść dodatkowe korzyści wytwórcze z użycia materiałów z recyklingu. W ciągu ostatnich kilku lat przemysł recyklingowy inwestował w nowoczesne technologie polepszające wyodrębnianie różnych składników opon, w zamian za polepszoną jakość i zaopatrzenie w gumowy granulat. Gumowy granulat stał się więc pożądanym półproduktem, a to spowodowało zwiększenie liczby wytwórców, którzy szukają możliwości jego wykorzystania.

Zastosowania granulatu są niezwykle różnorodne i z każdym rokiem jest ich coraz więcej. Obecnie najbardziej popularne to użycie granulatu jako wypełnienie w gumowych mieszankach, jako modyfikator asfaltu, w wytwarzaniu nowych opon i produktów wytłaczanych, to tylko kilka przykładów. Przekonano się, że gumowy granulat jest efektywnym dodatkiem do asfaltu. Badania pokazują, że drogi zbudowane z asfaltu z domieszką gumy są do pięciu razy wytrzymalsze niż tradycyjne nawierzchnie.

Obecnie największymi konsumentami gumowego granulatu są firmy budujące nawierzchnie sportowe i firmy produkujące formy odlewnicze. Inne produkty, które wykorzystują granulat gumowy obejmują masywne koła, maty podłogowe wybiegów konnych, nawierzchnie placów zabaw, materiały dekarskie i inne.

Jednym ze sposobów recyklingu opon jest ich rozdrabnianie do postaci granulatu o określonych wymiarach. Cykl produkcyjny w tym przypadku polega na rozdrabnianiu opon i segregacji frakcji tego rozdrobnienia. Produktem finalnym procesu jest materiał gumowy o rozmiarach np. 20x35 mm służący jako wsad uzupełniający paliwo w procesach spalania lub granulat 0-6 mm, wykorzystywany w innych procesach. Produkty rozdrabniania powinny podlegać selekcji na podklasy ze względu na granulację a ponadto należy odzyskiwać stal i materiał osnowy tekstylnej.

Znany jest sposób energetycznej utylizacji opon samochodowych polegający na spalaniu całych opon samochodowych w specjalnie skonstruowanych paleniskach i wykorzystywanie zawartej w spalinach energii cieplnej do wytwarzania pary wodnej lub wody grzewczej. W procesie tym spaliny, po przejściu przez sekcje odbioru ciepła, oczyszczane są w wysoko sprawnej instalacji oczyszczania spalin ze związków siarki, tlenków azotu i ewentualnych dioksyn i furanów.

Z polskiego opisu patentowego PL195831 znany jest sposób energetycznej utylizacji zużytych opon samochodowych i innych odpadów gumowych. Sposób ten polega na tym, że zużyte opony samochodowe i inne odpady gumowe rozdrabnia się do granulatu od 1 mm - 150 mm. Otrzymany

PL 216 940 B1 granulat gumowy wykorzystuje się jako dodatek do paliwa węglowego w stosunku wagowym nie większym niż 1:1.

Z polskiego zgłoszenia opisu patentowego P.385640 znana jest automatyczna linia do rozdrabniania starych opon pojazdów, wytworów z gumy i tworzyw sztucznych. W rozwiązaniu tym, linia technologiczna posiada przecinarkę do opon z zastosowaniem frezów tarczowych lub krążkowych do przepoławiania opon, myjnię do mycia opon, komorę kriogeniczną z ciekłym azotem, transporter opon zanurzający je do ciekłego azotu, transportujący w ciekłym azocie zespół przesiewaczy połączonych za pomocą podajników taśmowych z kruszarką udarową, sita sortujące i inne urządzenia zamykające wypływ par azotu z komory kriogenicznej.

Istotą linii technologicznej do produkcji granulatu, zwłaszcza z opon samochodowych, według wynalazku jest to, że zawiera strzępiarkę połączoną przenośnikiem taśmowym z sortownikiem do oddzielenia kawałków surowca, który ma podajnik taśmowy ponownego przemieszczania i załadowania kawałków surowca o wymiarach przekraczających 25x25 mm połączony ze strzępiarką, oraz zawiera rozdrabniacz wyposażony w zespół separatorów magnetycznych oraz prasę stali, przy czym zespół separatorów magnetycznych połączony jest za pomocą układu przenośników z zespołem przesiewaczy połączonych za pomocą podajników taśmowych z granulatorem frakcji > 4 mm oraz za pomocą wibrujących oczyszczaczy z przejściowym silosem frakcji 0-2 mm i przejściowym silosem frakcji 2-4 mm, przy czym granulator frakcji > 4 mm jest połączony podajnikami taśmowymi poprzez przejściowy silos z cyklonem składającym się z zespołu urządzeń mielących, natomiast silos frakcji 0-2 mm połączony jest za pomocą podajników taśmowych z separatorem, który następnie połączony jest z wibrującą oczyszczarką frakcji 0,6-2 mm oraz wibrującą oczyszczarką frakcji < 0,6 mm, zaś silos frakcji 2-4 mm połączony jest bezpośrednio z wibrującą oczyszczarką, przy czym wibrujące oczyszczarki połączone są za pomocą przenośników transportowych odpowiednio z workami typu Big-Bag oczyszczonego granulatu.

Zaletą linii technologicznej do produkcji granulatu, zwłaszcza z opon samochodowych, według wynalazku jest możliwość otrzymania precyzyjnie posegregowanych i odpowiednio oczyszczonych surowców, jak stal i granulat gumowy według ustalonej i zaprojektowanej frakcji granulatu.

Linia technologiczna do produkcji granulatu, zwłaszcza z opon samochodowych, według wynalazku przedstawiona została na rysunku przykładowego rozwiązania w sposób schematyczny.

Opony samochodowe poddaje się wstępnej selekcji i załadowuje ładowarką do kosza dozującego 1, a następnie opony są transportowane dwoma przenośnikami taśmowymi: pośrednim i bezpośrednim do strzępiarki 2, gdzie dostarczony surowiec cięty jest na strzępy, które są transportowane przenośnikiem taśmowym do sortownika 3. Strzępy opon o wymiarach poniżej 25x25 mm są transportowane do magazynu 4, a strzępy które mają wymiary ponad 25x25 mm kierowane są podajnikiem taśmowym z powrotem do strzępiarki 2 i po kolejnym procesie cięcia transportowane są również do magazynu 4. Strzępy są ładowane z magazynu 4 za pomocą ładowarki do kosza dozującego 5, z którego przenośnikiem taśmowym są transportowane do rozdrabniacza 6. W rozdrabniaczu 6 następuje proces mielenia strzępów na granulat drobny do wymiaru granul poniżej 20 mm oraz granulat gruby do wymiaru granul poniżej 30 mm. W procesie mielenia strzępów w rozdrabniaczu 6 następuje oddzielenie gumy od stali. Wyjściowy zgranulowany materiał jest transportowany przez wibracyjny przenośnik, gdzie stal jest odseparowywana za pomocą zespołu separatorów magnetycznych 7 umieszczonego w górnej części przenośnika wibracyjnego oraz na jego końcu, gdzie znajduje się kolejna taśma magnetyczna z wielopolowym magnesem. Oczyszczona stal jest transportowana do prasy 8, gdzie podlega procesowi prasowania w wymiarowe kostki i transportowana jest do magazynu stali 9. Natomiast odseparowany od stali zgranulowany materiał gumowy jest przemieszczany układem przenośników taśmowych, gdzie następuje proces podziału na granulat drobny i granulat gruby. Granulat gruby przemieszczany jest bezpośrednio do magazynu granulatu grubego 10, natomiast granulat drobny skierowany jest do zespołu przesiewaczy 11. W zespole przesiewaczy 11 granulat drobny dzielony jest na trzy frakcje; pierwsza frakcja o wymiarach 0-2 mm przepuszczana jest przez wibrujący oczyszczacz, a następnie pneumatycznie transportowana jest do przejściowego silosa 12. Druga frakcja o wymiarach 2-4 mm przepuszczana jest przez wibrujący oczyszczacz, a następnie pneumatycznie transportowana jest do przejściowego silosa 13. Trzecia frakcja o wymiarach > 4 mm transportowana jest do granulatora 14. Frakcja granulatu o wymiarze > 4 mm wychodząca z granulatora 14 skierowana jest poprzez przejściowy silos 15 do procesu mielenia w cyklonie 16 składającym się z zespołu urządzeń mielących. Z cyklonu 16 frakcja ta zawracana jest ponownie do zespołu przesiewaczy 11. Dwa przejściowe silosy 12 i 13 wyposażone są w dozujący przenośnik taśmowy trans4

PL 216 940 B1 portujący materiał do młynów. Materiał wyjściowy w postaci frakcji o wymiarach 0-2 mm z przejściowego silosa 12 jest transportowany pneumatycznie do separatora 17. W separatorze 17 następuje rozdział na frakcję o wymiarach 0,6-2 mm i frakcję o wymiarach < 0,6 mm. Frakcja o wymiarach 0,6-2 mm transportowana jest pneumatycznie do wibrującej oczyszczarki 18, a oczyszczony granulat przemieszczany jest do worków 19 typu Big-Bag. Frakcja o wymiarach < 0,6 mm transportowana jest pneumatycznie do wibrującej oczyszczarki 18’, a oczyszczony granulat przemieszczany jest do worków 19' typu Big-Bag. Frakcja o wymiarach 2-4 mm transportowana jest na zewnątrz przejściowego silosa 13 do wibrującej oczyszczarki 181’. Oczyszczony granulat przemieszczany jest do worków 19” typu Big-Bag. Podczas procesu produkcji granulatu, linia technologiczna jest monitorowana oraz kontrolowana przez ogólny system kontroli, praca silników maszyn mielących takich jak rozdrabniacz, granulator oraz młyny, a także temperatura produktów na wyjściu z tych maszyn jest również kontrolowana, i na bazie tych wartości system kontrolny rozpoczyna lub zatrzymuje układ dozujący, a także uruchamia alarm w przypadku, gdy jakiekolwiek parametry przekraczają dopuszczalną normę.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Linia technologiczna do produkcji granulatu, zwłaszcza z opon samochodowych, zawierająca połączone ze sobą urządzenia rozdrabniające i strzępiące, mielące i przesiewające oraz podajniki taśmowe, znamienna tym, że zawiera strzępiarkę (2) połączoną przenośnikiem taśmowym z sortownikiem (3) do oddzielenia kawałków surowca, który ma podajnik taśmowy ponownego przemieszczania i załadowania kawałków surowca o wymiarach przekraczających 25x25 mm połączony ze strzępiarką (2), oraz zawiera rozdrabniacz (6) wyposażony w zespół separatorów magnetycznych (7) oraz prasę (8) stali, przy czym zespół separatorów magnetycznych (7) połączony jest za pomocą układu przenośników z zespołem przesiewaczy (11) połączonych za pomocą podajników taśmowych z granulatorem (14) frakcji > 4 mm oraz za pomocą wibrujących oczyszczaczy z przejściowym silosem (12) frakcji 0-2 mm i przejściowym silosem (13) frakcji 2-4 mm, przy czym granulator (14) frakcji > 4 mm jest połączony podajnikami taśmowymi poprzez przejściowy silos (15) z cyklonem (16) składającym się z zespołu urządzeń mielących, natomiast silos (12) frakcji 0-2 mm połączony jest za pomocą podajników taśmowych z separatorem (17), który następnie połączony jest z wibrującą oczyszczarką (18) frakcji 0,6-2 mm oraz wibrującą oczyszczarką (18’) frakcji < 0,6 mm, zaś silos (13) frakcji 2-4 mm połączony jest bezpośrednio z wibrującą oczyszczarką (18’’), przy czym wibrujące oczyszczarki (18), (18’), (18’’), połączone są za pomocą przenośników transportowych odpowiednio z workami (19), (19'), (19’’) typu Big-Bag oczyszczonego granulatu.