ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗΣ ΕΛΑΣΤΙΚΩΝ

∆. Κανακόπουλος ADVENSOL

Παµπούκη 3, Ν. Ψυχικό 15451, Αθήνα, e-mail: advensol@tee.gr

KEYWORDS: Classifier, Cryogenic processing, Cutting mill, Debeader, Glass transition temperature, Granulator, Guillotine shear, Hammer mill, Mechanical processing, Overband magnetic separator, Shredder, Tires, Vibrating screen. ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στη παρούσα µελέτη αναλύονται τα βήµατα µείωσης του όγκου των παλαιών ελαστικών, η µηχανική καθώς και η κρυογενής κοκκοποίηση. Παρουσιάζονται οι βασικές αρχές, τα βήµατα, ο αναγκαίος εξοπλισµός και τα τελικώς παραγόµενα µεγέθη. Η επιλογή της πλέον κατάλληλης και οικονοµικά βιώσιµης µεθόδου επεξεργασίας εξαρτάται από τα επιθυµητά προϊόντα και τις τιµές διάθεσης τους. ∆εδοµένου ότι ποικιλία εφαρµογών για το τρίµµα ή τη πούδρα παρουσιάζεται στην Ευρωπαϊκή και παγκόσµια αγορά, αποδεικνύεται ότι ο συνδυασµός των δύο µεθόδων σε καθορισµένο στάδιο παρέχει ευελιξία και καλύτερα οικονοµικά αποτελέσµατα. D. Kanakopoulos ADVENSOL 3,Pampouki str., 15451 N. Psychiko, Athens, e-mail: advensol@tee.gr ABSTRACT In this present study we are itemized the steps of volume reduce of old tires, the mechanics as well as the cryogenic granulating. We are presented the basic principles, the steps, the necessary equipment and the final produced amounts. The choice of the most suitable and economically viable processing method depends of the desired products and the prices of their distribution. Considering that the last years variety of applications for the crumb or the powder is presented, it proves that the combination of two methods in fixed stage provides flexibility and better economic results.

1HELECO '05, ΤΕΕ, Αθήνα, 3-6 Φεβρουαρίου 2005

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1. ΣΚΟΠΟΣ Η ανακύκλωση των ελαστικών έχει εξελιχθεί σε εµπορικά βιώσιµη και περιβαλλοντικά έντιµη βιοµηχανία. Σε όλες τις χώρες της Ε.Ε υπάρχει τουλάχιστον ένα εργοστάσιο ανακύκλωσης. Παράγονται ετησίως περίπου 652.000 τόνοι υλικών από ανακύκλωση (κόκκοι, πούδρα, chips) ενώ τα παραγόµενα ελαστικά – µετά τη χρήση τους – ανέρχονται σε 2.603.408 τόνους ετησίως. Οι διαθέσιµες τεχνολογίες και ο εξοπλισµός προσφέρουν δυνατότητες αξιοποίησης των υλικών, αναλόγως του σταδίου επεξεργασίας.

ΠΙΝΑΚΑΣ 1:Χρήσεις των τελικών προϊόντων της ανακύκλωσης ελαστικών Στάδιο επεξεργασίας Χρήσεις - ∆ιάθεση υλικών

Προ-τεµαχισµός (Pre-shredding)

Καύση, υλικά κατασκευών, τεχνητές επιφάνειες, σταθεροποιητές, ηχοµονώσεις, διάθεση σε ΧΥΤΑ

Τεµαχισµός (Shredding) Αποχετεύσεις, µονώσεις, υλικά για πλήρωση κενών Μηχανική κοκκοποίηση/ άλεση (Granulators/ Cutting mills)

Αθλητικές εγκαταστάσεις και δάπεδα, στρώµατα, τροχοί, πλακάκια, παγκάκια, υλικά για στέγες, ασφαλτοστρώσεις, υλικά οδοπροστασίας.

Κρυογενής κοκκοποίηση Σόλες παπουτσιών, αθλητικός εξοπλισµός, επικάλυψη καλωδίων, µέρη αυτοκινήτου, επιστρώσεις, πλακάκια, αντιολισθητικά, δάπεδα παιδότοπων, οδοσήµατα κλπ.

1.2. ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ ΚΑΙ ΧΡΗΣΕΙΣ Από το 1992 έως 2003 η ποσότητα ελαστικών που οδηγήθηκε σε ανακύκλωση αυξήθηκε κατά 600%. Από 109.000 τόνους έφτασε σε 652.000 τόνους. Αφορά τις χώρες της Ε.Ε πριν τη διεύρυνση. ΠΙΝΑΚΑΣ 2:Βαθµός επεξεργασίας των ελαστικών. Βαθµός επεξεργασίας Ποσοστό Χρήσεις Παραγωγή κόκκων 63% Κάλυψη αθλητικών επιφανειών. Γήπεδα

ποδοσφαίρου κ.ά. Πρόσθετο στην άσφαλτο. Τεµάχια 12% Έργα πολιτικού µηχανικού, έργα αποχέτευσης,

θερµικές – ηχητικές µονώσεις , υποστρώµατα. Ολόκληρα ελαστικά 10% Έργα πολιτικού µηχανικού: Έργα ακτών,

σιδηροτροχιών, τοιχώµατα και βάσεις ΧΥΤΑ Πούδρα 8% Πρώτη ύλη βιοµηχανικών προϊόντων:

Πλακίδια δαπέδων, ηχοµονωτικά υλικά αντικραδασµικές βάσεις, υλικά οδο-σηµάνσεων, εξαρτήµατα αυτοκινήτων.

Ειδικές εφαρµογές 5% // ∆ιάφορα 2%

2HELECO '05, ΤΕΕ, Αθήνα, 3-6 Φεβρουαρίου 2005

1.3. ∆ΙΑΘΕΣΗ ΕΛΑΣΤΙΚΩΝ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΩΝ Υπάρχει µία συνεχής καθοδική πορεία των διατιθέµενων ελαστικών αυτοκινήτων σε ΧΥΤΑ από 39% σε 26.4% τα τρία τελευταία χρόνια. Χώρες που διαθέτουν σε ΧΥΤΑ περισσότερο από 50% των ελαστικών είναι η Ελλάδα, Ιρλανδία και η Ισπανία. Στην Ελλάδα το ποσοστό που οδηγείται σε ΧΥΤΑ είναι 74% (37.000 από 50.000 τόνους).

Σχήµα 1: Σύγχρονοι ρυθµοί ανάκτησης στις χώρες της Ευρώπης. 2. ΜΕΙΩΣΗ ΜΕΓΕΘΟΥΣ Ο σκοπός της µείωσης του µεγέθους είναι διπλός:

- Απελευθέρωση των ατσαλοσυρµάτων και των ινών - Περαιτέρω επεξεργασία του ελαστικού κλάσµατος (καουτσούκ)

ώστε να επιτευχθούν εµπορεύσιµα µεγέθη κόκκων. Μία χαρακτηριστική παραγωγή προϊόντων από παλαιά ελαστικά δίδεται κατωτέρω: Προϊόν από: Ελαστικά

φορτηγών Ελαστικά χωµατουργικών και αγροτικών οχηµάτων

Ελαστικά επιβατικών οχηµάτων

Κόκκοι ελαστικού 70% 78% 70% Χάλυβας 27% 15% 15% Ίνες και απόρριµµα 3%

7%

15%

3. ∆ΙΑΘΕΣΙΜΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ 3.1. ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ Η µηχανική ή « περιβάλλοντος » επεξεργασία των ελαστικών ονοµάζεται έτσι διότι πραγµατοποιείται σε θερµοκρασίες περιβάλλοντος – ή κοντά σε αυτές – σε αντίθεση µε τη κρυογονική όπου η επεξεργασία πραγµατοποιείται σε συνθήκες ψύξης (-80οC έως –120οC).

3HELECO '05, ΤΕΕ, Αθήνα, 3-6 Φεβρουαρίου 2005

Ένα σχηµατικό διάγραµµα (lay out) της µηχανικής επεξεργασίας παρουσιάζεται στο σχήµα 2. Έπειτα από το πρώτο στάδιο τεµαχισµού (Shredding) όπως περιγράφεται αναλυτικά στη παράγραφο 3.2 ακολουθούν διαδοχικά βήµατα κοκκοποίησης (Granulating). Κάθε βήµα κοκκοποίησης ακολουθείται από σύστηµα διαχωρισµού των ατσαλοσυρµάτων µε τη βοήθεια ηλεκτροµαγνήτη είτε µόνιµου µαγνήτη τύπου overband, δονούµενης µεταφορικής ταινίας και σύστηµα διαχωρισµού των ινών µε τη βοήθεια κόσκινου και αερο-διαχωριστή. Τα βήµατα κοκκοποίησης δίνονται στο κάτωθι πίνακα. ΠΙΝΑΚΑΣ 4:Τα διαδοχικά βήµατα της κοκκοποίησης.

Επιλογή 1 Επιλογή 2 Βήµα 1 Από 50mm σε < 20mm Από 50mm σε < 30mm Βήµα 2 Από 20mm σε < 8mm Από 30mm σε < 16mm Βήµα 3 Από 8mm σε < 4mm Από 16mm σε < 10mm Βήµα 4 Από 10mm σε < 4mm Η επιλογή 2 προσφέρει τη δυνατότητα µεγαλύτερης ωριαίας παραγωγής. Τα διαδοχικά βήµατα παρέχουν ταυτόχρονα την ευελιξία παραλαβής µεγεθών τα οποία έχουν ζήτηση σε δεδοµένη χρονική στιγµή π.χ. 3 - 4mm για κάλυψη ταρτάν αθλητικών εγκαταστάσεων ή 1 - 2mm για ανάµιξη µε την άσφαλτο. Στάδια:

1.Τεµαχισµός (Shredding) 2. Κοκκοποίηση (Granulating) 3. Άλεση (Cutting mill)

Σχήµα 2: Lay out µηχανικής επεξεργασίας

3.2. ΤΕΜΑΧΙΣΜΟΣ (SHREDDING) Στο στάδιο του τεµαχισµού τα ελαστικά τεµαχίζονται έως µέγεθος 50 - 100mm

Pre-shredder: Μεγάλης δυναµικότητας – έως 16t ανά ώρα – παράγοντας τεµάχια 200x400mm έως 100x200mm. Επιτυγχάνεται µείωση του όγκου και εύκολη αποθήκευση και µεταφορά - (φόρτωση, εκφόρτωση). Shredder: Μικρότερης δυναµικότητας – έως 10t ανά ώρα – παράγοντας τεµάχια 50 - 100mm(Στροφές 20-40 RPM µεγάλης ροπής, ισχύος 100-200HP). Συνήθως ο τεµαχισµός επιτυγχάνει τη παραγωγή τεµαχίων (shreds) µεγεθών 50x50mm έως 50x150mm, τα οποία οδηγούνται απ’ ευθείας στο δεύτερο βήµα τη

4HELECO '05, ΤΕΕ, Αθήνα, 3-6 Φεβρουαρίου 2005

κοκκοποίηση. Για τον τεµαχισµό χρησιµοποιούνται Shredders τύπου Rotor Shear µε δύο αντίθετα περιστρεφόµενους άξονες σε χαµηλές στροφές (20 έως 40 περιστροφές ανά λεπτό) και πολύ υψηλή ροπή.

Photo 1: Μορφή ελαστικού µετά Photo 2: Ενδεικτική διάταξη µαχαιριών τον προ-τεµαχισµό σε Shredder . ΠΙΝΑΚΑΣ 5: Χαρακτηριστικά Shredders

∆ιαστάσεις χώρου τεµαχισµού (mm)

Ισχύς ( KW )

Βάρος ( t )

∆υναµικότητα ( t/h )

1300x1100 60 - 150 16 6 - 12 1510x1100 60 - 150 18 8 - 15 2010x1100 60 - 150 22 15 - 30 Για να επιτευχθεί µέγεθος τεµαχίων (Shreds) κατάλληλα για οµοιόµορφη τροφοδοσία του Granulator ώστε χάριν οικονοµίας να αποφευχθεί και δεύτερο shredder, τοποθετείται ταξινοµητής µεγέθους (Classifier – κόσκινο τύπου δίσκων), ο οποίος διαχωρίζει τα µεγέθη και επανατροφοδοτεί για δεύτερο « κόψιµο » τα µεγαλύτερα. Η χρήση Debeader για την αφαίρεση των ατσαλοσυρµάτων πριν το τεµαχισµό δεν είναι απαραίτητη δεδοµένου ότι µικρή µόνο παραγωγή ανά ώρα είναι εφικτή. 3.3. ΚΟΚΚΟΠΟΙΗΣΗ(GRANULATING) Στα στάδια της κοκκοποίησης τα προερχόµενα από τον τεµαχισµό οδηγούνται σε εν σειρά Granulators για τη µείωση του µεγέθους όπως στον πίνακα 4. Η επιλογή του αριθµού των βηµάτων κοκκοποίησης (Granulators) εξαρτάται και από την επιθυµητή παραγωγή ανά ώρα. Μετά την έξοδο εκάστου Granulator τοποθετούνται µαγνητικοί διαχωριστές (Οverband) και κόσκινα (Vibrating Screens)για τον διαχωρισµό των ατσαλοσυρµάτων και των ινών σε όποιο στάδιο θεωρείται ότι είναι µηχανικά βέλτιστος και οικονοµικά συµφέρων ο διαχωρισµός. Συνήθως σε κοκκοµετρία κάτω των 20mm. Ταχύτης Granulator: Από 100-300RPM ,Ισχύς Granulator: Από 90-200KW.

5HELECO '05, ΤΕΕ, Αθήνα, 3-6 Φεβρουαρίου 2005

Τα Granulators ταυτόχρονα µε το Shredder είναι η «καρδιά» µιας εγκατάστασης µηχανικής επεξεργασίας παλαιών ελαστικών. Λειτουργούν βάσει της αρχής της «γκιλοτίνας» (Guillotine Shear). Το περιστρεφόµενο µπλοκ µαχαιριών «αντικρίζει» το σταθερό µπλοκ. Το υλικό µεταξύ των δύο µπλόκ «κόβεται» σε µικρούς κόκκους. Η σχισµή µεταξύ των δύο µπλοκ είναι 0.1mm. Kάτωθι του ρότορα υπάρχει κόσκινο – «σίτα», το οποίο καθορίζει το επιθυµητό µέγεθος καθώς και τη δυναµικότητα

Photo 3: Ενδεικτική φωτογραφία Shredder

Photo 4: Κινητή µονάδα τεµαχισµού για ελαστικά αυτοκινήτων και φορτηγών

6HELECO '05, ΤΕΕ, Αθήνα, 3-6 Φεβρουαρίου 2005