Жизненный цикл продукции и основные виды воздействия производства на окружающую среду

Просвет между регистровыми валиками во входной части пресса, таким образом, может достигнуть 600 мм.

Регистровые валики второй секции расположены горизонтально, параллельно нижним валикам. Расстояние между валиками регулируют в пределах 200 мм. Давление подпрессовки 0,10-0,15 Мпа; линейное давление прессовых волков плтигает 1400 Н/см. В конце второй секции зазор между лентами несколько увеличен, что позволят снимать давление и исключает разрушение структуры древесноволокнистого ковра.

  Древесноволокнистый  ковер во время подпрессовки  значительно плотняяется, становясь транспортабельным. При этом высота ковра уменьшается примерно в 2,5 раза. Оценкой качества ковра служит равномерность распределения плотности ковра и состояние его кромок на следующей стадии технологического процесса – форматной обрезке.  

 

При производстве ДВП сухим способом вышедшие из пресса плиты поступают в станок обрезки кромок, в  котором с каждой стороны плиты обрезается кромка шириной 50 мм. Обрезка кромок предварительна и выполняется для улучшения условий загрузки плит в этажерку, которая подает их в камеру кондиционирования (рисунок 4.6). Число полок в этажерке определятся этажностью пресса. В одной этажерке размещают плиты четырех запрессовок. Этажерки загружают с помощью устройства, которое поднимается на высоту 4 м с шагом 45 мм. Операции, связанные с движением этажерок  и их загрузкой в камеру, механизированы.

 

1 – загрузочное устройство; 2 – направляющие; 3 – этажерка; 4 – привод этажерки; 5 – передаточная  тележка; 6 – толкатель; 7 – автоматическая  дверь; 8 – камера

Рисунок 4.6 – Общий вид камеры кондиционирования

 

Этажерка 3 с плитами перемещается к передаточной тележке 5 тросовым механизмом. Тележка передает этажерку на механизм загрузки камеры с толкателем 6. При установке этажерки на механизм загрузки дверь 7 автоматически открывается и пропускает этажерку в камеру 8. Камера разделена на четыре зоны: в зоне 1 происходит выравнивание температуры плит, в ней поддерживаются температура воздуха 60-65◦ С и относительная влажность воздуха 50%; в зонах 2 и 3 плиты увлажняются при температуре 65-75◦С и относительной влажности воздуха 75-80%; в зоне 4 плиты охлаждаются при температуре 20-30◦С и относительной влажности воздуха 65-70%. Воздух нагревают калориферами, а вентиляторы обеспечивают его циркуляцию. Одновременно в камере можно разместить 14 этажерок. Продолжительность обработки зон зависит от толщины полотна. 

Также в производстве ДВП используются различные пилы для обрезки ковра до заданной ширины; станки для продольной распиловки, шлифовальные станки; различные типы конвейеров для транспортировки плит.

 

4.3 Анализ использования сырья и материалов

Анализ использования сырья и материалов предполагает составление материального баланса технологического процесса и расчет коэффициента использования сырья Ки.

Материальный баланс – количественная оценка химических веществ на входе и выходе данного производственного процесса.

Целью материального баланса является подсчет каждого килограмма химических веществ, которые

• запускаются в производство;
• возникают или разрушаются в процессе производства;
• выпускаются в качестве целевого (побочного) продукта производства;
• идут в отходы (газообразные, жидкие или твердые).

Производим расчет баланса воды, волокна, смолы и парафина для изготовления 140 т древесноволокнистых плит [5]. Исходные данные для расчета приведены в таблице 4.1

Таблица 4.1 – Исходные данные для расчета материального баланса

Показатель	Значение в %
влажность щепы	40
влажность волокна при размоле	60
влажность волокна после первой ступени сушки	50
влажность волокна после второй ступени сушки	5
влажность плит после горячего пресса	2
влажность плит после камеры кондиционирования	8
Потери на различных стадиях производства
при подготовке сырья (рубка, сортировка щепы)	3
в дефибраторе	5
в циклоне	3,7
при обрезке ковра после формования	4
при предварительной обрезке кромок	3
при форматной обрезке плит	1,7

 

Согласно ТУ 19-200-74, влажность готовых твердых плит сухого формования составляет 8%. Тогда 140 тонн готовой продукции на складе будет содержать:

абсолютно сухого волокна 0,92 * 140000 = 128800 кг

воды 140000-128800=11200 кг

По данным ВНИИДрева и действующих предприятий по сухому способу производства ДВП принимаем дозировку парафина в количестве 1% и дозировку смолы в количестве 2,5%.

Тогда весовое содержание смолы и парафина определяется следующим образом:

; кг

где n – масса смолы и парафина в 140 т готовой продукции

Количество абсолютно сухого волокна:

128800 – 4355,556 = 124444,444 кг

Получим:

 количество парафина 0,01 * 124444,444 = 1244,444 кг

 количество смолы 0,025 * 124444,444 = 3111,111 кг

Потери при форматной резке составляют 1,7%. Следовательно, на форматную обрезку поступает:

абсолютно сухого волокна 124444,444 * 1,017 = 126560 кг

воды 11200 * 1,017 = 11390,4 кг

парафина 1244,444 * 1,017 = 1265,6 кг

смолы 3111,111 * 1,017 = 3164 кг

Всего: 126560 + 11390,4 + 1265,6 + 3164 = 142379,6 кг

126560 кг 

11390,4 кг 

2115,556 кг 

190,4 кг 

124444,4 кг

11200 кг

Потери при этом составляют 2380 кг, в том числе:

абсолютно сухого волокна 126560 – 124444,444 = 2115,556 кг

воды 11390,4 – 11200 = 190,4 кг

парафина 1265,6 – 1244,444 = 21,156 кг

смолы 3164 – 3111,111 = 52,889 кг

Всего: 2115,556 + 190,4 + 21,156 + 52,889 = 2380 кг

На форматную обрезку плиты поступают с увлажнительных камер, где они увлажняются с 2% до 8%.

Плиты, поступившие в увлажнительную камеру, имеют следующий состав:

абсолютно сухого волокна 126560 кг

парафина 1265,6 кг

смолы 3164 кг

Количество воды определяем следующим образом:

 кг

Количество воды, поглощаемой плитами в увлажнительной камере:

11390,4 – 2673,257 = 8717,143 кг

где число 11390,4 – это количество воды в плитах, поступающих на форматную обрезку после увлажнительной камеры.

В камеру кондиционирования плиты поступают после предварительной обрезки кромок. Потери при обрезке принимаем в количестве 3%. Тогда из пресса на предварительную обрезку поступает:

абсолютно сухого волокна 126560 * 1,013 = 130356,8 кг

где 126560 кг – масса абсолютно сухого волокна в плитах после предварительной обрезки кромок;

воды 2673,257 * 1,03 = 2753,455 кг

где 2673,257 кг – количество воды в материале до увлажнения плит в камере кондиционирования;

парафина 1265,6 * 1,03 = 1303,568 кг

смолы 3164 * 1,03 = 3258,92 кг

где 1265,6 кг и 3164 кг – это количество парафина и смолы соответственно при поступлении плит в камеру кондиционирования после предварительной обрезки кромок.

Всего: 130356,8 + 2753,455 + 1303,568 + 3258,92 = 137672,743 кг

При этом потери составляют:

137672,743 – 133662,857 = 4009,886 кг, из  них

абсолютно сухого волокна 130356,8 – 126560 = 3796,8 кг

воды 2753,455 – 2673,257 = 80,198 кг

парафина 1303,568 – 1265,6 = 37,968 кг

смолы 3258,92 – 3164 = 94,92 кг

130356,8 кг

2753,455 кг

предварительная обрезка 3796,8 кг

кромок

80,198 кг

126560 кг

2673,257 кг

На горячий пресс поступают ковры с влажностью 5% и высушиваются до 2%. Всего в горячий пресс поступает:

абсолютно сухого волокна 130356,8 кг

парафина 1303,568 кг

смолы 3258,92 кг

воды (130356,8 + 3258,92 + 1303,568) * (100-95)/95 = 7101,015 кг

Всего: 130356,8 + 1303,568 + 3258,92 + 7101,015 = 142020,303 кг

В процессе сушки в горячем прессе испаряется воды:

(130356,8 + 3258,92 + 1303,568) *(100 – 95)/95 - (130356,8 + 3258,92 + 1303,568) * (100 – 98)/98 = 4347,56 кг

130356,8 кг

7101,015 кг

горячий пресс

4347,56

130356,8 кг

2753,455 кг 

При продольной обрезке ковра перед горячим прессом отходы в количестве 4% возвращаются на формашину. Тогда на обрезную пилу с формашины поступает:

абсолютно сухого волокна 130356,8 *1,04 = 135571,072 кг

парафина 1303,568 * 1,04 = 1355,711 кг

смолы 3258,92 * 1,04 = 3389,277 кг

где 130356,8 кг, 1303,568 кг и 3258,92 кг – это количество абсолютно сухого волокна, парафина и смолы соответственно в плитах, поступающих на предварительную обрезку после горячего пресса;

воды 7101,015 * 1,04 = 7385,056 кг

где 7101,015 кг – количество воды в ковре перед подачей на горячий пресс.

Отходы при этом составляют 5680,813 кг, из них:

абсолютно сухого волокна 135571,072 – 130356,8 = 5214,272 кг

воды 7385,056 – 7101,015 = 284,041 кг

парафина 1355,711 – 1303,568 = 52,143 кг

смолы 3389,277 – 3258,92 = 130,357 кг

Всего: 5214,272 + 284,041 + 52,143 + 130,357 = 5680,813 кг

135571,072 кг

7385,056 кг 

5214,272 кг

обрезная пила

284,041 кг

130356,8 кг

7101,015 кг

Эти отходы возвращаются на формашину. Всего в формашину поступает (волокно со второй ступени сушки + возвратные отходы):

абсолютно сухого волокна 130356,8 кг

воды 7101,015 кг

парафина 1303,568 кг

смолы 3258,92 кг

Всего: 130356,8 + 7101,015 + 1303,568 + 3258,92 = 142020,303 кг

На стадию сушки в циклонах теряется 3,7% вещества. Тогда с сушилок в циклоны поступает:

абсолютно сухого волокна 130356,8 * 1,037 = 135180 кг

воды 7101,015 * 1,037 = 7363,72 кг

парафина 1303,568 * 1,037 = 1351,8 кг

смолы 3258,92 * 1,037 = 3379,5 кг

Всего: 135180 + 7363,72 + 1351,8 + 3379,5 = 147275,02 кг

Отходы составляют: 147275,02 – 142020,303 = 5254,717 кг, из них:

абсолютно сухого волокна 135180 – 130356,8 =4823,2 кг

воды 7363,72 – 7101,015 = 262,705 кг

смолы 3379,5 – 3258,92 = 120,58 кг

парафина 1351,8 – 1303,568 = 48,232 кг

Всего: 4823,2 + 262,705 + 120,58 +48,232 = 5254,717 кг

135180 кг

7363,72 кг

4823,2 кг 

циклоны 262,705 кг

130356,8 кг

7101,015 кг

Сушка волокна происходит в две ступени: на первой влажность снижается с 60% до 50%, а на второй ступени – с 50% до 5%.

При сушке на второй ступени испаряется воды:

(135180 + 3379,5 + 1351,8) * (100 - 50)/50 – (135180 + 3379,5 + 1351,8) * (100 – 95)/95 = 132547,547 кг

Всего на вторую ступень сушки поступает:

абсолютно сухого волокна 135180 кг

воды 139911,3 кг

парафина 1351,8 кг

смолы 3379,5 кг

где 139911,3 кг – это количество влаги в волокне после первой ступени сушки.

135180 кг

139911,3 кг

132547,547 кг

сушка второй ступени

135180 кг

7363,72 кг

На первой ступени сушки испаряется воды:

139911,3 * (100 – 40)/40 – 139911,3 *(100 – 50)/50 = 69955,65 кг

Всего на первую ступень сушки поступает:

абсолютно сухого волокна 135180 кг

воды 209866,95 кг

смолы 3379,5 кг

парафина 1351,8 кг

где 209866,95 кг – это количество воды в волокне, с влажностью 60%, до поступления на первую стадию сушки.

135180 кг

209866,95 кг

сушка первой ступени

69955,65 кг

135180 кг

139911,3 кг 

Потери волокна в дефибраторе составляют 5% (около 2% за счет частичного гидролиза древесины при пропарке, а остальное – механические потери). Всего в дефибратор поступает:

абсолютно сухого волокна 135180 * 1.05 = 141939 кг

воды 94626 кг

парафина 1351,8 кг

где 94626 кг – количество влаги в древесине, поступающей в дефибратор после рубительного отделения, при влажности древесной щепы 40%.

141939 кг

94626 кг

115240,95 кг 6759 кг

дефибратор

135180 кг

209866,95 кг 

На пропарку необходимо подать щепы (влажность 40%):

141939 / 0,6 = 236565 кг

Потери древесины в рубительном отделении составляют 3%.

На рубку поступает:

236565 * 1,03 = 243661,95 кг

При этом потери составляют:

243661,95 – 236565 = 7096,95 кг

из них:

абсолютно сухой древесины 7096,95 * 0,6 = 4258,17 кг

воды 7096,95 * 0,4 = 2838,78 кг

Всего в рубительное отделение поступает 243661,95 кг, из них:

абсолютно сухой древесины 243661,95 * 0,6 = 146197,17 кг

воды 243661,95 * 0,4 = 97464,78 кг

146197,17 кг

97464,78 кг

4258,17 кг

рубительное отделение

2838,78 кг

141939 кг

94626 кг

На этом расчет баланса сырья и материалов заканчивается. Данные о расходе сырья и материалов на 140 т готовых плит по ступеням технологической схемы приводятся в таблице 4.2.

Таблица 4.2 – Материальный баланс технологического процесса получения ДВП

Приход		Расход
Наименование материальных потоков	Количество, т	Наименование материальных потоков	Количество, т
Влажная древесина	243,662	Древесноволокнистые плиты	140
Парафин	1,352	Потери влажной древесины в рубительном отделении	7,097
Водорастворимая фенолформальдегидная смола СФЖ-3014	3,380	Потери волокна в дефибраторе	6,759

 

 

Продолжение таблицы 4.2

		Влага, испарившаяся при сушке	202,503
Вода, поступающая в дефибратор	115,241	Потери волокнистой массы в циклоне	5,255
		Влага, испарившаяся в процессе сушки на горячем прессе	4,348
Вода на увлажнение в камеру кондиционирования	8,717	Потери при предварительной обрезке кромок	4,010
		Потери при форматной обрезке плит	2,380
Всего	372,352	Всего	372,352