![](/user_photo/_userpic.png)
Переработка отходов производства и потребления
..pdfНизкокачественную древесину и отходы, образующиеся на ле созаготовках, целесообразно измельчать на рубильной машине МРНП-30, конструкция которой показана на рис. 13.4.
Рис. 13.4. Схема рубильной машины МРНП-30:
1 , 8 - роликовые подшипники; 2 - вал; 3 - нож; 4 - кожух; 5 - ножевой диск; 6 - лопасть; 7 - шпилька; 9 - втулочно-пальцевая муфта; 10 - ленточный тормоз; 11 - электродвигатель
Дисковые рубильные машины выпускают с наклонной и гори зонтальной подачей перерабатываемого сырья. В машинах с на клонной подачей сырья загрузочный люк приемного патрона рас полагается под углом 45 - 50° к горизонтальной плоскости (или плоскости диска машины). Поэтому в таких машинах щепа всегда срезается под углом в пределах 45 - 50° к направлению волокон, в результате чего значительно уменьшается расход энергии на из мельчение древесины.
Основной рабочий орган дисковых рубильных машин - сталь ной диск с радиально закрепленными на нем ножами, количество которых может быть от 3 до 16 (рис. 13.5). Диск заключен в ко жух и закреплен на стальном валу, вращающемся в двух или трех подшипниках скольжения или в роликовых подшипниках.
В зависимости от аппарата подачи (загрузочного патрона) дис ковые рубильные машины бывают со свободной и принудительной подачей древесины к диску для дальнейшей переработки в щепу. В
рубильных машинах со свободной подачей древесина поступает к ножам диска за счет ее самозатягивания.
|
Рис. |
13.5. Диск рубильной машины: |
1 - |
ножи; 2 - корпус диска; |
3 - подкладка; 4 - накладка; 5 - конусное кольцо; |
6 - |
кольцевая гайка; 7 - втулка |
Механизм принудительной подачи материала в машину пред ставляет собой два ряда приводных валков с шипами. Перерабаты ваемый материал захватывается валками и направляется к режу щим ножам. Величина просвета между нижним и верхним подаю щими валками определяется толщиной перерабатываемого слоя отходов и регулируется перемещением верхних подающих валков вверх или вниз под действием противовеса или пружин.
Схемы резания древесины в дисковых рубильных машинах по казаны на рис. 13.6. Геликоидальная рабочая поверхность диска представляет собой винтовую поверхность, которая сливается с за дними кромками ножей, заточенными по той же винтовой линии. При вращении такого диска и при одновременной подаче древеси ны к диску ножи срезают древесину не в одной плоскости, как у машин с плоским диском, а по винтовой линии. Резание происхо дит не в вертикальной плоскости, а по ходу винта. Благодаря это му обеспечивается устойчивое положение и самозатягивание пере рабатываемой древесины в процессе резания.
Рис. 13.6. Схема резания древесины в дисковых ру бильных машинах:
а - в малоножевых маши нах с плоским диском; б - в многоножевых машинах с плоским диском; в - в мно гоножевых машинах с гели коидальным диском; 7 - но жевой диск; 2 - нож; 3 - перерабатываемый материал;
4 - щепа
Многоножевые рубильные машины с геликоидальной поверхно стью диска могут перерабатывать на щепу не только отходы лесо пиления, но и круглый лесоматериал, ’’карандаши” фанерного производства и др.
Полученная на рубильных машинах щепа сортируется по раз мерам на установках вибрационного или гирационного (с круговым качанием сит в горизонтальной плоскости) типа. Наиболее рацио нально использование поДвссных и напольных гирационных сорти ровочных машин, основу которых составляют три последовательно установленных по вертикали короба сита с отверстиями различных размеров. (В последнее время появились установки с двумя сита ми.) Сита совершают качательные движения в горизонтальной плоскости. На верхнем сите остаются самые крупные куски древе сины, которые поступают на повторное измельчение. Со среднего и нижнего сит выходят две фракции щепы, а опилки и мелочь, про скочившие через все три сита, поступают в бункер для опилок. Технические характеристики сортировочных установок приведены в табл. 13.3.
|
|
|
|
Т а б ли ц а 13.3 |
Характеристики установок для сортировки щепы |
|
|||
Показатели |
СЩ-1М |
СЩ-60М |
СЩ-120 |
СЩ-140 |
Производительность, м3/ч |
60 |
65 |
120 |
140 |
Количество сит, шт. |
3 |
3 |
3 |
2 |
Площадь сит, м2: |
|
|
|
|
верхнего |
2,88 |
2,88 |
8,4 |
4,0 |
среднего |
2,56 |
2,56 |
8,4 |
- |
нижнего |
2,88 |
2,88 |
7,5 |
4,0 |
Частота колебаний, с"1 |
3 |
3 |
2,5 |
3 |
Мощность привода, кВт |
3 |
3 |
4,5 |
3 |
Для того чтобы определить кондиционность получаемой про дукции и при необходимости внести своевременные коррективы в технологический процесс, проводят лабораторный анализ сырья и готовой продукции. При анализе определяют качество срезов у ще пы, ее фракционный состав, наличие и количество посторонних включений, влажность.
Транспортирование щепы в пределах предприятия осуществля ется с помощью ленточных, скребковых и шнековых транспорте ров, а также пневмотранспортом.
Пневмопогрузчики щепы, характеристики которых приведены в табл. 13.4, отличаются от обычных пневмотранспортных устано вок более высокой производительностью, обеспечивающей мини мальный простой транспортных средств под погрузкой. Для транс портирования щепы за пределами предприятия, вырабатывающего щепу, используют автомобильный, водный и железнодорожный транспорт. Автомобильная промышленность Белоруссии и Украины изготавливает специализированные автомобили для перевозки щепы.
Характеристики пневмопогрузчиков щепы |
Таблица 13.4 |
||
|
|||
Показатели |
ПНТУ-2М |
ВО-53 |
ВО-59 |
Производительность, м3/ч |
До 7 |
До 35 |
До 50 |
Расстояние подачи щепы, м |
До 75 |
До 70 |
До 75 |
Диаметр трубопровода, мм |
273 |
319 |
325 |
Установленная мощность, кВт |
27.5 |
78,3 |
70.8 |
Для перевозки щепы железнодорожным транспортом использу ют вагоны общего назначения с надстроенными по высоте бортами и специализированные вагоны-щеповозы грузоподъемностью 58 т и объемом 135 м3. Вагоны имеют по 10 разгрузочных люков с каж дой стороны.
Дальнейшая переработка щепы, полученной из древесных от ходов, производится вне лесопильного производства на предприя тиях соответствующих отраслей промышленности (стройматериа лов, лесохимии, целлюлозно-бумажной и др.) по технологиям, принятым в этих отраслях.
13.3. Производство строительных и конструкционных материалов из отходов древесины
Одним из основных направлений утилизации древесных отходов является производство различных ограждающих и отделочных строи тельных материалов: древесно-волокнистых плит, древесно-стружеч ных плит, цементно-стружечных плит, щитового паркета и др.
При изготовлении древесно-волокнистых плит используют целлюлозные волокна, полученные путем дальнейшего измельче ния щепы. Существует два способа производства ДВП: мокрый и сухой. При мокром способе плиты получают путем отлива целлю лозной массы без введения связующего вещества. При сухом спо собе в целлюлозную массу вводят 4 - 8 % связующей смолы. По мимо смолы в состав массы вводят антисептики, антипирены и другие добавки, позволяющие придать материалу необходимые свойства: прочность, водостойкость, грибостойкость, пожаростойкость и т. п. На рис. 13.7 приведена принципиальная схема произ водства ДВП сухим способом.
Технологический процесс производства ДВП сухим способом состоит из следующих операций: пропарки, размола щепы на во локна; сушки волокна; подготовки связующего и добавок; смеши вания волокна со связующим и другими добавками; формирования ковра; предварительного уплотнения (подпрессовки) ковра; прессо вания, кондиционирования плит; механической обработки плит.
В зависимости от свойств выпускают пять различных видов ДВП: теплоизоляционные, теплоизоляционно-отделочные, полу твердые, твердые и сверхтвердые. ДВП широко применяют в стро ительстве, мебельной промышленности, машиностроении. Напри мер, для отделки панелей салона автобуса используют маслопро питанные сверхтвердые ДВП с лакокрасочным покрытием.
Для повышения прочности при изгибе плиту пропитывают смесью льняного и таллового масел. Лакокрасочное покрытие на носят на загрунтованную поверхность плиты. Физико-механиче ские свойства маслопропитанной ДВП с лакокрасочным покрыти ем, изготовленной из отходов лесопиления, приведены ниже:
Предел прочности при изгибе, МПа |
> |
47 |
Набухание в воде по толщине за 24 ч, % |
< |
5 |
Степень сцепления лакокрасочного |
> 3 |
|
покрытия с плитой, баллы |
Огнеопасность (скорость горения, |
Неогнеопасна |
мм/мин) |
|
|
(не более 20) |
отходов Переработка .13 Глава
|
Рис. 13.7. Принципиальная схема производства ДВП сухим способом: |
|
1 - |
рубильная машина; 2 - циклон; 3 - щепосортировочная установка; 4 - дезинтегратор; 5 - бункер хранения щепы; |
|
6 - |
расходный бункер щепы; 7 —пропарочный аппарат; 8 - расходные баки парафина и смолы; 9 — размольная уста |
|
новка; 10 ~ циклон сушилки первой ступени; I I - сушилка второй ступени; 12 - формирующая машина; 13 - ленточ |
||
ный пресс предварительной подпрессовки; 14 - головка, формующая |
отделочный слой; 15 - пила поперечной резки; |
|
16 - |
пила продольной резки; 17 - загрузочная этажерка; 18 - пресс; |
19 - загрузочная этажерка; 20 - камера конди |
|
ционирования; 21 - продольная резка; 22 - поперечная резка; 23 - |
накопитель плит; 24 - автопогрузчик |
Рис. 13.8. Планировка цеха по производству пятислойных древесно-стружечных плит:
/ - отделение подготовки стружки; I I - заточное отделение; I I I - сушильное отделение; IV - приготовление связующих;
V - лаборатория; VI - щитовая; VII - формовочно-прессовое отделение; |
V III - |
отделение обрезки, шлифования и сорти |
||||
ровки плит; IX |
- установка подогрева масла; X - бытовые помещения; |
I, |
6. 7, |
10, |
I I , |
12 - бункеры; 2 - шнековый доза |
тор; 3, 16, 22, |
23, 25, 26 - конвейеры; 4 - центробежный станок; 5 |
- |
мельница; |
8 |
- двухступенчатый сепаратор; 9 - |
|
двухступенчатая сушилка; 13, 14, 15 - смесители; 17 - формирующая машина; 18, |
20 - |
прессы; 19 - загрузочная этажер |
ка; 21 - разгрузочная этажерка; 24 - камера кондиционирования; 27 - обрезной станок; 28 - калибровально-шлифовальный станок; 29 - линия сортировки
потреблена и производства отходов Переработка _________________________406
§
Древесно-стружечные плиты изготавливают горячим прессова нием отходов древесины (стружки) со связующим —мочевино- или фенолформальдегидной смолой. По способу производства различа ют ДСП плоского прессования и экструзионные, т. е. получаемые экструзией древесно-стружечной массы через щелевую головку. ДСП выпускают без облицовки и облицованными шпоном и поли мерной пленкой, а также окрашенными. Этот материал широко используется в мебельной промышленности, строительстве и дру гих областях.
Технологический процесс производства ДСП включает следую щие основные операции: измельчение отходов древесины; сорти ровку измельченной древесины; приготовление рабочего раствора смолы, отвердителя и добавок; дозирование и смешивание компо нентов связующего, гидрофобных и антисептических добавок и из мельченной древесины; формирование стружечного ковра или па кетов; подпрессовку (предварительное уплотнение) стружечного ковра или пакетов; прессование плит; сортировку и складирование плит. На рис. 13.8 показана планировка цеха по производству, пя тислойных древесно-стружечных плит способом плоского прессова ния.
При изготовлении цементно-стружечных плит используют древесную муку, которую связывают с помощью цементирующих или связывающих веществ. Так называемый ксилолит произво дится из смеси, содержащей древесную муку, магнезиальный це мент, асбестовое волокно и другие компоненты. Смесь древесной ваты (продукт, вырабатываемый из хвои) с магнезиальным цемен том и другими веществами используют для изготовления фиброли та* ЦСП используют в строительстве, в том числе для изготовле ния наружных ограждающих панелей.
ЦСП обладают хорошими тепло- и звукоизоляционными свой ствами, водостойки, огнестойки, морозостойки и бензостойки. Тех нологическая схема их производства представлена на рис. 13.9.
Щитовой паркет изготавливают из древесно-стружечных плит и отходов фанерного шпона. Паркетный щит состоит из четырех слоев: лицевого слоя, подслоя, ДСП и нижнего слоя, склеиваемых между собой с помощью различных клеев. Чаще других применя ется карбамидный клей на основе смолы Ml9-62. Склеивание про изводится в прессе при температуре НО — 120 С и давлении
0,8 - 1,0 МПа.
Широкое применение находят материалы, изготовленные с применением в качестве дешевого наполнителя древесной муки.
Рис. 13.9. Технологическая схема производства цементно-стружечных плит
Древесная мука, входящая в состав таких материалов, изготав ливается методом сухого измельчения отходов древесины хвойных, лиственных пород и их смеси. Свойства муки зависят от качества исходного сырья и ее гранулометрического состава. Отходы, иду щие на производство муки, не должны содержать более 5% коры и 3% гнили.
Предварительное измельчение отходов производится на молот ковых мельницах, затем измельченный продукт сушится в паро вых сушильных аппаратах и вновь поступает на измельчение до необходимого размера. Классификацию продуктов размола прово дят двумя способами: просевом на ситовых машинах и воздушной сепарацией.
Древесную муку используют, например, в качестве наполните ля полимерных композиций. Так, из полипропилена, наполненного древесной мукой, изготавливают листовой формующийся облицо вочный материал вудсток, широко применяемый в зарубежном и отечественном автомобилестроении. Листы, содержащие до 50% древесной муки, получают на двухшнековых экструдерах, снаб женных устройствами для дегазации. Наиболее часто изделия из листового материала, наполненного древесной мукой, изготавлива ют штамповкой на вертикальных гидравлических или механиче ских прессах. Листы перед формованием на штампе нагревают до 180190 °С.
Из вудстока изготавливают внутренние панели дверей автомо биля, задние стенки спинок сидений, панели багажника и другие
детали облицовки. Применяется такой материал и в строительстве. Причиной широкого использования вудстока является низкая сто имость исходного сырья (полипропилена и древесной муки) в соче тании с хорошими технологическими (формуемость) и физико-ме ханическими свойствами. Как видно из табл. 13.5, материал обладает высокой прочностью, теплостойкостью, низким коэффициентом ли нейного теплового расширения и другими необходимыми свойствами. Он выдерживает без изменения длительное воздействие температур от -20 до 140 °С и теряет жесткость лишь при 160 °С, неогнеопасен, устойчив к действию органических растворителей.
Сравнительные физико-механические свойства |
Таблица 13.5 |
||
|
|||
листовых полимерных материалов |
|
||
Показатели |
Полипропилен |
АБС-пластик |
Вудсток |
Плотность, кг/м3 |
900 - 910 |
1050 |
1100 |
Прочность при растяжении, |
0,25 - 0,30 |
0,30 - 0,40 |
0,25 |
МПа |
|
|
|
Модуль упругости при растя |
0,014 |
0,02 |
0,01 |
жении, МПа |
|
|
|
Относительное удлинение, % |
30 |
10 |
2 |
Прочность при статическом |
— |
0,85 |
0,44 |
изгибе, МПа |
|
|
|
Ударная вязкость по Изоду с |
3,3 - 8,0 |
20 |
3,4 |
надрезом, кДж/м2 |
|
|
|
Твердость по Роквеллу, HRB |
78 |
7 0 -9 0 |
96 |
Теплостойкость по ВИКа, °С |
95-110 |
102ПО |
155 |
Коэффициент линейного теп |
110 |
9 0 - 110 |
28 |
лового расширения 106, 1/°С |
|
|
|
Усадка после формования, % |
1,7 |
0,4 - 0,9 |
0,7 |
Поскольку транспортирование отходов древесины на значи тельные расстояния требует больших затрат, их утилизация на предприятиях, удаленных от мест образования отходов, нерента
бельна.
Использование древесных отходов должно быть организовано там, где перерабатывается исходная древесина. Для организации переработки отходов древесины важен региональный подход. Тех нологии производства различных строительных материалов предо