Технология процесса переработки бумажных отходов

Технология процесса переработки бумажных отходов

Содержание

Введение

. Постановка задач

. Блок - схема процесса утилизации бумажных отходов

. Расчёт материального баланса установки

Заключение

Список использованных источников

Введение

Твердые бытовые отходы (ТБО) являются отходами сферы потребления, образующимися в результате бытовой деятельности населения. Они состоят из изделий и материалов, непригодных для дальнейшего использования в быту [2].

Макулатура - основное сырье бумажной промышленности XXI века. 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. Таким образом необходимо разрабатывать технологии по переработке и вторичному использованию бумажных отходов [1].

Бумажные отходы включают в себя большой процент различного вида упаковочного материала, который оказывает отрицательное влияние на окружающую среду.

Рисунки и надписи на упаковках продуктов питания могут прямым и непрямым способом влиять на содержимое упаковок. При этом нежелательные вещества переходят и в почву. О непрямом контакте говорят в том случае, если печатные частицы внешней стороны упаковки, которая находится в свернутом состоянии, отражаются на внутренней стороне упаковки. Если печатная краска содержит легко распыляющиеся субстанции, тогда части печатного вещества проникают в почву даже через бумагу, картон или синтетический материал.

Между тем в состав печатных красок входят вещества, содержащие тяжелые металлы, а также растворители, такие, как метанол, толуол или хлорсодержащие углероды. Все эти ингредиенты способны мигрировать в почву и оказывать серьёзные отрицательное воздействие на флору и фауну почвенного покрова. Краски, лаки и упаковочные материалы содержат частично жидкие субстанции, которые могут переходить в почву даже тогда, когда нет прямого контакта между упаковкой и окружающей средой. Никто не может гарантировать, что красочная упаковка не скрывает угрозу для окружающей среды. [3].

Один из способов - использование бумажного вторичного сырья, как основной материал для производства жидких обоев.

Жидкие обои - это разновидность декоративной штукатурки для внутренних работ на основе текстильных волокон, целлюлозы, клеевого компонента и различных декоративных элементов. Этот материал обладает эластичностью, прекрасным сцеплением с поверхностью и может использоваться для покрытия стен и потолков, в том числе и на непрямолинейных участках. Входящие в состав жидких обоев компоненты безопасны с экологической точки зрения и соответствуют самым строгим санитарным нормам.

В состав жидких обоев входит от 60 до 80 % целлюлозной массы. Это отличный метод для переработки бумажного мусора.

1. Постановка задач

технологический переработка отход материальный

Целью данного проекта является разработка технологической линии утилизации бумажных отходов и производства исходного материала для жидких обоев (декоративной штукатурки).

Для выполнения данной цели ставим следующие задачи:

.        Разработать блок-схему переработки бумажных отходов в сырьё для декоративной штукатурки;

.        Составит материальный баланс для данной технологической линии;

.        Подобрать комплект оборудования технологической линии. Дать характеристику оборудования;

.        Составить спецификацию оборудования для данной технологической линии.

2. Блок - схема процесса утилизации бумажных отходов

Процесс переработки бумажных отходов в сырьё для приготовления декоративной штукатурки состоит из нескольких стадий:

.        Дробление бумажных отходов для получения однородной сухой бумажной массы;

.        Смешение сухой бумажной массы с водой для лучшего смешения с последующими компонентами;

.        Добавление в мокрую бумажную массу целлюлозного клея (как связующего), кварцевой слюды, шёлкового волокна, различных декораторов;

.        Сушка полученной пастообразной массы в вальцовой сушильной установке;

.        Дробление высушенного материала для удобства его дальнейшего использования.

В результате вышеописанных стадий бумажные отходы преобразуются в ценный отделочный материал.

Технологическая схема производства сырья жидких обоев представлена на рис. 1.

Рисунок 1 - блок-схема производства жидких обоев.

Дадим краткую характеристику оборудования, входящего в данную технологическую линию.

Дробилка 1 - Универсальная дробилка ORION HSS 400.

Таблица 1 - Технические характеристики дробилки 1.

Дробилка 2 - Универсальная дробилка ORION HSS 600В.

Таблица 2 -Технические характеристики дробилки 1.

Смеситель 1 - Вертикальный двухстадийный высокоскоростной смеситель SRL-Z300/600A.

Смеситель 2 - Вертикальный двухстадийный высокоскоростной смеситель SRL-Z500/1000A.

Таблица 3 - технические характеристики смесителя 1 и смесителя 2.

Сушилка вальцовая ВС-М предназначена для сушки пастообразных и клейких материалов.

Таблица 4 - характеристики сушилки вальцовой ВС-М.

Перистальтический насос PMA - шланговый насос, изготовленный по стандарту ISO 9001.

Предназначен для перекачки различного вида жидкостей, в том числе вязких.

Таблица 5 - технические характеристики перистальтического насоса РМА.

Дозатор сухого вещества МХ 7900 предназначен для точного дозирования сухих и гранулированных веществ. МХ 7900 оснащён ультразвуковым уровнем сухого вещества и (опциально) встряхивателем для предотвращения слипания продукта. Возможна установка дополнительно, в бункере, мешалки сухого вещества.

Таблица 6 - технические характеристики дозатора сухого вещества.

Таблица 7 - спецификация оборудования технологической линии по производству декоративной штукатурки.

Наименование технологического блока

Модель

Производительность

Мощность двигателя, кВт

Цена, руб

1

Дробилка 1 - Универсальная дробилка

ORION HSS400

350-500 кг/ч

7,5

75870

2

Смеситель 1 - Вертикальный двухстадийный высокоскоростной смеситель

SRL-Z300/600A

300 - 600 кг/ч

11

20000

3

Смеситель 2 - Вертикальный двухстадийный высокоскоростной смеситель

SRL-Z500/1000A

500 - 1000 кг/ч

22

30000

4

Вальцовая сушильная установка

ВС-М

250 - 620 кг/ч (по сух.)

3

180000

5

Дробилка 2 - Универсальная дробилка

ORION HSS-600B

450 - 600 кг/ч

15

135000

6

Дозатор 1 - Перистальтические насос

PMA

14 - 200 л/ч

0,1

28500

7

Дозатор 2

Дозатор для сухого вещества

МХ - 7900

9 - 800 кг/ч

0,25

3∙14700

8

Дозатор 3

9

Дозатор 4

Итого

513470

3. Расчёт материального баланса установки

Рассчитаем материальный баланс производства, работающего с восьмичасовым рабочим днём. Для этого составим таблицу расхода-прихода материала (см. табл. 2).

Таблица 2 - материальный баланс производства.

Таким образом, с помощью данной установки изготавливается 5, 84 тонны исходного материала для жидких боев в сутки.

Тогда производительность данной технологической линии, при данном темпе работы будет равна 2132 т/год.

Объём перерабатываемой бумажной макулатуры на данной технологической линии составит - 1168 т/год.

Теперь рассчитаем материальный баланс для каждого этапа производства отдельно.

Q₂ = 400 кг/ч - расход бумажного материала, поступающего в дробилку 1.

Q₂ = Q₁ = 400 кг/ч - необходимая производительность дробилки 1.

К_п1 = 0,5 % - коэффициент потерь дробилки 1, тогда

Q₃ = Q₁ - 0,5∙ Q₁ /100 = 398 кг/ч.

Q₅ = 171 кг/ч - расход воды, поступающей в смеситель 1.

Q₄ = Q₃ + Q₅ = 398 + 171 = 569 кг/ч

необходимая производительность смесителя 1.

К_п4 = 0,06 % - коэффициент потерь смесителя 1, тогда Q₆ = 569 + 569∙0,06/100 = 569,34 кг/ч.

Q₈ = 20 кг/ч - расход шёлкового волокна;

Q₉ = 28 кг/ч - расход кварцевой слюды;

Q₁₀ = 12 кг/ч - расход декоративной добавки;

Q₁₁ = 100 кг/ч - расход целлюлозного клея.

Q₇ = Q₆ + Q₈ + Q₉ + Q₁₀ + Q₁₁ = 569, 34 + 20 + 28 + 12 + 100 = 729,34 кг/ч

необходимая производительность смесителя 2.

К_п7 = 0,06 % - коэффициент потерь смесителя 2, тогда Q₁₂ = 729,34 + 729,34∙0,06/100 = 729,77 кг/ч.

Подберём сушильную установку, которая будит высушивать материал до 5 % влажности.

Исходная влажность поступающего в сушилку материала, равна: 171∙100/729,77 = 23,4 %.

Тогда расход пара при высушивании материала равен: 729,77∙5/100 = 36,49 кг/ч.

Таким образом, необходимая производительность сушильной установки по сухому веществу должна равняться: 729,77 - 171 + 36,49 = 595,3 кг/ч.

К_п13 = 0,1 % - коэффициент потерь сушильной установки, тогда Q₁₅ = 595,3 - К_п13 = 594,7 кг/ч.

Q₁₆ = Q₁₇ = 594,7 кг/ч. Значит, производительность дробилки 2 должна быть равна 600 кг/ч.

К_п16 = 0,5 % - коэффициент потерь дробилки 2, тогда Q₁₇ = 594,7 - К_п16 = 591,7.

Таким образом при выбранной производительности оборудования, на выходе получим 591,7 кг/ч готового продукта

Заключение

В данной работе была разработана технологическая линия по производству декоративной штукатурки. Произведён подбор оборудования и материалов. Составлен материальный баланс.

Таким образом, данная технологическая линия будет иметь производительность, равную 2132 т/год готового продукта декоративной штукатурки, произведённой из бумажных отходов.

Необходимо отметить, что с помощью данной технологии перерабатывается до 1168 т/год бумажных отходов. Следовательно, данное производство является полезным не только с целью извлечения прибыли из производства готового продукта, но с целью переработки огромного количества твёрдых бытовых бумажных отходов, что значительно улучшит экологическую ситуацию.

Материальный баланс необходимо расписать для каждой стадии производства (обосновать выбор оборудования).

Список использованных источников

1.      Переработка отходов полиграфии - <http://www.mhts.ru>.

.        Сайт конференции «Сотрудничество для решения проблемы отходов» - <http://waste.com.ua/cooperation/2005/theses/tachtuiev.html>.

.        Влияние отходов на окружающую среду - <http://survivalskills.rxfly.net/nature/sodis/sodis.html>.