ömrünü tamamlami Ş lastİklerİn (ötl) gerİ · pdf filemikrodalga...

Bağdagül KARAAĞAÇ, Veli DENİZ

Kocaeli Üniversitesi, Mühendislik FakültesiKimya Mühendisliği Bölümü, Kocaeli

16-21 Nisan 2011Atık Yönetimi Sempozyumu

ANTALYA

ÖMRÜNÜ TAMAMLAMIŞ LASTİKLERİN (ÖTL)GERİ KAZANIM YÖNTEMLERİ

VE

AB UYGULAMALARI

Malzeme OtomobilLastiği

Kamyon/OtobüsLastiği

Kauçuk/ Elastomer % 47 % 45Karbon Siyahı/ Silika % 21,5 %22Metal % 16.5 % 25Tekstil % 5,5 -Çinko Oksit % 1 % 2Kükürt % 1 % 1Katkı Maddeleri % 7,5 % 5

ARAÇ LASTİKLERİ BİLEŞİMİ

LASTİK ÜRETİMİ

LASTİĞİN KULLANIMI

KULLANILMIŞ LASTİK

KAPLAMA

ÖTLEnerji

EnerjiHammadde

Enerji

Taşıma

Taşıma

Taşıma

Taşıma

EnerjiHammadde

EmisyonAtık

Lastik Kaybı(Aşınma)Gürültü

Eski lastik tabanıEmisyon

EmisyonSızmaATIK

Taşıma

GeriDönenLastikler

LASTİK YAŞAM ÇEVRİMİ (LC)

Temel tanımlar

YENİDEN KULLANMA (Kaplama, Retreading)

* TWI (Tread Wear Index): Taban aşınma indexi

ÖTL(elt)

YENİDENKULLANILABİLİR

GERİ DÖNÜŞÜMKULLANILMIŞ LASTİKLER(Part-Worn Tyre)

GERİ DÖNÜŞÜM

TWI>1.6mm

Kullanılmış LastiklerVulkanize Olmuş Diğer AtıklarVulkanize Olmamış Atıklar

Türkiye’de 120 000 ton1

Avrupa’da 3,4 Milyon ton2

Amerika’da 4,6 milyon ton2

Dünyada > 14 milyon ton2

Kullanılmış Lastikler

LASTİK SANAYİ HURDALARININSINIFLANDIRILMASI

1http://www.lasder.org.tr 2http://www.etrma.org


Vulkanize Olmuş Diğer Atıklar

Tabanı sıyrılmış atık lastikler Labaratuvar atıkları

Sıyrılmış taban kısmı atıkları Atık iç lastik ve pişirme torbalarıları


Vulkanize Olmamış Atıklar

Hatalı karışım hurdaları Takviye malzemeleri(lastiklenmiş kord) hurdaları

Sınıfı Kimyasal Adı Notlar Miktar (Ağ.%)Y22 Bakır

BileşikleriÇelik takviyemalzmeler(çelikord)içinde alaşımşeklinde

~ %0,02

Y23 ÇinkoBileşikleri

ÇinkoOksit,lastikortamında

~% 1

Y26 Kadmiyum Çinko Oksitttesafsızlıkolarak

~%0,001 max.

Y31 Kurşun veBileşikleri

Çinko oksittesafsızlıkolarak

~%0,005 max.

Y34 Katı asit veyaasidik çözelti

Stearik asit(katı)

~%0,3

Y45 Organikhalojenbileşikleri

Halobütilkauçuklar

Halojenmiktarı% 0,10 max.

LASTİK İÇİNDEKİ BASEL KONVANSİYONUNDABELİRTİLEN TEHLİKELİ MADDELER

AB ÜLKELERİNDE

ÖMRÜNÜ TAMAMLAMIŞ LASTİKLERİN

YÖNETİMİ

Avrupa’daki ömrünü tamamlamış lastiklerin (ÖTL) – (End-oflife tyres, ELT) mevcut durumunu tanımlar.

Lastik üreticilerinin bugün ve gelecekteki sorumluluklarınıortaya koymakta bir rehber niteliğindedir.

Bu sorumluluklar:

üÖTL’lerin depolanmaması (16 Temmuz 2006’dan itibarenyasaklanmıştır)üAtıkların ekolojik dengeyi bozmayacak şekilde gerikazanılmasıüSürdürülebilir etkin ve ekonomik geri kazanımyöntemlerinin geliştirilmesi

ETRMA Raporları (3.Baskı)

Sürdürülebilirlik

Çevre

Toplum Ekonomi

Sürdürülebilirlik üçgeni

Sürdürülebilir çözümler için bu üç unsur dengelenmelidir.

AB ve Uluslararası yasal çerçeve

Uluslararası

- OECD Atık listeleri- Basel Konvansiyonu

Avrupa Birliği

- 2006/12/EC (75/44/EEC) direktifi- 2000/532/EC Avrupa atık mevzuatı ÖTL tehlikesiz atıktır

Atıkların taşınması ile ilgili EC düzenlemesi No 1013/2006 (259/93’ün yerine)1013/2006/EC (1.7.2007, Basel Konvansiyonu

ÖTL depolanması ile ilgili direktifi1999/31/EC (26.4.1999)

ÖTL depolanması yasaklanmıştır

Atıkların yakılması hakkında direktif2000/76/EC (4.12.2000)

ÖTL hakkında direktif2000/53/EC (18.9.2000)

AB yasal çerçeve: temel ilkeler

ü Temmuz 2006 itibaren ÖTL depolanması yasak.

üBisiklet ve çapı 1.4 m büyük lastikler depolanabilir.

(Doğu Avrupa ülkeleri için yasak başlangıç tarihi farklılık gösterebilir)

Bu temelde, her AB ülkesi kendi ÖTL yönetim modelini geliştirmiştir.

1999/31/EC direktifi

Vahşi depolamaHep yasaktı

Düzenli depolamaArtık yasak !!!

Avrupa’da ÖTL Yönetimi

AB’de üretici sorumluluğu modeli (17 ülke)

Belçika, Estonya, Finlandiya, Fransa, Yunanistan, Macaristan, Hollanda,Norveç, Polonya, Portekiz, Romanya, Slovenya, İspanya, İsveç ve Türkiye

Birçok ülkede ÖTL yönetimi ile ilgili çalışmalar mevcuttur…

Dünyada ÖTL geri kazanımı oranları

ÖTL gerikazanımı (%)

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

Kaynak: ETRMA ve The World Business Council for Sustainable Development

Basitleştirilmiş ÖTL akım şeması

Kullanıcı

otomobil,kamyon,otobüs

Lastiksatış

noktalarıÖTL

toplama

ÖTLDilimleme

granül,toz

ÖTL’den eldeedilen

malzemeler

ÖTL kaynaklıenerji

Yeniden kullanma,Geri kazanım

EU27 ülkelerinde ÖTL geri kazanımı

2009 (ton)

Geri kazanılan Toplanan Oran

EU27+CH+NO 2.494.000 2.621.000 %95

ABD (2007) 4.105.800 4.595.700 %89

JAPONYA 737.000 814.000 %91

1999Geri kazanım - %50

2009Geri kazanım - %96

%90’dan fazlası toplanıyor

%70-90

<%70 veyabilinmiyor

AB’de ÖTL geri kazanımı

Ülke Tonajları / Toplama Oranları



Depolama sürekli olarak azalıyor…

Depolama: 1996’da %32 2009’da %4

2009’da; %45 enerji geri kazanımı, %41 malzeme geri kazanımı

2009 AB’de ÖTL yönetimi

üEnerji ve malzeme geri kazanımı yolları aynı oranlardadır

üÜretici sorumluluğunun önemsendiği ülkelerde,

ÖTL geri kazanım teknolojileri Ar-Ge çalışmalarını ciddi kaynaklaraktarılmaktadır

ÖTL yönetim yolları: makro analiz

ÖMRÜNÜ TAMAMLAMIŞ LASTİKLERİN

GERİ KAZANIM YÖNTEMLERİ

ÖTL önemli bir çevre sorunu

ama

aynı zamanda önemli bir kaynaktır!

ÖTL yönetimi

1. Yeniden Kullanma2. Geri Kazanım

2.1. Fiziksel yöntemler2.1.1. Mekanik yöntem2.1.2. Termomekanik yöntem2.1.3. Mikrodalga tekniği2.1.4. Ultrasonik yöntem2.1.5. Kriyojenik öğütme

2.2. Kimyasal yöntemler2.3. Piroliz

3. Giderim3.1. Yakma

3.1.1. Enerji elde etmek üzere yakma3.1.2. İkincil yakıt olarak yakma

3.2. Depolama

Geri kazanım yöntemleri

GERİ KAZANIM (FİZİKSEL YÖNTEMLER )

Mekanik Yöntem

Mikrodalga Tekniği

Ø Vulkanize olmuş atıktaki C-S ve S-S bağlarını parçalamak üzere, belirlifrekansta ve belirli enerji düzeyinde mikrodalgalar uygulanır. Budalgaların enerjisi, C-C ana zincirine zarar vermeyecek düzeydedir.

Ø Tekniğinin uygulanabilmesi için atığın polar yapıdaki kauçuk türlerindenoluşması gerekmektedir. EPDM ve IIR hortumlar, lastik pişirmetorbaları ve ağırlıklı olarak NR’tan oluşan lastik taban bölümü atıklarımikrodalga tekniği ile verimli bir şekilde geri kazanılabilmektedir.

Ø Geri kazanım ürünleri, yeni hazırlanan karışımlara belirli oranlardakarıştırılarak, birlikte tekrar vulkanize edilebilir.


Ultrasonik Yöntem

ØUltrasonik yöntemde de vulkanize lastik atıklarında C-S ve S-Sbağlarını kırılarak, başlangıçtaki lastik karışımına yakın özelliklere sahipbir ürün elde etmek üzere dışarıdan bir enerji verilir.

ØPolar olmayan kauçuk türlerinden oluşan atıklara da uygulanabilir.

ØUltrasonik geri kazanım, atığın türüne bağlı olarak farklı şekillerdetasarlanmış çekme makinalarında (extruder) gerçekleştirilir. Yaklaşık120 °C vida sıcaklığında yumuşatılan atık, ultrasonik enerjinin uygulandığıodadan geçirilerek devulkanize edilir.


Kriyojenik Öğütme

Ø Küçük parçalara ayrılmış atık, sıvı N2 içerisinde Tg altındaki birsıcaklığa (-60 ve -90 °C aralığına ) kadar soğutulur ve kırılganhale getirilir. Daha sonra yine sıvı N2 ile soğutulan öğütmesisteminde lastik tozu olarak geri kazanılır.ØÜrün, silindir çıkışındaki bir elek sistemi yardımıyla tanecikboyutlarına göre sınıflandırılır.

ØKriyojenik öğütme ile geri kazanılan ürünlerin %70-75’i ilk hali ile,devulkanize edildikten sonra veya çeşitli değişikliklereuğratıldıktan sonra lastik karışımlarına katılmakta, geri kalan kısmıise asfalt uygulamaları başta olmak üzere çeşitli uygulamalardakullanılmaktadır.



üKriyojenik yöntemin en önemli üstünlüğü, ÖTLiçindeki çelik gibi metalik kısımları öğütme sonrasında,mıknatıslandırma gibi işlemlerle ayrılabilmesidir.

ü Pahalıdır




PMA 2011 AND IRCO RUBBERCON, BRATISLAVA , 12-14 APRIL 2011

Effects of Cryogenic Treatmen on the Properties ofTyre Production Wastes

Sonuçlar

ü Kriyonejik öğütme uygun

ü Lastik hamurunda değer kaybı az

ü Her türlü hurda birlikte gerikazanılabilir

ü Sıvı N2 uygun bir soğutucu, katıCO2 is uygun değil.

ØKimyasal yöntemlerde ÖTL ön temizlemeden sonra ve öğütülürve sürekli bir şekilde devulkanize edilmektedir.

ØGeri kazanım sistemi genellikle bir besleme konisi, hemensonrasında atığın devulkanizasyon yağları ile karıştırıldığı veyumuşatıldığı bir bölüm ve bir vidalı çekme makinasındanibarettir.

Ø Çalışma sıcaklığı 120-200 °C aralığındadır. Çalışma sıcaklığı vekullanılan devulkanizasyon yağlarının türleri, atığın bileşiminegöre farklılık gösterir.

GERİ KAZANIM (KİMYASAL YÖNTEMLER )

Günümüzde en çok kullanılmakta olandevulkanizasyon yardımcıları:

Ø dibenzil disülfür,Ø difenil disülfür,Ødiamil disülfür,Ø fenol disülfürler,Ø bis (alkoksi aril) disülfürleri,Ø butil merkaptanlar,Ø ksilen merkaptanları,Ø butil tiyofenolleri veØ ksilen tiyolleridir.

GERİ KAZANIM (KİMYASAL YÖNTEMLER )

YENİ TEKNOLOJİLER

( Emerging Technologies)

Pyrolysis of Rubber WasteIvan Hudec, J. Feranc, J. Kubačková and S. Holemý

Tire Pyrolysis-Effect of particle sizeJuma Haydary, J.Saghy and L. Jelemensky

Piroliz

Piroliz

Dilimlenmiş ÖTL

Reaktör(Oksijensiz) Yoğunlaştırıcı

(Condenser)

Gazyakma

Yoğunlaştırıcı(Condenser)

Pirolitik gaz

Baca gazı(reaktör yakıtı)

Pirolitikkarbon karası

Pirolitik yağ(TDF)

Gaz temizlemeünitesi

Çeşitli ölçeklerde piroliz

Termogravimetrik analizKüçük bir taneciğin pirolizi

Laboratuvarda piroliz

Endüsriyel piroliz tesisi

Piroliz ürünleri

Piroliz ürünlerinin miktar vebileşimini etkileyenetkenler:

Besleme bileşimiTeknolojinin türü ve ölçeğiSıcaklıkKatalizSüreTane büyüklüğü

ÖTL piroliz ürünleri

Pirolitikkarbon karası30 - 40 wt%

Pirolitikyakıt (TDF)

50 - 60 wt%

Pirolitik gazlar3 - 20 wt%

Karbon karasıMineral dolgular

Yeni lastikmalzemeleretakviye

Aktif karbon

Çeşitli organikbileşiklerin karışımı

Isıl değeri= 42 MJ/kg

Çeşitli gazlarH2, H2S, CO, CO2,Hafif hidrokarbonlar

yakıtKimyasalüretimine

girdi

Piroliz tesisineyakıt

Lab. piroliz ünitesi

N2

Reactor

Condenser1

Condenser2

GasAnalyser

PC

Feed

Solid product

Liquid product 1

Liquid product 2

Gas product

S o lid feed

Inert gas

So lid p rod uc t

V o lat iles

E lectricstepp ingm o tor S cro ll

H eater

Insu la t io n


Pyrolysis temperature (°C) 400 - 800

Pyrolysis pressure (kPa) 100 - 150

Residence time (min) ~ 30

Flow of gas phase (dm3 hour-1)

Rubber particle size (equivalentdiameter) (mm)

0 – 300

0.1-10

Laboratory reactor process parameter


Temperatureof pyrolysis (°C)

Specific surfacearea (m2/g)

Oil adsorptionnumber (cm3/ 100g)

Iodine adsorptionvalue (mg/g)

40070,6 70,5 88,2

350 44,3 65,6 50,0

The influence of pyrolysis temperature on properties of pyrolysis products

Seyyar prototip piroliz ünitesi

İzotermal piroliz

Sıcaklık: 350 °C - 800°C

Lastik atık: spor arabalarından çıkanbütün lastikler

Reak. kalma süresi: 5 - 30 min.

Atmosferik basınçta

Seyyar prototip piroliz ünitesi

İzotermal piroliz

Sıcaklık: 350 °C - 800°C

Lastik atık: spor arabalarından çıkanbütün lastikler

Piroliz ürünleri:

TDF(Yakıt) - 10 - 12%

Piroliz gazları – 26 - 28,5%

Katı ürünler - 61,5%

Bunun

- 26% çelik

- 84% CB ve mineral dolgu

Reak. kalma süresi: 5 - 30 min.

Atmosferik basınçta

Endüstriyel piroliz tesisiDSSC/SCA Mliečany, Slovakya

Kapasite: 20 000 ton/ yıl

Tesis 2004-2008 arası inşa edildi.

Deneme çalışması: 2008-2010Normal işletme: 2010

Sonuçlar

Tanecik büyüklüğü 4 mm’den 8 mm’ye çıkınca piroliz süresi 4kat artıyor.

400-800 C de piroliz yapıldı. Atm. Basınçta yakıt az, gazçok oluşuyor.

Lab. ve Seyyar piroliz ünitesinde kullanılabilecek kalitedeCB elde edildi..

Elde edilen CB, %20-30 civarında araç lastiği dışı (non-tyre)kauçuk sanayisinde kullanılabilecek kalitede

Surface area (BET) – 70,6m2/g

Oil adsorption - 70,5ml/100g (ASTM D2414)

Iodine adsorption value – 88,2 mg/g

Damıtma(Destilasyon)

Ø 550 CØ Atmosfer basıncındaØ Hafif oksijen altında damıtma

Damıtma(Destilasyon)Felix. ve ark.(2011)

Damıtma(Destilasyon)Felix. ve ark.(2011)

Damıtma ürünleri:

- Gaz (14%),- Sıvı yakıt (46%) ve- Katı (40%) elde edildi.

- Piroliz ürünlerine benzer.- Kolay- Ucuz

Damıtma ürünleri:

- Gaz hidrojence zengin (22%),- Sıvı yakıtta (VOC ≈ 48%),PAHs, ≈ 29%). Hetero-N ve -Siçeren PAHs (5%), kükürt ≈ 0.6- Q ≈ 43.2 MJ kg-1Katı içinde CB ≈ 86.3%Q ≈ 30 MJ kg-1 veBET ≈ 64 m2 g-1.Fakat 3 wt.% kükürt içeriyor.

Polymer Recycling : Potential Application of RadiationTechnology

G. Burillo, R. Clough, T. Czvikovszky, O. Güven, A. LeMoel, W. Liu, A. Singh, J. Yang, T. Zaharescu

Radiation Physics and Chemistry,64, pp 41-51 (2002)

Radyasyon Teknolojisi

Çin: Bütil kauçuğu (2002)

- Yıllık bütil kauçuk kullanımı 80,000 ton.- Bütil kauçuk atıkları iç lastik, hortum ve pişirme torbası- Halen yılda 30 000-40 000 ton bütil lastiği hurdası çıkıyor. Ancakbunun sadece 7 000 tonu toplanabiliyor.

Bütil hurdasının 2010 yılında 80-120 kton olması bekleniyor.


LASTİK İYİ BİR YAKITTIR !

YANGIN TEHLİKESİ !!!

MALZEME ISIL DEĞER (MJ/Kg)LASTİK 32-34FUEL-OİL 41LİNYİT 25KOK KÖMÜRÜ 30TAŞ KÖMÜRÜ 36ODUN 10-18,5

Enerji Geri kazanımı

Enerji elde etmek üzere yakma:ELM Energy and Recycling Ltd.(İngiltere) ‘de

Her yıl yaklaşık 100 000 ton ÖTL (32-34 MJ/kg)yakılıyor.

Kirletici Lastik(g/GJ)

Doğalgaz

(g/GJ)

Sıvı yakıt(fuel oil)(g/GJ)

Kömür

(g/GJ)

Kükürt di oksit 350 0 590 940

Azot oksitleri 150 65 140 270


Lisanslı çimento fab. (37)


Lisanslı geri kazanım tesisleri (12)

Geri kazanım

Lisanslı geçici depolama tesisleri (7)

Geçici depolama

BAZI ÖTL YÖNETİMİ

UYGULAMA ÖRNEKLERİ

1. Kıyı koruma (coastal protection)2. Erozyon engeli (erosion barriers)3. Yapay resifler (artificial reefs)4. Dalgakıranlar (breakwaters)5. Çığ barınakları (avalanche shelteers)6. Şev stabilizasyonu (slope stabilisation)7. Yol dolgusu (road embankement)8. Depo alanı inşası (landfill construction)9. Ses engelleyici (sound barriers)10. Yalıtım (insulation)

Bütün lastiklerin kulanımı

ÖTL geri kazanımı örnekleriUK (2005)

ÖTL geri kazanımı örnekleri

Dinlediğiniz içinDinlediğiniz için

TEŞEKKÜRLERTEŞEKKÜ[email protected]

ömrünü tamamlami Ş lastİklerİn (ötl) gerİ · pdf filemikrodalga...

Documents