Жизненный цикл продукции и основные виды воздействия производства на окружающую среду

Щепа, пройдя сортировку, пневмотранспортом подается в бункер хранения щепы 5, которые обеспечивают ее запас на 8-часовую работу размольного отделения. Вибрационные  питатели, установленные под бункерами запаса, подают щепу на скребковые конвейера, с которых она поступает на распределительные конвейера для подачи к расходным бункерам щепы 6. При заполнении расходных бункеров излишки щепы конвейером возвращаются в соответствующий бункер запаса. Из расходного бункера щепа через шлюзовой затвор поступает в пропарочный котел 7. Пропаривают и размалываю щепу в пропарочно-размольной системе «Бауэр».

В цехе установлены четыре системы, работающие независимо друг от друга. Пропарочные котлы непрерывного действия, горизонтальные. В них распределительным соплом впрыскиваются гидрофобные добавки. Пропарочная щепа под давлением поступает в винтовой питатель, передающий ее в размольную установку (рафинер) 9. В данном производстве используется рафинер «Бауэр-418».   В момент прохождения щепы через рафинер включается дозирующая система, и  через

 

 

 

 

 

 

расходные баки 8 водный раствор смолы и парафина заданной концентрации поступает через распыливающее сопло на выходящее из рафинера волокно.

После рафинеров волокно с введенным связующим направляют на сушилки первой ступени 10. Температура волокна на выходе из сушилки первой ступени                                    50ᵒС, абсолютная влажность около 67%, температура агента при выходе из циклона 110 ᵒС.

Пар и влага удаляются в атмосферу через выпускные отверстия, а волокно опускается на дно циклона, проходит через ротационный воздушны затвор и поступает разбиватель, который разбивает комочки на отдельные волокна до поступления в окончательную сушку. В цехе четыре линии сушилок. Сушилка второй ступени 11 предназначена для окончательной сушки волокна. Агентом сушки служат продукты сгорания от дизельного топлива в смеси с воздухом.

Конструкция сушки обеспечивает точное соблюдение температурного режима. Температура волокна на выходе из сушилки 50 ᵒС. Абсолютная влажность 5±0,5%, температура выходящего из циклона воздуха 70 ᵒС.

Высушенное до абсолютной влажности 5% древесное волокно пневмотранспортом подается к циклонам, а затем в питающие бункеры-дозаторы четырех формующих головок вакуум-формирующей машины 12. В бункеры-дозаторы I, II, IV, V головок волокно поступает от каждой из четырех самостоятельных систем размола и сушки волокна, причем в I и V бункеры поступает волокно для наружных слоев, а во II и IV бункеры – для внутренних. В бункер-дозатор III формующей головки подается излишек волокна от формования и обрезки ковра. Принятая система подготовки и распределения волокна позволят получить волокно разного качества.  После каждой формующей головки щеточный валик выравнивает ковер на сетке машины. Излишек волокна снимается с поверхности ковра валиками и возвращается в бункер-дозатор III формующей головки.

 Под сеткой формирующей  машины расположены вакуумные  отсосы, предназначенные для удаления воздуха из ковра и уплотнения волокна на сетке. Сетчатый конвейер формирующей машины продвигается поочередно под каждой головкой.

После формировании ковер проходит ленточный пресс  установку предварительной подпрессовки 13.  Максимальная толщина ковра после непрерывной подпрессовки  200 мм, масса ковра, подвергаемого подпрессовке, для плит толщиной 2 мм – 2 кг/м 2 ; 12 мм – 10 кг/м 2 . Насыпная масса волокна до подпрессовки около 18 кг/м3.

  После уплотнения ковер поступает на формующую головку отделочного слоя 14, а затем на конвейер, на котором установлены пилы продольной резки 16, весовой измеритель плотности с металлоискателем и контрольным устройством для измерения толщины ковра, а также передвижная поперечная пила15. Ковер взвешивается непрерывно, его масса регистрируется прибором на пульте управления фомирующей машины. Волокно обрезанных кромок возвращается на III формующую головку.

Полотна обрезанные по ширине и длине, загружаются в загрузочную этажерку 17 и поступают на конвейер ускорения и затем проходят в плитный фортпресс холодной подпрессовки.  Фортпресс предназначен для уплотнения более толстых полотен до размеров, обеспечивающих их укладку в горячий пресс. Полотно, подвергаемое холодной подпрессовке, имеет размеры: максимальный 19305650 мм, минимальный 17505450 мм. За фортпрессом расположен бракерный участок, на котором волокно выбраковывается автоматически в зависимости от показаний  весов и металлоискателя. Ковры с отклонениями по массе ( ±3% для тонких и ±5% для толстых плит) или содержащие металлические включения автоматически сбрасываются в дробилку и из нее направляются пневмотранспортом за пределы корпуса.

После фортпресса полотна подают на качающийся конвейер для распределения и передачи их на двухъярусный конвейер. Три секции двухъярусного конвейера помещают одновременно по два полотна в загрузочное устройство пресса. Эти секции необходимы для накапливания полотен во время непосредственной загрузки пресса и возвращения загрузочного устройства  в исходное положение. После заполнения загрузочное устройство направляет одновременно все полотна в промежутки пресса без поддонов.

При прессовании плит толщиной 3 мм в течение 20 с от начала смыкания плит пресса 18 удельное давление на полотно достигает 6,5-7 МПа, затем давление снижают для удаления влаги. После прессования загрузочное устройство выталкивает плиты из пресса в разгрузочное устройство 19, которое укладывает их по одной на конвейер. Далее плиты поступают  к станку продольной резки для обрезки по ширине, после чего их направляют на станок поперечной резки для обрезки по длине.

Обрезка плит сразу же после прессования является предварительной и проводится  для улучшения условий загрузки плит в 88-полочную вагонетку, с помощью которой плиты подаются в камеру кондиционирования 20. Число полок в вагонетке определяется этажность пресса: одна вагонетка вмещает плиты четырех запрессовок. Вагонетка загружается с помощью типпельного устройства. Операции, связанные с движением вагонеток, механизированы. Камера разделена на четыре зоны: зону выравнивания температуры, две зоны увлажнения и одну зону охлаждения. Внутри камеры плиты движутся в поперечном направлении. Время выдержки плит толщиной 3,2 мм около 4,5 ч.

Пройдя камеры увлажнения, плиты автоматически  разгружаются с тележек и  на конвейер для сортировки плит, затем укладываются на деревянные  поддоны. Электропогрузчики с вилочными захватами перевозят поддоны с плитами на промежуточный склад для выдержки их в  стопах. Суточная выдержка плит необходима для выравнивания напряжений, возникающих в них, перед окончательной обрезкой.

После выдержки плиты электропогрузчиками подают на линию форматной резки. Плиты автоматически, по одной, передаются  к станку продольной резки 21. Станок приспособлен для раскроя плит разной ширины. Кроме того, при необходимости плиты уменьшают по ширине пилой продольной распиловки. Затем плиты автоматически подаются к станку поперечной резки 22 для обрезки их по длине. После форматной резки плиты укладываются на накопители плит 23 и  аккумуляторным автопогрузчиком 24 отвозят на склад готовой продукции. 

 

 
          4.2 Характеристика основного оборудования

На заводах по производству древесноволокнистых плит сухого способа принята одноступенчатая схема размола щепы с использованием пропарочно-размольной установки, работающей по методу «Бауэра». Древесная щепа прогревается в течение 5-15 мин в специальном котле под давлением пара 0,5-0,6 МПа и подается в камеру размола, где масса расщепляется на волокна в рафинере между двумя нарезными стальными дисками, вращающимися в разные стороны. Диаметр размольных дисков – 915 мм, частота вращения – 1500 мин-1. При сухом способе производства ДВП через полый вал в массу может быть введено связующее. Направление вращения дисков можно изменять. Способ размола древесины методом «Бауэра» представлен на рисунке 4.1 [3].

 

1 – винт подачи щепы; 2 – приемная воронка; 3 – электродвигатели; 4 – полый вал; 5 – ввод связующих; 6 – корпус станка; 7, 8 – размалывающие  диски; 9 – выпуск массы.

Рисунок 4.1 – Способ размола древесины методом «Бауэра»

 

После размола абсолютная влажность волокнистой массы достигает 120%. Снижают влажность волокна до 6-8% в две ступени в сушилках. Схема сушки волокна представлена на рисунке 4.2. В качестве сушильного агента используются горячий воздух и смесь топочных газов с воздухом. Применение смеси газов позволяет снизить содержание кислорода в сушильном агенте. Что уменьшает опасность возникновения пожара при сушке волокна. Волокна сушатся во взвешенном состоянии. На первой ступени сушки волокна после размола транспортируются по трубопроводу воздухом, подогретым в воздухонагревателе до температуры 160-170 ◦С. Увлажненный воздух и пар отделяются от волокон в циклоне и через выпускную трубу удаляются в атмосферу.  Продолжительность сушки на первой ступени 4-5 с.

Через ротационный разгрузочный клапан и рыхлитель волокна температурой около 70 ◦С и абсолютной влажностью 65-67 %  поступают на вторую ступень сушки в барабанную сушилку системы «Бютнер», в которой сушильным агентом служит смесь топочных газов с воздухом.

Сушилка оборудована горелкой для жидкого топлива и топкой, где образуются  топочные газы. Чтобы в барабан сушилки не попадали искры, после топки установлена камера смешения. Смесь топочных газов с воздухом, пройдя камеру смешения, направляется в нижний распределительный канал барабана сушилки. Температура сушильного агента перед сушилкой – 190 ◦С, а при поступлении в барабан – 150 ◦С. В барабане сушилки сушильный агент движется винтообразно по внутренней цилиндрической его поверхности; при этом волокна интенсивно перемешиваются. Время сушки зависит от шага винтообразного потока, который регулируется направляющими лопатками, расположенными в нижнем канале, и может составлять 8-15 с.

 

 
1 – воздухонагреватель; 2 – трубопровод; 3, 11 – циклоны; 4 – вентилятор; 5 –  шибер; 6 – клапан; 7 – разрыхлитель; 8 – сушилка; 9 – камера смешения; 10 – топка

Рисунок 4.2 – Схема сушки волокна

 После сушки волокна  направляются по воздуховоду  в циклон, где отделяются от сушильного агента. Температура удаляемого сушильного агента, которая не должна превышать 70 ◦С, контролируется системой автоматического регулирования. Сухие волокна проходят пневмосистему охлаждения, после чего направляются на формирование ковра. Процесс сушки волокон требует строгого контроля из-за высокой пожаро- и взрывоопасности.

 

На предприятиях по производству плит сухим способом применяют в основном вакуум-формующие машины (рисунок 4.3) . Волокна через патрубок и успокоитель, необходимый для резкого снижения скорости древесных волокон поступает в бункер машины. Заполнение бункера должно быть не менее 2/3 его объема. Ленточный конвейер подает волокно на дозирующий конвейер. Ворошители постоянно перемешивают волокно, предотвращая образование комков. Объемное дозирование волокна производится через регулируемый зазор между конвейером и валиком 4. Молотковая мельница, разбивая кромки, сбрасывает волокно на движущуюся под машиной сетку. Скорость движения сетки 9-50 м/мин в зависимости от высоты формируемого ковра, максимальная величина которой 560  мм. Под

формирующей машиной размещен вакуум-отсос для равномерного и плотного распределения волокон на сетке.

 

1 – бункер-дозатор; 2 –  отсос пыли; 3 – качающий конвейер; 4 – разравнивающий валик; 5 –  молотковая мельница; 6 – сетка; 7 – донный конвейер

Рисунок 4.3 – Схема вакуум-формирующей машины

 

Ковер формируется последовательно в результате перемещения сетки от одной формирующей машины к другой. Одна машина не обеспечивает получения однородного по плотности ковра. Этот недостаток компенсируется при нанесении следующего слоя. Более плотные участки ковра при вакуумировании пропускают меньшее количество воздуха, поэтому на эти участки оседает меньшее количество волокон. С увеличением количества машин в формирующей станции лучше выравнивается плотность ковра.

Плотность ковра (18-25 кг/м3) зависит от ряда факторов: плотности древесины, степени размола волокна, величины вакуума под сеткой. Рекомендуется следующее разряжение, создаваемое под сеткой, Па: под 1 формирующей машиной 490, под 2 и 3 – 1960, под 4 – 2940, под 5 – 4700. После каждой формирующей пшины устанавливаются выравнивающие валики. Машины формирующие наружные слои ковра могут оснащаться устройствами для пневматического фракционирования волокна.

Формирование ковра происходит на сетчатом конвейере. После каждой формирующей машины установлены разравнивающие валики. Для устойчивого положения ковра в месте его выравнивания под сеткой устанавливают патрубки для отсоса воздуха. Под каждой формирующей машиной размещены вакуум-отсосы для более равномерного и плотного распределения волокон на сетке. После формирования, перед прессом для горячего прессования, ковер проходит предварительное прессование на ленточном конвейере.

При формировании трехслойного ковра схема установки представлена на рисунке 4.4

1 – формирующая машина; 2 – подвод волокна; 3 – вывод  волокна; 4 – кожух выравнивающих валиков; 5 – пресс для подпрессовки; 6 – конвейер; 7 – сетчатый конвейер; 8 – вакуум-отсос

Рисунок 4.4 -  Общий вид формирующей машины для настилки волокна

 

После вакуум-формирующей мащины древесноволокнистый ковер поступает в ленточно-волковый пресс (рисунок 4.5), где предварительно подпрессовывается. Пресс состоит из двух пар валков и регистровых валиков, на которые натянуты ленты шириной 2250 мм. Скорость движения лент регулируется в пределах 9-50 м/мин. Нижняя лента проходит под сеткой вакуум-формирующей машины и движется со скоростью, равной скорости сетки.

 

1, 5 – прессовые валики; 2 – регистровые валики; 3, 4 – верхняя  и нижние ленты;   6 – подвижная  секция 

Рисунок 4.5 – Ленточно-волковый пресс

  Верхняя часть пресса  состоит из двух секций, соединенных  между собой шарнирно. В первой  секции регистровые валики расположены  наклонно под углом приблизительно 6 градусов по отношению к нижним, что позволяет постепенно уплотнять уходящий в пресс ковер.