Размещено на http://www.allbest.ru/

35

ПРЕИМУЩЕСТВА И ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАКУЛАТУРЫ

Применение макулатуры чрезвычайно выгодно, так как позволяет экономить значительные материальные и энергетические ресурсы (табл. 12.1) и утилизировать отходы производства и потребления бумаги.

Причина такой значительной разницы в воздействии на окружающую среду процессов производства бумаги из макулатуры и из первичного сырья -- древесины видна из схемы, приведенной на рис. 12.1, где показано образование отходов на различных стадиях получения бумажной продукции из древесины.

Потребление макулатуры в последние два десятилетия росло быстрыми темпами и сегодня во многих странах достигло своего возможного предела. Лидером в объемах утилизации макулатуры является Япония, которая перерабатывает более 50 % образующихся бумажных отходов, а в отдельных видах макулатуры ее использование достигает теоретически возможного уровня. В этой стране в 1986 г. повторно перерабатывалось 92,6 % газет и 76,1 % гофрированного картона, после чего эти объемы практически не изменяются.

Это связано с ухудшением качества выпускаемой продукции при дальнейшем увеличении содержания в сырье для ее производства вторичных материалов, происходящим вследствие:

старения вторичных ресурсов из-за многократной рекуперации;

повышения содержания в макулатуре специальных примесей, которые вводят в бумажную массу с целью получения специальных сортов бумаги;

¦трудностей удаления новых видов печатных красок, используемых при современных способах печати (например, ксерокопировании, электрографии и др.).

У нас в стране сбор и утилизация отходов бумаги и картона также росли достаточно быстро в 70-80-х годах, причем темпы роста превышали среднемировые. Степень возврата макулатуры у нас в стране в середине 80-х годов составляла 28 %, в странах ЕЭС -- 31 %, в США и Канаде -- 26 %. Использование макулатуры и в те годы было далеко от возможных пределов, что было связано с экономической выгодой и простотой использования первичного целлюлозного сырья.

В последние годы в силу различных причин объемы применения макулатуры упали. Ее заготовка и применение стали нерентабельны прежде всего вследствие многократного увеличения затрат, необходимых для ее сбора и транспортировки к местам переработки. Однако положение это временное, и рано или поздно нам необходимо будет вернуться к полномасштабному использованию вторичных целлюлозно-бумажных ресурсов.

Основным потребителем макулатуры являются предприятия целлюлозно-бумажной промышленности (более 50 % перерабатываемой макулатуры), промышленности стройматериалов и другие. Макулатура входит в состав более 70 сортов картона и бумаги (многослойный, переплетный, серый упаковочный, облицовочный, гофрированный картоны, обои, газетная, офсетная, копировальная, туалетная, упаковочная и другие виды бумаг).

Процесс переработки макулатуры с целью получения массы, пригодной для выработки бумаги и картона, включает следующие операции:

- дезагрегацию макулатуры на отдельные кусочки и пучки волокон;

-очистку или освобождение массы от посторонних примесей; роспуск кусочков и пучков волокон на отдельные волокна; сортировку и сгущение массы до необходимой концентрации;

-облагораживание макулатурной массы.

Дезагрегация макулатуры

Дезагрегация макулатуры производится с помощью гид-роразбивателей различной конструкции. Предпочтительнее использовать гидроразбиватели с вертикальным расположением ротора, поскольку они занимают меньше площади и обеспечивают более интенсивную обработку массы и легкую замену ротора при ремонте. На этой стадии происходит измельчение макулатуры до состояния, пригодного для транспортировки бумажной массы насосами для дальнейшей обработки, а также удаление крупных механических включений.

Производительность гидроразбивателя зависит не только от его конструкции (диаметра и формы ванны, типа ротора, частоты его вращения, мощности), но и от вида перерабатываемой макулатуры, продолжительности обработки; концентрации массы в ванне, температуры и рН среды.

Дезагрегация макулатуры производится путем разрыва связей между волокнами в результате воздействия на нее лопастей ротора и ударов о неподвижные планки на стенке ванны.

Как правило, гидроразбиватели работают в непрерывном режиме при концентрации массы 2,5--3,5 %; при этом тяжелые примеси удаляются через специальную камеру, в которой они предварительно промываются водой с целью исключения потерь волокна. Диаметр ванны у современных гидроразбивателей достигает 6,5 м, диаметр ротора 3,5 м.

При дезагрегации макулатуры, содержащей различные смолы, применяют химические добавки и регулируют рН среды и температуру. При переработке макулатуры, содержащей мочевино-или меламиноформальдегидные смолы, процесс ведется при 60-- 80 °С в кислой среде при рН = 3,5--4,5. Дезагрегацию макулатуры, содержащей полиамидные смолы, наоборот, проводят в щелочной среде при рН = 10--11 и температуре 50--60 °С.

Как кислая, так и щелочная среды отрицательно влияют на прочность целлюлозного волокна. Поэтому при обработке такой макулатуры с целью сохранения прочности волокон применяют химические вещества, роторы специальной конструкции и стремятся сократить продолжительность процесса. Повышение температуры и концентрации массы ускоряет процесс.

Отечественная промышленность выпускает гидроразбиватели типа ГРВМ различной производительности от 2 до 300 т/сут. Они состоят из металлической ванны, верхняя часть которой имеет цилиндрическую, а нижняя -- коническую форму. К внутренней поверхности ванны приварены направляющие планки. Верхняя часть ванны имеет конусные отражатели. В нижней части ванны расположена перфорированная плита, состоящая из семи сегментных пластин. В днище ванны имеются отверстия для выхода дезагрегированной массы, выпуска тяжелых, крупных включений и промывки ванны.

Для удаления тяжелых включений, попадающих в специальные карманы под днищем щдроразбивателя, в нем имеются ковшовые элеваторы.

Очистка макулатурной массы

Перед дальнейшей обработкой макулатурная масса подвергается дополнительной очистке от мелких тяжелых включений. Очистка производится на очистителях циклонного типа при высокой и низкой концентрации пульпы. Очистители имеют тангенциальный вход массы в верхней части и грязевые камеры в нижней части. Работа таких очистителей основана на использовании центробежной силы, создающей завихрения. Основные особенности очистителей различной конструкции связаны с перепадом давления на входе и выходе массы из очистителя, концентрацией макулатурной массы в воде, формой отверстия, через которое поступает масса, и системой удаления твердых частиц из грязевой камеры.

Очиститель высокой концентрации работает при концентрации пульпы 6 %. Масса, попадающая тангенциально в очиститель через патрубок 7, под действием ротора 6, приводимого во вращение электродвигателем 8, получает дополнительное ускорение. В результате действия центробежных сил частицы с большей плотностью отбрасываются к стенкам циклона 5, опускаются вниз в грязевую камеру 2 и затем выводятся через клапан 7.

Более легкая, очищенная масса поднимается вверх и по центральной трубе 4 удаляется из очистителя через выходной патрубок 9.

Очиститель снабжен смотровым окном 3 и гидравлическим затвором 10 для подачи в грязевую камеру промывной воды.

Такой очиститель работает при перепаде давления 20 кПа, объем грязевой камеры 1Q л, мощность ротора 2,2 кВт.

Перепад давления в очистителе составляет 100 кПа, объем грязевой камеры -- 40--80 л, пропускная способность 400-- 1700 л/мин.

Очистители типа ОМ аналогичной конструкции, выпускаемые отечественной промышленностью, работают при перепаде давления 160 кПа при концентрации массы до 5 % с пропускной способностью до 1800 л/мин.

Дезагрегацию макулатуры заканчивают на такой стадии, когда полученную водно-целлюлозную массу можно перекачивать на дальнейшую обработку насосами.

Роспуск агрегированных волокон

Для роспуска целлюлозной массы на отдельные волокна без комочков и пучков волокон в современной технологии используется специальное оборудование -- энтштиперы. Эти установки работают по принципу конических или дисковых мельниц при большой частоте вращения ротора (до 3000 об/мин). Необходимым условием надежной работы энтштиперов является хорошая очистка массы от твердых включений.

Концентрация поступающей массы составляет 3--6 %. Давление напора 40--50 кПа. Зазор между ротором и статором 0,5--2 мм. Масса, поступающая под давлением в энтштипер через центральное отверстие, увлекается роторным кольцом и со скоростью 40 м/с отбрасывается на поверхности размалывающих элементов статора, ударяется о следующее кольцо, имеющее вследствие конусности ротора более высокую окружную скорость. макулатура переработка

Следующей операцией при переработке смешанной макулатуры является сортировка массы, которая проводится в два этапа. На первом этапе на плоских вибрационных установках осуществляется грубая сортировка: из макулатуры удаляются тяжелые и легкие примеси. Второй этап (тонкая сортировка) осуществляется на центробежных сортировочных машинах.

Плоские вибрационные сортировки марки СВ непрерывного действия работают без статического напора массы при концентрации 1-- 2 %. Сито имеет отверстия, диаметр которых 6, 8 и 10 мм. Корпус вибрационного лотка, куда подается масса, имеет четыре амортизатора. Источником вибрации лотка с ситом является электродвигатель, соединенный с валом лотка через вибратор.

Отличительной особенностью центробежных сортировочных машин является неподвижно расположенное в корпусе цилиндрическое сито, внутри которого вращается лопастной ротор различной конструкции.

Несортированная масса подается в центральную часть сортировки, где она подхватывается лопастями ротора и отбрасывается на внутреннюю поверхность сита. При этом волокна, находящиеся в суспензии в беспорядочном состоянии, равномерно распределяются по поверхности сита, образуя фильтрующий слой. Завихрения массы способствуют разрушению фильтрующего слоя, а скоростной напор, создаваемый лопастями ротора в результате его вращения, обеспечивает проталкивание кондиционного волокна через отверстия сита.

Прошедшие через сито наиболее тонкие и эластичные волокна, разбавленные водой до требуемой концентрации, отводятся в бассейн. Неразволокненные пучки волокон вместе с неволокнистыми примесями, образующими фильтрующий слой, под напором поступающей в сортировку массы продвигаются вперед и после последующего сортирования и отмывки отводятся через патрубок для удаления отходов.



Размещено на http://www.allbest.ru/

35

Центробежная сортировочная машина типа СЦ 1,6-01

Центробежная сортировка типа СЦ1,6-01 (рис. 12.4) состоит из сварного корпуса 7, на лицевой торцевой крышке которого в центральной ее части расположен изогнутый патрубок J для ввода массы в сортировку. На противоположной торцевой крышке закреплен патрубок 7 для удаления отходов. В корпусе расположено цилиндрическое сито 2, состоящее из трех секций. Внутри сита вращается ротор 5 с радиально установленными лопастями и двумя поперечными перегородками, разделяющими по длине все сортирующее пространство на три зоны.

Через распределительную камеру с отверстиями, вращающуюся вместе с ротором, масса поступает в зону /сортирования, которая ограничена дисковой перегородкой, насаженной на вал ротора. Эта зона занимает около 40 % всего пространства камеры. Лопастями ротора масса отбрасывается на внутреннюю поверхность сита, поступает в кольцевую камеру 4 и затем отводится через патрубок в бассейн.

Масса, не прошедшая через отверстия, перемещается по спирали в зону /7. Здесь она разбавляется массой, которая прошла через зазор между валом ротора и внутренней поверхностью первой перегородки, и оборотной водой, поступающей через полый вал 6 ротора.

Оставшаяся масса с пониженной концентрацией перемещается в зону III, где сортирование продолжается. Не прошедшая через третью зона масса выводится на вторую ступень сортирования.

Существуют сортировки и другой конструкции, например, производятся вихревые конические очистители, работающие по принципу циклонов, когда сортируемая масса тангенциально подается с большой скоростью в конический очиститель. Очиститель подобной конструкции марки УВК выпускается и отечественной промышленностью. Вихревые конические очистители устанавливаются, как правило, в 3--4 ступени.

Многие виды современной макулатуры имеют сложный химический состав: помимо целлюлозных волокон они содержат битум, воск, парафин, водонерастворимые клеи и другие вещества. Все это значительно усложняет традиционную технологию переработки макулатуры, так как эти добавки загрязняют очистное оборудование и вызывают появление на бумажном полотне, получаемом из макулатуры, пятен, отверстий и других дефектов.

Такая макулатура подвергается термомеханической обработке, осуществляемой в диспергаторах различной конструкции при высокой концентрации массы. Термомеханическая обработка массы производится после дезагрегирования макулатуры, очистки ее от включений и сгущения до концентрации 25--35 %. Существуют два способа термомеханической обработки: холодный и горячий.

При холодном способе диспергирование проводится при атмосферном давлении и температуре до 95 °С. При горячем способе процесс осуществляется при повышенном до 0,3--0,5 МПа давлении и температуре 130--150 °С. В первом случае частицы битума, парафина и тому подобных веществ не расплавляются, а измельчаются до размеров, при которых они не влияют на качество бумажной продукции, во втором -- расплавляются и удаляются.

На процесс диспергирования и получения качественной целлюлозно-бумажной массы при термомеханической обработке влияют: температура, давление, состав макулатуры, концентрация массы, содержание добавок и другие факторы.

Термомеханическая обработка макулатурной массы проводится при режимах, указанных в табл. 12.5.

Таблица 12.5 Режимы термомеханической обработки макулатурной массы (С-- концентрация)

Вид	Назначение	Расход			Расход
макулатуры	вторичных волокон	пара, т/т	/, °С	С,%	электроэнергии кВтч/т
Картон, газе-	Картон	0,45	127	30	0,42
ты, типограф-
ские отходы
Газеты, типо-	Туалетная	0,45	125	32	0,40
графские отхо-	бумага
ды, перфокар-
той
Влагопрочные	Крафт-	0,50	145	5	0,60
битумизиро-	мешки
ванные мешки

Облагораживание целлюлозной массы

При переработке газетной, книжной, журнальной и другой типографской макулатуры с целью удаления из нее печатных красок и повышения белизны массу после диспергирования облагораживают.

Содержание краски в макулатуре составляет в различных ее видах от 0,5 до 7 %. Краска содержит 15--30 % сажи (углерода) и 70--85 % масел и смол.

Облагораживание является важнейшей стадией переработки макулатуры, от которой зависит качество целлюлозно-бумажных волокон и возможность их использования в составе высококачественной бумажной продукции. В настоящее время в России облагораживанию подвергаются до 65 % газетно-журнальной макулатуры (в мировой практике объем облагороженной макулатуры достигает 70 %).

Существуют два способа проведения этой операции: промывка и флотация. Наибольшее распространение имеет последний с использованием поверхностно-активных веществ.

Процесс облагораживания состоит из следующих фаз: подготовки волокнистой суспензии с отделением частиц краски от волокна и получения чистого волокна путем удаления частиц краски из суспензии.

Отделение краски происходит в результате дезагрегирования и диспергирования массы и воздействия на нее химических веществ. Под влиянием щелочных химикатов, тепла и механического воздействия связующие вещества, содержащиеся в краске, омыляются, и создаются предпосылки ее отделения от волокон. Для этого применяют соду и пероксиды натрия или водорода. В качестве отбеливающих химикатов применяют гипохлорит натрия NaCIO и гидросульфит натрия NaHS0₃.

Разрушение связи между краской и волокном ускоряется при повышении температуры во время роспуска макулатуры в гид-роразбивателе.

Удаление отделившейся от волокон краски производится методом флотации, который основан на увлечении частиц краски пузырьками воздуха вследствие различной смачиваемости частиц краски и волокна. Пузырьки воздуха, поднимаясь, увлекают за собой краску и выносят ее на поверхность суспензии, где она вместе с образующейся пеной перетекает в приемную камеру.

С целью более полного отделения краски используют предварительную выдержку пульпы в башенном коллекторе перед флотацией, что особенно эффективно для отделения трудно-удаЛяемой краски при переработке высокосортной макулатуры.

Для создания условий для селективной флотации применяют флотоагенты, которые добавляют в суспензию волокна перед флотационной установкой. Роль флотоагентов заключается в улучшении пенообразования при флотации. Для этого применяют неионогенные алкилфенольные поверхностно-активные вещества (ПАВ) в сочетании с жирными кислотами (например, олеиновой). Наиболее целесообразно на стадии предварительного диспергирования и выдержки в башенном коллекторе использовать ПАВ, а затем во время флотации применять жирные кислоты, имеющие длинную молекулярную цепочку с водовоспринимающим (гидрофиль-ным,"+") концом и водоотталкивающим (гидрофобным, ") концом.

Гидрофильные группы собирают частицы краски и, поднимаясь вверх с пузырьками воздуха, создают на поверхности суспензии устойчивую пену, которая удаляется из камеры с помощью специальных приспособлений.

На полноту и скорость удаления частиц краски влияют такие характеристики процесса флотации, как расход воздуха, диаметр пузырьков, скорость их всплытия и т. д.

Обычно устанавливают последовательно две установки. При малом размере помещения флотационные установки можно располагать одну над другой в двух уровнях. Их общая высота не превысит 4 м.

Степень белизны облагороженной массы зависит от качества макулатуры, способа нанесения печати, состава красителей и связующих и от технологии отделения краски от волокон. Для получения массы повышенной белизны ее подвергают дополнительной отбелке. Добелка облагороженной макулатурной массы проводится перекисью водорода при концентрации 15--20 %, рН= =10--11, температуре 40--50 °С в течение 1,0--1,5 ч.

Распущенная, очищенная и отбеленная волокнистая масса является прекрасным сырьем для производства различной бумажной продукции и картона. Ее использование осуществляется по технологии, принятой в целлюлозно-бумажной промышленности, наряду с первичным сырьем, полученным из древесины и другого природного целлюлозного сырья.

Польза от макулатуры

Благодаря вторичной переработке бумаги и картона, можно получать продукцию, не уступающую по качеству той, что изготавливается непосредственно из целлюлозы. Пункты приёма макулатуры, столь популярные в конце прошлого века, сейчас снова появились во всех городах России. Возможность использования вторичных ресурсов с целью экономии средств на сырьё и улучшения экологической обстановки способствует созданию всё новых фирм по приему макулатуры.

Виды макулатуры

В каждом специализированном пункте приема макулатуры указаны требования, предъявляемые к вторичному сырью -- степень загрязнения и влажность бумаги. Кроме того, вся макулатура подразделяется на три основных группы: А, Б и В.

Макулатура группы А

К ней относятся отходы производства белой бумаги, бумаги с чёрно-белой или цветной полосой, упаковочной, электроизоляционной, а также бумажные упаковочные мешки. Группа А в свою очередь имеет 4 подгруппы, по которым производится сортировка принятой макулатуры.

МС-1АОтходы производства белой бумаги (кроме газетной): бумага для печати, писчая, чертежная, рисовальная, основа светочувствительной бумаги и другие виды белой бумаги.МС-2АОтходы производства всех видов белой бумаги в виде обрезков с линовкой и черно-белой или цветной полосой - бумага для печати, писчая, диаграммная, рисовальная.МС-3АОтходы производства бумаги из сульфатной небеленой целлюлозы: упаковочной, шпагатной, электроизоляционной, патронной, мешочной, основы абразивной, основы для клеевой ленты, а также перфокарты, бумажный шпагат, отходы производства электроизоляционного картона.МС-4АИспользованные мешки бумажные невлагопрочные (без битумной пропитки, прослойки и армированных слоев)

Макулатура группы Б

Эта группа включает в себя различные виды полиграфической продукции, выполненной на белой бумаге, а также отходы производства картона и гофрокартона. Сырьё группы Б сортируется по трём подгруппам, после чего отправляется на переработку.

МС-5БОтходы производства и потребления гофрированного картона, бумаги и картона, применяемых в его производстве.МС-6БОтходы производства и потребления картона всех видов (кроме электроизоляционного, кровельного и обувного), с черно-белой и цветной печатью.МС-7БИспользованные книги, журналы, брошюры, проспекты, каталоги, блокноты, тетради, записные книжки, плакаты и другие виды продукции полиграфической промышленности и бумажно-беловых товаров с однокрасочной и цветной печатью, без переплетов, обложек и корешков, изданные на белой бумаге.

Макулатура группы В

Группа включает в себя наиболее популярные виды макулатуры, такие как газеты, ламинированные бумажные пакеты и мешки, а также литые изделия из целлюлозной массы. Сортировка сырья группы В производится по пяти направлениям.

Для временного хранения вторсырья многие пункты приёма макулатуры оборудованы специальным устройством, носящим название «пресс макулатурный». С его помощью из огромного вороха бумаг можно получить вполне компактные брикеты, не занимающие много места, что особенно актуально при отсутствии большого склада. После заполнения пространства для хранения такими брикетами организуют их доставку на предприятия по переработке макулатуры.

Оценка эффективности технологий переработки макулатуры

Отходы бумаги и картона - макулатура, является традиционным вторичным сырьем, которое используется в производстве бумаги и картона. Объем использования макулатуры в традиционных видах картонно-бумажной продукции определяется уровнем цен на первичное сырье - целлюлозу и древесную массу, и уровнем спроса на указанную продукцию. Кроме этого макулатура может быть использована как вторсырье малыми предприятиями для производства теплоизоляционных материалов, бугорчатых прокладок, туалетной бумаги, материалов строительного назначения. В данной работе проведена оценка эффективности технологий производства теплоизоляционного материала на оборудовании фирмы "Макрон", бугорчатых прокладок с использованием установки УПБП-934.00.000, плиты макулатурной, туалетной бумаги на оборудовании компании ТК "Новая Технология" и плитки полимерно - бумажной. При проведении оценки коэффициент использования рабочего времени принят 0,8, курс доллара США - 28,2 руб, стоимость электроэнергии - 0,87 руб/кВт, средняя зарплата - 1500 руб/месяц, амортизационные отчисления - 9% от стоимости оборудования, стоимость макулатуры - 1000руб/т. отчисления от фонда оплаты труда (ФОТ) - 35,6%, НДС - 20%, налог на прибыль - 35%, налог с реализации - 1%, налог на имущество - 1,5%, арендная плата - 15руб/м2.

Производство эковаты

Технология производства теплоизоляционного материала - эковаты - включает сухое разбиение газетной макулатуры на волокна, введение антипиренов и антисептиков, перемешивание и расфасовку продукции в бумажные мешки. Готовая продукция представляет собой сухое сыпучее вещество. Присутствие антипиренов позволяет отнести его к классу трудносгораемых материалов.

Композиционный состав эковаты включает макулатуру (газетную) - 81%, борную кислоту - 12%, буру - 7%. В расчетах принята стоимость борной кислоты и буры - 19 руб/т, мешков бумажных -10руб/шт. Продукция расфасовывается в мешки по 15 кГ.

Расчеты проведены для двух вариантов - при двухсменной работе (5000т/год), и трехсменной работы (6000т/год). Анализ полученных результатов показывает, что основную часть себестоимости (85%) составляют затраты на сырье и материалы, главным образом на борную кислоту и буру. Таким образом основным направлением снижения себестоимости является поиск более дешевых антипиренов и антисептиков. В этом ключе поиск направлений применения эковаты без использования антипиренов также представляет интерес (вариант 3).

Сравнение цен за 1м3 эковаты и конкурентных материалов (пенопласт, минвата, минплита) показывает, что цена на минвату и эковату одного уровня. Минвата выпускается в виде матов и является несгораемым материалом, хотя для ее производства используются фенолсодержащие смолы.

К достоинствам технологии производства эковаты следует отнести простоту производства и получение теплоизоляционного материала с высокими теплоизоляционными свойствами.

Безвредность используемых солей бора относительна. Соли бора относятся к третьему классу токсичности, общетоксического действия, в последнее время указывается на их концерогенность.

К недостаткам технологии следует отнести выпуск продукции в неподготовленном для непосредственного использования виде. Предприятия строительной индустрии предполагают применение теплоизоляционных материалов в виде матов, плит или в естественно сыпучем виде и большинство из них не располагает специальными выдувными устройствами. Т.о. условия для широкого использования эковаты в строительстве отсутствуют, следовательно сбыт эковаты если и будет то небольшим. Это подтверждается опытом эксплуатации аналогичных установок в России.

Одним из направлений эффективного использования эковаты может стать ее использование для производства готовых изделий, таких как панели - для их последующего использования в строительстве.

Производство бугорчатых прокладок

Технология производства бугорчатых прокладок заключается в роспуске макулатуры в воде (концентрация - до 4%), разбавлении массы водой до концентрации 1% -2%, формовании прокладок на вакуум формующем устройстве и сушке прокладок. Операции загрузки макулатуры и удаления сырых изделий выполняют вручную. На аналогичных установках сырые изделия помещают на поддоны или полки этажерки, которые затем подают в сушильную камеру. Для формования бугорчатых прокладок предполагается использовать установку УПБП-934.00.000.

Характеристики установки:

Установленная мощность, кВт 15

Производительность , шт/час 360

Число рабочих, чел./смену 3

Стоимость установки, тыс.руб 950

Стоимость конкурентной продукции, руб/шт 0,43

В комплект установки не входит сушильная камера. По экспертной оценке затраты на изготовление поддонов, этажерок и сушильной камеры составят не менее 300 тыс.руб. Затраты на транспортировку и монтаж оборудования оцениваются в размере 10% от стоимости оборудования. Таким образом капитальные затраты на организацию производства бугорчатых прокладок в готовом помещении составят 1345 тыс. рублей. Для сушки продукции потребуется дополнительная мощность около 10 кВт.

Общая занимаемая производственная площадь составит около 200 м2, включая склад сырья, сушку, само производство и склад готовой продукции.

При объеме производства 1,5 - 1,6 млн. штук в год потребуется трехсменная работа установки, для чего необходимо 9 рабочих и один руководитель. Производительность установки при трехсменной работе оценивается в 1,8 млн.штук в год.

Анализ полученных результатов показывает, что основными статьями затрат являются ФОТ, амортизационные отчисления и затраты на сырье. Несмотря на относительно низкую себестоимость изделия (0,36руб/шт) для того, чтобы капзатраты окупились в течение 2 лет необходимо продавать изделия по 1,1 руб/шт (вариант 1), что неприемлемо, т.к. стоимость конкурентной продукции, по-видимому, не превысит 0,5 руб/шт. При этой цене срок окупаемости капзатрат составит около 29 лет (вариант 2), что также неприемлемо. Даже если удастся добиться отмены налога на прибыль и НДС для данного производства, то срок окупаемости составит около 7 лет. В случае, если сырье будет бесплатным, а также удастся добиться льгот по оплате амортизационных отчислений, то срок окупаемости (при существующих налогах) составит также 7 лет (вариант 3). И только в этом же случае если дополнительно добиться освобождения от основных налогов (НДС и на прибыль), то тогда срок окупаемости составит около 3 лет.

Таким образом, недостатком данного производства является высокая стоимость оборудования при низкой цене на готовую продукцию. (Платежи за потребление воды и за сточные воды не оказывают существенного влияния на себестоимость продукции).

Производство бугорчатых прокладок можно рекомендовать как санитарное производство при птицефабрике (или группы птицефабрик) для переработки собственного брака прокладок, картонной тары и макулатуры. Рекомендуется оценить возможность изготовления на установке другой, возможно более дефицитной и дорогой для региона, продукции, например стаканчиков для рассады, прокладок для хрупких дорогостоящих изделий, прокладок для овощей и фруктов и др.

Производство волокнистых плит

Технология производства плитного материала из макулатуры заключается в роспуске макулатуры в воде на волокна при концентрации около 4%, отливе ковра, прессовании и сушке. Оборотная вода при отливе ковра снова используется в производстве.

Производство волокнистых плит комплектуется на основе серийно выпускаемого отечественными предприятиями оборудования.

Плитный материал из макулатуры применяется для внутренней облицовки производственных и жилых помещений. При его изготовлении не используются вредные вещества.

Сравнение цен на предполагаемую продукцию и конкурентную (ДВП) показывает, что отпускная цена завышена. Однако технология позволяет использовать практически любую макулатуру, в том числе не пользующуюся спросом, т.е. возможно приобретение макулатуры бесплатно. В этом случае срок окупаемости капзатрат составил бы 2,3 года.

Если продукцию реализовывать по розничной цене конкурентной продукции (16 руб/ м2), то прибыль предприятия составит 1446 тыс. руб., а срок окупаемости - около 5 лет, в случае реализации продукции по оптовой конкурентной цене (10 руб/ м2) - срок окупаемости составит около 10 лет.

Отмена налога на прибыль и НДС для данного производства позволили бы понизить срок окупаемости капзатрат до 1,5-2 лет.

В целом производство волокнистых плит может быть рекомендовано к внедрению на предприятиях, имеющих собственные отходы бумаги и картона и обладающих дешевыми источниками тепла.

Производство полимерно-бумажных плит

Технология производства плитного материала из отходов ламинированной бумаги заключается в измельчении сухих отходов на кусочки размером менее 6 мм, измельчении полимерных отходов, приготовлении композиции плиты, прессовании и обрезке плит по периметру. Технология безотходная, экологически чистая.

При проведении оценки эффективности отходы ламинированной бумаги учитывались с нулевой стоимостью, как не пользующиеся спросом. Технология позволяет использовать загрязненные или смешенные полимерные отходы, не пользующиеся спросом, поэтому их цена также была принята равной нулю.

Сравнение цен на полимерно-бумажную плитку и цен на конкурентную продукцию (плитку потолочную) показывает, что они примерно одинаковы и в каждом конкретном случае выбор цены реализации будет определяться местными условиями. При этом срок окупаемости капзатрат будет колебаться в пределах от 1 до 3 лет.

Следует отметить, что отмена налога на прибыль и НДС гарантировала бы, что срок окупаемости капзатрат не превысит 1 года.

В целом производство полимерно-бумажной плитки является рентабельным со сроком окупаемости около 2 лет и рекомендуется для внедрения.

Ресурсосберегающая технология переработки макулатуры

Технологические схемы

Технология переработки вторичного волокна в волокнистый полуфабрикат - более сложный процесс, чем подготовка первичного волокнис того полуфабриката (различные виды целлюлозы или МДМ (механическая древесная масса)), т.к. макулатурное сырье состоит из различных волокон и вспомогательных химических веществ, применяемых при производстве бумаги и картона, а также содержит значительное количество посторонних примесей.

В зависимости от используемых методов переработки и марки макулатуры выход вторичного полуфаб¬риката составляет 60-93 %. Отходы переработки макулатуры подвергаются обезвоживанию и могут быть использованы для получения энергии и материальных ресурсов в других производствах.

Общая технологическая схема переработки макулатуры включает системы обработки отходов и оборотной воды. При наличии в макулатуре небеленых волокон следует учитывать возможность повышения степени загрязненности производственной воды при химической обработке ММ (макулатурная масса). Основное внимание при проектировании технологических схем переработки макулатуры должно быть сосредоточено на их отличии от стандартных схем подготовки первичного волокна, используемых для производства бумаги и картона.

Технологические схемы подготовки ММ условно можно разделить на три типа:

1. для производства упаковочных видов бумаги и картона;

2. для производства санитарно-бытовых видов бумаги (СББ);

3. для производства писче-печатных видов бумаги.

Требования к качеству ММ из волокон небеленой целлюлозы и МДМ (коричневой ММ) для производства упаковочных видов бумаги и картона ограничивают содержание неразволокненных фрагментов исходного сырья, мелкого волокна, частиц липких веществ и зольных элементов. Основные свойства СББ - мягкость и впитываемость - обуславливают отсутствие в ММ частиц зольных элементов, печатной краски и липких веществ. Требования к качеству ММ из волокон беленой целлюлозы и МДМ (белой ММ) для производства писче-печатных видов бумаги пре дусматривают повышенные оптические свойства, отсутствие частиц печатной краски и липких веществ.

Технологические схемы переработки макулатуры для производства упаковочных видов бумаги и картона

Основной целью подготовки ММ для производства картона и упаковочных видов бумаги является дос¬тижение оптимальных показателей механической прочности, что особенно важно при использовании высокоскоростных бумагоделательных машин (БДМ). Сырьем для получения ММ, используемой для производства бумаги-основы для гофрирования и картона для плоских слоев гофрированного картона, является макулатура из тароупаковочных видов бумаги и картона, а также бытовых бумажных отходов. Достижение максимальной чистоты ММ позволяет избежать проблем с отложениями на оборудовании и, соответственно, исключение обрывов бумажного полотна. Получение ММ высокой чистоты осложняется неуклонным снижением качества макулатурного сырья. Увеличение содержания липких веществ и зольных элементов в исходном сырье и снижение прочности волокна характерны для предприятий Центральной Европы, которые в течение продолжительного времени (более 50 лет) перерабатывают макулатуру. Данные проблемы следует ожидать в ближайшие годы и предприятиям России.

Дополнительные проблемы возникают с утилизацией постоянно увеличивающихся объемов твердых отходов и шлама. Необходимо адаптировать процесс подготовки ММ к новым условиям с учетом данных проблем. Совершенствование процесса переработки макулатуры предполагает включение в технологическую схему дополнительных операций и ступеней обработки ММ, оптимальное управление водопользованием и эффективную систему обезвоживания отходов и шлама.

Технологические схемы переработки макулатуры для производства картона для плоских слоев и бумаги-основы для гофрирования

Картон для плоских слоев гофрированного картона, полученный из макулатурной массы, называется тест-лайнер (testliner), бумага-основа для гофрирования - флютинг (corrugating medium, или fluting).

Процесс подготовки ММ для производства бумаги-основы для гофрирования довольно прост, т.к. данный полуфабрикат может иметь относительно низкие показатели механической прочности и чистоты по сравнению с ММ для производства тест-лайнера.

Тем не менее для получения полуфабриката, который можно успешно использовать для изготовления бумаги-основы для гофрирования, необходимо включать в технологическую линию по переработке макулатуры все основные операции по подготовке ММ: разволокнение, грубую очистку, дополнительное разволокнение и сортирование, тонкую очистку и тонкое сортирование. Отсутствие в технологической линии двух последних операций значительно снизит показатели механической прочности ММ и качество бумаги.

Разволокнение макулатуры осуществляется в гидроразбивателе, после грубой очистки производится дополнительное разволокнение и грубое сортирование ММ, удаление из нее тяжелых частиц в гидроциклонах, затем тонкое сортирование. При тонком сортировании ММ могут быть использованы сита с большей шириной щелей.

Технологическая схема переработки макулатуры для производства тест-лайнера намного сложнее и может включать ряд дополнительных операций: дефлокуляцию, фракционирование и сгущение, что значительно улучшает бумагообразующие свойства ММ (рис. 1). Следует учитывать, что использование той или иной схемы переработки макулатуры обусловлено экономической, технологической и экологической целесообразностью для каждого конкретного предприятия.

Непрерывное разволокнение макулатуры при низкой концентрации (LC) производится в гидроразбивателе. Эффективное управление системой удаления примесей является непременным условием переработки макулатуры. Продолжительность разволокнения определяется маркой макулатуры и режимом эксплуатации гидроразбивателя. В технологической схеме после гидроразбивателя устанавливается бассейн разволокненной массы. Содержание неразволокненных фрагментов макулатуры в полученной ММ составляет примерно 20 %. Хранение в бассейне в течение 30 минут при температуре 50°С способствует набуханию волокон, сохранению их длины при повышении гибкости и пластичности на ступенях дополнительного разволокнения, сортирования и размола, а также гомогенизации массы.

Технологическая схема включает грубую очистку ММ в гидроциклонах для удаления тяжелых включений. Очищенная суспензия подается в дисковую сортировку-сепаратор для окончательного разволокнения и грубого сортирования. В технологической схеме предусмотрены две ступени дефлокуляции. Диаметр отверстий сита дисковых сортировок на обеих ступенях составляет 2,4 мм. При достаточной степени разволокнения макулатуры после гидроразбивателя возможно использование сортировки с отверстиями сита диаметром 1,6 мм как на первой, так и на второй ступенях грубого сортирования.

Содержание неразволокненных фрагментов макулатуры после дефлокуляции и грубого сортирования ММ уменьшается до 4 %, и они могут быть удалены как отходы на последующих ступенях тонкого сортирования и очистки.

Далее производится тонкая очистка ММ в гидроциклонах. Отделенные тяжелые отходы очистки ММ сгущают путем седиментации или фильтрации. Избыток оборотной воды используется для разбавления ММ в технологичес кой линии.

Фракционирование ММ осуществ ляется при низкой концентрации (LC) в сортировках с шириной щели 0,15 или 0,2 мм. Коротковолокнистая фракция ММ направляется на производство верхнего слоя двухслойного тест-лайнера. Длинноволокнистая фракция ММ подвергается дополнительному сортированию в сортировке с шириной щели 0,25 мм и используется для производства нижнего слоя тест-лайнера. Длинноволокнистая фракция содержит недостаточно разволокненные фрагменты макулатуры и большое количество примесей, поэтому ее сортирование производится в три ступени.

При переработке макулатуры необходимо соблюдать основное правило сортирования: на всех ступенях одной системы сортирования ММ сита сортировок должны иметь либо круглые, либо щелевые отверс¬тия. В представленной технологической схеме это правило нарушено: на первой ступени сортирование длинноволокнистой фракции ММ производится в щелевой сортировке, а промежуточная стадия сортирования предполагает использование сортировки с круглыми отверстиями для удаления основного количества примесей из отходов сортирования первой ступени. Сортированная масса после второй ступени сортирования подается на третью ступень сортирования с щелевыми ситами для снижения потерь волокна. При низком содержании примесей можно ограничиться двухступенчатым сортированием длинноволокнистой фракции на щелевых сортировках. В рассматриваемом примере отходы второй и третьей ступени сортирования удаляются из системы.

При повышенном содержании неразволокненных фрагментов макулатуры возможно использование дефлокулятора вместо сортировки второй ступени. Однако в этом случае частицы примесей будут значительно измельчены, что затруднит их удаление из ММ при тонком сортировании и увеличит количество сгустков загрязнений.

Сортированная ММ сгущается и подается в башню хранения. Контур водопользования системы подготовки ММ обычно отделен от контура БДМ. При сгущении ММ одновременно возможно удаление мелкого волокна и частиц зольных элементов. Фильтрат может подаваться в гидроразбиватель без дополнительной очистки или пос ле очистки на установке микрофлотации.

Длинноволокнистая фракция ММ может дополнительно подвергаться фибриллирующему размолу без укорочения волокон с целью повышения показателей механической прочности картона. После тонкого сортирования в сортировках с шириной щели 0,35 мм обе фракции ММ направляются на картоноделательную машину (КДМ). При скорости КДМ более 1000 м/мин необходимо предусмотреть удаление воздуха из волокнистой суспензии.

В отличие от подготовки ММ для производства писче-печатных видов бумаги очистка с одновременной деаэрацией не может осуществляться по двум причинам. Во-первых, на современных БДМ в напорном ящике концентрация массы составляет 1,5 %, а при концентрации более 1,2 % эффективность очистки ММ в щелевых сортировках резко снижается. Во-вторых, масса в полной мере очищена на предыдущих ступенях. В связи с этим в данной технологической схеме исключена дополнительная ступень очистки ММ в гидроциклонах.

Для очистки оборотной воды возможно использование дискового фильтра или установки микрофлотации DAF (dissolved air flotation). В случае очистки оборотной воды на установке DAF уловленное волокно направляется на утилизацию вместе с другими отходами переработки макулатуры. Сеточная часть КДМ выполняет функцию промывного аппарата ММ. В подсеточной воде содержатся мелкие волокна и их обрывки, удаление которых способствует формованию прочного картонного полотна. Количество мелкого волокна определяется условиями размола длинноволокнистой фракции ММ.

Выход ММ, полученной по данной технологической схеме, зависит от содержания посторонних примесей в исходном сырье и достигает 93 %. Отходы тонкого сортирования ММ составляют 1,5 %. Важным показателем качества ММ является содержание липких веществ, которое по ступеням ее обработки снижается до минимума.

После ступени грубой очистки содержание липких веществ в ММ зависит от свойств макулатурного сырья. Средняя площадь поверхности частиц липких веществ в ММ составляет более 20000 мм?/кг. Фракционирование ММ в сортировках с шириной щели 0,15 мм позволяет уменьшить содержание липких веществ: площадь поверхности липких веществ в коротковолокнистой фракции, используемой для изготовления верхнего слоя тест-лайнера, снижается до 700-800 мм?/кг. Ступенчатое сортирование длинноволокнистой фракции, используемой для изготовления нижнего слоя тест-лайнера, на сортировках с шириной щели 0,25 мм уменьшает площадь поверхности липких веществ до 1800 мм?/кг, несмотря на то что суспензия, поступающая на сортирование, содержит липкие вещества в количестве, соответствующем площади поверхности, - более 11000 мм?/кг.

Присутствие в контуре водопользования растворенных веществ и мелких частиц примесей является нежелательным. При максимально замкнутом водопользовании расход воды составляет 4 м?/т оборотной воды, что соответствует 5,5 м?/т свежей воды. Производственный опыт показывает, что при данных условиях растворенные вещества поступают с промывными водами; ХПК достигает 7,5 кг/т.

При уменьшении объема сточной воды происходит накопление вредных веществ в производственной воде, что приводит к ухудшению показателей механической прочности картона, снижению производительности КДМ, коррозии оборудования и появлению неприятного запаха в производственных помещениях. В полностью замкнутой системе водопользования концентрация ХПК достигает более 30 кг/т.

Концентрация ХПК оборотной воды в контуре водопользования увеличивается с понижением объема сточной воды. Повышение величины ХПК необходимо ограничить за счет удаления небольшого объема сточной воды из системы и добавления свежей воды. Определенный объем воды удаляется из системы с отходами, а часть воды испаряется при сушке картонного полотна на КДМ.

При производстве тест-лайнера и упаковочной бумаги требования к оптическим свойствам ММ значительно снижены по сравнению с производством писче-печатных видов бумаги. Применение биологической обработки сточной воды в процессе переработки макулатуры позволяет полностью замкнуть систему водопользования.

Технологические схемы переработки макулатуры для производства коробочного картона

Требования к качеству коробочного картона и картона для упаковки жидких продуктов определяются их назначением упаковочного материала и носителя рекламы. Особые требования предъявляются к жесткости на изгиб и гладкости поверхности картона, а также белизне и чистоте волокнис того полуфабриката. Дополнительным требованием к картону для упаковки пищевых продуктов является микробиологическая и химическая чистота. Производство многослойного коробочного картона дает возможность использовать наиболее подходящий волокнистый полуфабрикат для каждого слоя. Например, в верхнем и нижнем слоях можно использовать беленую сульфатную целлюлозу, в верхнем подслое - макулатурную массу, из которой удалена печатная краска (DIP - deinked pulp), в средних слоях - ХТММ (химико-термомеханическая масса) или ММ.

Технологический процесс подготовки отдельного волокнистого полуфабриката для получения какого-либо слоя картона определяется видом используемого макулатурного сырья. Например, переработка макулатуры из смеси газет и журналов с целью получения ММ для использования в верхнем подслое картона предполагает включение в технологическую схему двухступенчатой флотации.

Особенность многослойного картона заключается в сочетании различных компонентов волокнистой суспензии, что обеспечивает требуемые показатели качества, такие как жесткость на изгиб и гладкость.

Подготовка композиции слоев картона производится на отдельных технологических линиях с последующей подачей на КДМ многослойного формования. При этом негативное влияние на процесс подготовки отдельных потоков волокнистых полуфабрикатов оказывает использование для разбавления подсеточной воды, полученной при обезвоживании отдельных слоев многослойного картона при формовании в мокрой части КДМ.

Оборотная вода, отделяемая при формовании отдельных слоев картона, имеет различную степень загрязнения, поэтому на КДМ необходимо производить раздельное управление циркуляцией воды. Оптимальное управление системой водопользования позволяет контролировать качество получаемой продукции.

В общей технологической схеме подготовки волокнистых полуфабрикатов для производства многослойного картона каждый слой имеет отдельный контур водопользования. Избыток оборотной воды должен подаваться в контур следующего слоя более низкого качества. Следует учитывать, что использование отдельных технологических линий переработки макулатуры для каждого слоя экономически нецелесообразно. При использовании первичного волокна ММ применяют для производства средних слоев картона. При производстве всех слоев многослойного картона из ММ необходимо применять раздельную подготовку потоков волокнистой суспензии в двух или трех технологических линиях.

Технологические схемы переработки макулатуры для производства санитарно-бытовых видов бумаги

Основной проблемой подготовки ММ для производства СББ (tissue) является снижение содержания липких веществ и зольных элементов (частиц наполнителей и меловальных покрытий). На рисунке 2 показана технологическая схема подготовки ММ из макулатуры с минимальным содержанием офсетной бумаги.

Следует учитывать экономическую эффективность процесса переработки макулатуры, т.к. содержание зольных элементов в ММ должно быть уменьшено до 1-1,5 %. В системе удаления зольных элементов необходимо контролировать количество удаляемых наполнителей и мелкого волокна, которое может достигать 50 %, что существенно понизит выход ММ - до 60 % и менее.

Включение флотации в технологическую схему переработки макулатуры является необходимым условием подготовки ММ для производства СББ. Сортирование массы на щелевых сортировках при средней концентрации (МС) производится пос ле сортирования (МС) на сортировках с круглыми отверстиями. При этом исключено тонкое сортирование (LC), но используется промывка и сгущение, позволяющие повысить концентрацию ММ перед диспергированием до 30 %. После флотации ММ при нейтральной величине рН в технологическую схему включена промывка II. Удаление час тиц зольных элементов при промывке сопровождается сгущением ММ.

Отбелка восстановительными реагентами осуществляется при концентрации ММ 8-10 %. Промывной фильтрат обрабатывается на микрофлотационной установке DAF-2. Шлам от промывки вместе с отходами тонкой очистки и флотошламом обезвоживаются для последующей утилизации.

В технологической схеме переработки макулатуры, не содержащей МДМ, для производства СББ высокого качества в контуре 1 после грубой очистки разволокненной ММ осуществляется сортирование (МС) в сортировке с круглыми отверстиями. Тонкое сортирование (LC) ММ в сортировке с широкими щелями производится после очистки массы в гидроциклонах. Преимуществами данной схемы являются высокая эффективность очистки и возможность включить в контур 1 промывку вследствие низкой концентрации ММ при сортировании. Использование второй ступени промывки в контуре 2 позволяет эффективно удалить зольные элементы из ММ. Для достижения максимальной белизны ММ необходимо применение двухступенчатой отбелки окислительными и восстановительными реагентами.

При содержании в макулатурном сырье волокон МДМ в технологическую схему необходимо включать вторую ступень флотации ММ, при этом первая флотация производится в контуре 1. После очистки и тонкого сортирования (LC) производится промывка I, что обеспечивает удаление зольных элементов и сгущение ММ. Обработка ММ на последующих ступенях технологического процесса позволяет получить высококачественный полуфабрикат для производства СББ.

Технологические схемы переработки макулатурыдля производства писче-печатных видов бумаги

Облагороженную макулатурную массу широко используют для производства писче-печатных видов бумаги: газетной (NS - news), легкомелованной (LWC - light weight coated) и суперкаландрированной (SC - super сalandered). Сырьем для получения белой ММ служит макулатура из смеси газет и журналов, содержащая МДМ, а также офисная макулатура с небольшой площадью запечатанных участков.