全球可持续发展趋势越来越清楚地表明,社会和政治正在重新思考。在全球范围内推动和加速脱碳倡议的必要性得到了认可,并对所有工业部门施加了压力。
其中一个重点领域是移动出行,尤其是汽车行业。减少二氧化碳排放的潜力不仅可以用于车辆的设计、制造和燃料消耗。为汽车生产提供的部件也可以节省资源和排放。
例如,轮胎行业可以对脱碳产生重大影响。新轮胎的生产会排放约10公斤的二氧化碳,因此需要大力开发新产品,加快向更环保行业的过渡。除了每年生产的18亿个报废轮胎外,全球所谓的轮胎墓地中仍有约40亿个可回收的报废轮胎。
因此,将ELT重新引入新轮胎生产,减少整体二氧化碳排放是一个重要目标。同时,由ELT材料开发的产品在实际使用中必须满足高应用特定性能要求。
轮胎生产中橡胶混合物的基本原料是炭黑。它的生产是一个高度耗能的过程:生产一吨纯炭黑(所谓的“原始炭黑”,vCB)需要1.8吨化石燃料,这会排放两吨二氧化碳。在最终产品轮胎中,材料占总重量的30%,相当于传统汽车轮胎约3kg二氧化碳:
用回收的炭黑替换部分vCB有望在轮胎制造过程中显著减少二氧化碳排放。
该行业开发流程以利用这一巨大潜力,然后使其达到工业成熟度的努力相应地很大:一些轮胎制造商已经在试图通过初步的研究项目和合作来实现这一目标。回收公司也在建造单独的工厂来改进工艺,专业的初创企业也开始扩大工厂的规模,用于工业用途。在此背景下,欧盟和汽车制造商——宝马的目标是到2040年向市场提供100%的可持续汽车——正在推出首批可持续发展倡议
热解是回收废旧轮胎的合适方法。来自各种车辆的ELT,如自行车、摩托车、汽车、卡车,或来自采矿车的越野轮胎(OTR),被带入一个循环中重复使用。
首先,ELT被切成小块。它们的主要成分是钢、纺织品和橡胶颗粒。然后,钢铁在钢铁冶炼厂、纺织纤维(如吸音材料或混凝土混合物)中回收,橡胶颗粒被引入热解系统。
世界各地已经在使用各种热解系统和类型,每种系统和类型都有优缺点,也会对生产的中间产品产生影响。为了满足对热解油(TPO)和热解烟尘日益增长的需求,必须开发新的、更有效的工艺。在原料的处理时间、热解系统的反应器设计
以及能量载体和施加的温度方面可以看到差异。此外,可以区分批处理和连续操作以及单级和多级系统。产量为以下中间产品:
除了碳,热解过程中产生的粗rCB还含有其他成分,如各种形式的二氧化硅和硫。在将粗rCB用作炭黑的替代品之前,必须对其进行相应的处理。准备工作包括以下步骤:
热解系统的粗排料储存在筒仓中。材料从这些筒仓中运输出来,筒仓将系统彼此分开,然后运送到研磨系统的储料斗中。通过研磨热解系统的输出物,粒径减小,不需要的副产物被分离出来,从而提高了材料质量和性能。该工艺步骤的优化由两个主要因素驱动:粒度分布、研磨和分级过程中的比能耗以及SSA(比表面积)。
NEUMAN&ESSER的冲击分级机(ICX)研磨系统正是为了解决这一问题,它将高产量和极大的灵活性与精细研磨和最低的比能耗相结合,这就是为什么它特别适合这一工艺步骤。该系统的各种可能尺寸理想地适应了各种热解过程的尺寸。具体的工厂设计实施能够将多个热解反应器的排放物排入一个研磨厂。当研磨过程中获得的材料符合后续加工步骤所需的质量标准时,它会被储存在筒仓中,然后在接下来的生产步骤中被输送到造粒厂
首先,rCB和粘合剂必须按固定比例加入。这是满足客户对最终产品要求的颗粒的基础。选择合适的粘合剂通常需要一系列苛刻的测试。
随后,将rCB和粘合剂混合,从而可以使用不同的混合技术。在为所提出的解决方案选择的连续混合过程中,原料在针式混合器中形成颗粒。在这种情况下,最终产品在均匀尺寸和硬度方面具有稳定的性能非常重要
在该工艺步骤中还使用了各种方法。基本上,水分被去除,直到颗粒达到所需的干燥程度。这种应用中最常见的干燥器类型是流化床干燥器。来自热气发生器的热空气,或者理想情况下,多余的工艺热量被吹入材料中。干燥和热的颗粒在流化床的最后一段冷却
从冷却的颗粒中去除过大的颗粒(如有必要,也去除过小的颗粒)。成品装在大袋和/或筒仓中运输。过大和过小的颗粒被送回研磨系统,从而结束循环。
成品rCB颗粒可以直接装入大袋中。另一种解决方案是筒仓储存,卡车或货车可以直接从筒仓中装载。必要的设备与各种输送机系统相连。类型和尺寸与客户一起定义,取决于所需的容量和运输距离
到目前为止,喷射磨机主要用于rCB生产,以达到所需的细度。销钉混合器通常用于形成颗粒,滚筒干燥器或流化床干燥器通常用于干燥。过去,这些组件总是作为单独的零件提供给客户。
现在,凭借rCB特定的ICX系统,NEUMAN&ESSER为研磨、筛选和造粒提供了一种集成解决方案,具有相当大的优势。由于上述组件的完全集成,子流程的完美编排可以从单一来源获得。ICX冲击分级机在能效和研磨效果方面已经优于其他技术,并通过完美协调的工厂组件和工艺进行了扩展。
因此,客户将获得一个完整的解决方案,从项目开发到工程设计,再到整个系统的服务,由拥有广泛工艺技术知识的NEUMAN&ESSER专家团队提供。
内部测试中心还提供了在实际条件下进行必要造粒测试的机会。在这些测试中,在工艺工程专家的支持下,指定的工厂操作员可以改变rCB处理过程的系统参数和选择合适的粘合剂,以确定最终材料混合物的最佳rCB质量。
在对单个系统组件进行微调和优化计划工艺参数后,将实现一个完整的系统,提供高质量的rCB。根据轮胎行业的高要求,这确保了最终产品的最佳性能。
有利于NEUMAN&ESSER的决定,是为了获得最佳的整体方案——从咨询到工程和测试,再到工厂建设和后续服务——从而获得性能最高的最终产品