Снижение негативного воздействия на литосферу битумно-кровельных отходов путем брикетирования продуктов их термической обработки с целлюлозосодержащими веществами
Введение 9
Глава 1. Литературный обзор 11
1.1. Современное состояние проблемы утилизации битумных кровельных
отходов 11
1.2. Битумный материал: состав, свойства 13
1.3. Переработка и утилизация отходов руберойда 21
1.4. Виды оборудования для прессования 22
1.5. Переработка древесных отходов в топливные брикеты 24
1.6. Преимущество брикетов над другими видами топлива 29
1.7. Патенты и технологии 31
1.7.1. Способ переработки руберойда 31
1.7.2. Связующее вещество для склеивания материалов на основе
древесной стружки 33
1.7.3. Способ получения битума нефтяного кровельного покровного 36
1.7.4. Способ получения битумного вяжущего для кровельных материалов. 39
1.7.5. Способ получения топливных брикетов из древесных отходов 42
Глава 2. Материалы и методы 45
2.1. Методы испытания опилок 45
2.1.1. Метод определения содержания коры в древесных опилках 45
2.1.2. Метод определение содержания гнили в древесных опилках 46
2.2. Методы испытания брикетов 48
2.2.1. Метод определение водопоглощения брикетов 48
2.2.2. Метод определение плотности 49
2.2.3. Метод определение влажности 50
2.2.4. Метод определение зольности 52
2.2.5. Метод определение теплоты сгорания брикетов 53
Глава 3. Результаты и их обсуждения 55
3.1. Исследование древесных опилок 55
3.1.1. Определение содержания коры в древесных опилках 55
3.1.2. Определение содержания в древесных опилках гнили 56
3.2. Исследование древесных брикетов с использованием связующего
материала 56
3.2.1. Определение плотности брикетов 58
3.2.2. Определение влажности брикетов 60
3.2.3. Определение зольности 61
3.2.4. Определение водопоглощения брикетов 62
3.2.5. Определение теплоты сгорания брикетов 63
3.2.6. Определение механической прочности при сжатии и сбрасывание 63
Заключение 69
Список использованной литературы 71
Проблема поиска альтернативных источников энергии и перспективных путей ресурсосбережения является очень актуальной и становится одной из главных для экономически развитых государств.
На протяжение многих десятков лет в строительстве используется битумная кровля. Данный материал относится к одному из самых востребованных кровельных материалов.
Федеральный классификационный каталог отходов относит рубероид к 4 классу опасности отхода. Это значит, что данный вид утильсырья является малоопасным, и степень его негативного воздействия на окружающую среду не высока. Однако, битумные кровельные материалы в обычных природных условиях разлагаются дольше, чем полиэтилен. Одним из таких материалов является руберойд, в состав которого входит битум, посыпка и картонная основа. В любом городе - полумиллионнике (как например, г Набережные Челны) в год образуется около 5-6 тыс. т. битумно-кровельных отходов.
В тоже время, отходы деревообрабатывающей промышленности - древесные опилки, составляют не менее 40 % от всего объема производства (45 млн. м3) или около 40 млн. тонн условного топлива в год, а эффективность их использования не превышает 48 %.
Поэтому комплексная утилизация продуктов термической обработки битумно-кровельных отходов, в частности, битумного картона и древесных опилок путём получения топливных брикетов, является актуальной задачей, имеет новизну и большую практическую значимость, так как позволяет сэкономить энергоресурсы и обеспечить топливом труднодоступные районы.
Целью данной работы является разработка наилучшего состава и условий создания топливных древесных брикетов с использованием продуктов термической обработки битумно-кровельных отходов в роли связующего вещества.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Исследование механизма структурообразования топливного материала на основе битумно-кровельных отходов и отходов деревообработки для получения топливных брикетов.
2. Исследование совокупности влияния различных факторов при формировании топливных брикетов: давления прессования, содержания в смеси связующего, размера опилок, температуры прессования.
3. Создание топливных брикетов с различными составами.
4. Разработка оптимального состава топливных брикетов путем методических испытаний.
5. Предложение состава топливных брикетов с минимальным количеством битумного картона в качестве связующего и достаточной прочностью брикета.
По результатам экспериментальных исследований был определен оптимальный состав и условия для брикетирования древесных брикетов с добавлением битумного картона в роли связующего вещества:
• Оптимальный состав брикета: древесные опилки - 75%, битумный картон - 25% от общей массы брикета;
• Оптимальные условия прессования брикета: давление брикетирования - 34 МПа, температура брикетирования - 90°С.
По результатам экспериментальных исследований были установлены физико-химические характеристики брикета :
• Плотность брикета составила - 854,82 кг/м ;
• Механическая прочность на сжатие - 18 МПа;
• Механическая прочность при сбрасывании - 99 %;
• Водопоглощение брикета составило - 23 %.
Таким образом можно сделать следующие выводы:
Битумный картон, который является продуктом термической переработки руберойда является хорошим связующем материалом при достаточной температуре.
Древесный брикет, изготовленный с использованием данного материала имеет достаточную механическую прочность , более устойчив к влаге и может стать конкурентоспособным продуктом на рынке экологического топлива.
Положительным моментом при использовании древесных брикетов в качестве топлива является снижение ущерба окружающей среде, по сравнению с ископаемым твердым топливом
Производство брикетов с данным составом является хорошим способом комплексной утилизации отходов деревообработки и отходов термической переработки битумно - кровельных материалов.
