КОМБИНИРОВАННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Комбинированная установка для переработки органических отходов целлюлозно-бумажного производства
Комбинированная установка применяется для переработки органических отходов лесоперерабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности.
В настоящее время способы обращения с отходами производства и потребления сводятся к следующим основным направлениям:
- Складирование отходов на полигонах;
- Сжигание отходов в различных типах установок на мусоросжигающих заводах;
Применение отходов без достаточной переработки в строительстве и сельском хозяйстве.
К недостаткам существующих методов обращения с отходами можно отнести: отсутствие возможности получения дополнительной экономической прибыли от использования образовавшихся отходов, ухудшение состояния окружающей природной среды (выбросы в атмосферу, повреждение почвенных покровов, загрязнение подземных вод), отсутствие возможности использования «остаточных» потребительских свойств отходов и получения из отходов ценных продуктов.
Так как представленные типы отходов токсичны, то для предприятия существенной проблемой является их размещение. Альтернативой размещению является переработка, которая позволит использовать ценные компоненты отходов, такие как целлюлоза, зола и органические вещества в производстве. Переработка отходов решит проблему их размещения и позволит получить прибыль от использования переработанных отходов.
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 органических отходов целлюлозно-бумажного производства» можно считать:
- Производится переработка веществ органического происхождения, образующихся в целлюлозно-бумажном производстве;
- Устройство имеет модульную конструкцию;
- Переработка веществ органического происхождения производится в несколько этапов по зонам;
- В рассмотренном патенте используются схожие принципы переработки, как и в комбинированной установке для переработки органических отходов ЦБП: размол и термическая обработка.
Причины, препятствующие получению технического результата патента RU 2342477 С2 от 27.12.2008, D21B 1/00, но характерного для «Комбинированной установки для переработки органических отходов целлюлозно-бумажного производства»:
- Отсутствие возможности изменения порядка технологических этапов (зон переработки) установки;
- Сложность конструкционных особенностей установки;
- В результате работы модульной установки образуются дополнительные отходы и сточные воды.
Раскрытие полезной модели
На комбинированной установке для переработки органических отходов возможна переработка отходов от сортирования целлюлозы, золы древесной и соломенной и органических веществ, образующихся при подготовке воды и реагентной очистки сточных вод в целлюлозно-бумажном производстве.
Основной задачей полезной модели является внедрение новой технологии переработки органических отходов, образующихся в целлюлозно-бумажной промышленности за счет компоновки блоков технологического оборудования, что упростит эксплуатационные и технологические характеристики и станет следствием улучшения локальной экологической обстановки на предприятии и в регионе и возможности получения дополнительной прибыли предприятием-новатором.
Комбинированная установка для переработки органических отходов, состоит из последовательно расположенных съемных блоков-насадок, которые необходимо комбинировать в зависимости от эффективности стадий переработки органических отходов, образующихся в результате проведения химико-технологических процессов целлюлозно-бумажной промышленности.
Новым техническим результатом заявленной комбинированной установки является возможность полной переработки органических отходов и получения в результате этой переработки продукта с новыми потребительскими свойствами.
Установка для переработки органических отходов целлюлозно-бумажного производства представляет собой конструкцию из съемных блоков-насадок и состоит из трех блоков: размола, выпаривания, смешения. Каждый блок имеет свое функциональное назначение и снабжен специфическим техническим оборудованием, необходимым для переработки отходов (ножи-измельчители в блоке размола, термическая обработка в блоке выпаривания, вращательный барабан в блоке смешения), которые позволяют изменить его физико-химические характеристики отхода. Отходы в блоках перерабатываются последовательно. Технической особенностью установки является то, что соблюдается принцип комбинированности: в зависимости от контрольных параметров установка может изменять последовательность расположения блоков-насадок, конечный продукт переработки обладает потребительскими свойствами (возможно использование в промышленности и сельском хозяйстве).
Описание работы комбинированной установки для переработки органических отходов целлюлозно-бумажного производства: Отход (подсушенная целлюлоза) подается через точки подачи отхода 4 в блок для размола 1, где происходит измельчение с помощью крутящихся ножей-измельчителей 5 (мелкие фракции целлюлозы легче высушить и для сушки затрачивается меньшее количество тепла) далее, доведенный до необходимой консистенции отход, отправляется во вращающийся блок для выпаривания 2, где происходит удаление влаги за счет термической обработки горячим воздухом 6, затем подготовленный отход попадает в блок смешения 3, где происходит смешивание с органическими веществами и золой (предварительно прошедшими термическую обработку и просеивание в предыдущих блоках установки отдельно от целлюлозы). Основополагающий принцип работы блока смешения заключается в следующем: вращение блока осуществляется попеременно в разные стороны, что обеспечивает полное перемешивание различных типов отходов. Переработанный продукт может быть использован в целях сельского хозяйства и в строительстве и соответствует ГОСТ 30775-2001 «Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Основные положения». Необходимо отметить, что комбинированная установка обладает съемными креплениями, позволяющими менять последовательность блоков-насадок в зависимости от изменений технологического процесса и целей использования установки.
Отличительными признаками установки от наиболее близкого аналога можно считать:
- Применение в технологическом процессе блоков-насадок, которые при необходимости (изменения процессов и видов образующихся отходов производства и потребления, целей использования установки) можно менять местами;
- Конструктивные и технологические особенности процессов, происходящих в каждом из блоков переработки органических отходов (измельчение отходов в блоке размола с помощью крутящихся ножей; вращение блока выпаривания и термическая обработка отхода горячим воздухом; вращение блока смешения в разные стороны, что обеспечивает наиболее полное смешение отхода).
Совокупностью признаков, обеспечивающих получение технического результата можно считать конструктивные и технологические особенности комплексной установки для переработки органических отходов целлюлозно-бумажного производства, которые включают в себя следующие этапы:
- Измельчение отходов в блоке размола с помощью крутящихся ножей;
- Вращение блока выпаривания;
- Термическая обработка отхода в блоке выпаривания горячим воздухом;
- Вращение блока смешения в разные стороны для обеспечения наиболее полного смешения отхода.
Также к достоинствам данной установки можно отнести:
- Компактность;
- Надежность;
- Удобство в эксплуатации;
Экономическая целесообразность: получение прибыли и сокращение производственных расходов за счет переработки отходов в ценный продукт.
Осуществление полезной модели
Установка может быть использована для переработки органических отходов на предприятиях, относящихся к целлюлозно-бумажной промышленности для переработки отходов от сортирования целлюлозы, золы древесной и соломенной и органических веществ, образующихся при подготовке воды и реагентной очистки сточных вод.
Причинно-следственная связь между признаками формулы полезной модели и техническим результатом:
При разработке технологической схемы авторы опирались на покомпонентный состав отходов целлюлозно-бумажного комбината (далее - ЦБК) и массу образующихся там отходов (таблица 1).
В зависимости от технологических процессов на определенном ЦБК возможно изменение последовательности блоков-насадок (для изменения последовательности предусмотрены съемные крепления): в описании рассмотрен пример, при котором избыточные количество отходов характерно для отходов от сортирования целлюлозы (таблица 1). Отход необходимо размалывать для доведения его до определенной консистенции и, поскольку все отходы в своем покомпонентном составе содержат большое количество влаги, их необходимо обезводить (для этого предназначен блок выпаривания), для равномерности выпаривания в блоке применяется вращательный принцип. Органические вещества и зола не требуют дополнительной переработки и направляются сразу в блок смешения, где перемешиваются с переработанными отходами целлюлозы. В результате переработки был получен новый продукт с потребительскими свойствами, который может быть использован в строительстве и сельском хозяйстве.
Список литературы
1. Патент RU 2342477 С2 от 27.12.2008, D21B 1/00, [Электронный ресурс],