Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Аналитический обзор 10
1.1. Современное состояние топливно-энергетического комплекса Республики Марий Эл 10
1.2. Виды отходов деревообрабатывающих предприятий Республики Марий Эл 13
1.3. Оценочные характеристики эффективности использования биомассы леса в Республике Марий Эл 20
1.4. Экологическое воздействие нефтепродуктов на окружающую среду 25
1.5. Экологическое воздействие древесных отходов на окружающую среду 32
1.6. Современная технология утилизации отходов нефтепродуктов 33
1.7. Превентивные средства для защиты окружающей среды от загрязнения нефтью и нефтепродуктами 41
Глава II. Мониторинг состояния растекания нефтепродуктов по водной поверхности 51
Глава III. Методика эксперимента 59
3.1. Определение фракционного состава древесных отходов 59
3.2. Исследование нефтеемкости древесных опилок в статическом и динамическом режимах 59
3.3. Применение древесных отходов в качестве сорбентов для сбора нефтепродуктов 61
3.4. Метод активации древесных опилок : 72
3.5. Исследование теплотворной способности древесных отходов 73
Глава IV. Экспериментальные исследования по утилизации отходов деревообработки 76
4.1. Исследование физико-химических свойств древесных опилок 76
4.2. Исследование сорбционной способности древесных отходов 80
4.3. Математическая обработка результатов экспериментов 95
4.4. Влияние активации древесных отходов на их сорбционную способность 106
4.5. Исследование по определению теплотворной способности 118
4.5.1. Состав древесины 118
4.5.2. Технический и элементарный анализ 119
4.5.3. Влажность и теплотворная способность отходов 122
4.6. Определение теплотворной способности древесных отходов, пропитанных нефтепродуктами 127
Глава V. Технология изготовления топливных брикетов 139
5.1. Технологическая схема утилизации древесного опила 139
5.2. Физико-механические свойства топливных брикетов 145
Общие выводы и рекомендации 151
Заключение 154
Литература 156
- Виды отходов деревообрабатывающих предприятий Республики Марий Эл
- Мониторинг состояния растекания нефтепродуктов по водной поверхности
- Исследование сорбционной способности древесных отходов
- Физико-механические свойства топливных брикетов
Введение к работе
Актуальность темы
Одной из важных экологических проблем является очистка водной поверхности от загрязнений нефтью и нефтепродуктами, приводящих к нарушению экосистем вплоть до экологических катастроф. В качестве сорбентов для утилизации нефтепродуктов в настоящее время используют синтетические, неорганические, органоминеральные и биологические сорбенты, отличающиеся по эффективности применения и экономическим затратам. В качестве эффективного, дешевого и легко утилизируемого сорбента, позволяющего впоследствии получить тепловую энергию, может быть использован древесный опил, показавший свою эффективность при ликвидации разливов нефтепродуктов на водных объектах, при сборе и удержании нефтепродуктов на нефтеперерабатывающих предприятиях.
Боны на основе опила не уступают по эффективности обычно используемым сорбентам: органоминеральным (торф), неорганическим (песок, пемза, туфы), синтетическим (полипропиленовые волокна). В то же время вопрос последующей утилизации как опила, так и бонов, загрязненных нефтепродуктами, остается важной экологической проблемой.
В связи с этим, исследование сорбционных свойств древесных отходов для сбора нефтепродуктов с последующей утилизацией их в виде топливных брикетов является актуальной задачей.
Цель работы
Установление сорбционных свойств древесных отходов для сбора разлившихся нефтепродуктов с последующей разработкой технологии их утилизации в виде топливных брикетов.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи.
Определение особенностей кинетики сорбционных явлений на границе раздела древесные отходы - нефть - вода, с использованием в качестве сорбентов березового, соснового, липового опила и их комбинаций.
Анализ влияния влажности опила, количества и объема сорбентов, материала бона на процессы локализации и сбора нефти и нефтепродуктов.
Выбор и оптимизация конструкций и размеров боновых ограждений для извлечения нефтепродуктов с различной кинематической вязкостью из пресной и морской воды.
Установление закономерностей процессов растекания нефтепродуктов по водной поверхности с определением математических зависимостей площади растекания пятна от времени, количества нефтепродуктов, высоты падения.
Выявление закономерностей процессов сорбции нефтепродуктов древесными отходами.
Оценка теплотворной способности и физико-механических свойств топливных брикетов.
Разработка технологической схемы утилизации опила, насыщенного нефтепродуктами.
Научная новизна работы:
Создана математическая модель процесса растекания нефтепродуктов по водной поверхности и получены зависимости, связывающие площадь пятна со временем его растекания, количеством нефтепродуктов и высотой их падения.
Выявлен механизм процессов сорбции соснового и березового опила в пресной и морской воде.
Установлены математические зависимости сорбционной способности древесных отходов от содержания в нефтешламе воды и нефти.
Экспериментально определены факторы, влияющие на сорбционные свойства древесных отходов при ликвидации аварийных разливов.
Практическая значимость работы:
Предложена технология использования древесных отходов сосны и березы в виде боновых ограждений для извлечения нефтепродуктов с поверхности воды при разливах и авариях, с последующей утилизацией их в виде топливных брикетов. Технология внедрена на ООО "Пайн".
Создана и внедрена в производство технологическая схема получения топливных брикетов из древесных отходов после их использования в качестве сорбентов.
Разработан и запатентован способ, предназначенный для проведения испытаний на различных немодифицированных и модифицированных сыпучих сорбентах (патент № 2396542 РФ, МПК G01N9/00).
Количественно определена теплотворная способность и физико-механические свойства брикетов из древесных отходов, пропитанных нефтепродуктами.
Достоверность полученных результатов: обеспечивается использованием современных стандартных методов исследований и обработки результатов, хорошей корреляцией с известными данными.
Достоверность теоретических положений основана на применении методов математического анализа и проведении необходимого объема экспериментов, подтвержденных статистической обработкой результатов экспериментальных исследований, выполненных в лабораторных и производственных условиях, а также патентной чистотой разработанного способа и устройства для проведения испытаний свойств сыпучих сорбентов. В процессе исследования использованы методы анализа, математического моделирования, натурного эксперимента, теории вероятностей и математической статистики.
Получены закономерности с коэффициентом корреляции от 0,91 до 0,99. Для количественного описания экспериментальных данных использовались стандартные методы и пакеты прикладных статистических программ для ПЭВМ (Microsoft Excel, Statistica 6.0, CurveExpert-1.38).
Личный вклад автора: состоит в проведении экспериментальных исследований, обработке, интерпретации и обобщении полученных результатов, а также в формулировке выводов.
Положения, выносимые на защиту.
Математическая модель процесса растекания нефтепродуктов по водной поверхности, связывающая площадь растекания пятна со временем его растекания, количеством нефтепродуктов и высотой их падения.
Способ проведения испытаний на различных сыпучих сорбентах разного фракционного состава при оценке их сорбционной емкости на устройстве, защищенном патентом.
Механизм процессов сорбции различных пород деревьев в пресной и морской воде.
Способ утилизации опила, насыщенного нефтепродуктами, в виде топливных брикетов.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на межрегиональной научно-практической конференции "Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мосоловские чтения" (Йошкар-Ола, 2005 г.); всероссийской научной студенческой конференции по естественнонаучным и техническим дисциплинам "Научному прогрессу - творчество молодых" (Йошкар-Ола, 2007 г.); научно-технической конференции Мар-ГТУ "Наука в условиях современности" (Йошкар-Ола, 2007 г.); международной молодежной научной конференции "XV Туполевские чтения" (Казань, 2007 г.); V международной научно-практической конференции "Новости научной мысли -2009". Технические науки. Серия "Энергетика" (Чехия, Прага, 2009 г); научно-технической конференции "Наука в условиях современности" (Йошкар-Ола, 2009 г.); VI международной научно-практической конференции "Актуальные проблемы современных наук". (Польша, Пшемысль, 2010 г.); научно-технической конференции "Исследования. Технологии. Инновации" (Йошкар-Ола, 2011 г.).
Основные результаты работы внедрены в ООО "Пайн" и ООО "Агентство инженерно-экологического проектирования" (г. Йошкар-Ола), и используются в учебном процессе Марийского государственного технического университета при подготовке студентов специальности 280101 "Безопасность жизнедеятельности в техносфере", что подтверждено соответствующими актами.
Публикации. Материалы диссертации изложены в 14 публикациях, в числе которых патент на изобретение и 3 статьи в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК.
Структура и объем диссертации: диссертационная работа изложена на 170 страницах, включая 60 рисунков и 47 таблицы, библиография содержит 142 наименования.
Виды отходов деревообрабатывающих предприятий Республики Марий Эл
Лесопромышленному комплексу России и республики Марий Эл принадлежит важная роль в экономике страны. Относительная доля ЛПК в российской промышленности составляет в настоящее время 6 %, а в 45 субъектах РФ это значение значительно выше и достигает 10-50 % промышленности региона. На предприятиях этого профиля занято свыше 2 млн. человек. Комплекс располагает мощным потенциалом, в состав которого входит более 35 тыс. различных организаций. В настоящее- время производство лесной продукции занимает в структуре отечественной экономики пятое место по-объемам внутреннего валового продукта и четвертое — по объемам экспорта [132, 141].
Основой деятельности лесопромышленного комплекса являются крупнейшие в мире запасы древесины, составляющие свыше 81 млрд. м3, в том числе спелых и перестойных насаждений - 44,1 млрд. м (53,8 %). Примерно 85 % этого богатства представлено хвойными породами, наиболее ценными по потребительским свойствам. Общий средний прирост основных лесообра-зующих пород в год составляет 970,4 млн. м [34]!
Несмотря на первенство-в обладании всех запасов древесины на Земле, Россия в мировом лесопромышленном, производстве занимает всего 2,3 %, а по удельному весу в лесной торговле 2,8 %. Расчётная величина ежегодного потенциала суммарной лесосеки составляет 551 млн. м , а про-мышленность заготавливает не более 140 млн. м деловой древесины. Коэффициент использования лесосеки составляет 24, а по хвойному хозяйст-ву - 30 %. В России из 1 м заготовленной древесины производится.товарной продукции на сумму 1428, для сравнения в Финляндии - 16680 руб. [40, 131, 137]. Основные проблемы, влияющие на низкую конкурентоспособность ЛПК: недостаточный технический уровень производства, высокие производственные издержки, низкая производительность труда, дефи цит инвестиций. Так, в России, по данным Государственного научного центра ЛПК, на лесосечных работах на одного работающего в год приходится в среднем 3 тыс. м3 заготавливаемой древесины, в развитых странах -12-15 тыс. м3[40, 131, 137]. ,
Рост объемов производства продукции по обработке древесины и изделий из дерева достигнут за счет реконструкции действующих мощностей, внедрения прогрессивных технологий на крупных и средних деревообрабатывающих предприятиях, а также увеличения производства дере вянных строительных конструкций и изделий из дерева на основных предприятиях отрасли, представленных в таблице 1.1, - ООО "Завод Лесфорт", ООО "Фурор", ООО "Компания Маэстро", ООО "ИнвестФорэст", ОАО "Йошкар-Олинский МЗК", ОАО "Советский МДК", ОАО "Деревообрабатывающий завод".
Основные виды выпускаемой продукции- фанера, древесноволокнистые плиты, пиломатериалы, оконные и дверные блоки. Приоритетной задачей развития предприятий отрасли является развитие мощностей по глубокой переработке древесины [133].
Обработке древесины и-производству изделишиз дерева в Республике Марий Эл уделяется-большое внимание,- но получениетотовой.продукции из древесины сопряжено с огромными потерями, которые принято называть отходами и которые необходимо реализовывать. Древесные отходы (в дальнейшем - отходы) - технологическая неизбежность любого деревообрабатывающего предприятия. Выход отходов при деревообработке в отдельных случаях может достигать 50-80 %.
Отходы на этапе заготовки леса могут достигать нескольких десятков процентов (пни, сучья, хвоя и т.д.). Типичная лесопилка превращает около 60 % древесины в доски, при этом 12 % уходит в опил, 6 % — в концевые обрезки и 22 % - в горбыль и обрезки кромок. Объем опила и стружки на этапе деревообработки достигает 12% от исходнопгсырья.
Анализ структуры отходов столярных, мебельных и других деревообрабатывающих производств показал следующее. Объём отходов, образующихся при переработке сухих пиломатериалов и заготовок, достигает 43 % величины объёма сырья и больше, при этом-объём? кусковых отходов (реек, обрезков брусков, забракованных,заготовок) составляет около 20-30 % величины объёма сырья. Влажность последних находится-в пределах 6-15 %.
Общий объем образования-древесных отходов производства в Российской Федерации оценивается в 15-20 млн. плотных кубических метров и объем использования — в-8-13 млн. м , главным образом, за,счет использования крупных кусковых отходов [140].
Основными направлениями использования древесных отходов являются:
- щепа технологическая для производства древесноволокнистых плит (ДВП), древесностружечных плит (ДСП);
- цементно-стружечная плита (ЦСП) для целлюлозно-бумажной промышленности (ЦБП);
- использование при производстве баркслаит - твердая масса черного цвета с блестящей поверхностью, выпускается виде прессованных изделий (шкивы, ручки, панели, тормозные колодки и пр.);
- производство гранул и брикетов для получения тепловой энергии;
- сжигание на предприятии в топках котлов с целью получения горячей воды или пара требуемых параметров для нужд производства;
- использование в лесохимическом и гидролизном производстве;
- производство арболита и аналогичных изделий из легких бетонов с древесным наполнителем;
- производство тары;
- изготовление изделий народного и производственного потребления;
- вывоз на свалки твердых бытовых отходов;
- отпуск населению для садоводческих участков;
- использование в сельском хозяйстве, т.е. в качестве подстилки, кормовых добавок и удобрений.
Структура использования древесных отходов по направлениям использования оценивается следующим образом [140]:
щепа для-ЦБП - до 40 %;
гидролизная промышленность и лесохимическое производство — до 40 %;
ДСП-около 10%;
ДВП-около 10%.
Характер требований, предъявляемых к технологической щепе, зависит от вида производства, потребляющего-щепу (см. табл. 1.4). Влажность щепы для ЦБП, ДСП и ДВП должна быть не менее 40 %. Кроме того, определенные требования предъявляются и к породному составу щепы. При этом в ряде случаев существенно ограничено смешивание щепы хвойных и лиственных пород древесины.
Особенно важно, чтобы щепа не содержала посторонних включений: металла, гнили, песка. Содержание коры строго лимитируется в зависимости от дальнейшего применения щепы. Например, щепа, идущая на варку целлюлозы, должна содержать не более 1 % коры. Доля коры в щепе для производства ДСП и ДВП не должна превышать соответственно 12 и 15 %.
Основные направления использования древесных отходов представлены в табл. 1.2.
Мониторинг состояния растекания нефтепродуктов по водной поверхности
Для проведения исследований по изучению физико-химических процессов растекания нефтепродуктов по водной поверхности использовали нефть двух фракций - прямогонного бензина и дизельного топлива, взятую на ООО «Марийском нефтеперегонном заводе».
Эксперименты проводились по изучению поверхностного натяжения при растекании нефтепродуктов по водной поверхности.
В лоток с водой капали нефтепродукты. Известно, что вес капли нефтепродуктов для получения прямогонного бензина кинематической вязкостью 200 мм2/с и дизельного топлива- 392 мм2/с составляет 0,025 г и 0,033 г соответственно [95, 97, 98].
Далее через определенные интервалы времени замеряли площадь растекания нефтепродуктов по водной поверхности секундомером СОСпр-2б-2-000 с погрешностью измерения не более 1 с.
Были проведены эксперименты по изучению растекания нефтяных пленок по поверхности воды [95, 97, 98]:
- эксперименты проводили в лотке, нефть растекается во все стороны одинаково, образуя круг, радиус которого изменяется во времени (рис. 2.1 ,а);
- при движении воды, наличии ветра нефтяное пятно приобретает вытянутую форму по направлению суммарного вектора скоростей ветра и течения (рис. 2.1,6).
Было исследовано поведение нефти различных фракций на поверхности воды в зависимости от высоты падения и количества разлившихся нефтепродуктов. Для данных исследований были использованы нефтепродукты с кинематической вязкостью 392 мм2/с и 200 мм2/с, которую определяли с помощью вискозиметра ВУ (ГОСТ 1532) [24, 25, 26 ,29].
Результаты опытов представлены в табл. 2.1.
Данные измерений подвергали статистической обработке в программной среде Curve Expert 1.3. Доверительные интервалы и критерии Фишера S -сумма квадратов отклонений; г - коэффициент корреляции [46].
Зависимость количества нефти с кинематической вязкость 200 мм /с при попадания на водную поверхность за единицу времени от площади нефтяного пятна:
Были получены математические модели процесса растекания пятен нефти с кинематической вязкость 200 мм /с в течение 10-300 с по водной поверхности с использованием экспоненциального закона распределения и косинусоидального закона для нефти с легкими фракциями: Для 10 с: S = 25,38908ЛГ2 49974 ехр(0,553862У)
Для 60 с:
S = 344,71313 + 337,26928cos(0,103378TV + 8,82593)
Для 180 с:
S = 85,99351 + 26,47305cos(-0,70246JV + 5,19372) - 0,12187W
Для 300 с:
S = 47,54568 - 23,42712cos(-2,1364UV - 0,99717),
где S - площадь нефтяного пятна, см2;
7Y- количество нефти, мл.
Представленные уравнения показывают зависимости растекания нефтепродуктов по водной поверхности от количества, вязкости от времени растекания.
Был проведен процесс математического моделирования физико-химических процессов растекания нефтепродуктов по водной поверхности, т.е. произведены формулировка законов, связывающих основные объекты модели; адекватность модели; анализ математической модели и модернизация этой модели.
Исследование сорбционной способности древесных отходов
В наших исследованиях в качестве нефтепоглотителей выступали образцы соснового, березового и липового опила, так как в нашей республике этот вид отходов образуется в больших количествах, имеет низкую стоимость и не находит практического применения. Для утилизации нефтяного конгломерата нами выбран-сорбционный способ как наиболее экологический и с экономической точки зрения выгодный, поскольку может быть использован в качестве топлива.
Целью предложенного способа является упрощение и удешевление очистки водных поверхностей от нефтяных загрязнений.
В экспериментальной части были проведены исследования сорбционных свойств древесного опила с использованием отходов нефтепродуктов.
Для исследования нефтеемкости был использован опил ранее выбранных образцов древесины.
Нефтеемкость (N) в статических условиях вычислялась как отношение массы поглощенного нефтепродукта тпогп, г к массе сорбента тсор6, г:
Исследована зависимость нефтеёмкости соснового и березового опила от размера частиц опила и их влажности (рис. 4.4). Размеры частиц устанавливались просеиванием опила через сита с заданным диаметром ячеек.
Из всех изученных пород деревьев лучшей сорбционной способностью обладает сосновый опил и опил со средним размером частиц. С увеличением влажности опила его нефтеемкость снижается при любой степени дисперсности. Особенно сильно снижается нефтеемкость у березового опила.
Для более детального исследования сорбционных свойств древесного опила были проведены опыты в двух режимах: статическом и динамическом [96].
Статический режим имитирует использование сорбентов в превентивных средствах - сорбционно-заградительных бонах, применяемых при ликвидации аварий с розливом нефти и нефтепродуктов. Использование бонов позволяет ограничить пятно нефтепродукта, сконцентрировать его, а также защитить береговую линию от загрязнения. Боны обладают необходимой плавучестью даже в состоянии полного насыщения нефтепродуктами при хорошей скорости сорбции. Нефтеемкость опила различных пород деревьев представлена на рис. 4.5 и в табл. 4.4.
Дальнейшие опыты проводили с березовым и сосновым опилом, поскольку они обладают большими сорбционными способностями по сравнению с липовым опилом. Кроме того, после сорбции нефтепродуктами боны из липового опила сразу тонут.
Как видно из данных таблицы 4.4, сосновый опил обладает большей сорбционной способностью по сравнению с березовым опилом. Масса бонов, состоящих из капроновых мешочков и заполненных опилом, после естественной недельной сушки уменьшается на 50-70 % по сравнению с массой после суточной сушки. С течение времени масса образцов уменьшалась, так как происходило в основном испарение воды из образцов. Далее исследовались сорбционные способности натуральных, искусственных и синтетических материалов для внешней оболочки бонов. Как видно на рис. 4.6, лучшим материалом для изготовления бонов являются натуральные ткани, особенно - хлопок.
Натуральные ткани являются дополнительным сорбирующим веществом, их нефтеемкость составляет до 10,8 г/г. Однако использование натуральных тканей дорого и не обеспечивает требуемой долговечности и прочности бонов. Для изготовления бонов лучше использовать синтетические ткани. Как показали опыты, сорбционная способность древесных отходов при использовании синтетической ткани увеличивается на 15 %. В последующих опытах для внешней оболочки бонов с опилом в качестве сорбента использовали капроновую сетку. Данный износостойкий материал устойчив к воздействию воды, нефти, бензина, масел и ультрафиолета.
Исследования показали, что при определенных размерах бонов нет необходимости в добавлении к опилу веществ, создающих дополнительную плавучесть бонам, поскольку они после сорбции нефтепродуктами обладают высокой плавучестью и сами всплывали над поверхностью воды.
Для установления оптимального размера бонов исследовалась высота подъема нефтепродуктов в опиле различных пород деревьев. Для опытов взвешенный опил формировали в боны переменного объема и насыпной плотности. При поглощении опила из бонов нефтепродуктами последние разделяются на фракции: более тяжелые фракции нефти находятся внизу опила, визуально они более темные, выше-располагаются более легкие светлые фракции. За. высоту подъема нефтепродуктов принималась верхняя, граница наиболее светлой фракции.
Полученные результаты, представленные на рис. 4.7, показывают, что максимальная высота подъема нефтепродуктов в боне, наполненном сосно-вым опилом", составляет 70 мм, а березовым,- 66 мм. Высота насыщения-нефтепродуктами не зависит от толщины, слоя,нефтепродуктов, а зависит от кинематической вязкости, нефтепродуктов. Таким образом, полезная, высота опилочных бонов должна, быть 70-75 мм - для нефтепродуктов с кинемати-ческая-вязкость 4100 мм/с, а для нефти с кинематической вязкостью 392 мм"/с - 110-90-мм. После полного насыщения нефтепродуктами «боны таких-размеров приобретают гидрофобные свойства и не тонут.
Для исследования нефтеёмкости опила1 в статическом режиме были подготовлены опытные образцььбонов с сосновыми и березовыми опилками. После предварительной просушки до относительной влажности 10 % опил был расфасован- в боны. В/кюветах объемом 10 л были приготовлены смеси из воды и нефти, имитирующие нефтяное загрязнение. Количество нефти, добавляемое в кювету, рассчитывалось так, чтобы размер нефтяного пятна составлял не более 50 % площади дна кюветы. В каждую кювету поместили боны, содержащие березовый и сосновый опил.
Полученные данные по сорбции древесными отходами нефтепродуктов и воды представлены в табл. 4.5
Анализ представленных результатов показывает, что сосновый опил обладает большей сорбционной способностью по сравнению с березовым опилом.
Кинетика процесса сорбции, представленная на рис. 4.8, показывает, что время, необходимое для насыщения опила нефтепродуктами, составляет от 180 до 300 с, причем скорости насыщения нефтепродуктами соснового и березового опила отличаются незначительно, а сорбционная способность соснового опила на 25 % выше березового.
Физико-механические свойства топливных брикетов
Выше рассмотрены существующие" технологические процессы производства топливных брикетов. На их основе разработана технология изготовления брикетов из древесного опила, насыщенного нефтепродуктами.
Предложенная технологическая схема утилизации: опила;, насыщенного нефтешламами, позволяет не только утилизировать древесный отход лесопромышленного комплекса, но и получать топливо с повышенной теплотой сгорания: Предложено холодное , прессование брикетов. Горячее прессование используется для выделения из опила лигнина как связующего опила. При использовании опила, насыщенного нефтепродуктами, необходимость в. высокой температуре прессования отпадает [1].
Как показали проведенные опыты, топливные брикеты, при прессовании при комнатной температуре с влажностью более 10 % для березового и 12 % - для соснового опила плохо удерживают форму. Был предложен состав брикета масс.%: древесные опилки (с влажностью 10-12) % - 75-80 и нефтепродукты - 25-20. Данное содержание нефтепродуктов не приводит к их выдавливанию при прессовании давлением до 240 МПа. При более высоком содержании нефтепродуктов и влаги брикеты плохо хранятся - плесневеют при комнатной температуре в течение 2-3-х дней [1].
Опробованы две технологии получения брикетов на гидравлическом и шнековом прессах.
По первой технологии прессование брикетов из смеси опила лиственных и хвойных пород древесины, как чистого, так и пропитанного нефтепродуктами, проводилось на гидравлическом прессе П-50 (рис. 5.2) технические характеристики представлены в табл. 5.4.
Технические характеристики пресса гидравлического П-50:
Допускаемая погрешность измерения нагрузки при прямом ходе (на-гружении) не должна превышать 2 % от величины измеряемой нагрузки, начиная с 20 % наименьшего значения диапазона измерения, но не ниже 10 % наибольшей предельной нагрузки.
Скорость перемещения поршня без нагрузки - 0 ... 0,0008 м/с.
Рабочий ход поршня - не менее 50 мм.
Высота рабочего пространства - не менее 630 мм.
Ширина рабочего пространства - не менее 345 мм.
Шкала нагрузок: диапазон показаний - от 0 до 50000 кгс.
Диапазон измерений - от 0 до 50000 кгс цена деления шкалы - 100 кгс. Вариация показаний пресса гидравлического П-50 в диапазоне измерения не должна превышать 2 % от измеряемой нагрузки.
Насыпная масса опила составляла 160-220 кг/м , насыпная масса брикетов - 460 кг/м . Внешний вид полученных брикетов представлен на рис. 5.3 и 5.4
Из данных рис. 5.5 следует, что при малых давлениях прессования плотность меняется линейно, пропорционально завися от давления, при давлении выше 159МПа частицы опила сближаются настолько, что в брикете возникают напряжения, которые препятствуют дальнейшему увеличению плотности. Опил, пропитанный нефтепродуктами, характеризуется большей прочностью. Прессование брикетов из опила одной породы древесины позволяет получить более прочные однородные брикеты. Оптимальная фракция опилок 1-3 мм.
Брикеты цилиндрической формы (высота 15 мм и площадь круга - 125 мм ), полученные при прессовании при давлении Ют, испытывались на изгиб. Прочность на изгиб брикетов из опила чистого и пропитанного нефтепродуктами составила: для березового опила — 3 кгс и 4,5 кгс, а для соснового1- 2,6кгс и 2,8 кгс, соответственно. Плотность.сосновых брикетов, пропитанных нефтепродуктами, выше чем у березовых, в то время как березовые брикеты значительно прочнее сосновых.
Кора, присутствующая опилках в количестве до 5 об. %, что соответствует ее наличию св і опиле после распиловки круглого товарного леса, на качество прессованного брикета практически- не оказывает влияния.
По второй технологии композиционная формовочная масса из опила и нефтесодержащих отходов получается методом непрерывного экструдиро-вания на шнековом- прессе. Использовали шнековый пресс со следующими характеристиками: производительность - 1,5- 2,5 т/ч; мощность - 5,5 кВт; габаритные размеры - длина, ширина, высота- 3x0,7x0,7 м; масса - 250 кг.
Плотность получаемых брикетов составляет 1,2-1,3 г/см3. Форма образующихся брикетов определяется пресс-формой, которая позволяет получать брикеты цилиндрической формы диаметром 40 мм. Высота цилиндров зависит от приложенного давления и составляет 9-15 мм. Удельная рабочая теплота сгорания брикетов составляет 35-45 МДж/кг.
Холодное брикетирование на шнековом прессе позволяет получать такие же более плотные брикеты, как и на гидравлическом прессе.
