КОМБИНИРОВАННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ КАЛЬЦИЙСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Комбинированная установка применяется для переработки отходов, в покомпонентном составе которых имеется карбонат кальция, в частности это такие отходы целлюлозно-бумажной промышленности как: зеленый щелок и шлам карбоната кальция.
Необходимо отметить, что существующие способы обращения с отходами не являются достаточно эффективными и экономически целесообразными для промышленных предприятий в условиях современной действительности. Методы размещения и складирования отходов, обладающих полезными свойствами экономически не выгодны крупным промышленным предприятиям, поскольку создают дополнительные эксплуатационные и транспортные расходы для организации.
Представленные выше типы отходов наиболее выгодно перерабатывать, чем складировать, поскольку они в своем составе имеют достаточно высокий процент полезных веществ.
Уровень техники
К существующим принципам компоновки технологических схем по переработке отходов можно отнести: модульную конструкцию для переработки органических целлюлозных материалов [1]: установка, имеющая модульную конструкцию, состоит из нескольких зон, в которых осуществляются процессы очистки массы для выделения посторонних включений из сырьевого материала, раздавливания и расщепления сырьевого материала, и далее направление сырьевой массы на шнековый конвейер для переработки сырьевого материала в бумажную волокнистую массу, черный щелок направляется в реактор с псевдоожиженным слоем на переработку до состояния сульфатной варочной жидкости и возвращается в процесс.
Основными признаками, совпадающими с признаками «Комбинированной установки для переработки кальцийсодержащих отходов целлюлозно-бумажного производства», можно считать:
- устройство имеет модульную конструкцию;
- переработка веществ происходит в несколько этапов по зонам влияния в четко закрепленной конструкции;
- в рассмотренном патенте используются схожий принцип переработки, как и в комбинированной установке для переработки кальцийсодержащих отходов целлюлозно-бумажного производства: этап термической обработки.
Причины, препятствующие получению технического результата патента RU 2342477 С2 от 27.12.2008, D21B 1/00, но характерного для «Комбинированной установки для переработки кальцийсодержащих отходов целлюлозно-бумажного производства»:
- техническая сложность конструкционных особенностей установки;
- в результате работы модульной установки образуются дополнительные отходы, что является еще одним источником загрязнения окружающей среды.
Раскрытие полезной модели
На комбинированной установке для переработки кальцийсодержащих отходов возможна утилизация отходов шлама карбоната кальция, образующегося от приготовления известкового молочка, шлама зеленого щелока, образующихся в технологических процессах целлюлозно-бумажного производства.
Основной задачей полезной модели является внедрение новой технологии переработки кальцийсодержащих отходов, образующихся в целлюлозно-бумажной промышленности за счет компоновки процессных блоков технологического оборудования, в частности, блоков выпаривания и просеивания, что упростит эксплуатационные и технологические характеристики и станет следствием улучшения локальной экологической обстановки на предприятиях и в регионе и возможности получения дополнительной прибыли предприятием-новатором.
Комбинированная установка для переработки кальцийсодержащих отходов состоит из последовательно скомпонованных блоков, в состав которых входят блоки выпаривания и просеивания, позволяющих эффективно выделять ценные компоненты из состава отходов, образующихся в результате проведения химико-технологических процессов целлюлозно-бумажной промышленности.
Новым техническим результатом заявленной комбинированной установки является возможность полной переработки кальцийсодерщащих отходов и получения в результате этой переработки продукта с новыми потребительскими свойствами: выделенный в чистом виде карбонат кальция может быть возвращен в технологический процесс производства, либо использоваться в сельском хозяйстве для известкования кислых почв.
Установка для переработки кальцийсодержащих отходов целлюлозно-бумажного производства представляет собой конструкцию последовательно расположенных и закрепленных блоков выпаривания и просеивания. Каждый блок имеет свое функциональное назначение и снабжен необходимым техническим оборудованием для высокотехнологичной переработки отхода (термическая обработка в блоке выпаривания, «задерживающая» и «пропускающая» мембраны, применимые для процессов просеивания), которое позволяет изменить физико-химические характеристики перерабатываемого кальцийсодержащего отхода, выявить его полезные компоненты для дальнейшего использования. Технической особенностью установки является то, что в ней последовательно скомпонованы технологические процессы выпаривания и просеивания, разделенные на блоки для удобства обработки кальцийсодержащего отхода целлюлозно-бумажного производства (в дальнейшем возможен возврат полученного продукта в производственный цикл целлюлозно-бумажного производства либо рассмотрение его как побочного продукта производственной деятельности предприятия).
Описание работы комбинированной установки для переработки кальцийсодержащих отходов целлюлозно-бумажного производства (фиг. 1):
3
3
Смесь известкового молока и зеленого щелока поступает в блок для выпаривания 1, где осуществляется удаление воды из отхода с помощью горячего воздуха, затем отход транспортируется в блок для просеивания 2. Просеивание отхода осуществляется через специализированную «пропускающую» мембрану 3, обладающую пропускной способностью карбоната кальция, мембрана 4 обладает «удерживающей» способностью для СаСО и, за счет этого, происходит скопление осадка на решетке 5. Переработанный СаСО может быть использован вновь в основном технологическом цикле целлюлозно-бумажного производства, либо является отдельным побочным продуктом технологии. Мембрана для просеивания отхода (фиг. 3) изготовлена из специального материала на основе полиуретана с отверстиями, обладающими необходимой гибкостью и пропускной способностью для отсеивания «лишних» частиц.
На фиг. 2, 3 представлены отделения секции для выпаривания и вид мембраны для блока просеивания. Описание процессов работы отдельных секций представлено ниже.
Процесс выпаривания (фиг. 2) происходит в конусообразном стальном отсеке 7 куда осуществляется подача отхода 6. В отделение 8 через специальные отверстия в пластинах подается нагретый воздух, где и происходит выпаривание воды из отхода, поступившего на переработку.
В блоке просеивания (фиг. 3) находится специализированная волокнистая мембрана 9, обладающая отверстиями соответствующего диаметра для отсева частиц определенного диаметра (обладающими «пропускающими» либо «задерживающими» свойствами в зависимости от его функционального назначения).
Отличительными признаками установки от наиболее близкого аналога можно считать:
- Комбинированная установка для переработки кальцийсодержащих отходов целлюлозно-бумажного производства содержит последовательно расположенные закрепленные блоки выпаривания и просеивания.
- Конструктивные и технологические особенности процессов, происходящих в каждом из блоков переработки кальцийсодержащих отходов: в блоке выпаривания установлены специализированные отверстия в пластинах через которые осуществляется подача горячего воздуха, «пропускающая» и «задерживающая» мембрана в блоке просеивания.
Совокупностью признаков, обеспечивающих получение технического результата можно считать конструктивные и технологические особенности комплексной установки для переработки кальцийсодержащих отходов целлюлозно-бумажного производства, которые включают в себя следующие этапы:
- В блок для выпаривания отход подается через отверстия в конусообразный отсек, где через специализированные отверстия в пластинах осуществляется подача горячего воздуха для выделения воды из состава отхода.
- В верхней части блока просеивания установлена «пропускающая» мембрана, изготовленная из волокнистого материала, обладающего пропускной способностью карбоната кальция.
- В нижней части блока просеивания установлена «задерживающая» мембрана, не пропускающая через свои волокна карбонат кальция за счет чего осуществляется отсев «нежелательных» веществ.
К достоинствам установки относятся:
- компактность;
- надежность;
- удобство в эксплуатации;
- экономическая и технологическая эффективность применения за счет получения прибыли и сокращения производственных расходов и использования переработки отходов в ценный продукт.
Осуществление полезной модели
Установка может быть использована для переработки кальцийсодержащих отходов на предприятиях, относящихся к целлюлозно-бумажной промышленности для переработки отходов: шлама карбоната кальция и зеленого щелока.
Причинно-следственная связь между признаками формулы полезной модели и техническим результатом:
При разработке технологической схемы автор опирался на покомпонентный состав отходов целлюлозно-бумажного комбината и массу образующихся там отходов (таблица 1).
Из состава отходов таблицы 1 видно, что наибольший удельный вес в покомпонентном составе отхода занимает вода и карбонат кальция, остальные примеси в составе отходов незначительны. В блоке выпаривания за счет подачи горячего воздуха осуществляется выделение воды из состава отхода, в блоке просеивания осуществляется удерживание карбоната кальция и отсев нежелательных частиц с помощью пропускающей и задерживающей мембран.
Список литературы
1. Патент RU 2342477 С2 от 27.12.2008, D21B 1/00, [Электронный ресурс], http://www.freepatent.ru/patents/2342477