Введение 4
1 Анализ отходов мебельного производства и существующих методов
утилизации и переработки отходов плитной продукции ДСП, МДФ, ДВП, фанеры 6
2 Технология, процессы и аппаратное обеспечение термической
деструкции древесных отходов с получением активных углей 27
3 Разработка технологической схемы совершенствования производства
на базе существующего производстводственного цикла 41
3.1 Материальный баланс установки для получения древесного
активного угля 40
3.2 Расчет установки для получения древесного активного угля... 60
Заключение 74
Список используемой литературы и используемых источников
По данным Федеральной службы государственной статистики и Федеральной службы по надзору в сфере природопользования отходы производства мебели по состоянию на 2020г. составляют 147, 5 тысяч тонн в год. Большая часть этих отходов представлена древесными плитами ДСП, ДВП, МДФ, фанеры с содержанием формальдегида и других опасных веществ в своем составе. В России практически весь объем таких отходов попадает на мусорные полигоны, где, под воздействием атмосферных осадков, кислорода воздуха, и других внешних воздействий уже через 4 года такого хранения древесная масса начинает выделять фенолы в атмосферу.
Чистые древесные отходы мебельного производства в Европе успешно перерабатываются в топливные гранулы, которые служат сырьем для выработки тепловой энергии в котлах и применяются не только в частном секторе, но и на коммунальном уровне, а также на предприятиях и электростанциях достаточно большой мощности. Практика использования топливных гранул постепенно набирает популярность и в России, за счет привлекательной стоимости одного киловатта выделяемого тепла, которая уступает только природному газу. Отходы плитной продукции в свою очередь менее привлекательны с точки зрения вторичного сырья, из-за содержания в составе токсичных связующих, что ограничивает их использование в качестве сырья для топливных гранул. На основании анализа доступной научно-технической информации установлено, что такие отходы возможно использовать в качестве вторичного сырья для производства активных углей.
Углеродные адсорбенты на древесной основе представляют собой конкурентоспособный и востребованный товар на российском и мировом рынках. Активные угли широко применяются в разных отраслях промышленности за счет универсальности их использования. Различные фракции активных углей могут использоваться для очистки водных и газовых сред. Целесообразность внедрения замкнутого цикла производства с полной переработкой древесных отходов на мебельном предприятии обусловлена не только снижением крупной статьи расходов, связанной с утилизацией и вывозом больших объемов образующихся отходов, и с очевидными выгодами от реализации конкурентоспособного и востребованного на рынке конечного продукта.
Основной целью работы является усовершенствование существующего производственного цикла по переработке отходов мебельного производства путем включения в него отходов плитной продукции в виде ДСП, ДВП, МДФ, фанеры для получения активных углей.
Основными задачами работы являются:
- проведение литературного обзора существующих технологий утилизации отходов мебельного производства в виде плит ДСП, МДФ, ДВП, фанеры, а также подбор оптимального варианта их переработки с учетом сложного многокомпонентного состава исходного сырья, с использованием существующего на предприятии оборудования, с учетом его мощностей и технических возможностей.
- переход расходной части баланса предприятия по утилизации отходов мебельного производства в доходную часть за счет организации безотходного процесса переработки путем включения в существующий цикл отходов плит ДСП, МДФ, ДВП и фанеры с получением прибыли от реализации конечных продуктов процесса переработки.
- расчет возможного выхода конечных продуктов переработки отходов плитной продукции, исходя из объема их образования на мебельном предприятии в течение года.
- предложения по оснащению оборудованием существующей линии переработки отходов для реализации предложенной технологии с учетом проведенных расчетов, а также оценка рентабельности организации такого производства.
Основой для исследовательской работы стал анализ образующихся отходов на предприятии по производству мебельной продукции и было установлено, что, не смотря на уже существующую линию по переработке отходов мебельного производства, большая их часть в объеме 15 тыс. м3 в год является непригодной к переработке на этой линии. К таким отходам относятся плиты ДСП, ДВП, МДФ, фанера, которые загрязнены ЛКМ, кромочным и облицовочным материалом, а также содержат в своем составе токсичные вещества: формальдегид, фенол, стирол, которые препятствуют их переработке в топливные гранулы.
В ходе патентного поиска была найдена полезная модель установки для получения древесного активного угля, которая позволит перерабатывать указанные отходы в активные угли методом пиролиза древесной массы и частично пластиков, в пиролитический углерод с последующей его активацией посредством обработки водяным паром. Температурная обработка в установке позволит нейтрализовать токсичные вещества исходного сырья, а также использовать сырье, загрязненное отделочным материалом в виде пластиков, красок, лаков.
Исходя из объемов поступающего на переработку вторичного сырья установка по переработке будет производить 34.4 кг в день готового конечного продукта - активных углей, а также 116,8 кг в день побочного продукта - жидкого конденсата (жижки). Получаемые продукты являются востребованными на рынке, что позволит предприятию не только минимизировать расходы на вывоз и утилизацию отходов, но и получать прибыль от ранее неликвидных отходов, улучшить экологическую обстановку в регионе и получить возможность расширить вид деятельности предприятия за счет привлечения в переработку неликвидных отходов других предприятий мебельной отрасли.
