|
|
Сырьем, пригодным для гидролизного
производства (спиртовой, дрожжевой и фурфурольный профили), являются опилки,
получаемые при разделке древесного сырья. В соответствии с ГОСТ 18320 — 78
такое сырье должно удовлетворять специальным требованиям. Опилки не должны
содержать более 8 % коры, 5 % гнили и 0,5 % минеральных примесей их объема. В
опилках допускается не более 5 % крупных частиц, оставшихся на сите с
отверстиями диаметром 30 мм, и не более 10 % мелких частиц, оставшихся на
сите с отверстиями диаметром 1 мм. В опилках не допускается металл.
Исходя из требований гидролизного производства к сырью,
древесные опилки должны быть подготовлены в соответствии со схемой на 35.
При этом сортировка опилок должна осуществляться с использованием верхнего сита,
имеющего ячейки с отверстиями не более 30—35 мм, и нижнего, имеющего ячейки с
отверстиями не более 3-6 мм. Особое внимание при этом должно уделяться не
только тому, чтобы опилки соответствовали указанным выше размерным и
качественным требованиям, но и породному составу. Если для дрожжевого профиля
породный состав опилок не регламентируется, то для фурфу- рольного пригодны
только опилки лиственных пород, а хвойные и в виде смеси не допускаются. Для
спиртового профиля смесь опилок разных пород допустима, но только при
условии, что хвойные породы в них составляют не менее 70 %, а лиственные не
более 30 %. В случае поставок опилок для выработки пищевого кристаллического
ксилита они должны быть только из березовой древесины или из березы с
примесью осины в объеме не более 10%.
В настоящее время опилки для гидролиза готовят и
поставляют в смеси со щепой два предприятия. Более широко опилки, а также
станочная стружка используются для выработки пресс-масс и пресс-изделий. В
соответствии с ГОСТ 11368 - 79 из опилок лиственных пород и смеси опилок
лиственных и хвойных пород древесины, имеющих размеры по длине не более 4,5 мм и по толщине не более 1,8 мм, могут быть получены пресс-массы МДПО-Б и МДПО-В. Из станочной
стружки лиственных пород, смеси стружки лиственных и хвойных пород, а также
смеси станочной стружки с опилками, имеющих размеры по длине не более 15 мм, по ширине - не более 5 мм и по толщине — не более 12 мм, получают пресс-массу МДПС-М. Первые две марки пресс-масс пригодны для производства из них различных
конструкционных деталей в машиностроении, а также сидений струльев, рукояток
инструментов, погонажных изделий и т.п. Пресс-масса МДПС-М нашла применение в
производстве подоконных досок (с облицовкой пленками), а также отдельных
деталей мебели (крышки детских столов, сиденья и спинки стульев и т.д.) и
игрушек. Схема технологического процесса производства пресс-масс указанных
марок приведена на 41.
Из 41 видно, что процесс состоит из следующих основных
операций: накопления отходов и удаления из них металла; сортировки опилок или
стружки; сушки, складирования и дозирования сухого материала; приготовления и
введения связующего и добавок; пропитки или смешивания древесных частиц со
связующим и добавками; подсушки пропитанной массы и ее складирования. Для удаления
из отходов металла, накопления, складирования и транспортировки опилок и
станочной стружки йрименяется оборудование, указанное выше. Специфическим
является оборудование для сортировки, представляющее собой эксцентриковый
грохот, для сушки материала, представляющее собой аэрофонтанную или
барабанную сушилку, и для пропитки древесных частиц, осуществляемой в
червячно- лопастных или в бегунковых смесителях. Последние для такой цели
наиболее эффективны, так как одновременно с пропиткой достигается дополнительное
расслоение опилок и стружек до получения волокнообразной массы, положительно
влияющей на свойства пресс-масс и изделий на их основе. Производство
пресс-массы МДПОВ по такой технологии с использованием барабанных сушилок
(ТЭСЛО) и смесительных бегунков освоено, например, на Уфимском ДФК.
Особенностью производства является осуществление автоматического
пропорционального дозирования всех компонентов пресс-массы, а также
организация на ее основе прессового отделения для изготовления готовых
изделий: втулок, вкладышей, шкивов, роликов и др.
Организовано производство из опилок пьезотермопластика, а
также тырсолита и паркелита, применяемых главным образом в строительстве.
Технология производства пьезотермопластика разработана Белорусским ТИ, а
тырсолита и ^паркелита — УкрНПДО. Производство из опилок пьезотермопластика
может
осуществляться двумя способами: без предварительной
обработки и с обработкой горячей водой (паром) или химикатами. Второй способ
освоен на Костромском ФК.
Технологический процесс производства такого пластика, в
отличие от схемы на 41, не имеет участка клееприготов- ления, но включает
участок автоклавов для обработки опилок паром при температуре 170-180°С и
давлении около 1 МПа. После выдержки в течение 2 ч давление в автоклаве
снижают до 0,25 МПа и массу при влажности 100-130 % направляют через циклон в
приемник. Полученные после такой обработки опилки имеют коротковолокнистую
структуру, причем анализы показали, что основные комйоненты древесины (лигнин
и целлюлоза) количественно не изменяются, а содержание пенто- занов в
древесине уменьшается в 5—7 раз. Частицы при этом несколько уменьшаются в
размере и приобретают темно-коричневый цвет. Последующие операции
производства из указанных частиц пластика включают: сушку массы в барабанной
сушилке, отделение из смеси в сите-бурате крупных частиц, смешивание готовых
частиц с водой и олеиновой кислотой в смесителе, формирование из смеси с
помощью специальных пресс-форм брикетов, горячее прессование брикетов при
давлении 150 МПа и температуре 160°С до заданий толщины, охлаждение пластика
и его обработку. Охлаждают пластик до температуры 25—30°С и, кроме того,
выдерживают на складе в стопах 24 ч. При изготовлении по такой технологии
плиток для пола и других изделий в пресс-форму перед прессованием засыпают
цветной пресс- порошок. Готовые плитки шлифуют, снимая облой и фаски. При
изготовлении в зависимости от потребности плитки могут быть квадратными,
прямоугольными или шестигранными.
Для производства тырсолита используется смесь опилок и
станочной стружки с добавлением до 33 % древесной пыли. При сортировке смеси
отделяются главным образом крупные частицы. Для производства паркелита
используется смесь опилок и стачной стружки, а пыль отделяется при
сортировке. В обоих случаях сортированная масса сушится после этого в
барабанных сушилках до влажности 4-10 %, затем смешивается со связующим и
прессуется. В первом случае материал прессуют между плитами пресса и получают
листы толщиной до 8 мм, а во втором случае прессование ведут в пресс-формах и
получают плитки размером 300x300 мм толщиной 18 мм. Производство тырсолита и паркелита освоено на Киевском ДОКе.
Из нее видно, что наибольшую прочность и твердость и
наименьшие водопоглощение и разбухание имеют пластики на основе пресс-масс.
Высокие показатели имеет также пьезо- термопластик, хотя при той же или
большей плотности его основные свойства ниже. Наименьшие прочностные
показатели и невысокую водостойкость имеют тырсолит и паркелит. По своим
свойствам они ближе к древесным плитам. Однако учитывая, что паркелит,
например, облицовывается перед использованием лущеным или строганым шпоном
толщиной до 4-5 мм, а также его область применения, такие его показатели
достаточны.
Несмотря на высокую эффективность, указанные материалы еще
не имеют массового производства. Учитывая достоинства пресс-масс и
пресс-изделий и объемы отходов, такое производство может и должно быть
расширено.
Опыт показал, что существующие камерные топки для сжигания
древесных отходов (топки скоростного горения В.В. Померанцева, полугазовые
топки ЦНИИФа и др.) дают удовлетворительные результаты только при сжигании
твердых видов топлива или специальной топливной щепы-дробленки с примесью
незначительной доли опилок и коры. Увеличение содержания в топливе мелких
фракций и особенно опилок и пыли резко снижает производительность топок,
увеличивает унос несгоревших частиц в дымовую трубу, что снижает КПД
котельных и сушильных агрегатов, засоряет окружающее пространство и является
одной из причин возникновения пожаров. При этом, как правило, возрастают и трудозатраты,
связанные с обслуживанием оборудования.
Сущность модернизации существующих камерных топок состоит
в переводе их на факельный или факельно-вихревой способ сжигания топливной
смеси из мягких отходов, осуществляемый совместно с газом или мазутом. При
этом одновременно реконструируется не только топка, но и система топли-
воподачи. Последняя осуществляется по схеме, показанной выше на 35 на базе
того же оборудования.
Наиболее известен опыт модернизации топок для совместного
сжигания различных видов мягких отходов на Усть-Ижорском ФК и ПДО
"Житомирдрев". По первой из таких схем в топке сжигаются подаваемые
самотеком отходы фанерного производства, представляющие собой смесь
дробленки, опилок и пыли, а по второй — подаваемые вентилятором отходы деревообрабатывающего
производства, представляющие собой смесь щепы, стружки, опилок и пыли.
Полученные топочные газы по первой схеме используются для сушки шпона в
сушилках, а по второй - для выработки пара в котлах типа ДКВР-6,5/13.
По данным Усть-Ижорского ФК, такая модернизация топок
позволила отказаться от использования дровяного сырья, обеспечила механизацию
процесса и резко сократила трудозатраты на обслуживание. При этом удалось
стабилизировать процесс сушки шпона и повысить его качество. Опыт показал, что
из-за отсутствия накопительного бункера и специальных дозирующих устройств
требуемая равномерность подачи, а следовательно, и стабильность горения
топливной смеси при такой модернизации топок не достигается. Подача топлива
самотеком, несмотря на дополнительное боковое дутье, не дала возможности
полностью использовать преимущества факельно-вихревого сжигания отходов!
Кроме того, применение механического транспорта и необходимость в перегрузке
отходов и загрузке их в топку
самотеком не позволили исключить распространения пыли
вдоль тракта и в помещении котельной.
Достоинством второй схемы модернизации топки по сравнению
с первой является более равномерная подача опилок, стружки и пыли в топочное
пространство и более интенсивное и полное сгорание различных фракций
топливной смеси за счет преимущественно факельного и факельно-вихревого
принципа сжигания. По данным ПДО "Житомирдрев", это позволило не
только снизить трудозатраты и сократить потребность в автотранспорте для
вывоза отходов в отвал, но и уменьшить расход более дорогостоящих видов
топлива. Опыт также показал, что введение топливной смеси из опилок, стружки
и пыли в топочное пространство ниже уровня газомазутных горелок не исключает
оседания отдельных несгоревших частиц на дно топки, а также выноса наиболее
мелких и тонких пылевых частиц за пределы зоны горения. Вследствие небольшой
скорости подачи топливной смеси и воздуха в зону горения достаточно высокой
интенсивности сжигания мягких отходов в топке не достигается.
При модернизации топка была переведена на подачу в нее
топливной смеси пневмотранспортом, для чего на фронтальной части были
смонтированы два специальных патрубка, установленные выше уровня расположения
мазутных горелок. Благодаря этому, как показал опыт, отложения зольных
остатков в топке котла и по тракту газоотхода оказались минимальными, что
позволило производить чистку топки не чаще, чем один раз в 2 мес. При этом,
как установлено, после реконструкции практически ликвидированы взрывы
топлива. Производительность котла повысилась не менее чем в 2 раза, причем
выявилась возможность сжигания опилок, пыли и других отходов после выведения
котла на заданный режим без использования мазута.
Учитывая накопленный опыт, объединением
"Союзорглестех- монтаж" по аналогичной схеме реконструированы топки
и на некоторых других предприятиях отрасли. По схеме, аналогичной описанной
выше, как показал опыт, можно проводить сжигание факел ьно-вихревым способом
топливной смеси из мягких отходов не только совместно с мазутом, но также и
совместно с природным газом.
От бункеров сбора древесных отходов, расположенных в
цехах, топливная смесь согласно схеме подается вентиляторами ЦП7-40 сначала в
циклоны, расположенные у здания котельной, а затем другими вентиляторами того
же типа — непосредственно в пневмопатруб- ки топок котлов. Назначительное
пыление циклонов устраняется забором воздуха из них и использованием
запыленного воздуха в газовых горелках, что позволяет оградить воздушную
среду от засорения пылью. Как установлено, в сутки в топках котлов по
указанной схеме может сжигаться до 35-40 м отходов, в том числе до 40 % различных видов пыли. Расход природного газа при этом сокращается примерно в 2 раза.
Вместе с тем рассмотренной схеме реконструкции топок свойственны те же
недостатки, что и отмеченные выше. Кроме того, они усугубляются из-за
отсутствия промежуточного бункера и дозатора отходов, и поэтому сжигают их
без регулирования нагрузки котла.
Учитывая рассмотренный опыт совместного сжигания мягких
отходов, НПО "Научфанпром" предложена усовершенствованная схема,
которая не имеет большинства отмеченных ранее недостатков и обеспечивает
более полное использование преимуществ факельно-вихревого сжигания топливной
смеси.
Предложенная схема имеет следующие принципиальные
особенности по сравнению с известными. Во-первых, в качестве обязательного
оборудования схема включает накопительный бункер для мягких отходов
(дробленки, опилок, стружки- отходов и пыли) и дозатор топливной смеси
непрерывного действия, благодаря чему расход последней, а следовательно, и
нагрузка котла или сушилки регулируются в требуемых пределах. Во-вторых, в
отличие от названных выше устройств для подачи топливной смеси в зону горения
схемой предусмотрено использование специальных циклонных форсунок,
обеспечивающих полную реализацию принципа факельно-вихревого сжигания
топлива. В-третьих, для повышения интенсивности процесса горения топливной
смеси последняя приводится во взвешенно-вихревое состояние путем подачи в
форсунки дополнительного (вторичного) воздуха,причем интенсивность горения с
помощью вторичного дутья может регулироваться. В-четвертых, для создания
безопасных и надежных условий сжигания топлива схемой предусмотрена установка
в соответствующих трактах подачи топлива и мазута предохранительных и
регулирующих клапанов, а на задних стенках топок - специальных взрывных
клапанов.
Испытания топок, работающих по схеме на 42, проведенные
на ряде предприятий, дали положительные результаты. Так, на Ленинградском МК
при испытаниях топки сушильного отделения было установлено, что кроме
вышеуказанных преимуществ в результате проведенной модернизации
стабилизировалась температура газов на выходе из топки, уменьшилось забивание
шлаком газоотходов и боровков. Мощность топки за счет более полного и
интенсивного сгорания топлива возросла почти в 2 раза. Кроме того,
испытаниями установлено, что благодаря герметичности системы, наличию
клапанов и других мер уменьшилась опасность взрыва пыли, снизилась
запыленность территории и производственных помещений, значительно облегчилось
обслуживание оборудования и улучшились условия труда на участке. Аналогичные
преимущества достигнуты и на других предприятиях.
В последние годы мягкие отходы производства все шире
используются на топливо не в исходном их виде, а в виде брикетов и окатышей,
которые эффективно сжигаются в промышленных и в квартирных печах и каминах.
По сравнению с сыпучими отходами брикеты и окатыши как топливо имеют
следующие преимущества£ повышенная в 2,5-3 раза плотнось требует
значительно меньших емкостей для хранения и транспорта: возможность поставки
потребителю в заранее расфасованном и упакованном виде, в связи с чем не
нужны средства дозирования, обмера или взвешивания; повышенная температура
горения, малая зольность и отсутствие при горении вредных веществ и запахов и
др.
Наиболее широкое использование мягких отходов для
производства брикетов получило в США, Японии и в Западной Европе, а в
последние годы и в СССР, причем как на импортном, так и на отечественном
оборудовании.
Из табл. 36 видно, что все брикеты по форме изготовляются
трех видов: брусковые, цилиндрические и шашечные. В последнее время
предпочтение отдается двум последним видам, так в этом случае упрощается и
удешевляется конструкция брикетирующей установки. При этом цилиндрические
брикеты, имеющие большую длину, чем шашечные, чаще изготовляются с отверстием
вдоль оси диаметром 13-17 мм, способствующим повышению интенсивности горения.
С той же целью в некоторых странах начат выпуск брикетов, перед прессование
которых в смесь отходов вводят до 1,5-3 % специальных добавок.
Основными факторами, определяющими механическую прочность,
водостойкость и калорийность брикетов, являются их плотность и влажность
исходной смеси отходов. Чем плотнее брикет, тем выше показатели его качества.
Наименьшее давление, при котором можно получать из отходов брикеты, равно
"30 МПа, оптимальноев пределах 50-10и Mlla. Критическая влажность
исходного материала обычно равна 16-2^ %, когда еще возможно получение
брикетов, но они не подлежат хранению, так как быстро рассыпаются.
Оптимальная влажность, как правило, находится в пределах 6-15 %. На
прочностьЪри£# тов влияют также и температура подогрева материала, ^ем
она выше, тем прочнее брикет и тем меньшее усилие необходимо приложить к нему
ТТр" прег.пптщир. Допустимая температура составляет 80-125°С, но рекомендуемая,
при которой получают "прочные брикеты, должна быть в пределах
150—200°С."
Как видно из схемы, процесс производства брикетов из
отходов предусматривает их подготовку в два потока, в первом из которых
готовятся для использования только мягкие отходы, а во втором - кусковые.
Мягкие отходы собирают от мест их образования сначала в бункер, затем
доизмельчают в мельнице и далее превноустановкой подают в общий
бункер-накопитель брикетируемой смеси. Кусковые отходы собирают в местах
образования в контейнеры (с открывающимся дном), перевозят автопогрузчиком на
эстакаду, где тельфером разгружают, направляют в дробилку и после
измельчения, так же как и мягкие, подают в бункер-накопитель. Из бункера
брикетируемая масса выдается шнеком на ленточный конвейЬр, снабженный
железоотделителем, затем поступает в расходный бункер и из него шнеками,
имеющими регулируемую частоту вращения, распределяется по брикетирующим
прессам. Под воздействием тепла и давления, создаваемого червячным
выдавливателем, древесная масса формуется в жгут, который сразу разрезается
на поленья-брикеты. После охлаждения брикеты подают на упаковку в пачки.
Поддержание соответствующего темпа выдавливания, степени
нагрева и противодавления, а также времени охлаждения брикетов в камере
обеспечивается изменением скорости дозирующих шнеков и выдавливателя. При
необходимости использования отходов большей влажности, чем указанная,
установка оснащается сушилкой, например, барабанного типа.
Следует отметить, что брикетирование отходов на фанерных и
спичечных предприятиях еще не получило широкого применения, что объясняется
отсутствием необходимо™ оборудования. По приведенной на 43 схем птупг™
фянррнпгп ттрпмчипттгт- ва иЯгользуют только на Таллинском ФМК, имеющем для
этого ймииршую установку (Финляндия). Еще не получило применении
отечественной промышленности производство из мяг- 'ких отходов
брикетов-окатышей (диаметр 3-12 мм, длина 6-25 мм); за рубежом широко применяют отходы, в качестве прессованного топлива благодаря компактности и
возможности использовать их влажностью до 35 %.
|