Экологически чистая сажа как основа безопасных для окружающей среды сажевых пигментов

Крис Твигг, Эд ван Оршот, Патрисия Гилен
26.10.2020 344

Во всем мире ежегодно вырабатывается примерно 14 миллионов тонн сажи, в основном в результате неполного сгорания ископаемых видов топлива, что служит причиной выбросов 35-40 миллионов тонн CO2.

До 90% сажи используется в качестве армирующего материала в таких изделиях, как автомобильные шины и резина; остальная часть используется в качестве пигмента для пластмасс, чернил, покрытий и в других областях применения[1].

В мировом масштабе около 1-1,5 миллиарда шин выработали свой срок службы, большая их часть выброшена на свалки или сожжена, зачастую в частях света с низким уровнем экологического контроля или его отсутствием[2]. Это создает серьезные экологические проблемы, начиная с выбросов CO2 и загрязнения от сжигания шин и заканчивая образованием питательной среды для малярийных комаров в застоявшейся в шинах воде.

Кроме того, около 4,5 миллионов тонн сажи вместе с отслужившими шинами попадает в отходы.

Компания Black Bear разработала перспективную технологию для вторичного использования сажевых пигментов, нефти и газа из отработанных шин с обеспечением стабильно высокого качества и выработкой чистой положительной энергии в процессе. NEPtune – это экологически безопасная замена сажевому пигменту в широком диапазоне областей применения полнотонового и оттеночного окрашивания.

СОВРЕМЕННЫЙ ПОДХОД К ПОЛУЧЕНИЮ САЖИ

Стандартная печная или «чистая» сажа вырабатывается из ископаемого топлива в результате частичного сжигания неочищенной нефти в контролируемых условиях.

Этот традиционный способ получения сажи сопряжен с существенным загрязнением окружающей среды. Новое решение этой проблемы предполагает другой технологический процесс с использованием отработанных шин в качестве сырья для производства высококачественной сажи. Этот принцип экономики замкнутого цикла обеспечивает положительное экологическое воздействие на углеродный след сажевых пигментов и вносит вклад в экологически безопасное производство покрытий.

Фактически, в процессе производства используется больше CO2 из атмосферы, чем выделяется, а также снижается загрязнение воздуха (например, пыль, CO2, SO2, NO2, ЛОВ) примерно на 80%. Наряду со вторичным использованием сажи, в процессе экологически чистым методом получают энергию − около 2 МВт и 1 тонну высококалорийной нефти на тонну произведенной сажи.

В процессе производится 40% высококачественной сажи и 60% летучих веществ; конденсирующаяся нефть (около 80%) и неконденсирующийся газ (около 20%). Благодаря последнему данный процесс обеспечивается непосредственно путем повторного использования произведенной энергии.

Цепочка добавления ценности приводит к формированию эффективного и практически безотходного жизненного цикла, результатом которого становится экологически рациональное решение по сажевым пигментам.

НИЗКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ПАУ

В процессе производства полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) из исходного сажевого материала эффективно «очищаются» от материала до концентрации <5 м.д. К тому же, в составе готовой продукции нет токсичных веществ, таких как диоксины, фураны, ПХБ и фенциклидин. Таким образом, технологию NEPtune можно использовать в областях применения, предусматривающих контакт с пищевыми продуктами и кожей человека, согласно Постановлению ЕС 10/2011.

Благодаря низкому содержанию ПАУ сажевые пигменты хорошо подходят для областей применения, предусматривающих контакт с пищевыми продуктами, например, покрытия для банок или рулонов, а также чернила для окраски пищевой упаковки.

Прочие характеристики представлены в таблице 1.

ХАРАКТЕРИСТИКИ

Пигменты NEPtune подходят как для окрашивания основным тоном, так и для подкрашивания.

Они обеспечивают высокую стабильность и интенсивность цвета при низком расходе, защиту от миграции пигмента и эффект всплывания, а также устойчивую флокуляцию пигмента при использовании небольшого количества диспергирующего вещества. Пигменты предварительно измельчаются для простого и не требующего много энергии получения дисперсионных свойств, вследствие чего обеспечивается высокая дисперсность.

Кроме того, они обеспечивают ньютоновскую вязкость с высокой степенью наполнения как в водных системах, так и в системах на основе растворителей, сохраняя при этом высокую стойкость.

Более детальное сравнение NEPtune i120 в чернилах на водной основе с конкурентной системой с удельной полной поверхностью 80 (при максимальной критической концентрации пигментов) показало сопоставимые результаты значений L*a*b* согласно МКО (таблица 2).

Благодаря строгому контролю качества на каждой стадии процесса гарантируются стабильные характеристики цвета. Тщательный предварительный отбор сырья и полностью автоматизированное, передовое производственное оборудование позволяет создать высококачественные, уникальные, экологически безопасные пигменты в строгом соответствии со спецификацией. Система NEPtune выпускается в виде порошка, а также в гранулированной форме, что снижает пылеобразование, упрощает обработку, повышает чистоту и безопасность использования. Дополнительные характеристики представлены в рисунке 1.

Рисунок 1. Результаты исследования характеристик сажи NEPtune

ВЫВОДЫ

Высококачественная сажа, изготовленная по инновационной технологии от компании Black Bear из отработанных шин, может заменить традиционную печную сажу и повторно использоваться в производстве новых шин, резины, пластмасс, чернил и красок.

Этот процесс помогает решить вопрос утилизации изношенных шин, способствует экономии нефти и положительно влияет на экологию.

Каждая установка помогает сэкономить больше CO2, чем может потребить миллион деревьев (что в 12 раз больше Центрального парка в Нью-Йорке); на каждую тонну произведенной сажи экономится 2,5 тонны нефти.

Коммерческие поставки заказчикам начались в начале 2017 года.

Благодаря наличию достаточного количества отработанных шин для создания более 1000 установок, компания Black Bear планирует выводить свой инновационный продукт на зарубежный рынок.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

  1. Сажа – Обзор мирового рынка (январь 2016 г.). URL: http://www.researchandmarkets.com; FreedoniaWorld Carbon Black 2013-2018. URL: http://www.lucintel.com.
  2. Отчет Европейской ассоциации производителей шин и резиновых изделий по отработанным шинам 2015 (данные ЕС); Краткий обзор использования отработанных шин США RMA 2015 (данные США); Исследование CATRA потенциальных рынков переработки шин в Канаде 2012 (данные Канады); Шинная промышленность Японии по данным Ассоциации производителей автомобильных шин Японии 2016 (данные Японии).

Крис Твигг, Эд ван Оршот, Патрисия Гилен, Black Bear Недерверт, Нидерланды

Связаться с нами

Готово, ваша заявка успешно отправлена.
Ошибка, попробуйте обновить страницу и попробовать снова.

Вам будет интересно

Смена караула: переход на интеллектуальные пигменты для защиты от коррозии
Смена караула: переход на интеллектуальные пигменты для защиты от коррозии
Чтобы создать действительно умное покрытие, вам нужно начать с умных добавок. Как и хорошему повару,…
Энди Нобл-Джадж, Крис Барбе
24.08.2020
120
Секреты эффектных пигментов
Секреты эффектных пигментов
С развитием новых пигментов развиваются также и новые методы измерения. Это касается многоуглового измерения алюминиевых…
Вернер Рудольф Крамер
24.03.2020
1343
Психология и использование цветных и эффектных пигментов в порошковых покрытиях
Психология и использование цветных и эффектных пигментов в порошковых покрытиях
Недавно компания Pantone выпустила отчет о цветовых трендах на 2018 год. В отчете представлено 10…
Адам Андреас, Майкл Т. Вентурини
10.03.2021
318
Инновации в сфере умных, высокоэффективных ингибиторов коррозии
Инновации в сфере умных, высокоэффективных ингибиторов коррозии
По имеющимся оценкам, на данный момент в странах ЕС 786 000 рабочих подвергается воздействию токсичного,…
Джорджия Какасе
18.05.2021
208
Приемочные испытания покрытий, защищающих от коррозии под изоляцией
Приемочные испытания покрытий, защищающих от коррозии под изоляцией
Коррозия под изоляцией (CUI) – это ускоренная коррозия, возникающая под слоем изоляции, который обычно применяется…
Майкл Ф. Мелампи
17.03.2021
318
Автомобиль от BMW как электронная книга Kindle
Автомобиль от BMW как электронная книга Kindle
В то время как оклейка кузовов автомобилей пленкой используется повсеместно, от автофургонов быстрого питания до…
24.01.2022
435
Цинковые чешуйчатые пигменты
Цинковые чешуйчатые пигменты
В недавнем пресс-релизе компания Eckart Group, специализирующаяся на производстве пигментов, объявила о выпуске нового цинкового…
13.09.2022
53
Новые полимерные диспергаторы
Новые полимерные диспергаторы
Чтобы получить требуемую стойкость и цветовые свойства диспергируемых пигментов в водорастворимых красках, необходимо применение подходящего…
Карлос Фейто Фрэйл, Элке Пирон, Михай Полвереян, Джеффри Йен, Энджел Ли
07.07.2020
8037
«Химия-2022» уже совсем скоро!
«Химия-2022» уже совсем скоро!
Важнейшее выставочно-конгрессное событие для химической отрасли вновь соберет на своей площадке ведущие компании, отраслевые научно-исследовательские…
03.10.2022
46