Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1 КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДРЕВЕСИНЫ В СОВРЕМЕННЫХ
УСЛОВИЯХ
На территории Северо-Западного Федерального Округа сосредоточено более половины лесных ресурсов Европейской части РФ и промышленно-эксплуатируемых 30 % лесных ресурсов. Данный регион занимает первое место по объему продукции из леса, также является крупнейшим экспортером лесопродукции благодаря наличию крупных целлюлозно-бумажных комбинатов (Сыктывкарский, Котласский, Архангельский, Соломбальский).
Состояние лесосырьевой базы, объема заготовок и уровень развития производств в регионе располагаются неравномерно. В состав Северо-Западного Округа входят Двино-Печорский (Архангельская, Вологодская области и республика Коми), Карело-Кольский (республика Карелия и Мурманская область), Балтийско-Ладожский (Калининградская, Ленинградская, Новгородская области).
Наиболее развитый в лесной промышленности – Двино-Печорский.
В прошлые годы объем вырубки древесины превышал расчетную лесосеку по хвойным древостоям, при недостаточном использовании – по лиственным. Слабо развитая транспортная сеть и неравномерное распределение деревообрабатывающих производств привели к истощению хвойных лесных массивов у транспортных путей, и ликвидации значительной части лесозаготовительных предприятий.
Древесное сырье, отводимое в рубку в виде лесосечного фонда, подразделяется на основное и дополнительное.
Основное древесное сырье представляет собой часть биомассы дерева, которое используется в виде:
- хлыстов;
- круглых и колотых лесоматериалов;
- в качестве древесного топлива (дров).
Дополнительное сырье представляет собой отходы лесозаготовок и деревообработки, а также древесина, которая по своим свойствам непригодна для производства круглых лесоматериалов.
Ресурсы дополнительного древесного сырья подразделяются на:
- потенциальные;
- реальные;
- экономически доступные.
Потенциальные включают в себя весь объем дополнительного сырья в составе лесосечного фонда (пни и корни, сучья и ветви, обломки, хворост, валежник).
Реальные ресурсы представляют собой разницу между потенциальными и технологическими потерями.
Технологические потери – это сырье, которое невозможно собрать для последующей технологической переработки (опилки, сучья и ветви, древесина на технологические нужды).
Реальные ресурсы – вершины, обломки, пни, корни.
Экономически доступные – это ресурсы, которые действительно можно собрать, переработать и получить из них конечную продукцию с учетом экономических условий. Они составляют менее 5 % от реальных от потенциальных.
3Характеристика дополнительного древесного сырья в
лесозаготовительной промышленности
1) пни и корни (технологическая щепа, химическое производство, топливо);
2) сучья, ветви (компосты, зеленая щепа, топливо, химическая промышленность);
3) вершинки и обломки стволов:
– древесина (до 90%: пиломатериалы, дрова, технологическая щепа);
– кора (до 10%: сельскохозяйственные удобрения, топливо, плитное производство);
4 Способы переработки древесного сырья
Все способы переработки делятся на 3 группы:
5 ЩЕПА Щепа и ее характеристики
В результате механической обработки из древесного сырья получают древесину в виде массы древесных частиц различной формы.
В зависимости от размеров и технологии измельчения измельченная масса может быть в виде:
- щепы;
- дробленки;
- стружки;
- опилок;
- древесной муки;
- древесной пыли.
Щепа – это древесные частицы в виде косоугольного параллелепипеда с острым углом у основания от 30 до 60˚. Частицы щепы имеют заданные размеры.
Щепа, которая используется в целлюлозно-бумажном, плитном, гидролизном, лесохимических производствах, называется технологической.
Топливная щепа представляет собой измельченное древесное сырье, которое по своему качественному составу и размерам может быть использована только в качестве топлива.
Зеленая щепа – древесные частицы, их смесь, частицы коры, хвои или зелени. Вырабатывается из тонкомерных целых деревьев, лесосечных отходов, сучьев и ветвей.
Дробленка – древесные частицы, которые получаются путем измельчения древесины в дробилках и молотковых мельницах.
6 Классификация щепы
- технологическая;
- топливная,
2) По гранулометрическому составу:
- крупная;
- кондиционная;
- мелкая,
3) По виду исходного сырья:
- из пнево-корневой древесины;
- из сучьев, ветвей и тонкомерных деревьев;
- из отходов лесопиления, шпалопиления;
- из отходов раскряжевки,
4) По породному составу:
- из хвойно-лиственных пород;
- из смешанных пород,
иногда в технологических целях разделяют щепу твердолиственных и мягколиственных пород,
5) По способу измельчения древесного сырья:
- рубительные машины (дисковые и барабанные);
- путем фрезерования (ФСБ);
- шредеры.
7 Параметры, характерные свойства щепы.
По геометрической форме и размерам древесных частиц, по своему составу щепа является однородным сыпучим материалом.
Для щепы характерны:
- связность;
- подвижность;
- смерзаемость;
- смеживаемость;
- самоуплотнение.
При динамических и статических нагрузках возникает явление самонагревания щепы, что в последующем может привести к самовозгоранию. Поскольку щепа имеет органическое происхождение, то она подвержена деструктивному влиянию микроорганизмов и грибов, разрушающих древесину.
Щепа сохраняет все основные свойства древесины, но имеет большую гигроскопичность. Щепа является основой комплексного использования древесины, поскольку представляет собой материал, который позволяет использовать все виды древесных отходов, а также использовать для погрузки и транспортировки как специальное, так и оборудование общего назначения.
Объемная масса щепы характеризует плотность ее укладки и определяется содержанием влажной древесины mW в измеренном объеме – VНАС. Плотность щепы зависит от плотности измельченной древесины, влажности исходного сырья, способа отсыпки и срока хранения, от фракционного состава.
Коэффициент полнодревесности – kП щепы показывает долю объема щепы занятого древесиной к насыпному объему. Для свежеотсыпанной щепы коэффициент полнодревесности составляет примерно 36%.
В процессе хранения, благодаря самоуплотнению коэффициент полнодревесности увеличивается. Коэффициент полнодревесности с любой степенью уплотнения определяется по формуле:
ε – коэффициент уплотнения щепы.
Коэффициент уплотнения щепы определяется как отношение начальной высоты к высоте слоя щепы после уплотнения (ε ≥ 1). При статических нагрузках коэффициент уплотнения щепы колеблется от 1,15 до 1,47. При динамических – достигает значения 1,5.
Коэффициент разрыхления является обратной величиной коэффициента полнодревесности.
В момент отсыпки щепы коэффициент разрыхления составляем примерно 2,78. Теоретически коэффициент разрыхления может достигать значения 1, но в практике коэффициент полнодревесности не превышает значения 0,51.
Наибольшую объемную массу имеет щепа, изготовленная из лиственницы . Наименьшую – щепа из пихты .
Подвижность щепы характеризуется углом естественного откоса, коэффициентом внутреннего трения и начальным сопротивлением сдвигу.
Угол естественного откоса, α - это угол между наклонной плоскостью и горизонтальной. α = 30о- 40о. Угол естественного откоса зависит от влажности, срока хранения, температуры окружающего воздуха.
Щепа подвержена смерзаемости при влажности выше 80% и температуре ниже -5оС. При влажности выше 80% щепа примерзает к металлической поверхности. При относительной влажности 100-110% щепа примерзает к любым видам поверхностей.
8 Марки технологической щепы.
Требования к технологической щепе и марки определены ГОСТ 15815-83. Для целлюлозно-бумажной промышленности установлены марки: Ц-1, Ц-2, Ц-3; для плитного производства: ПС, ПВ; для гидролизной промышленности: ГП-1, ГП-2, ГП-3.
Ц-1: Щепа для производства сульфитной целлюлозы и древесной массы с регламентированной сорностью.
Ц-2: Щепа для производства сульфитной целлюлозы и древесной массы, для производства бумаги и картона с нерегламентированной сорностью. Для производства сульфатной, бисульфатной целлюлозы, бумаги и картона с регламентированной сорностью.
Ц-3: Для производства сульфатной целлюлозы и различных видов полуцеллюлозы, бумаги и картона с регламентированной сорностью.
Требования:
ПС: Для производства древесно-стружечных плит (длина 10-60мм, толщина до 30мм, угол среза и качество кромок не оговаривается).
ПВ: Для древесно-волокнистых плит (длина 5-35мм, толщина до 5мм, угол среза 30-600).
ГП-1: Для выработки дрожжей, глюкозы, фурфурола и спирта.
ГП-2: Для выработки пищевого кристаллического ксилита.
ГП-3:Для выработки дрожжей и фурфурола при двухфазном гидролизе (спирт).
Требования:
12 Окорка.
Очищение древесины от коры выполняется в виду отличия свойств коры и древесины. Обязательной окорке подвергаются все лесоматериалы, за исключением дров и лесоматериалов 5 сорта. Существует два способа окорки:
- поштучная (окорочные станки);
- групповая (окорочные барабаны).
Удаление коры с поверхности древесины в окорочных станках осуществляется за счет силового воздействия короснимателей, закреплённых на вращающемся роторе. При этом бревно совершает поступательные движения. Кора отделяется лентами по винтовой линии. При окорке в окорочных станках происходит более качественное отделение коры, но производительность ниже, чем при групповой окорке. Маркировка: ОК-40, ОК-63, ОК-63-2. Качество окорки определяется как отношение поверхности бревна без коры к поверхности бревна до окорки. Чистой окорка считается при 95% удалении коры.
В зависимости от вида окорки лесоматериалы подразделяются:
- чистая – до 5% коры не удалено;
- грубая – пятнами (свыше 5%);
- частичная – продольная (выполняется одновременно с удалением сучьев), поперечная (на роторных станках) и с оставлением манжет.
Групповая окорка выполняется в окорочных барабанах периодического и непрерывного действия. Отделение коры от древесины происходит за счет сил трения между лесоматериалами с внутренними стенками барабана, а так же ударных воздействий.
9 Использование щепы в целлюлозно-бумажной промышленности.
Целлюлоза – это волокнистый продукт, который получают из древесины в результате высвобождения древесных волокон от сопровождающих веществ. Основным связывающим (сопровождающим) веществом является лигнин, а процесс высвобождения называется делигнификация (варка).
В последствии из целлюлозы путем окрашивающих и склеивающих веществ получают бумагу и картон. В зависимости от способа выделения древесных волокон различают три вида волокнистых полуфабрикатов:
1) Древесная масса.
Древесная масса образуется в результате механического воздействия на древесину путем истирания или размалывания. Истирание – это воздействие на кусковую древесину образивными камнями (дефибрерами). Основной подготовительной операцией для изготовления древесной массы является пропитка водой (горячей водой или паром).
2) Полуцеллюлоза;
Волокнистая масса получается путем неглубокой химической обработки измельченного растительного сырья. При этом происходит удаление только некоторой части не волокнистых веществ, а в последующем вып-ся полумассный размол. Для получения полуцеллюлозы наиболее часто используется кустарник и однолетние растения.
3) Целлюлоза
Для варки целлюлозы используются котлы (специальные устройства) непрерывного и периодического воздействия. Варка осуществляется с обязательным присутствием химических реагентов и в зависимости от того, какие реагенты используются, различают три группы способов получения технической целлюлозы.
1 Кислотная группа – сернистая, азотная кислоты и некоторые их соли.
2 Щелочная группа– едкий натр, сернистый натрий и др.
3 Комбинированная – сульфитно-щелочной, хлорно-щелочной и др.
К операциям варки целлюлозы в котле периодического действия относят загрузку щепы, заливку кислотой, заварка, варка, высвобождение котла. Подготовленная к производству щепа поднимается на загрузку ленточным транспортером. Проходя через загрузочное устройство, щепа обрабатывается паром, нагревается до 70-800С и под давлением загружается в котел. После загрузки и уплотнения во внутреннюю полость подается варочная кислота. Таким образом происходит операция заварки, основной целью которой является полная, равномерная пропитка древесины. Продолжительность заварки составляет от одного до 3 часов. Затем щелок, образовавшийся в результате взаимодействия кислоты, воды и продуктов разложения через фильтрующее устройство отбирается в пароподогреватель и после нагрева подвергается принудительной циркуляции верхней и нижней части котла. Варка выполняется при 130-1500С и при давлении 0,6-0,7МПа. Продолжительность варки достигает 6 часов. По окончании варки высвобождение начинается с откачки щелока, а затем выгружается волокнистая масса, перемалывается на дефибраторе и промывается водой.
Сложность варки состоит в выборе нужной концентрации кислоты.
11 Расколка.
Является обязательной операцией при измельчении древесины на дисковых рубительных машинах (ограничения по размерам загрузочного патрона). При раскалывании древесины одновременно с уменьшением сечения достигается обнажение внутренней гнили, если она имеется. Максимальная толщина поленьев в результате расколки не должна превышать 250 мм. Раскалывание осуществляется на специальных станках - колунах, которые по принципу действия различаются на цепные и гидравлические. Цепные колуны (КЦ-6, КЦ-7) предназначены для расколки чураков диаметром до 60 см и максимальной длинной 1,25 м. Гидравлические (ЛО-46, КГ-8) позволяют раскалывать чураки диаметром до 1 м и длиной 1,25 м.
10 Подготовка древесного сырья к переработке на технологическую щепу
Сырьём для производства технологической щепы на лесозаготовительных предприятиях является низкокачественная древесина, отходы раскряжевки, отходы лесопиления и шпалопиления, лесоматериалы 5 сорта, а так же кусковые древесные отходы от цехов и участков переработки круглых лесоматериалов. На деревообрабатывающих предприятиях сырьём являются кусковые отходы лесопиления, на целлюлозно-бумажных – балансы.
Технология подготовки сырья включает следующие операции:
1 Сбор и концентрация.
Выполняется для бесперебойной работы участков подготовки с помощью кранов, штабелёров, автопогрузчиков, автолесовозов, автосамосвалов и т. д. Собранное сырье на складе может храниться в различных видах: в штабелях, кучах, контейнерах и т.д. Склады сырья, как правило, устраиваются на открытых площадках поблизости от подготовительных цехов. Технология работ зависит от применяемого порузочно-разгрузочного оборудования.
2 Раскряжёвка (разделка).
Существуют две схемы раскряжёвки: одностадийная и двухстадийная. Цель - получение лесоматериалов определенной длины. При одностадийной разделка долготья на коротьё выполняется на раскряжёвочных поточных линиях. При двухстадийной разделке на раскряжёвочной линии выпиливаются круглые лесоматериалы и в зависимости от качества и назначения либо направляются в лесонакопители, либо на разделку на коротье (низкокачественная и дровяная древесина). При одностадийной ниже трудозатраты, но и ниже производительность. При двухстадийной выше производительность, но больше капиталовложения и трудозатраты. Данные операции могут выполняться круглопильными станками (одно- или многопильными), а также цепными пилами. Наряду с одно- и двухстадийными на крупных целлюлозно-бумажных комбинатах применяется пачковая раскряжёвка.
18 Принцип окорки в окорочных барабанах
Окорочный барабан представляет собой полый металлический цилиндр, в котором имеются загрузочное и разгрузочное устройство, а так же прорези для удаления отходов окорки. При заполнении окорочного барабана неокорёнными лесоматериалами образуется сегмент с центральным углом 2α. При поворачивании барабана на угол β (угол динамического откоса = 38-48º), при котором чураки достигают наивысшей точки подъема, происходит обрушение чураков вниз, при этом образуется клин обрушения. При этом образуется выраженная зона обрушения. Лесоматериалы, которые находятся внизу совершают вращательное движение вместе с барабаном, образуя зону подъема. Лесоматериалы, которые находятся в центре между двумя встречными потоками, образуют зону окорки. Поверхность лесоматериалов в данной зоне испытывает ударные нагрузки и сдвиговую деформацию, за счет чего происходит отделение коры и выкрашивание гнили.
Для процесса окорки в барабанах значительное влияние имеют степень заполнения барабана, частота вращения, размеры лесоматериалов. Степень заполнения барабана определяется как отношение объема заполненного древесиной к полному объему барабана. Оптимальной является степень заполнения 0,5-0,6 (50-60%). Частота вращения барабана должна быть в пределах от 10 до 20 оборотов в минуту. Критическая частота вращения барабана та , выше которой центробежные силы исключают обрушение. Чем больше размеры лесоматериалов, тем дольше цикл окорки.
Барабаны периодического действия предполагают остановку процесса окорки для выполнения загрузки и разгрузки барабана. Длина окорочного барабана периодического действия не превышает двух диаметров, для барабанов непериодического действия: 2,5D< L<6D.
13 Устройство окорочных барабанов
1 Барабан периодического действия: БОМП, КБ-3, БОМП-3
2 Барабан непериодического действия: КБ-6.
Окорочный барабан представляет собой полый металлический цилиндр, наружная поверхность которого выполнена из листовой стали, по окружности закреплены бандажные кольца, через которые барабан опирается на вращающиеся ролики.
γ - угол, характеризующий разницу высот в загрузочной и разгрузочной секциях (2-4º).
Таблица 1
|
Марка |
КБ-410 |
КБ-420 |
КБ-525 |
|
Частота вращения, об/мин |
9 |
9 |
9 |
|
Производительность, м³/ч |
25-40 |
50-90 |
120-150 |
|
Размеры окариваемых материалов, см |
70-200 |
70-200 |
70-600 |
|
Диаметр окариваемого сырья, см |
до 80 |
до 80 |
до 80 |
|
Диаметр барабана, м |
3,8 |
3,9 |
5,0 |
|
Длина барабана, м |
10,0 |
20,6 |
24,1 |
|
Мощность, кВт |
183 |
323 |
503 |
15 Гидротермическая подготовка сырья
Гидротермическая подготовка сырья производится для повышения качества получаемой продукции и снижения энергозатрат технологических операций окорки и измельчения.
Предполагает воздействие на лесоматериалы топочными газами, водяным паром или водой.
При подготовке мерзлой древесины к окорке, подготовка заключается в оттаивании её до температуры не ниже 40 в камбии. Подсушенная – должна иметь влажность в заболони выше 43%. Для измельчения оптимальным является значение температуры древесины выше, чем 20 С.
Гидротермическая подготовка может производится путем замачивания лесоматериалов в открытых и закрытых бассейнах; путем нагревания паром внутри окорочного барабана или на транспортном средстве.
17 Сортирование щепы
Цель сортировки щепы – отбор фракции щепы по геометрическим размерам, удовлетворяющим требованиям ГОСТа.
При сортировании щепа, полученная в рубительных машинах, разделяется на три фракции: мелкая, кондиционная и крупная.
Классификация сортировок щепы:
1 По форме рабочего органа:
- плоские;
- барабанные;
Плоские сортировки представляют собой набор плоских сит (2-5 шт.), в барабанных – перфорированный цилиндр.
2 Плоские сортировки в зависимости от движений в процессе сортирования подразделяются на:
- вибрационные (возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости);
- гирационные (круговые движения в горизонтальной плоскости).
3 По способу крепления:
- напольные;
- подвесные.
Плоские сортировочные установки представляют собой короб, в котором устанавливают набор сит. Наибольшую эффективность сортирования дают гирационные установки, в вибрационных – щепа подвергается встряхиванию, при этом крупные частицы торцем могут проходить или застревать в калибрующих отверстиях, что вызывает необходимость периодически очищать сито.
Барабанные сортировочные установки применяют в основном для сортирования лесосечных отходов, для отделения хвойной лапы. Имеют частоту вращения 20 – 30 об/мин, угол наклона к горизонту – 3-90. Достоинством барабанных сортировочных установок является способность к самоочистке сит. Недостатком является низкое качество сортирования.
16 Измельчение древесины. Классификация рубительных машин.
Измельчение древесины в щепу производится в результате торцового резания и относится к механическим способам переработки древесины. Основными узлами рубительных машин является механизм резания и привод.
Классификация рубительных машин:
1 По типу рабочего органа:
- барабанные;
- дисковые.
Барабанные – машины с рабочим органом в виде цилиндра, конуса. На наружной поверхности монтируются режущие ножи, полученная в результате измельчения щепа удаляется через одну из торцовых поверхностей.
Дисковые – имеют ротор в виде диска, режущие ножи располагаются на одной из торцовой поверхности.
Барабанные рубительные машины более просты в обслуживании, но дают неустойчивый фракционный состав щепы, кромки имеют сколы и смятины. Наиболее часто используются для производства топливной щепы.
2 По типу диска:
- с плоским;
- с геликоидальным.
Машины с геликоидальным диском обеспечивают большую устойчивость процесса резания, следовательно, выше качество щепы.
3 По количеству ножей:
- малоножевые (количество ножей 2-8 штук);
- многоножевые (8-120 шт.).
Наиболее часто применяемые -14-26 шт. Малоножевые машины характеризуются прерывистостью процесса резания (расстояние между соседними ножами больше, чем слой измельчаемого материала, качество щепы хуже). Многоножевые – характеризуются тем, что в контакте с древесиной одновременно не менее 2-х ножей, качество щепы выше, но требуется большая мощность привода.
4 По расположению ножевого диска:
- с вертикальным расположением;
- с горизонтальным;
- с наклонным.
Выбор расположения ножевого диска зависит от измельчаемого сырья.
5 По направлению подачи:
- с наклонной;
- с горизонтальной.
6 По направлению выброса щепы:
- с нижним выбросом;
- с верхним выбросом;
- с боковым выбросом.
В машинах с нижним выбросом щепа удаляется через проем в станине, через лоток на транспортер. С верхним выбросом (боковым) - на ободе диска монтируются лопатки, которые производят выброс щепы вверх из кожуха или в бок. Эти машины более компактны, но в щепе увеличена доля мелкой фракции.
8 По способу установки:
- стационарные (на фундаменте в цехах);
- передвижные (на прицепах, полуприцепах и рамах автомашин и тракторов).
С приводом либо от двигателя трактора или от отдельного двигателя.
9 По направлению вращения ротора:
- правого вращения (по часовой стрелке);
- левого вращения (против часовой стрелки).
Направление вращения определяется со стороны рабочей поверхности.
Барабанные рубительные машины подразделяются по форме рабочего органа:
- конические (в виде одинарного или двойного усеченного конуса);
- цилиндрические;
По режущим элементам:
- ножи;
- резцы;
Для измельчения крупной фракции в технологическом потоке могут устанавливаться дезинтеграторы, которые представляют собой дисковые рубительные машины с производительностью до 15 м3/ч. Эффективность доизмельчения в дезинтеграторе составляет 50-60%.
19 Транспорт щепы
Для перевозки щепы и других сыпучих отходов на расстояние до 100 км рекомендуется применять автощеповозы, на расстояние более 100 км – железнодорожный транспорт.
Внутризаводской транспорт подразделяется на:
– механические устройства (ленточные, скребковые, винтовые транспортеры);
– пневмотранспортные установки.
К внутризаводскому транспорту предъявляются следующие основные требования:
1) сохранение форм, размеров и фракционного состава перемещаемого материала;
2) надежность процесса перемещения в любое время года;
3) перемещение материала по территории цеха (предприятия) с учетом имеющихся зданий и действующего оборудования;
4) возможность использования одной транспортной единицы для перемещения различных сыпучих материалов;
5) обеспечить высокую экономичность процесса перемещения.
Экономичность процесса перемещения характеризуется удельными затратами энергии на перемещение 1 м материала на расстояние 1 км:
,
где N – мощность привода транспортной установки;
– часовая производительность транспортной установки;
– расстояние перемещения материала.
Механические устройства рекомендуется применять для перемещения на расстояние 80–100 м, при расстоянии более 100 м (до 1,5 км) – пневмотранспорт, более 1,5 км – автощеповозы.
34 ДРЕВЕСНАЯ ЗЕЛЕНЬ
Представляет собой смесь хвои, листьев и неодревесневших побегов.
Основным назначением древесной зелени является производство витаминной муки. А зелень пихты применяется для производства пихтового масла. Также используется в качестве добавок для производства хвойных экстрактов.
Характерной особенностью древесной зелени является ограниченный срок хранения от заготовки до глубокой переработки.
Наиболее ценными компонентами в ней являются каротин и хлорофилл, который разлагается на открытом воздухе.
Срок хранения зелени при температуре ниже 00С – 20 суток, при температуре выше 00С – не более 7 суток.
Заготовка древесной зелени может осуществляться на погрузочных пунктах при работе сучкорезной машины или непосредственно на лесосеке (у пня).
Технологические операции:
- сбор сырья;
- выделение охвоенных ветвей;
- отделение зелени;
- загрузка и транспортировка.
ПРОИЗВОДСТВО ВИТАМИННОЙ МУКИ
Технология производства включает в себя двух стадийное измельчение и сушку.
Первая стадия измельчения в дробилках ДКУ-М до размеров не превышающих 5 мм. Затем измельченная масса подвергается высушиванию в течении 10 секунд при температуре 200-3000С.
Вторая стадия измельчения – в дробилках ДКУ-1 с фракцией не выходе не превышающей 1 мм.
Витаминная мука используется в качестве добавки в корма для скота, для производства лекарственных и парфюмерных препаратов.
Для производства муки пригодны практически все северные породы (нежелательна ива). Питательность витаминной муки составляет 0,28 кормовых единиц на килограмм.
21 Ленточные транспортеры
Осуществляют перемещение щепы бесконечной лентой.
Классификация ленточных транспортеров:
- стационарные и передвижные;
- с постоянным расстоянием перемещения материалов и переменным расстоянием (не предполагают в своем устройстве телескопического устройства для сбора части длины);
- горизонтальные, наклонные и горизонтально-наклонные.
По форме рабочей ветви: желобочные (опора на ролики), плоские (лента опирается на плоский горизонтальный настил).
Лента транспортера может являться одновременно тяговым и грузонесущим органом. Ленточно-канатные транспортеры: лента - грузонесущий орган, канаты – тяговый.
Транспортерные ленты должны обладать достаточно продольной и поперечной гибкостью, высокой прочностью и эластичностью (для воспринятия и гашения возникающих нагрузок от падающего на нее и перемещаемого материала), иметь относительно небольшое удлинение. Наиболее часто применяются резиново-тканевые ленты, которые состоят из нескольких слоев хлопчатобумажной (белкинговой) ткани, соединенных между собой натуральным или синтетическим каучуком. Наиболее часто применяемое количество слоев от 4-х до 10-ти. Поверхность ленты может быть плоской, рифленой, с отогнутыми бортами.
Разгрузка перемещаемого материала с ленты осуществляется либо при огибании ведомого барабана, либо плужковыми сбрасывателями одно- и двухстороннего действия.
Угол γ зависит от свойств перемещаемого материала (для щепы от 35 до 45º).
Производительность ленточных транспортеров:
,
где υ - скорость движения ленты;
V – площадь поперечного сечения перемещаемого материала;
φ1 – коэффициент загрузки;
kп – коэффициент полнодревесности.
Ширина ленты от 500 до 1000 мм.
Марки: КЛС – 500 (650, 700, 850, 1000).
Достоинства ленточных транспортеров:
- простота конструкции;
- высокая производительность;
- возможность транспортировки на большие расстояния;
- сохранение фракционного состава применяемого материала;
- бесшумность и плавность работы.
Недостатки:
- малый угол подъема (до 12º для плоской ленты);
- при необходимости разгрузки по трассе необходимо устройство разгрузочных механизмов.
23 Пневмотранспортные установки
Производят перемещение сыпучих материалов во взвешенном состоянии воздушным потоком по системе герметичных трубопроводов. Подразделяются:
- по давлению внутри трубопровода: малого давления (0,03 кг/см²), среднего (0,1-0,7 кг/см²) и высокого (от 0,7 кг/см²);
- по принципу действия: всасывающие, нагнетательные и всасывающе-нагнетательные.
Достоинства:
- возможность сбора перемещаемого материала от нескольких пунктов загрузки и передача к нескольким пунктам разгрузки одним магистральным трубопроводом (высокая маневренность);
- гибкость трассы (позволяет производить перемещение материалов с учетом имеющихся сооружений, действующего оборудования и т.д.);
- компактность;
- отсутствие движущихся рабочих органов;
- высокая степень автоматизации управления;
- герметичность трубопровода позволяет предотвращать просыпание материала по трассе.
Недостатки:
- дополнительное измельчение материалов в элементах трубопровода;
- большая шумность (максимальный шум дает воздуходувная машина);
- благодаря свойствам материалов могут образовываться электростатические разряды, которые ведут к взрыву (наиболее подверженный участок циклон-бункер; против этого на входе в циклон применяются генератор ионов нейтрализатора).
20 Скребковые конвейеры
Скребковые конвейеры подразделяются на наклонные и горизонтальные.
Достоинства:
- возможность подъема груза на угол 20-25º для щепы;
- простота конструкции;
- надежность работы;
- возможность разгрузки перемещаемого материала на любом участке трассы без специальных устройств.
Недостатки:
- повышенный расход электроэнергии (в 1,5-2 раза выше, чем у ленточных);
- повышенное трение;
- увеличение доли мелкой фракции (за счет попадания частиц между скребком и стенками лотка);
- быстрый износ рабочих органов (скребков и стенок лотка).
Производительность горизонтального скребкового транспортера:
,
где V – объем материала, перемещаемого одним скребком;
l – расстояние перемещения.
Объем материала, перемещаемого одним скребком:
где hc, lc – высота, длина скребка;
lщ – длина кучи щепы перед одним скребком (0,4-0,5м).
Производительность горизонтального скребкового транспортера:
где с – коэффициент, учитывающий угол наклона транспортера (с=1-sinα).
22 Винтовые конвейеры
Используются для перемещения щепы на расстояние до 40 м. Рабочим органом является винт (шнек). Перемещение щепы осуществляется по желобу, который может быть с полным или неполным охватом винта.
Достоинства:
- выдача щепы определенными порциями (часто используются в качестве дозирующих устройств).
где DН,В - диаметр винта наружный и внутренний,
n – частота вращения,
S – шаг винта,
φ1 – коэффициент загрузки,
φ2 – коэффициент полнодревесности.
с - коэффициент, учитывающий угол наклона к горизонту (при угле наклона 30º равен 0,65).
Винтовые конвейеры могут быть горизонтальными и наклонными (максимальный угол наклона 30º).
Недостаток:
- дополнительное измельчение перемещаемого материала.
30 Технология подготовки коры к сжиганию
Отходы окорки дренирующим конвейером перемещаются для измельчения в корорубки, при этом они отряхиваются от поверхностной влаги. После измельчения подвергаются отжиму, где удаляется часть внутренней влаги. При влажности менее 45–50% направляются на сжигание в энергоустановку. В противном случае подвергаются естественной сушке на открытом воздухе, в некоторых случаях – повторному отжиму.
31 Технология производства корьевых удобрений
Отходы окорки измельчаются в корорубке, после чего кора смешивается на смесителе с минеральными азотосодержащими добавками, поступающими из бункера. Приготовленный полуфабрикат вывозится в бурты и подвергается компостированию. Срок компостирования составляет 2–3 месяца в весенне-летний период, и 6–7 месяцев в осеннее-зимний период.
24 Хранение щепы
Хранение щепы осуществляется на складах открытого, бункерного и контейнерного типов. Необходимость создания складов щепы определяется режимами работы цеха, его производительностью и режимами отгрузки на транспорт или в цеха дальнейшей переработки.
Основными параметрами складов является вместимость и запас:
Вместимость – максимально возможный объем щепы, который может быть размещен на складе.
Запас – объем щепы, который располагается на складе в данный момент времени.
Вместимость склада является величиной постоянной, запас – переменной. Наибольшей вместимостью обладают склады целлюлозно-бумажных и приречных лесопромышленных предприятий.
Классификация складов:
1 По вместимости
- малый (с размещением объема щепы до 7 суточных объемов производства);
- средний (18-36);- большой (больше 36).
2 По способу хранения- закрытый (бункерные галереи); - открытый (в кучах конических или призматических форм); - контейнерный.
Бункерные галереи – это сооружение, оборудованное транспортными механизмами и включающие в себя емкости для хранения щепы, призматической или цилиндрической формы деревянного или железобетонного исполнения.
Преимущества:
- Обеспечивает высокую степень механизации работ;
- Сохраняет качество и фракционный состав щепы.
Недостатки:
- Большие капитальные вложения на строительство и содержание;
- Необходимость дооборудования дополнительными средствами для разгрузки мерзлой щепы (вибраторы).
Открытые склады – специально оборудованные площадки с асфальтобетонным, железобетонным, гравийным или деревянным покрытием.
При устройстве деревянного настила толщина его должна быть не менее 6 сантиметров, а древесина – пропитана антисептиками.
Щепа различных пород должна храниться в отдельных кучах (бунтах), высотой 10-12 метров, при устройстве системы вентиляции в толще бунта; до 8 метров – без вентиляции.
Ширина или диаметр бунта должна быть не более 15 метров, длина не ограничивается.
Площадка для открытого склада выбирается с учетом рельефа и источников загрязнения. По периметру площадки устраивается забор (сетчатый, дощатый, плитный) высотой до 2,5 метров. Площадка должна иметь естественный уклон для стока атмосферных вод. Не допускается устройство площадок вблизи автомобильных и железных дорог.
Преимуществом является возможность применения транспорта и грузоподъемного оборудования общего назначения.
Недостатком является то, что в результате воздействия факторов окружающей среды, щепа может загрязняться, разрушаться, терять водорастворимые компоненты, смерзаться и слеживаться. Самый простой способ сохранения свойств щепы является орошение водой.
Контейнеры: КЩ-2 (вместимость 17,5 м3 ), КЩ-3 (вместимость 12,5 м3 ).
Преимуществом является обеспечение высокой степени защиты от воздействий различных факторов. Недостатком является то, что они требуют применения специальных грузоподъемных средств.
28 Свойства древесной коры.
Химические и физические свойства древесной коры отличаются от свойств древесины. Свойства коры (отходов окорки) зависят от породы дерева, способа доставки лесоматериалов в пункт переработки, от влажности, от способа окорки и др. Кора подразделяется:
1) По породам:
- кора лиственных;
- кора хвойных.
Кора лиственных обладает механической прочностью, твердостью, но меньшим содержанием дубильных веществ и целлюлозы, чем у хвойных.
2) В зависимости от влажности изменяются механические свойства коры. При относительной влажности до 16% кора является легким и хрупким материалом. При достижении 80% и выше кора становится пластичной и трудно перерабатываемой.
3) В зависимости от способа доставки лесоматериалов:
- кора сухопутной доставки (железная дорога, автомобильный транспорт, баржи).
- кора водной доставки (в плотах).
При этом изменение свойств коры обусловлено воздействием окружающей среды. При сухопутной доставке кора загрязняется минеральными веществами, теряет влажность, сохраняет свой химический состав. При водном способе доставки происходит частичное выщелачивание, то есть уменьшение экстрактивных веществ и минеральных примесей. Кора лесоматериалов водной доставки до абсолютно сухого состояния высыхает за 2-3 месяца, в то время как сухопутной доставки не менее 6 месяцев.
4) В зависимости от способа окорки.
При окорке в роторных окорочных станках отходы окорки представляют собой ленты длиной свыше 0,5м. Содержание древесины достигает 5%. При групповой окорке отходы представляют собой мелкодиспергированную смесь коры с древесными отщепами. Содержание древесины примерно 10%.
32 ПРОИЗВОДСТВО АРБОЛИТА (ДИРЮЗОЛА)
Арболит относится к группе ˝легких˝ бетонов, основными компонентами которого являются органический наполнитель (древесина), связующий материал (цемент) и минерализаторы.
Арболит применяется для производства строительных изделий (плиты, блоки, панели), используемых в малоэтажном строительстве.
Технологические операции:
1 Подготовка сырья (сырье для производства органического наполнителя предпочтительно хвойных пород, доставленное сплавом и выдержанное на открытом воздухе не менее 2 месяцев). Сырье проходит разделку длиной до 1,5 м, расколку до сечения в соответствии с размерами загрузочного патрона рубительной машины.
2 Обработка древесины минерализаторами (в качестве минерализатора – жидкое стекло, хлористый кальций и др.) – для ускорения процесса гидротации цемента (способность образовывать цементный камень).
3 Приготовление арболитовой смеси (соединение со связующим), в качестве связующего применяются быстросхватываемые марки цемента: 400, 500, портланд.
4 Формование.
Формование – закладка смеси в формы, виброуплотнение, раскатывание, повторное прессование.
5 Сушка в течение 12 часов при температуре 50–60˚С.
6 Распалубка и выдерживание готовой продукции на складе.
Достоинства арболита:
– большая удельная теплоемкость, достаточная прочность на сжатие и растяжение;
– не токсичен;
– не горит;
– легок;
– хорошо поддается механической обработке (сверленю, пилению).
Недостатки арболита:
– большой расход вяжущего материала;
– неровность поверхности;
– необходимость защиты от атмосферных воздействий.
Плиты в домостроении изготовляются из трех слоев. Два облицовочных слоя из бетона (максимальная толщина 50 мм, наружный слой облицовывается плиткой) и внутренний слой.
Плиты из арболита можно применять по истечении 20 дней после изготовления.
29 Направления использования отходов окорки.
1 Энергетика.
- Топливо.
Кора некоторых древесных пород обладает большей теплотворной способностью, нежели древесина. Эффективность сжигания отходов окорки, главным образом, зависит от влажности. При влажности 75% теплотворная способность коры снижается до нуля и для поддержания процесса горения необходимо вводить нефтепродукты или каменный уголь. При этом происходит интенсивное закоксовывание топок теплоагрегатов и нарушение процесса горения. Для данного вида утилизации наиболее пригодны отходы сухой окорки.
- Топливные брикеты.
Основными технологическими операциями по производству топливных брикетов из отходов окорки являются измельчение и прессование.
- Генераторный газ.
Производство осуществляется путем сжигания отходов окорки в специальных устройствах – газогенераторах при участии природного газа.
Кора + Природный газ → СО (отбирается в трубопровод) + СО2 (в атмосферу)
2 Химическое производство.
- Традиционным использованием коры является производство дубильных экстрактов, которые используются при выделке кожи. Для производства экстрактов наиболее пригодной является кора ивы, ели, лиственницы (только сухопутной доставки).
- Строительство.
Поскольку кора обладает волокнистой структурой и достаточной механической прочностью, возможно, ее использование в качестве добавок при производстве строительных материалов. Лигноуглеводный пластик получают из коры березы и ели путем горячего прессования без связующего. Изоляционный материал представляет собой спрессованную кору. Данное направление не развивается.
3 Сельское хозяйство
- Органические удобрения (корокомпосты)
Использование коры в качестве органического удобрения позволяет возвращать в почву растительные вещества. При приготовлении корокомпостов обязательной технологической операцией является внесение азотосодержащих добавок (аммиачная селитра и мочевина).
- Мульча
Мульча – это продукт, который получается путем сушки и измельчения отходов окорки хвойных пород. Используется в качестве внекорневой подкормки растений, для улучшения гранулометрического состава почвы и стабилизации климатических воздействий на корневую систему.
- Кормовые добавки
Кормовые добавки используются для приготовления ˝грубых˝ кормов. Пригодна кора осины и березы. Предварительная подготовка заключается в измельчении вымачивании в воде. Срок вымачивания не менее семи суток с целью уменьшения содержания экстрактивных веществ.
26 ТЕХНОЛОГИЯ РАБОТЫ ЦЕХОВ ЩЕПЫ
Подготовленное к окорке сырье загружается в окорочный барабан КБ-3. По окончании цикла окорки осуществляется выгрузка на поперечный пятиступенчатый транспортер, где проводится оценка качества окорки. Недостаточно окоренное сырье забрасываются обратно в барабан вручную и подвергаются доокорке. Оставленные на транспортере-растаскивателе чисто окоренные поленья сбрасываются на подающий ленточный транспортер в рубительную машину с верхним выбросом щепы.
Щепа через трубопровод и циклон передается на сортировочную установку, где подвергается разделению на кондиционную и некондиционную фракции.
Кондиционная фракция пневмотранспортной установкой через трех позиционный переключатель подается на открытый склад хранения, либо в вагоны МПС, либо в автощеповоз. Отгрузка щепы с открытого склада осуществляется с помощью бульдозера и пневмопогрузчика.
Отходы окорки с некондиционной фракцией щепы ленточными транспортерами собирается в бункер отходов.
Технологическая схема цеха (Красноярский ЛПК) по переработке разнодлинового сырья:
Разделение по потокам осуществляется в зависимости от длины и наличия гнили. Сырье длиной более двух метров подвергается окорке в окорочном станке. Далее разделяется на коротье длиной до 1,5 м и подвергается расколке.
Лесоматериалы длиной до двух метров подвергаются расколке и окорке в окорочных барабанах на другой технологической линии.
Оба потока подготовленного к измельчению сырья соединяются на подающем ленточном конвейере рубительной машины.
33 ПРОИЗВОДСТВО ФИБРОЛИТА
Фибролит - это материал, получаемый в результате отвердения спрессованной массы, состоящей из вяжущего и древесной шерсти.
Для производства древесной шерсти наиболее пригодными породами являются ель и пихта.
Древесная шерсть представляет собой тонкую стружку длиной до 50 см, шириной 1-4 мм, толщиной до 0,7 мм.
Технология производства:
Древесное сырье подвергается окорке, в последующем выдерживается на открытом воздухе для снижения содержания водорастворимых веществ в древесине. Затем лесоматериалы подвергаются разделке на чураки длиной 1-1,5 метра и перерабатываются на древесно-шерстных станках СД-3.
Полученные древесные волокна обрабатываются минерализаторами и смешиваются с цементом в специальных смесителях до состояния рыхлой пористой массы (шихта). В последующем шихта закладывается в формы, уплотняется и отправляется на отвердение в камерах с температурой 30-400С в течение 18-24 часов. После отвердения извлекается из форм и обрабатывается.
Расход древесины на 1 м3 фибролита составляет 0,25 м3 древесины или 115 кг древесной шерсти.
Фибролит используется в качестве звукоизоляционного материала.
27 ПРОИЗВОДСТВО ДРЕВЕСНОГО УГЛЯ
Применение древесного угля:
- Цветная металлургия
- Производство меди, никелесодержащих сплавов.
- Производстве кристаллического кремния
- В качестве добавок пластичных смазок.
- Электро-углеродистые изделия.
- В химической промышленности, полиграфии и в бытовых целях.
Марки древесного угля:
А – уголь полученный в результате пиролиза твердолиственной древесины (береза); марка А высшего и первого сорта.
Б – в результате пиролиза смешенных твердолиственных и мягколиственных пород (береза +осина) 1,2 сорт.
В – бессортная, в результате пиролиза смеси лиственных и хвойных пород.
Древесный уголь представляет собой очищенный углерод.
Пиролиз древесины –термическое разложение без доступа кислорода.
Сырьем для производства древесного угля служат отходы лесозаготовки, кусковые отходы раскряжевки, дровяная древесина в окоренном и неокоренном виде, предварительно прошедшая естественную сушку, толщиной до 150 мм, длиной 50-55 см.
Окоренные лесоматериалы с отсутствием гнили дают лучшие качества древесного угля.
Производство древесного угля может осуществляться в стационарных установках с вертикальными ретортами в передвижных углесжигательных печах.
Камера печи представляет собой металлический цилиндр, внутренняя поверхность которого выполнена огнеупорным кирпичом с системой газопроводящих каналов.
Нагревание и пиролиз древесины осуществляется за счет топочных газов, которые образуются в результате сжигания дров в топке.
Технологический процесс состоит из следующих операций:
1 Подготовка сырья,
2 Загрузка камер углесжигатнльной печи,
3 Розжиг,
4 Углесжение,
5 Охлаждение,
6 Выгрузка угля из печи.
После загрузки сырья в камеру углежжения все люки герметично закрываются и производится розжиг топки. По мере горения дров происходит нагрев топочных газов, которые по системе каналов циркулируют внутри камеры углежжения и удаляются через дымовую трубу. Первые два – три часа происходит нагрев, сушка дров внутри камеры и при температуре топочных газов свыше 2000С начинается процесс пиролиза. Цвет выходящих газов в этот момент серо-желтый. По-мере дальнейшего нагревания топочных газов до температуры 800-10000С происходит полный пиролиз. Цвет дымовых газов постепенно переходит от насыщенно синего в прозрачно голубой. По окончании процесса печь останавливается на охлаждение до температуры 40-500С. После чего при помощи ручной лебедки камера углежжения поворачивается таким образом, что разгрузочные люки оказываются внизу и полученный уголь выгружается. В дальнейшем уголь подвергается сортированию и фасовке в воздухонепроницаемые материалы для предотвращения повышения влажности.
Техническая характеристика УВП-5:
|
Производительность за цикл, кг |
800-1000 |
|
Емкость камеры углежжения, м3 |
11 |
|
Масса печи, т |
6,2 |
|
Продолжительность цикла углежжения, ч |
40-50 |
Плотность древесного угля составляет – 1,2-1,3т /м.куб.