Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Отходы деревопереработки
Как и любые отходы твердых органических материалов, они утилизируются двумя способами: а) физико-механическим (разборка, сортировка, прессование и т. д.); б)физико-химическим, в основе которого лежат процессы термообработки, гидролиза, пиролиза и т. п. Древесные отходы образуются на всех стадиях лесопользования – от рубки до механической или химической стадий переработки. Их классифицируют по основным специфическим «древесным» признакам. Одна из схем классификации приведена ниже (рис. 7).
Сортамент Породы Структура Влажность ____________ ___________ _____________ _____________ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Рис. 7. Твердые отходы деревопереработки: 1 – пиловочник;2 – фанера; 3 – древоплита; 4 – сосна; 5 – ель; 6 – береза; 7 – кусок; 8 – щепа; 9 – опил; 10 – сухие (15%); 11 – полусухие (20%); 12 – влажные (30%)
Основное направление физико-механической переработки отходов древесины – получение искусственных деревосодержащих материалов и изделий. Среди них наиболее массовыми являются: 1. Древесностружечные плиты (ДСП), получаемые прессованием стружки, смешанной со связующими – мочевино- или фенолоформальдегидными смолами. 2. Древесноволокнистые плиты (ДВП), в состав которых входят волокнистые фракции, полученные путем гидролитическогй обработки отходов, и связующие материалы, количество которых, однако, намного меньше, чем в ДСП. 3. Изделия на основе древесноволокнистых материалов, получаемые штамповкой или прессованием. 4. Древобрикеты топливного назначения (теплотворная способность свыше 15 тыс. кДж/кг). 5. Древесноцементные материалы (ДЦМ): ксилолит – представляет собой смесь древесной муки, опилок, стружки, асбеста, затворяемую при определенном водоцементном отношении; фибролит – готовят на основе древесной ваты с добавлением костры льна и других волокнистых растений. Связующее – магнезиальный цемент; арболит – имеет аналогичный состав, но в качестве связующего служит смесь подходящего полимера и цемента. 6. Экструзионные материалы, получаемые из опилок или дробленой древесины путем высокотемпературной механической экструзии. 7. Фильтровальные материалы на основе древесных волокон. 8. Вспучиватели и вспениватели для производства керамзита и других пористых материалов и изделий, получаемых путем обжига. Отходы картона и бумаги. Исходные материалы – бумага (до 250 г/м2) и картон (выше 250 г/м2), изготавливаются преимущественно из целлюлозы, главного строительного материала клеточных структур высших растений. Выделение целлюлозы основано на использовании реагентов, растворяющих нецеллюлозные компоненты растений, – растворов щелочи (щелочная варка), сернистого газа (сульфитная варка), солей щелочных металлов (гидротропная варка). Целлюлоза является основным компонентом бумажной массы, в которую добавляют также тонкоизмельченные асбест, стеклянные и синтетические волокна и ряд веществ, придающих бумаге необходимые свойства – клеи, наполнители, красители, снижающие набухаемость добавки, армирующие нити и др. Полученная масса подается на движущуюся сетку для формирования бумажного полотна и его последовательной обработки: прессования, обезвоживания, сушки, уплотнения и пропитки. Отходы бумаги и картона представляют собой один из наиболее ценных видов вторичного сырья и получили специальное название – макулатура. Из 1 т макулатуры получают 0,7 т бумаги или картона и экономят при этом около 4 т древесины, 500 м3 воды, 300 кВт-ч электроэнергии и 100 человекочасов трудозатрат. Высокосортную бумажную продукцию из макулатуры получить нельзя, но зато можно изготовить многочисленные виды тарного картона, упаковочных материалов, строительных плит, гидроизоляционных прокладок и наполнителей для пластмасс. Причина невозможности возврата макулатуры на производство высокосортной бумаги состоит в том, что макулатура содержит многочисленные инородные примеси органического и неорганического происхождения, добавляемые при производстве бумаги с целью управления качеством. К ним относятся: полимерные упрочняющие добавки; типографские краски; отбеливатели; минеральные абразивные материалы. Тем не менее, возможна так называемая глубокая переработка макулатуры, при которой удается избавиться от подавляющей части примесей и направить очищенную массу на производство бумаги первого и высшего сортов. Например, в США при годовом производстве бумаги около 50 млн. т 30% бумажных фабрик работают на макулатуре, имея стабильный уровень производства продукции высшего сорта. Правда. следует отметить, что и качество макулатуры в США намного выше, поскольку наряду с бумагой и картоном в ход идут многочисленные виды хлопчатобумажных и полимерных отходов. Однако, если даже ограничиться воспроизводством дефицитнейшего тарного картона (а его рециклинг может достигать 50%), переработка макулатуры все равно остается одним из самых экономичных видов переработки вторичного сырья. Первое место в этой области занимает Германия, в которой сбор и переработка макулатуры являются частью государственной политики в области использования вторичных ресурсов. Кстати, Германия до сих пор остается единственной страной в мире, осуществляющей массовый импорт макулатуры (так же как, впрочем, и высокосортной бумаги) – свыше 300 тыс. т/год. И это не случайно, если учесть, что она не располагает сколько-нибудь значительными запасами древесины. В противоположность Германии, наша страна, стоящая на 2-ом месте в мире по запасам лесного сырья, импортирует до 70% потребляемой бумаги, «производит» свыше 1,5 млн. т макулатуры (один только Московский регион дает ежегодно до 600 тыс. т) и экспортирует огромные количества круглого леса. Химическая и энергохимическая переработка отходов древесины и твердых органических материалов. Она осуществляется двумя методами: гидрохимическим (водная, щелочная и кислотная обработка при умеренных температуре и давлении) и термохимическим (высоко- и низкотемпературный пиролиз и энергохимическая переработка). Основным гидрохимическим методом утилизации древесины является каталитический гидролиз полисахаридов (целлюлозы и гемицеллюлозы растительных тканей) и получение водорастворимых сахаров, на базе которых производят ряд пищевых, кормовых и технических продуктов. Эти продукты имеют особенно важное значение как сырье для тяжелого органического синтеза. В частности, из гидролизатов можно получать: кристаллизацией растворимых в воде моносахаридов – глюкозу пищевую и ксилозу техническую; гидрированием – ксилит и сорбит; дегидратацией – фурфурол; гидрогенолизом – глицерин, этиленгликоль; окислением – органические кислоты; брожением – спирты, ацетон, белково-витаминные дрожжи, антибиотики. Утилизация лигнина. Одним из многотоннажных отходов химической деревопереработки является лигнин, получаемый при гидролизе древесины. Технический лигнин представляет собой смесь трудногидролизуемых полисахаридов, смол, гуминовых кислот и минеральных включений. Основной компонент технического лигнина – нерегулярно построенный природный полимер сложной структуры. В нём, помимо преобладающих ароматических, присутствуют также линейные и разветвленные макромолекулы. Несмотря на ярко выраженную вещественную индивидуальность, химическим соединением его назвать нельзя: его свойства зависят и от вида древесины, и от ее возраста, и от способа выделения. Основная масса отходов лигнина образуется в гидролизной промышленности и на предприятиях по производству бумаги. Последние поставляют лигнин в виде смеси кальциевых солей лигносульфоновых кислот, образующихся при сульфитной варке древесины. Крупномасштабные промышленные способы утилизации громадных (сотни тысяч т в год) отходов лигнина до сих пор не разработаны. Из гидролизного лигнина можно получить: термолизом – активированные угли, уксусную кислоту, фенол; водной обработкой – наполнители для пресспорошков; химической обработкой – щавелевую кислоту; прессованием – строительные и изоляционные лигноплиты. Кроме того, лигнин может служить в качестве связующего при получении древесностружечных и древеснослоистых плит и погонажных изделий. Крупным потребителем лигнина может стать резиновая промышленность, где он используется в качестве активного усилителя синтетических каучуков (белая сажа) взамен газовой сажи, получаемой при дегидрогенизации природного газа. Важным термохимическим методом утилизации древесных отходов является пиролиз, но этот метод сравнительно дорог в применении к отходам. Поэтому основное место в этой области занимает простой, экономичный и совершенный с технологической точки зрения метод газификации отходов древесины и других твердых органических материалов (ТОМ). Газификация отходов твердых органических материалов. Газификация включает ряд термохимических процессов превращения ТОМ в горючие газы путем окисления воздухом, кислородом, водяным паром или углекислым газом. В отличие от пиролиза, газификация, как это следует из названия метода, не предусматривает образование каких-либо других компонентов, кроме газообразных (исключение – небольшое количество твердых или жидких шлаков, получаемых из неорганических составляющих ТОМ). Поскольку процесс газификации протекает в специальных колоннах, называемых генераторами, все газы, получаемые при газификации, называют генераторными газами. Газогенерация включает четыре стадии: ТОМ, находящиеся непосредственно под загрузочным отверстием в верхней части аппарата при 100–150°С, подвергаются нагреву; ниже располагается зона сушки (150–200°С), еще ниже, при 250–550°С начинаются и при 800°С заканчиваются реакции сухой перегонки. И, наконец, в средней и нижней зонах генератора при 1000°С–1500°С протекают основные реакции газификации: 1) С + О2 = СО2; 5) С + Н2О = СО + Н2; 2) 2С + О2 = 2СО; 6) С + 2Н2О = СО2 + 2Н2;; 3) 2СО + О2 = 2СО2; 7) СО + Н2О = СО2 + Н2; 4) С + СО2 = 2СО; 8) СО + 3Н2 = СН4 + Н2О; 9) 2СО + Н2 = СН4 + СО2.
Способы получения генераторных газов. Кислородный газ образуется при чисто кислородном дутье, содержит 95–97% COи используется в качестве реагента и для создания восстановительной среды. Воздушный газ (целевой компонент – СО) получают при воздушном дутье. Парокислородный газ получаетсяпри использовании парокислородного дутья и на 95–97% состоит из СО и Н2, соотношение которых задают, варьируя состав дутья. Паровоздушный газ образуется при продувке генератора соответствующей смесью и является самым распространенным и дешевым видом газообразного топлива. Водяной газ содержит до 86% смеси СО и Н2, которую используют для синтеза аммиака, метанола, этанола, детергентов, жидких топлив и парафина. Эту смесь называют синтез-газом. Полуводяной газ, содержащий СО + (Н2: N2 = 3), используется непосредственно для получения аммиака. Газификация кусковых органических отходов – достаточно производительный процесс. Мощность генератора средних размеров (высота 10 м и диаметр 3 м) составляет 30 тыс. нм3/час. В настоящее время применяются газогенераторы для пылевидных ТОМ, чья производительность в несколько раз выше, а также аппараты, в которых сочетаются газификация и выработка электроэнергии в количестве 1 кВт·час на 1 кг ТОМ. Весьма интересными и перспективными являются методы обработки объединенных твердых органических и неорганических отходов шлаковыми расплавами доменных и сталеплавильных печей при температуре 1400–1700°С, позволяющие получать металлические сплавы, горючие газы и пористые шлаки.
УТИЛИЗАЦИЯ ОКСИДНЫХ
|