Разработка технологической линии утилизации бумажных отходов «мокрым» методом

Оглавление

1 Введение 3

2 Постановка  задач 4

3 Оборудование 5

3.1 Одновальный  шредер MR 40-150 5

3.2  Контактный  чан КЧР-12,5А 6

3.3 Экструдер  МФБ-1 6

3.4 Аппарат  сушильный универсальный АСУ-3.1 7

3.5 Молотковая  дробилка Ш160 8

3.6 Модификаторы 8

4 Блок схема 9

5 Материальный  баланс 10

6 Спецификация 11

7 Заключение 12

8 Список литературы 13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Введение

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.

Во всем мире признано, что наиболее эффективным  путем переработки картонно-бумажных отходов является их использование  в производстве тароупаковочных  видов бумаги и картона, санитарно-гигиенической  бумаги, в производстве мягких кровельных материалов (рубероид, пергамин), в производстве бугорчатых прокладок. Кроме того, макулатура используется в производстве волокнистых  плит и теплоизоляционных материалов.

Количество  макулатуры в любой стране прямо  зависит от уровня потребления бумаги на душу населения. В России этот показатель в настоящее время составляет около 35 кг, что в 8–10 раз ниже по сравнению с Германией и США. Несмотря на то, что с проблемой  утилизации бумажных отходов пока сталкиваются только отдельные регионы России, не за горами то время, когда она  может перерасти в общенациональную. Уже сейчас по оценкам специалистов в городских отходах, вывозимых на мусорные полигоны, около 40% приходится на макулатуру.

 

 

 

 

2 Постановка задач

Тема: разработка технологической линии утилизации бумажных отходов «мокрым» методом.

Описание процесса. Бумажные отходы дробятся в хлопьевидную массу, затем смешиваются с водой и модификаторами (наполнители, красители, связующие вещества). Полученная масса формуется в виде листа в экструзионной установке и сушится в сушильной установке. Высушенная масса дробится. Дробленый продукт используется в качестве исходного материала для «жидких обоев».

Процесс состоит из следующих  стадий:

- дробление бумажных отходов;

- смешение с водой;

- модификация (введение наполнителя,  пигмента, связующего вещества);

- сушка от воды;

- дробление листа.

Задание:

1. Кратко обозначить проблемы, связанные  с накоплением бытовых отходов  бумаги.

2. Разработать блок-схему процесса  утилизации.

3. Составить материальный баланс  каждой стадии производства.

4. Подобрать комплект оборудования  технологической линии. Дать характеристику  оборудования.

5. Составить спецификацию оборудования  для технологической линии.

 

 

 

3 Оборудование

3.1 Одновальный шредер MR 40-150

Одновальный высокопроизводительный шредер МR 40-150 подходит для измельчения различных видов отходов, в частности для крупногабаритных отходов.

Наличие гидравлического  подпрессовщика позволяет двигать материал к ножам вращающегося ротора, который создает первичный разрыв материала.

Сито, установленное  под ротором, задает размер фракции  после измельчения.

Рекомендуется для измельчения дерева, бумаги, картона, упаковки.

Таблица 1- Характеристика одновального шредера MR 40-150

Мощность(кВт)	75
Привод	ремни
Диаметр ротора(мм)	400
Длина ротора(мм)	1500
Количество сменных ножей(шт)	72
Скорость вращения ротора(об/мин)	83
Производительность(кг/ч)	250-400
Вес(кг)	10500
Система защиты	Аварийный стоп, автореверс
Дополнительные опции	Сито
Цена(руб)	800000

3.2  Контактный чан КЧР-12,5А

Чан контактный предназначен для перемешивания  пульп с реагентами перед процессом  флотации, приготовления рабочих  составов реагентов, а также могут  быть использованы в качестве активных зумпфов для поддержания твердого во взвешенном состоянии на обогатительных фабриках металлургической, химической и других отраслей промышленности. Конструкция котакктного чана обеспечивает равномерную плотность пульпы по всему его объему. Исполнение чанов может быть обычным и кислотостойким. Чаны контактные просты по конструкции и надежны в работе.

Таблица 2- Технические  характеристики чана контактного КЧР-12,5А

Вместимость, (л)	1250
Диаметр чана (внутренний без футеровки), (мм)	2540
Потребляемая мощность (кВт)	11
Полная высота, (мм)	4920
Масса (кг): с корпусом/без корпуса	4000/1700
Диаметр чана наружный (мм)	2676
Длинна (мм)	2770
Цена (руб)	107500

3.3 Экструдер МФБ-1

Экструдер, машина для размягчения (пластикации) материалов и придания им формы путём продавливания  через профилирующий инструмент, сечение которого соответствует  конфигурации изделия. Процесс переработки  материалов в экструдерах называется экструзией. В экструдерах получают главным образом изделия из термопластичных  полимерных материалов, используют их также для переработки резиновых  смесей. С помощью экструдеров  изготовляют плёнки, листы, трубы, шланги, изделия сложного профиля и др., наносят тонкослойные покрытия на бумагу, картон, ткань, фольгу, а также изоляцию на провода и кабели. Экструдеры применяют, кроме того, для получения  гранул, подготовки композиций для  каландрирования, формования металлических  изделий и других целей.

 

 

 

 

Таблица 3- Техническая  характеристика экструдера МФБ-1

Производительность  (кг/ч)	340
Число отверстий в матрице	5
Потребляемая мощность (кВт)	1,7
Габаритные размеры (мм)	1250x845x1640
Масса (кг)	410
Цена (руб)	476000

3.4 Аппарат сушильный универсальный АСУ-3.1

Аппарат АСУ-3.1 представляет собой  конвейерную электрическую печь с нагревом продукта инфракрасным излучением. Над металлической сетчатой конвейерной  лентой транспортера внутри термокамеры размещены 9 светильников с кварцевыми галогенными термоизлучателями КГТ 220-600, осуществляющими нагрев продукта, уложенного равномерным слоем по всей ширине ленты. Все транспортеры имеют общий привод, а скорость движения ленты и, соответственно, продолжительность термообработки регулируются частотным преобразователем. Температура нагрева продукта регулируется изменением высоты подвески светильников над лентой и количеством одновременно включенных термоизлучателей. Транспортеры частично выведены из термокамеры соответственно для приема исходного и выгрузки высушенного продукта. Термокамера оборудована вентиляционным патрубком с заслонкой и боковыми дверками для техобслуживания транспортеров и светильников.

Таблица 4 – Технические характеристики аппарата сушильного универсального АСУ-3.1

Производительность (кг/ч)	360
Общая длина транспортеров  (мм)	12000
Размер ячейки сетки в свету (мм)	1,3х14
Ширина сетчатой ленты (мм)	600
Скорость ленты (мм/с)	10-50
Установленная мощность (кВт)	33,5
Мощность термоизлучателей (кВт)	10,8; 21,6; 32,4
Габаритные размеры (мм)	6200х1300х2550
Масса (кг)	2800
Цена (руб)	110290

3.5 Молотковая дробилка Ш160

Молотковая мельница Ш160 предназначена  для дробления сырья с влажностью не более 8%. Отличительной особенностью этой дробилки является отсутствие пыли в процессе работы. Это достигается  за счет применения подающего и отводящего шнека.  Из загрузочного бункера  сырье шнеком подается в камеру дробления. После дробления сырье отводится  из камеры отводящим шнеком. Камера полностью изолирована от окружающей среды, что обеспечивает максимально  полное отсутствие пыли в процессе работ

Таблица 5- Технические  характеристики молотковой дробилки Ш160

Объем загрузочного бункера (л)	80
Производительность (кг/ч)	310
Мощность привода (кВт)	7,5
Частота вращения мельницы (об/мин)	2910
Мощность привода подающего и  отводящего шнеков (кВт/ч)	1,5
Частота вращения подающего шнека (об/мин)	340-380
Частота вращения отводящего шнека (об/мин)	160-210
Масса (кг)	250
Габаритные размеры (мм)	750 x 1400 x1700
Цена (руб)	87000

 

3.6 Модификаторы

В качестве пигмента будет использоваться пигмент желтый светопрочный марки А для бумаги. Доза красителя составляет 3% от загружаемого сырья.

Таблица 6- Характеристики устойчивости пигмента желтого светопрочного марки А

к свету (балл)	6-7
к воздействию дистиллированной воды(балл)	5
к 5%-ному р-ру HCl (балл)	4-5
к 5%-ному р-ру NaOH (балл)	4-5
к этанолу (балл)	2-3
к бензолу (балл)	2-3
Цена (руб. кг)	1000

 

В качестве связующего агента выбран ПЭГ-1500 на основе полиэтиленоксида. Доза составляет 5% от массы загружаемого сырья.

Связующее в-во

4 Блок схема

вода

Пигмент

макулатура

Одновальный шредер

Контактный  чан

Экструдер

Аппарат сушильный

Вода

Молотковая  дробилка

Упаковщик

дозатор

дозатор

дозатор

вода

 

Рисунок 1 блок-схема процесса утилизации

5 Материальный баланс

5 Материальный баланс

Q₅

Q₁

Q₄

у

 

 

H₂O

 

 

 

х

 

 

H₂O

 

 

 

макулатура

Одновальный шредер

Контактный  чан

Экструдер

Аппарат сушильный

Модификаторы

Молотковая  дробилка

Упаковщик

Q₀

5 Материальный баланс

Q₆

Q₇

 

Рисунок 2- Схема материального  баланса, где Q₀, Q₁, , Q₄, Q₅, Q₆, Q₇ – ход бумаги от начальной стадии до конечной; Q₂- количество использованного пигмента; Q₃- количество связующего агента; х-количество влаги, оставшейся на поверхности бумаги; у-количество влаги, отведенной после сушки.

Пусть загрузка отходов составляет

Q₀=250 кг/ч

Тогда после прохождения шредера  с учетом потерь при процессе 1%

Q₁=250*0,99=247,5 кг/ч