Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky

Transkript

1 Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky Energetické využití a recyklace ojetých pneumatik Bakalářská práce Vedoucí práce: Ing. Josef Los, Ph.D. Vypracoval: Tomáš Houserek Brno 2008

2 ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE Zásady pro vypracování: 1) Proveďte zhodnocení současného stavu řešené problematiky. 2) Popište způsoby recyklace ojetých pneumatik. 3) Popište technologickou linku a způsob energetického využití ojetých pneumatik ve vybraném podniku. 4) Na základě zjištěných hodnot navrhněte doporučení pro praxi.

3 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma: Energetické využití a recyklace ojetých pneumatik vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana AF MZLU v Brně. dne podpis zpracovatele.....

4 PODĚKOVÁNÍ Tímto bych chtěl poděkovat Ing. Josefu Losovi, Ph.D. za odborné vedení, připomínky a obětavou pomoc při zpracování bakalářské práce. Dále bych chtěl poděkovat panu Jaromíru Urbánkovi za spolupráci, cenné rady a materiály od společnosti Českomoravský cement, a.s., závod Mokrá.

5 ABSTRAKT Hlavním tématem této bakalářské práce je zhodnocení energetického využití pneumatik v cementářských provozech a jejich recyklace. Úvodní část pojednává o současném stavu odpadového hospodářství v oblasti s ojetými pneumatikami, jejich produkci na trhu, o nakládání s ojetými pneumatikami a systému jejich zpětného odběru a dovozu. Druhá část se zabývá jednotlivými možnostmi zpracování ojetých pneumatik, s postupy využívaní odpadů pneumatik v ČR. Další část pojednává o způsobu energetického využití ojetých pneumatik ve vybraném podniku a popisuje detailně technologickou linku na zpracování tohoto odpadu. Závěrečná část se zaměřuje na specifičnost jednotlivých technologií a výhody proti ostatním, také na obtíže spojené se sběrem a dopravou použitých pneumatik, legislativními omezeními a návrhem nakládání s ojetými pneumatikami. Klíčová slova: recyklace, ojeté pneumatiky, cementářská rotační pec, spalování, dopravní zařízení na ojeté pneumatiky, drcení, pyrolýza, regenerát, zplyňování, produkce odpadů. ABSTRACT The main subject of this bachelor work is energy utilization of discarded tyres in cement factories and their recycling. The preamble alludes to the present state of waste management of discarded tyres, their production in the market, the disposal of discarded tyres and the system of their collection and import. The second part deals with the possibilities of processing of discarded tyres, with the procedures of waste utilization in the Czech Republic. The next part is focused on the treatment of energy utilization of discarded tyres in selected industrial company and description of the technological unit. The final part focuses on specificity of individual technologies, their advantages in comparison with other ones, on difficulties associated with collection and transfer of discarded tyres, the legislative limitations and the concept of tyre disposal. Key words: recycling, discarded tyres, cement rotary kiln, combustion, tyres feeding installation, crushing, pyrolysis, reclaim, gasification, waste production

6 OBSAH 1 ÚVOD CÍL BAKALÁŘSKÉ PRÁCE ZHODNOCENÍ SOUČASNÉHO STAVU Pryžový odpad Produkce odpadů pneumatik v ČR Zpětný odběr a dovoz pneumatik ZPŮSOBY RECYKLACE OJETÝCH PNEUMATIK Protektorování Technologie studeného protektorování Materiálové využití Konvenční drcení ojetých plášťů Kryogenní drcení ojetých plášťů Ozónová technologie Energetické využití Spalování Zplyňování Surovinové využití Pyrolýza Regenerace Devulkanizace Chemické zpracování - Příprava měniče iontů ENERGETICKÉ VYUŽITÍ PNEU V CEMETÁRNĚ MOKRÁ Stav v Jihomoravském kraji Údaje o provozovateli Obecná charakteristika technologie Popis dopravního zařízení na ojeté pneumatiky Údaje o technologickém provozu Bezpečnostní řetězec pro spalování pneu Údaje o palivech a surovinách VÝSLEDKY PRÁCE A DISKUSE Zhodnocení recyklačních technologií Protektorování Materiálové využití Energetické využití Surovinové využití Ekonomické a technické hranice využitelnosti odpadu z pneumatik Problémy v souvislosti se sběrem použitých pneumatik Problémy v souvislosti s dopravou použitých pneumatik Legislativní omezení ZÁVĚR ODKAZY NA CITACE A SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY... 42

7 SEZNAM OBRÁZKŮ: Obrázek 1: Pokládání nového běhounu Obrázek 2: Hrubozrnný granulát GX Obrázek 3: Schéma technologického procesu pyrolýzní jednotky Obrázek 4: Celkové technologické schéma Obrázek 5: Zásobník Saxlund a nakládání pneu do zásobníku Obrázek 6: Dopravní válečkové tratě Obrázek 7: Přihrádkový pásový dopravník Beumer Obrázek 8: Dvojitá klapka ústící do pece Obrázek 9: Průběh teplot v rotační peci Obrázek 10: Čtyřstupňový výměník tepla s rotační pecí v závodě Mokrá Obrázek 11: Schéma výroby slínku SEZNAM TABULEK: Tabulka 1: Produkce odpadů pneumatik v letech Tabulka 2: Produkce odpadů pneumatik v letech Tabulka 3: Přehled o zpětně odebraných pneumatikách Tabulka 4: Přeshraniční přeprava a dovoz pneumatik do ČR v letech Tabulka 5: Složení topného plynu z procesu Pyrogas Tabulka 6: Specifikace pneu pro dávkování do rotační pece Tabulka 7: Podíl hlavních složek v pneumatice a následná vazba na slínek a pecní odprašky SEZNAM GRAFŮ: Graf 1: Způsob nakládání se zpětně odebranými pneumatikami v letech Graf 2: Způsoby nakládání s pneumatikami v Jihomoravském kraji Graf 3: Zastoupení pneu na celkových palivech v cementárně Mokrá... 32

8 1 ÚVOD Gumárenský průmysl tak jako každý chemický průmysl je vysoce energeticky a surovinově náročný. Jen na jednu tunu pryže se spotřebuje přibližně 3,6 až 4 tuny ropy buď ve formě suroviny, nebo ve formě energie. Pokles nároků na primární surovinové zdroje lze zabezpečovat postupným zaváděním máloodpadových a bezodpadových technologií. Zároveň je třeba využívat všechny odpadové materiály jako druhotný zdroj surovin a energie (Sedlář, 1987). Jedním z těchto odpadových materiálů je pryžový odpad, který vzniká při výrobě v gumárenském průmyslu a dále pak největší procento zastupují ojeté, dále již nevyužívané pneumatiky z automobilového průmyslu. Problémovost těchto odpadů spočívá zejména v jejich silné hořlavosti a praktické nemožnosti hašení (při hoření vznikají toxické plyny a hlavně dýmy). Tato pryž je prakticky biologicky nedegradovatelná. Při spalování na volném prostranství dochází k uvolňování oxidu uhelnatého a polyaromatických uhlovodíků. Navíc staré pneumatiky narušují estetickou funkci krajiny (Slezák, 2004). Velmi často můžeme bohužel vidět odložené, opotřebené pneumatiky u cest, v příkopech a na černých skládkách. Pryžový odpad se dnes již stává světovým problémem. Odpadu z pneumatik stále přibývá a nebudeme-li tento stav nějak eliminovat, představuje velký problém a ohrožení pro naše životní prostředí. 8

9 2 CÍL BAKALÁŘSKÉ PRÁCE Základním cílem této práce je zhodnotit součastný stav v oblasti recyklace a využití ojetých pneumatik, seznámit veřejnost s aktuálním stavem odpadů pneumatik v ČR, určit jeho možný vývoj, popsat jednotlivé způsoby recyklace ojetých pneumatik a technologie jejich možného zpracování. Dalším cílem práce je detailně popsat technologickou linku a způsob energetického využití ojetých pneumatik ve vybraném podniku. Na základě zjištěných údajů a literární rešerše nastínit možnosti řešení obecných problémů v oblasti recyklace a využití ojetých pneumatik. 9

10 3 ZHODNOCENÍ SOUČASNÉHO STAVU 3.1 Pryžový odpad Pryžový odpad a opotřebované pneumatiky jsou neustále diskutovaným odpadem pro svoji objemnost a technicky náročnou recyklovatelnost. Mezi základní skupinu pryžového odpadu patří ojeté, v automobilovém průmyslu již dále nepoužitelné pláště pneumatik. Jejich množství stále roste a v příštích letech bude nadále stoupat. Tento růst lze odvodit z prognózovaného vývoje motorismu. A tak s rostoucím počtem automobilů logicky stoupá i produkce pneumatik, a tím i následné vyřazování ojetých plášťů a problémy s jejich následnou likvidací. Problém pryžových výrobků, ale i výrobků z jiných materiálů spočívá v jejich nežádoucím hromadění poté, co doslouží. Vulkanizovaný kaučuk nelze bohužel převést jednoduše zpět do původního nevulkanizovaného stavu a následně ho použít na nový výrobek. Proto se pryžový odpad, nejvýznamnějším jsou pneumatiky, musí recyklovat jiným způsobem, než je možné např. u termoplastů, kde často stačí materiál pouze roztavit a udělit mu nový tvar (Kuta Kroutilová, 2003). Pryžový odpad, zejména ojeté pneumatiky, stále zůstávají velmi problematickým materiálem, protože možnosti jejich využití či likvidace v naší republice jsou stále na nižší úrovni, než je tomu ve vyspělých státech. Vyřazené pneumatiky, respektive odpady pneumatik, jsou evidovány v Informačním systému o odpadech (ISOH). Pneumatiky jsou uvedeny v seznamu odpadů, které je zakázáno ukládat na skládky všech skupin (příloha č. 8 vyhlášky č. 383/2001 Sb.), s výjimkou pneumatik používaných jako materiál pro technické zabezpečení skládky v souladu s provozním řádem skládky. 3.2 Produkce odpadů pneumatik v ČR Se zvyšujícím se rozvojem motorismu v ČR bude stoupat počet vyřazených ojetých pneumatik. Tato skutečnost je dána především frekventovanějším stylem jízdy a dále pak stupajícím počtem vyřazených vozidel. Přehledem o nakládání, produkci a vývoji odpadů pneumatik se zabývala v letech společnost ECO trend s.r.o. ve výzkumném projektu Stanovení procenta recyklace pneumatik ve vazbě na technické a ekonomické možnosti získaných produktů, jehož zadavatelem bylo 10

11 Ministerstvo životního prostředí (MŽP). Projekt se zároveň stal jedním z důležitých podkladů pro zpracování Realizačního programu ČR pro pneumatiky z roku Vývoj produkce odpadů pneumatik evidovaných od roku 1998 pod katalogovým číslem (do roku 1998 katalogové číslo 57502) v jednotlivých letech uvádí následující tabulka. Tabulka 1: Produkce odpadů pneumatik v letech Vykazovaný rok množství ( t ) , , , , , , , ,640 Zdroj: VÚV T. G. M. - CeHO Údaje z následujících let lze nalézt v databázi Českého statistického úřadu (ČSÚ), který eviduje data ve svém archivu. Produkci odpadů pneumatik v letech ukazuje následující tabulka. Tabulka 2: Produkce odpadů pneumatik v letech Vykazovaný rok množství ( t ) , , , , ,778 Zdroj: ČSÚ Hodnoty uvedené v tabulce č.1 vykazují poměrně významné výkyvy v evidovaných údajích. Údaje v období let se pohybují v rozpětí min ,765 t rok -1 a max ,790 t rok -1 s významnými skokovými změnami v jednotlivých za sebou jdoucích letech. Tento rozptyl vyplývá z mnoha faktorů, především z časového posunu počtu evidovaných vozidel a délky životnosti nových pneumatik. Na produkci odpadů pneumatik má také podstatný vliv účinnost zpětného odběru vyřazených pneumatik (ECO trend s.r.o., 2004). Z tabulek je také vidět, že mezi daty CeHO a ČSÚ existují velké odlišnosti, které jsou způsobeny odlišnou metodikou jejich zpracování. I přes tyto nesrovnalosti a velké skokové změny dat v jednotlivých letech lze obecně očekávat spíše nárůst odpadů ojetých pneumatik. Velké procento 11

12 odpadů pneumatik ovšem není možno evidovat, protože končí mnohdy na černých skládkách, v příkopech a devastují tak životní prostředí. Tato skutečnost je dána nerespektováním stávající legislativy a malou operační schopností kontrolních orgánů. Je pochopitelné, že odpadu z ojetých plášťů bude s rostoucím počtem vyřazených automobilů přibývat. Proto je nutné hledat cesty, jak ekologicky, efektivně a ekonomicky tento odpad zhodnotit. 3.3 Zpětný odběr a dovoz pneumatik Zákon č. 185/2001 Sb. o odpadech přenesl odpovědnost za nakládání s použitými pneumatikami na výrobce zavedením povinnosti bezplatného zpětného odběru. Povinnost zpětného odběru použitých pneumatik musí povinné osoby plnit od 23. února roku 2002 (ustanovení 89 zákona o odpadech ve spojení s ustanovením 54 odst. 7 zákona č. 477/2001 Sb., o obalech a o změně některých zákonů). Svoji povinnost mohou plnit samy, smluvně ji přenést na jinou osobu oprávněnou k podnikání nebo využít systém sběru a třídění komunálního odpadu dané obce. Povinná osoba musí zajistit využití nebo odstranění zpětně odebraných pneumatik. Kontrolou, zda prodejci naplňují své povinnosti, je pověřena Česká inspekce životního prostředí (ČIŽP). Sběr zpětně odebraných pneumatik a jejich předání k dalšímu zpracování zajišťují na území ČR především následující firmy: Zdeněk Ševčík TASY - téměř 50% trhu, pneumatiky tuzemských i zahraničních výrobců, dodává pneumatiky do cementáren Mokrá a Hranice, Marius Pedersen - téměř 50 % trhu, komplexní služba pro společnost Barum Continental, Barum Centrum Praha. Tabulka 3: Přehled o zpětně odebraných pneumatikách Pneumatiky /rok Množství výrobků, na které se vztahuje zpětný odběr (t) Množství zpětně odebraných výrobků (t) Úspěšnost zpětného odběru (%) 42,8 45, ,0 Zdroj: VÚV T.G.M. 12

13 Za rok 2006 bylo MŽP ČR zasláno celkem 64 ročních zpráv o plnění povinnosti zpětného odběru za 69 povinných osob, 7 z nich tvořily zprávy za více komodit. Úspěšnost zpětného odběru v rámci evidence byla 60 %. Ve způsobu nakládání se zpětně odebranými pneumatikami převažovalo energetické využití (75 %). Materiálové využití tvořilo 9,5%, opakované použití 5,5 % a tzv. jiný způsob nakládání 10%. Zůstatek na skladu tvořil 0,5 % (Špůr, 2007). Podrobnější informace o nakládání se zpětně odebranými pneumatikami v letech podává následující graf. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Nakládání se zpětně odebranými pneumatikami v letech , ,5 5,5 9 9,5 6 17,5 8 7,5 2 Jiný způsob využití 11,5 Opakované použití Materiálové využití Energetické využití 51, Graf 1: Způsob nakládání se zpětně odebranými pneumatikami v letech Dovážet ojeté pneumatiky lze za účelem jejich materiálového využití (protektorovací závody, recyklační společnosti) a energetického využití (do cementáren). Dovoz pneumatik za účelem jejich odstranění (na skládky) v ČR je však zakázán. Zákon č. 185/2001 Sb., ve znění platném od do , dovoz odpadů k energetickému využití (cementárny) zakazoval. Od (počátkem platnosti smlouvy o přistoupení České republiky k Evropské Unii) je přeprava odpadů do ČR za účelem energetického využití opět povolena postupem a za podmínek stanovených v Nařízení Rady (EHS) č. 259/93, o dozoru nad přepravou odpadů v rámci Evropského společenství do něj a z něj a o její kontrole. Tabulka 4: Přeshraniční přeprava a dovoz pneumatik do ČR v letech Kód odpadu Název odpadu Pneumatiky (t) Zdroj: VÚV T.G.M. CeHO 13

14 4 ZPŮSOBY RECYKLACE OJETÝCH PNEUMATIK 4.1 Protektorování Nejšetrnějším způsobem recyklace ojetých pneumatik z hlediska vlivu na životní prostředí představuje protektorování. Protektorováním klesá spotřeba surové ropy na sedminu množství použitého na výrobu nových plášťů. Pomocí protektorování je možné ušetřit až 80% energie a surovin potřebných k výrobě nového pláště. Použití pneumatik pro protektorování komplikuje proces jejich stárnutí. I nepoužitá pneumatika se díky samovolným degradačním procesům stává po 6-7 letech nevyhovující z hlediska bezpečnosti. Při protektorování se obnovuje cca 12 % hmotnosti pneumatiky. Uvádí se, že přibližně 80% nákladních a 20% osobních pneumatik může být protektorováno. Toto rozdělení je dáno tím, že nákladní pneumatiky jsou denně v provozu a plně se opotřebí v poměrně krátké době, tj. procesy stárnutí u nich proběhly jen částečně. Osobní pneumatiky bývají většinou protektorovány jednou, autobusové 3 4 krát a letecké 8 krát. Nákladní pneumatiky mohou být protektorovány 3 4 krát (Borecký, 2005). Jednou z možností výroby protektoru je tzv. studené protektorování. Jedná se o technologický proces obnovy běhounové části pneumatik, která ve fázi vulkanizace probíhá za teploty kolem 100 C, tedy nižší, než je běžná vulkanizační teplota gumárenských materiálů, která bývá cca 143 C. Proto touto technologii nedochází k tepelné degradaci materiálu pneumatik; aplikace vysoce kvalitních materiálů na výrobu dezénů umožňuje protektorům dosahovat výkonů na úrovni nových pneumatik, někdy i vyšších (ECO trend s.r.o., 2004). Jednou z předních firem zabývající se protektorováním v ČR je Alma Pneu, s.r.o. se sídlem v Šenově u Nového Jičína. V Jihomoravském kraji je to společnost TASY s. r. o. pracující v oblasti protektorování pneumatik studeným způsobem od roku

15 4.1.1 Technologie studeného protektorování Výroba studeného protektoru začíná podrobnou vizuální kontrolou na prohlížecím stroji a skládá se z několika samostatných fází, které na sebe navazují. Jsou přitom dále odstraňovány cizí předměty z běžné plochy, kontrolovány staré opravy, analyzováno stáří pneumatiky a označena místa poškození a oprav. Kontrola končí tlakovou zkouškou. Drtivá většina skrytých vad, která není odhalena předchozí důkladnou vizuální kontrolou se projeví právě na tlakové zkoušce. Následuje drásání na výkonném a přesném stroji, přičemž je drásaná plocha chlazena, aby bylo zabráněno tepelné degradaci materiálu. Po odrásání na přesnou a maximální šířku je automaticky změřen obvod pneumatiky, což slouží pro přípravu dezénu. Po broušení prochází pneumatika kontrolou na ultrazvukovém testeru, který odhalí všechny skryté vady, malé průpichy, separace atd. Poškozená místa automaticky označí. Na pracovištích oprav jsou poté veškerá zjevná i skrytá poškození vybroušena speciálními nástroji. Následuje stříkání vulkanizačním cementem a na speciálním pracovišti se provedou větší opravy pomocí opravných vložek, dále opravy poškození patek atd. Na dalším pracovišti se formou vyplnění opravným materiálem opraví drobná poškození běžné plochy a na bok pneumatiky se umístí předepsaná označení - klasifikační skupina, datum výroby, logo a označení výrobní firmy, dále index rychlosti atd. Na navalovacím zařízení se poté položí na takto připravenou plochu předem připravený dezén s nalisovaným spojovacím materiálem, tzv. vulkanizační spojka. Tato zajišťuje, že na pneumatice nevznikne žádná nespojitá plocha mezi kostrou a novým běhounem, ale souvislá vrstva gumy, stejně jako u nové pneumatiky. Obrázek 1: Pokládání nového běhounu Zdroj: TASY s.r.o. 15

16 Pneumatika s položeným novým běhounem se poté vloží do pružných obalů - tzv.bandáží, utěsní se patními kruhy a vloží do autoklávu. Po naplnění je spuštěn vulkanizační cyklus, který probíhá zhruba 4 hodiny při teplotě 99ºC a tlaku 6 MPa (navíc se ještě pracuje s tzv. diferenciálním tlakem, který má zásluhu na dokonalém přítlaku nového dezénu ve všech jeho bodech). Po ukončení cyklu jsou protektory vyjmuty z bandáží a procházejí náročnou výstupní kontrolou (ECO trend s.r.o., 2004). 4.2 Materiálové využití Konvenční drcení ojetých plášťů Největším recyklačním závodem u nás, který se zabývá drcením pneumatik je společnost MONTSTAV CZ, s.r.o. Společnost se zabývá recyklací pneumatik od roku 1992 v provozu RECYKLACE Vřesová a souběžně se intenzivně věnuje rozvoji výzkumu v této oblasti. Provoz recyklace Vřesová je jediným zařízením v ČR, které zpracovává veškeré druhy ojetých pneumatik a dalšího pryžového odpadu. Pneumatiky mechanickým způsobem drtí na gumový granulát různé zrnitosti. Obrázek 2: Hrubozrnný granulát GX5040 Zdroj: MONTSTAV CZ, s.r.o. Výrobky zhotovené z gumového granulátu mají užitné vlastnosti s velmi zajímavými mechanickými a tepelně izolačními parametry (Špaček, 2005). Využití recyklovaných materiálů z opotřebovaných pneumatik nalézá stále větší uplatnění ve stavebnictví, zemědělství, strojírenství, gumárenském, plastikářském a automobilovém průmyslu, dopravě, domácnostech a v dalších oborech. Ekologickým i ekonomickým přínosem, kromě likvidace odpadu, je i nezanedbatelný význam v oblasti úspor primárních surovin. Velmi jemné frakce pryžového prachu připravované opakovaným mletím za normální teploty se nabízejí pod obchodním názvem SORB-EX pro absorpci benzinů, nafty, olejů (přírodní i syntetické), glycerínu, etanolu, metanolu, butylalkoholu, parafinu, pyridinu, ftalátů, rozpouštědel a barev např. při ekologických 16

17 haváriích ve vodě i na suchu. Textilie z pneumatik lze za určitých podmínek poměrně dobře briketovat. Tímto procesem získáváme kompaktní a zhutněný materiál vhodný k energetickému využití. Brikety vykazují vysokou výhřevnost, až 2 x vyšší jak uhlí a nízkou popelnatost, a proto jsou ideálním palivem pro průmyslové pece a kotle. ( Jedna z možností dlouhodobého využití granulátu z odpadních pneumatik směřuje k úpravě reologických vlastností silničních asfaltů s následným použitím v gumoasfaltových směsích pro obrusné vrstvy vozovek. Technologie, kde se příměs granulátu přidává do vrchní vrstvy živičného povrchu se nazývá RUBIT. Takto upravené směsi vykazují vyšší životnost, trvanlivost a odolnost proti trhlinám. V Jihomoravském kraji se zabývá materiálovým zhodnocením vyřazených pneumatik firma Zdeněk Ševčík TASY, která prodává gumovou drť pod obchodním názvem PALTAS, která je následně využívána jako alternativní palivo při výrobě slinků v cementářské peci Kryogenní drcení ojetých plášťů Při kryogenním způsobu zpracování pneumatik je materiál ochlazen kapalným dusíkem nebo komerčními chladícími médii na velmi nízkou teplotu, aby pryž zkřehla. Proces má čtyři fáze: počáteční zmenšení velikosti částic, zchlazení, separaci a drcení. Nejprve je materiál v mrazící komoře ochlazen pod teplotu skelného přechodu, tj. na -80 až -120 C. Po zchlazení se pryž stane křehkou a lze ji na požadovanou velikost spíše lámat než řezat. Vzhledem ke křehkosti pryže se z ní pak snadno oddělují vlákna a kovy. Granulát následně prochází řadou magnetických sít a sítovací jednotkou, kde jsou odstraněny poslední stopy nečistot (Horníček, 2006). Výsledný produkt (granulát) má vysokou výrobní cenu a navíc se i podstatně změní původní vlastnosti pryže (ostrohrannost, menší povrch), a proto se tento typ zhodnocování ojetých plášťů u nás příliš neprosazuje Ozónová technologie Ozónová technologie představuje zcela odlišnou metodu zpracování pneumatik, než v předchozích případech. V bývalém areálu Tesly Lanškroun vzniká recyklační linka, která je světově ojedinělým prototypem. Pneumatiky nevyžadují žádné termické zpracování, rozsekávání nebo rozemílání. Používání drtičů, lisů a pecí sebou přináší energetickou náročnost, ať už ve formě tepla nebo příkonu elektrické energie. Princip této recyklace vychází již z výroby pneumatik, při níž je nutno pneumatiku chránit antioxidanty, především antiozonanty. Ozón totiž představuje 17

18 pro pneumatiku velké nebezpečí ve formě nabourávání dvojitých vazeb, což způsobuje její postupný rozklad a rozpad pneumatiky. Právě pouze tohoto efektu využívá linka této nové technologie. Pneumatiky procházejí vysoce koncentrovanou ozónovou atmosférou, dochází k destrukci pryže, která vypadává mimo linku ve formě kousků a drtě. Zůstává jen kovová kostra pneumatiky. Ozon pro linku se vyrábí ve vlastním ozonovém hospodářství z kapalného kyslíku. Celý příkon linky je asi kw, zatímco při klasickém použití drtičů je to 300 kw. Jelikož je nutné, aby na určitý objem pryže působila přesná dávka ozónu, je potřeba pneumatiky třídit: na letní, zimní, protektory podle šířky a objemu (nákladních auta a zemědělské technika) Výhoda této linky však není pouze v nižší spotřebě energie. Vzniklá drť lze použít do výrobků z recyklované gumy jako dlaždice, plastifikátor do povrchů vozovek, rohože, protihlukové stěny- tedy na produkty, které u nás zatím spíše hledají odbyt. Třídí se na sítech a značný podíl drtě (až 40%) má zrnitost 0-1mm. Takto velké kousky drtě je možné využít nejlépe pro výrobu sorbentu. Ocelový kord pneumatiky je kovový odpad, který se prodává v běžných cenách (Stöhr, 2002). Výrobní náklady na kilogram drtě zpracované touto technologií se odhadují na 2,5-3 Kč. Prototyp linky v Lanškrouně prochází mnoha testy a zkouškami. Zdá se, že by zařízení mohlo najít v budoucnosti široké uplatnění. 4.3 Energetické využití Spalování Opotřebované pneumatiky mají výhřevnost o něco vyšší než uhlí, a proto je lze dobře využít jako palivo pro získávání energie. Pneumatiky je možné spalovat celé nebo dělené na menší kusy. Emise ze spalovacího procesu opotřebovaných pneumatik jsou v porovnání s uhlím nižší, co se týká obsahu vlhkosti, síry nebo vázaného uhlíku. Jsou také chemicky více homogenní (Radvanská, 2007). Spalování bude od roku 2010 omezeno kvůli emisním limitům a jediná forma spalování bude možná v cementárnách s výrobou vápna tzv. suchou cestou. Spalování opotřebených pneumatik v ČR provádějí tyto cementárny: Českomoravský cement a.s. cementárna Mokrá u Brna, Cement Hranice a.s. cementárna Hranice, Lafarge Cement a.s. cementárna Čížkovice. 18

19 Více informací o technologii spalování pneumatik v cementářských provozech je věnováno v další kapitole. Spalování pneumatik je v malé míře realizováno i ve spalovně nebezpečného a průmyslového odpadu obchodní společnosti EKOTERMEX, a.s. ve Vyškově Zplyňování Podstatou zplyňování je přeměna uhlíkatých materiálů za vyšších teplot (nad 800ºC) na hořlavé plynné látky, tj. získání plynného paliva, a to za přívodu podstechiometrického množství vzduchu či jiného oxidovadla (Obroučka, 2001). Plynné palivo umožní mnohem větší účinnost při využití energetického obsahu, možnost rozvodu až ke spotřebiteli, možnost akumulace a využití podle skutečné denní spotřeby. Spalitelné uhlíkaté látky v odpadu se na hořlavé plyny přeměňují tepelným štěpením a nedokonalým spalováním. Uplatňují se oxidační i pyrolytické reakce. Zplyňovacích procesů se využívá především při spalování městských komunálních odpadů. Tyto odpady lze ale také zpracovávat společně s odpadem pneumatikárenským. Zplyňování tohoto kombinovaného odpadu se označuje jako postup Pyrogas. Klíčovým místem je dvoustupňová zplyňovací pec, do níž se pod rošt přivádí směs vodní páry a vzduchu. Zplyňovací jednotka produkuje 1500 až 2000 m 3 topného plynu z 1 t odpadu. Získaný plyn o výhřevnosti 5,4 až 6,3 MJ.m -3 má složení uvedené v tab.č.5 (Sedlář, 1987). Pneumatiky mohou tvořit až 10% spalovaného odpadu podle výhřevnosti odpadu. Pokud je spalovaný odpad dostatečně výhřevný, podíl pneumatik se snižuje, neboť jejich výhřevnost je příliš vysoká. Při zplyňování dochází k menší produkci plynných emisí než u spalování, což má za následek čištění menšího množství spalin, a tím i nižší provozní náklady. Tabulka 5: Složení topného plynu z procesu Pyrogas Složka Obsah [obj.%] Vodík 20 Methan 2 Oxid uhelnatý 20 Oxid uhličitý 8 Kyslík 1 Dusík 49 19

20 4.4 Surovinové využití Pyrolýza Pyrolýza je chemická redukce organických látek působením vysokých teplot (až 1200 C) za nepřístupu médií obsahujících kyslík (vzduch, oxid uhličitý, vodní pára). Primárními produkty pyrolýzy pneumatik jsou pyrolýzní plyn, olej podobný lehkým topným olejům (LTO), saze a ocel. Saze je možné využít dále na výrobu pigmentů a jako plnivo. Pyrolýzní olej slouží po rafinaci jako přísada do benzínu na zvýšení oktanového čísla (Radvanská, 2007). V ČR tato technologie stále nenašla vysoké uplatnění především pro její vysoké investiční náklady a nejistého uplatnění získaných produktů na trhu. Tento postup odstraňování odpadů z pneumatik je v ČR stále zatím ve stádiu laboratorního či poloprovozního ověřování a nejsou s ním dosud praktické zkušenosti. Lze však do budoucna předpokládat jejich perspektivní využití. Zhodnocování opotřebených pneumatik pomocí pyrolýzy důl Barbora Na Karvinsku se má během následujících měsíců spustit zkušební provoz nové pyrolýzní jednotky na zhodnocování ojetých pneu. Doba životnosti technologického zařízení je předpokládána na cca let. Celková kapacita komplexu na zhodnocování opotřebovaných pneumatik bude t rok -1. Celý technologický komplex se bude sestávat ze tří muflových pecí s výkonností 8000 t rok -1. Celkové investice si vyžádají 913,4 mil. Kč. Technologie výroby a zhodnocení ojetých pneu je založená na rozkladu organických vazeb vlivem vysoké teploty bez přítomnosti kyslíku s cílem výroby nízkomolekulárního chemického produktu. Rozklad pneumatik je zabezpečený použitím tří muflových pecí. Celkové schéma linky je znázorněno na obr. č. 11 Schéma technologického procesu pyrolýzní jednotky. 20

21 Obrázek 3: Schéma technologického procesu pyrolýzní jednotky 21

22 Popis technologického procesu: Pneumatiky jsou ze skladu převáženy podvěsným dopravníkem (bod č.1) do drtiček pneumatik (body č.2, 4, 5), kde se rozdělí na frakci velikosti max. 2 x 2 cm. Pomocí dopravníku jsou dopravovány do sušícího zařízení (bod č.6) a dále dopravníky do zásobníku (bod č.7). Pomocí dalších dopravníků se posekané pneumatiky dávkují do muflové pece (bod č. 9). V muflové peci nastává tepelný rozklad - během pyrolýzy v technologickém procesu se uvolňuje paroplynová frakce, která kondenzuje na tekuté uhlovodíky a pyrolýzní plyn. Paroplynová směs je odsávaná potrubím do kondenzátoru (bod č.10), kde zkondenzuje na kapalné uhlovodíky, které jsou potrubím odváděny do zásobníku (bod č.10). Pyrolýzní plyn je přes separátory dopravován do nádrže (bod č.17) a odtud po redukci tlaku do kogeneračních jednotek na výrobu elektrické energie. Tuhý uhlíkový zbytek je ze spodní části muflové pece dopravníkem dopravován a magneticky separován do přepravních zařízení. Pyrolýzou získané produkty uvedeného komplexu jsou následující : Uhlík t rok -1 (1,06 t hod -1 ) Tekuté uhlovodíky t rok -1 (1,5 t hod -1 ) Pyrolýzní plyn - 3x10 6 m 3 rok -1 (378 m 3 hod -1 ) Kord t rok -1 (3,6 t den -1 ) Tvrdý uhlíkový zbytek ze spodní části pece se vynáší dopravníkem do prostoru zpracování uhlíku. Zpracování uhlíku spočívá v drcení válci s cílem oddělení uhlíku od kovových částí a z magnetické separace. Z pyrolýzního plynu se pomocí kogeneračních jednotek vyrábí elektrická a tepelná energie. Odseparovaný kord je možno zpracovat v hutních provozech (Skácel, 2006) Regenerace Regenerace se provádí účinkem tepla za použití páry, změkčovadel a regeneračních olejů. Regenerace pryže se provádí v kulových rotujících vařácích, do kterých se předloží rozemletá drť, rozklad probíhá při teplotách C a tlaku 0,6-0,7 MPa. Protože kvalita regenerátu je horší než u přírodního kaučuku, přidává se do směsí jen v množství kolem 10% na spotřebu surového kaučuku (Slezák, 2004). Pro vznik kvalitního regenerátu musí být pryž úplně zbavena textilu. Výrazy regenerace a regenerát nejsou ale zcela správné, protože žádným způsobem se zpět nezíská surový kaučuk. 22

23 4.4.3 Devulkanizace Jedním z důležitých a perspektivních způsobů recyklace pryže je proces devulkanizace (nutno rozlišit od regenerace). Devulkanizace sírových vulkanizátů je proces úplné nebo částečné destrukce síťové struktury tvořené polysulfidickými, disulfidickými, případně monosulfidickými příčnými vazbami vytvořenými v procesu vulkanizace. Proces devulkanizace je možno z hlediska působících faktorů klasifikovat následovně: Mechanické namáhání, Mechanické namáhání s přídavkem chemických činidel, Ultrazvuk, Mikrovlny, Biodegradace účinkem mikroorganismů. Zásadním problémem při devulkanizaci pryže je nutnost dosáhnout selektivního štěpení příčných vazeb při zachování hlavních řetězců polymeru. Energetický příkon je třeba nastavit v poměrně úzkém rozsahu. Při biodegradaci tento problém odpadá, zato však jsou stále potíže s citlivostí mikroorganismů na některé složky jako jsou antidegradanty nebo urychlovače vulkanizace, případě produkty jejich přeměny (Špaček, 2005). Jednou z předních firem zabývající se devulkanizací v ČR je ROmiLL, spol. s r.o. se sídlem v Brně zabývající se kontinuální mikrovlnnou devulkanizací Chemické zpracování - Příprava měniče iontů Ojeté pláště, které byly vyrobeny z butadienstyrenového kaučuku je možno zpracovat na měniče iontů. Pro chemické zpracování na měniče iontů se používá pryžová drť s částicemi o velikosti 0,5 až 3,0 mm. Z pryžové drtě lze připravit značně kyselé měniče kationů (katexy) i značně bazické měniče anionů (anexy). Měniče iontů připravené z odpadní pryže jsou schopny sorbovat ionty těžkých kovů, např. měďnaté, kademnaté, zinečnaté, nikelnaté atd. Schopnost sorpce těchto látek má význam především při čištění odpadních vod (Sedlář, 1987). 23

24 5 ENERGETICKÉ VYUŽITÍ PNEU V CEMETÁRNĚ MOKRÁ 5.1 Stav v Jihomoravském kraji V Jihomoravském kraji byla v roce 2002 evidovaná produkce t pneumatik. Tento údaj vychází z plánu odpadového hospodářství Jihomoravského kraje. POH JmK je zpracován na období 10 let, tj. na období 2004 až Převážná část pneumatik je v Jihomoravském kraji energeticky využívaná v cementárně Českomoravský cement a.s., závod Mokrá (67 %). Způsoby nakládání s pneumatikami v Jihomoravském kraji ukazuje následující graf. Graf 2: Způsoby nakládání s pneumatikami v Jihomoravském kraji 5.2 Údaje o provozovateli Českomoravský Cement a.s Cementárna Mokrá. Závod se nachází asi 15 km východně od Brna a je umístěn v zalesněné krajině mimo zemědělskou oblast. 5.3 Obecná charakteristika technologie Pro spalování v rotačních slínkových pecích je jako přídavné palivo na výrobu slínku v Cementárně Mokrá využíváno ojetých vyřazených pneumatik (dříve drcených, v současné době jen celé pneu). Pneumatiky jsou spalovány současně s palivem na hořáku a není zde omezení ze strany dávkovaného množství pneumatik. Spalovat se může takové množství ojetých vyřazených pneumatik, při kterém nejsou překročeny emisní limity. 24

25 Hlavní dodavatelé ojetých pneumatik: TASY Czech Republic - 80% celkového objemu spotřeby pneu, společnost zodpovídá za ruční manipulaci pneumatik během transportu ze Saxlund zásobníku do dvojitých klapek ústících do pece. Ostatní dodavatelé 20% vybíráno z hlavního nákupního oddělení: ASA Brno Czech Republic Kovosteel Czech Republic Marius Padersen Czech Republic Cifi Czech Republic Tip Top Austria Kilian Austria Premiere servizzi Italy Skladování pneu je realizováno na určitých místech podle smlouvy se společností TASY a provozního řádu. Kapacita prostorů pro uskladnění pneu je kolem 350 tun. Pneumatiky jsou transportovány nákladními vozy, které přijíždí jen v pracovní dny od 6:00 do 17:30. Každá dodávka musí být opatřena veškerou dokumentací v souladu s nařízením vlády (EEC) č. 259/93 o dozoru nad přepravou odpadů v rámci Evropského společenství, do něj a z něj a o jejich kontrole. Opotřebované pneu musí být dodávány bez jakéhokoliv velkého poškození a deformace, bez kamení, zeminy, disků a vody. Další specifikace uvádí následující tabulka. Tabulka 6: Specifikace pneu pro dávkování do rotační pece průměr min. 400mm max. 1240mm šířka min. 100mm max. 450mm váha min. 5kg max. 80 kg Nejsou-li splněny některé z těchto požadavků, dodavatel musí pokrýt náklady na jejich následné zpracování nebo jsou vráceny zpět. 25

26 5.4 Popis dopravního zařízení na ojeté pneumatiky Pneu jsou naváženy do zásobníku Saxlund odkud jsou dopravovány válečkovými tratěmi a přihrádkovým pásovým dopravníkem na výměník. Zde jsou opět válečkovými tratěmi dopraveny do klapek ústících skluzem do přechodové komory pece a výměníku. Množství podávaných pneu do pece: 2,0 t.h -1 pro pec 1 1,6 t.h -1 pro pec 2 Podrobný popis technologického schématu ukazuje následující obrázek. Obrázek 4: Celkové technologické schéma Legenda: 1 - Zásobník Saxlund 2 - Dopravní válečkové tratě 3 - Přihrádkový pásový dopravník Beumer 4 - Dopravní válečkové tratě 5 - Horní a dolní klapka do pece 6 - Váha Shenck 26

27 Popis technologické schématu 1. Zásobník Saxlund u zásobníku končí veškerá ruční manipulace s pneumatikami, lze použít malé a velké pneu dohromady. Pneumatiky jsou v zásobníku posouvány pomocí hydraulicky ovládaných táhel vyrobených v Německu roku 1995, zásobník má kapacitu na 20 tun pneumatik. Za manipulaci a nakládku pneumatik do zásobníku zodpovídá společnost TASY s.r.o. Obrázek 5: Zásobník Saxlund a nakládání pneu do zásobníku 2. Dopravní válečkové tratě celkem 36 válečkových tratí poháněných elektrickými motory vyrobených v České republice o příkonu 0,75-1,5 kw, frekvenci 1,38-1,48 min -1.Pohon je doplněn mechanickými převodovkami vyrobenými rovněž v ČR. Zde se pneumatiky postupně rozřadí jednotlivě za sebou, tak aby přicházely na pás a následně ke klapkám ústícím do přechodové komory pece a výměníku po jednom kusu. Obrázek 6: Dopravní válečkové tratě 27

28 3. Přihrádkový pásový dopravník Beumer - vyrobený v Německu roku 1995 Specifikace: délka mm, šířka 1800 mm, rychlost 1,2 m.s -1, příkon 15 kw, délka pásu mm, typ pásu - XE 630/ Obrázek 7: Přihrádkový pásový dopravník Beumer 4. Dopravní válečkové tratě 5. Horní a dolní klapka do pece - k otvírání a zavírání dvojité klapky je používán stlačený vzduch o přetlaku 800 kpa. Obrázek 8: Dvojitá klapka ústící do pece 6. Dávkování do pece probíhá pomocí váhy Schenck Specifikace: vyrobeno v Německu Carl Schenck 1995, přesnost vážení: 2 %, měřicí rozsah: 0-3 t, typ: DBL C. 28

29 5.5 Údaje o technologickém provozu Spalování pneumatik probíhá za vysokých teplot ( C) v krátké slinkové rotační peci o výkonnosti t.hod -1 se 4 stupňovým výměníkem tepla a odtahem spalin proti toku velkého množství materiálu. Odprášení odtahových plynů probíhá v elektroodlučovači prachových částic. Schéma průběhu teplot v rotační peci uvádí následující obrázek. Obrázek 9: Průběh teplot v rotační peci Zdroj: Svaz výrobců cementu ČR Pneumatiky se po vstupu do rotační pece rychle ohřívají v místě, kde horká surovinová moučka dosahuje teploty nejméně 800 C a horké plyny mají teplotu kolem C. Při ohřátí pneumatiky na teplotu asi 350 C se povrch zapálí. Protože je však parciální tlak kyslíku v kouřových plynech nízký, dochází k pyrolytickému rozkladu. Vzniká velký počet organických sloučenin v plynném stavu a oxid uhelnatý. Tím se vytvoří silně redukční prostředí, které redukuje oxidy dusíku a snižuje jejich koncentraci v kouřových plynech. Organické sloučeniny a oxid uhelnatý v cyklónovém výměníku vyhoří. Jedná se o předání tepla v místě kalcinace, v místě největší spotřeby, a to za podmínek spalování při nižších teplotách než na hlavním hořáku. Dodaný podíl energie na kalcinaci je zatížen výrazně menší emisí NOx, než kdyby byla tato energie dodávána hlavním hořákem. Výsledkem je tudíž nejenom úspora paliv na hlavním hořáku, ale i snížení měrné spotřeby paliv na výpal slínku, a tak i snížení celkového množství emisí (Gemrich, 2004). Velká pneumatika kompletně vyhoří po 10 m, malá po 2-3 m. 29

30 Tímto je řešen ekologický problém likvidace odpadu. Spalovat lze na obou pecích pneumatiky všech velikostí (5 70 kg ks -1 ) i drcené pneumatiky. Na obou linkách je proces spalování pneu vedeno přes vyšší systém ABB na stanicích Advent station (AS). Samotné spuštění spalování je možné až po splnění bezpečnostního a technologického řetězce. Obrázek 10: Čtyřstupňový výměník tepla s rotační pecí v závodě Mokrá Celý pecní systém, sestávající z výměníků tepla, rotační pece, chladiče slínku, stabilizátoru a elektrostatického odlučovače prachových částic představuje dokonalý systém pro zachycení a bezodpadové zneškodnění škodlivin, vznikajících při spalovacím procesu. Využívání pneumatik vede ke snižování měrné spotřeby energie na výpal a přispívá snižování emisí NOx. Celkové technologické schéma uvádí následující obrázek. Obrázek 11: Schéma výroby slínku 30

31 5.6 Bezpečnostní řetězec pro spalování pneu 1. Podmínky při kterých lze zahájit spalování pneu: Spalování pneu je povoleno rozhodnutím oblastního inspektorátu české inspekce životního prostředí Brno pod č.j. 7/00/271/Au/01 podle zákona na ochranu ovzduší podle 11 zákona č.309/1991 Sb. o ovzduší. 2. Pro spalování pneumatik platí tyto blokovací podmínky: Chod hlavního náhonu rotační pece Chod analýzy za výměníkovým ventilátorem Hodnota CO v kouřových plynech měřených analýzou za výměníkovým ventilátorem pod 1,5% CO. Při překročení této hodnoty dojde k okamžitému odstavení. Spuštění dávkování je možné opět po klesnutí obsahu CO. Příděl alespoň jednoho paliva Splněné emisní limity 3. Odstavení dávkování pneu do pece: Před dlouhodobou odstávkou rotační pece je nutno zajistit vyjetí tratí a dokonalé spálení pneu. Z toho důvodu je třeba odstavit dávkování pneu dvě hodiny před plánovanou odstávkou pece. 4. Redukce paliva na hořáku: Změnu jednoho paliva na druhé lze provést dvojím způsobem. Postupně, nebo najednou. Po vytvoření tepelné a kyslíkové reservy je při postupném přejíždění krok za krokem snižováno množství paliva do hořáku a zvyšováno množství pneu až do okamžiku, kdy je kyslík na analýze za výměníkovým ventilátorem na stejné hodnotě jak při provozu paliva přes hořák. 31

32 5.7 Údaje o palivech a surovinách Výpal slinku v cementárně Mokrá je zajišťován touto palivovou základnou : TTO (těžký topný olej) ZP (zemní plyn) Mleté černé uhlí ZPO (zbytkové podíly ozonizace) OSB (odpadní surový benzín) HGD (hnědouhelný generátorový dehet) AROL (aditivované regenerované oleje) KORMUL (aditivní palivo získávané zpracováním odpadních ropných kalů v rámci asanace starých ekologických zátěží v areálech KORAMO a.s. Kolín) TAP (tuhá alternativní paliva) Ojeté (vyřazené pneumatiky) spalování jakýchkoliv pneu pouze s alespoň jedním hlavním palivem Kapalné odpadní oleje a rozpouštědla (provoz pouze s alespoň jedním hlavním palivem Procentuální podíl ojetých pneumatik vzhledem k celkové spotřebě paliv uvádí následující graf. Zastoupení ojetých pneu na celkových palivech v cementárně Mokrá [%] ,47 15,24 15,12 13,60 14,78 14,59 14,34 13,99 8,20 9,09 8,50 9,21 4,59 4,93 5, rok Graf 3: Zastoupení pneu na celkových palivech v cementárně Mokrá Z grafu lze vidět zvyšující se podíl ojetých pneumatik jako náhrady primárních paliv (zemní plyn, topný olej a uhlí) alternativními palivy. Cementárna tak přispívá k šetrnému zacházení s přírodními zdroji a současně pomáhá ke snižování množství vylučovaných škodlivin. 32

33 Při spalování odpadů v cementářské rotační peci nevzniká žádní další odpad. Výroba slínku v cementářské rotační peci je tedy bezodpadovou technologií. Podmínky spalování v cementářských pecích jsou takové, že je možno spalovat alternativní paliva v širokém rozsahu složení, původu a vlastností bez rizika pro životní prostředí. Proces je charakterizovaný vysokou filtrační schopností souproudně a protiproudně se pohybujících částic, obsahujících kromě CaCO 3 i volné CaO. Tyto částice díky intenzivnímu styku s kouřovými plyny jsou schopny zachytit ze spalin veškeré kysele reagující složky, jako jsou SO 2, Cl, F. Kromě toho hlavně ve stabilizátoru a elektrostatickém odlučovači slouží jako kondenzační jádra, na nichž se účinně zachycují i sloučeniny těkavých těžkých kovů, kterými jsou Hg a Tl. Ostatní kovy se váží do krystalové mřížky slínkových minerálů s účinností více jak 95 % tak pevně, že se ani ze zatvrdlého betonu, vyrobeného z takového cementu neuvolňují a výluhy z takového betonu splňují požadavky na pitnou vodu. Teplota plamene společně s dobou zdržení paliva v plameni umožňuje také dokonalou destrukci a vyhoření všech organických látek včetně polychlorovaných bifenylů (PCB) a chlorovaných uhlovodíků (Gemrich, 2004). Ojeté pneu jsou v procesu výroby cementu využity komplexně. Nejen jejich energetický obsah, ale i vlastí hmota. Železné dráty a ostatní anorganické složky zreagují se surovinou a stávají se součástí slínkových minerálů a mezerní minerální hmoty. Pneumatiky, zejména radiální, obsahují 18% - 20% ocelového kordu, tedy železa, které při výrobě cementářského slínku působí nejen jako součást suroviny, s nímž je nutno počítat při výpočtu surovinové směsi, kde ušetří přidávání železité korekce, ale nadto působí jako účinný mineralizátor, tj. snižují hodnotu teploty vzniku eutektika, tedy teplotu, při níž vzniká první tavenina a tím představují i energetickou úsporu při výrobě. Z využité pneumatiky dále zbude i cca 5% 7% popela, který je zabudován při slinování do pevných roztoků slínkových minerálů. Pneumatiky obsahují rovněž síru, která je důležitým bilančním prvkem pro vlastní provoz rotační pece a souvisejících zařízení. V provoze je třeba, aby v určitém množství byla v pecním systému přítomna, neboť je schopna vázat volné alkálie ve formě síranů. Přebytek síry pak zvyšuje tvorbu nálepků ve výměnících tepla a není žádoucí. Obsah síry v pneumatikách nepřevyšuje 4% a je dán stupněm vulkanizace kaučuku. V každém případě ale spalování pneumatik problematiku bilance síry stabilizuje (Gemrich, 2004). 33

34 Následující tabulka uvádí podíl jednotlivých složek v pneumatikách a jejich následnou vazbu na vznikající slínek a pecní odprašky. Tabulka 7: Podíl hlavních složek v pneumatice a následná vazba na slínek a pecní odprašky složka jednotka pneumatiky vazba na slínek a pecní odprašky C % 70 složka jednotka pneumatiky H % 7,3 As mg kg N % 1,0 Cd mg kg S % 2,1 Cu mg kg výhřevnost MJ kg Cr mg kg popel % 2 Co mg kg -1 0,1 F mg kg Hg mg kg -1 0,10-0,43 Cl mg kg Mn mg kg -1 0,3 P 2 O 5 % 0,08 Pb mg kg Na 2 O % 0,03 Tl mg kg -1 0,2-0,3 K 2 O % 0,03 Zn mg kg Zdroj: Svaz výrobců cementu ČR 34

35 6 VÝSLEDKY PRÁCE A DISKUSE 6.1 Zhodnocení recyklačních technologií Protektorování Protektorování představuje jeden z nejvhodnějších způsobů využití použitých pneumatik. Kromě úspory energie a materiálů představuje tento způsob i snižování množství odpadů z pneumatik a snížení počtu nově vyráběných pneumatik. Pro výrobu protektorů u nás existují dostatečné kapacity. Problémem je omezená využitelnost protektorovaných pneumatik, a to jak z technického tak i z bezpečnostního hlediska. Protektory také nejsou pozitivně přijímány veřejností. Pro další období je pozitivním prvkem možnost využití kapacitních rezerv u výrobců protektorů v ČR. Lze však očekávat klesající zájem o používaní protektorů veřejností, a to zejména u osobních automobilů (ECO trend s.r.o., 2004) Materiálové využití Materiálové využití představuje nejvhodnější způsob zpracování použitých pneumatik. Separací všech materiálů obsažených v pneumatikách dochází i k jejich maximálnímu využití a k úspoře primárních surovin. Pro materiálové využití jsou u nás v současné době dostatečné kapacity. Materiálové využití pneumatik je však na druhé straně nejdražší variantou využití pneumatik. Vysoká je energická náročnost provozu i cena výstupního materiálu. Přesto že se jedná o ekologicky nejvýhodnější variantu, není zde žádná podpora státu v oblasti recyklace nebo používání výrobků s obsahem recyklátu. Dalším nedostatkem této metody jsou požadavky na kvalitu vstupního materiálu, které omezují její využití pouze na část vyřazených pneumatik. Měly by být posouzeny možnosti širšího využití získané suroviny a možnosti zlepšení odbytu granulátu na zahraničních trzích. Dále by měly být posouzeny možnosti využití ekonomických nástrojů pro podporu toho nejvhodnějšího způsobu nakládání s vyřazenými pneumatikami, včetně možností zvýhodnění výrobků s obsahem recyklovaných materiálů. (ECO trend s.r.o., 2004). V Plánu odpadového hospodářství ČR je uveden předpoklad zvýšení využívání odpadů s upřednostněním recyklace na 55 % všech vznikajících odpadů do roku 2012 ve srovnání s rokem Při výrazně rostoucích požadavcích na materiálové využití pneumatik mohou v dalším období vzniknout problémy s dostatečnými kapacitami 35

36 v ČR. Výstavba dalších recyklačních linek nebude za stávajících podmínek efektivní. Při prosazování recyklačních technologií by tedy neměla být opomíjena jejich efektivnost. Další problémy se mohou týkat malého zájmu trhu o výrobky s obsahem recyklátu a jejich následné uplatnění na trhu Energetické využití Energetické využití pneumatik představuje nejvhodnější způsob odstranění starých zátěží pneumatik, které na základě svých vlastností nelze využít jiným způsobem. Současně dochází i k využití dalších materiálů obsažených v pneumatikách a to způsobem, který neprodukuje pevné odpady. Cementárny jsou na předním místě v procentickém nahrazování hlavního paliva alternativním ojetými pneumatikami. Pneumatiky se dávkují do místa předkalcinace, kde předávají potřebné teplo. Děje se tak při nižší teplotě, než je teplota základního plamene, a to má za následek výrazné snížení emisí NOx (Roll, 2002). V ČR existují dostatečné kapacity cementárenských pecí, kde je možné odstranit velké objemy vyřazených pneumatik, a to bez velkých nároků na jejich kvalitu. Navíc se jedná o ekonomicky příznivou variantu, kdy dochází i k úsporám některých fosilních paliv. Narozdíl od spaloven nebezpečných odpadů, kde hlavním problémem jsou agresivní kyselé složky spalin a jejich vypírka zásaditými reagenty včetně jejich následné likvidace, u cementářských rotačních pecí vzhledem k alkalitě suroviny tyto problémy odpadají (Houdek, 1999). Mezi další podstatné výhody cementářské pece patří velká tepelná setrvačnost a stabilita. Negativně je možné hodnotit špatné hospodaření se zdrojem hodnotných surovin a možné emise ze spalování pneumatik. Rizikem do budoucna bude možné omezování spalování pneumatik v cementářských pecích úpravou legislativních norem Surovinové využití Předností surovinového využití pryžového odpadu před jeho energetickým zhodnocením, popř. spálením je to, že mnohem méně negativně ovlivňuje životní prostředí. Příklady přípravy měniče iontů rozpustných ve vodě dokumentují využití odpadu při ochraně životního prostředí. Možnosti surovinového využití odpadů u pneu nejsou dosud plně prozkoumány, aspoň tedy co se týče naší republiky. Uvedené příklady dokumentují pouze šíři problematiky a prostor pro uplatnění nových myšlenek a směrů výzkumu a vývoje v aplikaci druhotných pryžových surovin (Sedlář, 1987). Jako velký přínos do budoucna 36