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Applicazione del WATERJET per lo smaltimento degli pneumatici fuori uso (con riciclo integrale dei prodotti). Raimondo Ciccu Università degli Studi di Cagliari Dipartimento di Geoingegneria e Tecnologie Ambientali. PROBLEMI DI SMALTIMENTO DEI PFU. - PowerPoint PPT Presentation
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Applicazione del WATERJET per lo smaltimento degli pneumatici fuori uso
(con riciclo integrale dei prodotti)
Raimondo CiccuUniversità degli Studi di CagliariDipartimento di Geoingegneria e Tecnologie Ambientali
I PFU e i rifiuti compositi in generale sono smaltiti in discariche, abbandonati illegalmente nell’ambiente o bruciati, causando spesso gravi problemi ambientali.Solo negli ultimi anni si è presa in considerazione l’ipotesi del riciclo dei prodotti per usi alternativi o dei materiali per diverse applicazioni..
PROBLEMI DI SMALTIMENTO DEI PFU
2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010
SCHEMA DEI FLUSSI DEI MATERIALI/PRODOTTI
2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010
Riuso diretto dei PFU per impieghi diversi
Nelle opere viarie (barriere protettive antiurto o antirumore); Negli interventi di salvaguardia da fenomeni di erosione costiera; Come isolante nelle fondazioni e come materiale nei sottofondi stradali;Per il rinforzo di terrapieni;Come elementi di protezione in agricoltura e per la copertura di discariche di rifiuti; Come habitat artificiale per scopi di ripopolamento ittico in mare aperto;
Riciclo dei materiali
I componenti degli pneumatici, recuperati selettivamente possono essere riciclati come:Granuli o micronizzati di gomma, Fili di acciaio speciale, Prodotti di pirolisi, combustibile per la generazione di energia
OPZIONI ALTERNATIVE DI RICICLO/RIUSO
2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010
TIPO DI VEICOLO PESO kgAutomobili 7.5/8.5
SUV 11autocarri 50
Semirimorchi 55/80Trattori agricoli 100
Dumpers da miniera 1000-5000
CARATTERISTICHE DEGLI PNEUMATICI
2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010
Eccetto il caso della combustione diretta, il riciclo dei materiali recuperabili dei PFU implica uno stadio di disintegrazione selettiva per la liberazione dei componenti.
Gli impianti convenzionali di trattamento a secco per la disintegrazione meccanica dei PFU comprendono le seguenti sezioni:•Alimentazione degli pneumatici•Stallonatura •Sminuzzamento e granulazione •Concentrazione dei componenti •Polverizzazione•Filtrazione
Il processo è relativamente costoso, rigido, debolmente selettivo, e i prodotti ottenuti hanno scarso valore commerciale.
Una valida alternativa è offerta dalla tecnologia waterjet.
TECNOLOGIE TRADIZIONALI DI SMALTIMENTO PFU
2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010
CAMPI DI LAVORO DELLA TECNOLOGIA WATERJET
dove Q = portata d’acqua [ m3. s-1], p = pressione dell’acqua [Pa ]
1 – SCAVO2 – PULITURA3 - TAGLIO
Getti puri (water only)
Potenza idraulica del getto
2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010
Le prime esperienze presso i laboratori del DIGITA, finalizzate alla disgregazione selettiva degli pneumatici integri sono consistite nell’applicazione del concetto dei getti rotanti generati ad alta pressione.
DISINTEGRAZIONE AD ALTA PRESSIONE CON TESTA ROTANTE A GETTI CONTINUI
2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010
F = 0,60 mm
0
20
40
60
80
100
0 100 200 300
Pressure [MPa]
Mas
s de
stro
yed
[%]
F = 0,50 - 0,60
0
20
40
60
80
100
0 20 40 60
Hydraulic power [kW]
Mas
s de
stro
yed
[%]
La distruzione in due minuti di uno pneumatico di automobile richiede una pressione di circa 260 MPa usando due ugelli da 0.6 mm.La potenza idraulica corrispondente è intorno a 55 kW.Il consumo specifico di energia si aggira intorno a 0,94 MJ/kg (0.26 kWh/kg).Non considerando i benefici ambientali, l’operazione risulterebbe economicamente vantaggiosa per un tempo di lavorazione < 1 min.
RISULTATI OTTENUTI
2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010
Vantaggi della configurazione in fase di brevetto: Minori investimenti per il sistema waterjet Maggiore affidabilità operativa Elevata capacità di trattamento D’altro canto i consumi di acqua (peraltro quasi integralmente riciclabile) sono molto maggiori
DISINTEGRAZIONE DEGLI PNEUMATICI MEDIANTE CONFIGURAZIONE WATERJET (BREVETTO)
2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010
RISULTATI OTTENUTI
CARATTERISTICHE DEI PRODOTTI OTTENUTI
I getti generati secondo la configurazione oggetto del brevetto in fase di deposito, continui o pulsanti, hanno un’azione molto selettiva sui componenti consentendo di produrre un materiale metallico molto pulito (con meno del 5% di materiali estranei), una frazione di gomma di granulometria fine in forma di fiocchi, molto apprezzata nel mercato, e un residuo tessile riciclabile.
2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010
UTILIZZAZIONE DEI PRODOTTI
In virtù dell’elevata selettività della disgregazione con getto d’acqua che consente di orrenete prodotti puliti di alta qualità,
FLOWSHEET DELL’IMPIANTO DI TRATTAMENTO DI PFU AUTO
2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010
Capacità totale di trattamento: 7000 t/a (circa 1.000.000 di pneumatici)Numero di linee di trattamento: 6 (battistrada) + 1 (fiancate)Turni di lavorazione: 2 (16 ore giornaliere di produzione)Giorni di lavoro: 250 (28 t/g = 4.000 pneumatici)Alimentazione della singola linea waterjet: circa 180 kg/hPotenza idraulica generata dalle pompe: 1200 kW.Portata di ciascuna pompa: 160-200 l/minPressione di lavoro: 50-70 MPa (30 -50MPa con getti pulsanti) Consumo totale di acqua: <70 m3/h (80% riciclabile)Velocità areale di trattamento: circa 800 cm2/min (pneumatico automobile standard)Tempo medio di disintegrazione di un battistrada: 20s Le fiancate (prive di acciaio) saranno trattate con metodi meccanici in una distinta sezione di impianto in parallelo con capacità circa 3000 t/a
CARATTERISTICHE E PRESTAZIONI DELL’IMPIANTO(sezione waterjet)
2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010
I grandi mezzi gommati di movimento terra impiegano pneumatici di dimensioni eccezionali il cui smaltimento pone problemi difficili da risolvere anche in relazione alla vita utile particolarmente breve (in media 6 mesi).
IL CASO DEGLI PNEUMATICI OVERSIZE
2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010
- Strategia A: Disintegrazione completa con getto d’acqua con robot.- Strategia B: Taglio di separazione con getto abrasivo delle parti costituite da sola gomma (fiancata e battistrada) e loro trattamento con macchine di triturazione meccanica; disintegrazione con getto d’acqua pulsante della restante carcassa in isole di lavorazione robotizzate. La strategia B predomina al crescere delle dimensioni dello pneumatico.
Flowsheet della strategia B
STRATEGIE OPERATIVE PER GLI OVERSIZE
2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010
ISTITUZIONI DI RICERCA PARTNERS INDUSTRIALI
CENTRO DI RICERCA
Scopi istituzionali:Ricerca di baseFormazione
Obiettivi aziendali:Profitto di impresaCompetitività
Attività :Sviluppo applicativo delle tecnologieProgettazione di impianti innovativi
RUOLO DEL CENTRO DI RICERCA
2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010
Establishment of a
RESEARCH CENTER FOR THE DEVELOPMENT OF INNOVATIVE TECHNOLOGIES
USING WATER JETS
in the shape of a consortium company
Possible Partners:
Università di CagliariConsiglio Nazionale delle RicercheEcoglobal srl(Regione Sardegna)
PROPOSTE OPERATIVE
2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010
Domanda di brevetto Internazionale n. PCT/IT2009/000184
Title: “Method for treating materials, in particular stony materials, by pulsating fluid jets and apparatus to carrying out said method”
Proprietari: CNR (60%); Institute of Geonics ASCR, v.v.i. (40%)
Inventori: Augusto Bortolussi, Raimondo Ciccu, Josef Foldyna, Libor Sitek
Soggetto interessato: Pellegrini SpA
Lettera di interesse e accordo di segretezza
PRINCIPALI PRODOTTI DELLA RICERCA
2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010
International Patent (in preparazione)
Title: “Method for creating impermeable or reactive barriers by injecting suitable matter into the soils using water jets”
Applicants: CNR (50%); UNICA (50%)
Inventors: A. Bortolussi, R. Ciccu, B. Grosso
PRINCIPALI PRODOTTI DELLA RICERCA
Soggetti interessati: Imprese di bonifica ambientale
2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010
International Patent Application n. RM2010A000011 (15 gennaio 2010)
Title: “Method for selective disintegration of composite materials by fluid jets and apparatus for applying said method”
Inventors: A. Bortolussi, R. Ciccu
Soggetto interessato: ECOGLOBAL
Scelta tecnologica per la realizzazione di un impianto nella zona di Cagliari
PRINCIPALI PRODOTTI DELLA RICERCA
2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010
Costituzione di
SOCIETA’ DI SPIN-OFF AQUAVISPER LO SVILUPPO E L’INDUSTRIALIZZAZIONE
DI TECNOLOGIE AVANZATE WATERJET
Soci:
Raimondo CiccuAugosto BortolussiTermomeccanicaSFIRS
Accordi di collaborazione:
Ecoglobal
PROPOSTE OPERATIVE
2° Seminario ATA, Cagliari 14 Maggio 2010