CC BY
16
Нащональний лкотехшчний унiверситет Украши
УДК 661.2/6.001.2 Acnip. Р.Я. Бать; проф. М.С. Мальований,
д-р техн. наук - НУ "Львiвcька полтехмка"
ТЕХНОЛОГ1Я СТВОРЕННЯ БЮКОМПОЗИЦП НА ОСНОВ1 В1ДХОД1В ЛIСОВОÏ ТА ЦЕЛЮЛОЗНО-ПАПЕРОВОÏ
ПРОМИСЛОВОСТ1
Описано методику створення бюкомпозицп з вiдходiв люово'1 та целюлозно-па-перово'1 промисловостi. Наведено схему i опис установки для створення бюкомпозицп.
Ключов1 слова: бiокомпозицiя.
DoctorateR.Ya. Bat;prof. M.S. Malyovanyy-NU "L'vivs'kaPolitekhnika"
Technology of creation of biocomposityio on the basis of wastes of forest and pulp and paper industry
The method of creation of biocomposition is described from the offsets of the forest and paper industry. Diagram and description of fluidizer there are creations of biocomposition.
Keywords: biocomposition.
Виходячи з тенденци подорожчання на свгговому ринку паливних корис-них копалин (нафти, газу), i недостатньою м1рою забезпеченост Украши ними, одним з основних шлях1в виходу 1з ситуацiï вбачаемо використання вщновлю-вальних джерел енергiï. Одним з дешевих методiв отримання енергiï е спалюван-ня бiомаси, в ролi якоï виступае дерево, солома та ш. Через свою СО2-нейтраль-шсть i швидке вiдновлення такий вид палива дае змогу знизити використання вичерпних корисних копалин (нафти i газу). Так, у 2001 р. було вироблено тепло-во1 енерги 29 ПДж, тодi як бюпотенщал Украши становить 18 млн. т у.п.
На сьогодш отримання бюкомпозицш (гранул, брикетiв) здiйснюеться в надпотужних пресах, де сила пресування сягае до 100 МПа. Пiд дiею такого тиску вiдбуваеться вивiльнення з бюмаси лiгнiну у вiльному вигляд^ який виступае в'яжучим компонентом.
Але недолжом такого методу е велик енергозатрати, а також високий стушнь зношення устаткування.
Метою нашого дослщження було розроблено технологiï отримання бь окомпозицiï, яка б давала змогу мiнiмiзувати енергетичнi затрати. Аналiз iс-нуючих методiв показав, що як складову частину бiокомпозицiй доцшьно ви-користовувати вiдходи виробництва целюлози. Завдяки цьому в бiокомпози-цш не вноситься чужорiдний компонент, адже за умов високого тиску з волокон видшяеться л^нш, який зв'язуе частинки наповнювача (тирса, торф чи ву-гiлля), що покращуе мiцнiсть гранул. Основною умовою вибору компонент було 1'х органiчне походження та нетоксичшсть.
Ми розробили бюкомпозицш, до складу яко1', як в'яжучий компонент, входять вiдходи целюлозно-паперового комбшату, якi утворюються з дереви-ни шд час технологiчних процесiв та, як наповнювач, - вщходи люово1" про-мисловостi (тирса, стружка).
На тепершнш час вiдходи целюлозно-паперового виробництва нагро-маджуються та забруднюють навколишне середовище. ïх використання дасть змогу значно зменшити вплив на навколишне середовище. Для досягнення бшь-шо1' калоршносп бiокомпозицiï можна, як додаток, використовувати торф, а та-
Науковий вкник, 2006, вип. 16.2
кож ^бнодисперсне вугiлля - вiдходи вуглезбагачувальних комбiнатiв не мо-жуть бути застосоваш як основне паливо та непридатш для транспортування.
Метод отримання бюкомпозицп полягае у змiшуваннi компоненлв у певних спiввiдношеннях та отримання гранул заданих розмiрiв. Розроблену принципову схему установки для отримання бюкомпозицп у виглядi гранул зображено на рис. 1.
Рис. 1. Принципова схема установки для отримання бюкомпозици:
1 - завантажувальний бункер; 2 - цилтдричний корпус; 3 - котчна частина;
4 -р1зальний пристрт; 5 - дозувальний пристрт; 6 - тдготовча камера; 7 - дозувальний шнек; 8 - шнек; 9 - дренажний отв1р; 10 - фыь'ера; 11 - вал редуктора
Установка працюе за таким принципом. У завантажувальний бункер 1 подають компоненти, необхщш для отримання бюкомпозицп. За допомогою спещальних дозуючих пристро!в 5, як розташоваш в камерi 6, вщбуваеться перемшування компонеппв i подача отримано! сумiшi на дозуючий шнек 7. Шнек 7 забезпечуе попередне стискування та рiвномiрну подачу маси в ци-лшдричний корпус 2 на розмщений в ньому шнек 8, за допомогою якого вщ-буваеться процес екструзшного просування бiомаси до кошчно! частини 3, де внаслщок зростання тиску з не! видшяеться рiдкий компонент, надлишок якого видаляеться через дренажний отвiр 9. Формування гранул вщбуваеться шляхом продавлення отримано! бiомаси через фiль,еру 10. Регулювання дов-жини гранул проводиться завдяки рiжучому пристрою 4.
Основний процес формування гранул i забезпечення !х мiцностi вщбу-ваеться у конуснш частинi 3. Забезпечення рiвномiрного розподiлу компонен -™ у процесi змiшування в'яжучого i наповнювача е надзвичайно складним процесом через високу в,язкiсть в'яжучого компоненту, його невелику кшь-кiсть та пгроскошчшсть деревних вiдходiв. Неоднорiднiсть сумiшi або надли-
3. Технологiя та устаткування деревообробних шдприемств
87
Нащональний лкотехшчний унiверситет УкраТни
шок в'яжучого призводять до погiршення якостi паливних гранул, зокрема, спричиняючи 1х крихюсть i зменшуючи IX мiцнiсть.
Рiвномiрнiсть розподiлу компонентiв досягаеться за рахунок створен-ня тиску в котчнш частинi 3. Надлишок в'яжучого, який видаляеться через дренажний отвiр 9, додатково зменшуе тертя мiж бюмасою i робочими органами установки, що сприяе зниженню питомих витрат енерги на процес гра-нулювання, а також продовжуе термiн експлуатацп обладнання.
Застосування бiокомпозицiй у народному господарствi дасть змогу знизити споживання енергоноспв (нафти, газу, вугiлля), а запропонований метод виробництва бюкомпозицш ютотно зменшуе енергозатрати на 1х вироб-ництво порiвняно з юнуючими.
Важливим аспектом е те, що при виробнищв бюкомпозици утилiзу-ються вiдходи люово! та целюлозно-паперово! промисловост^ завдяки чому зменшуеться екологiчне напруження вiд складування цих вiдходiв та покра-щуеться екологiчний стан довкшля.
УДК 647.047 Проф. С. Ф. Гавенко, д-р техн. наук - Укратська академш друкарства; доц. Й.Л. Ацбергер; тж. З.П. Копинець - НЛТУ Украти
МЕТОДИ ДОСЛ1ДЖЕННЯ КРИТЕР1Ю НУСЕЛЬТА В ПЕРШОМУ ПЕР1ОД1 СУШ1ННЯ ЛИСТОВИХ МАТЕР1АЛ1В
(ШПОНУ, КАРТОНУ)
Проведено аналiз методiв дослiджень критерiю Нусельта в першому перiодi су-шшня. Наведено формули для розрахунку цього критер^.
Prof. S.F. Havenko, doctorate - Ukrainian academy of book-printing; doc. Yo.L. Acberger, eng. Z.P. Kopynets - NUFWT of Ukraine
Nusselt's criterion research methods in first drying period of leaf materials
(veneer, cardboard)
The analysis of methods of researches of criterion of Nusselt's is conducted in the first period of drying. Formulas are resulted for the calculation of this criterion.
Вщомо [1, 2], що м1ж р1вняннями тепло- i масообмшу в процес сушш-ня деревинних листових матерiалiв (шпону, картону, деревинноволокнистих та листових матерiалiв i т.п.) спостер^аеться певна аналопя, внаслщок чого залежност тепломасообмшного Nu i масообмшного Nu^ критерив Нусельта вiд параметрiв умов сушшня повиннi бути однаковими для же границь 1х змiн. Тому, в практичних розрахунках аналопю тепло- i масообмiнних проце-сiв достатньо широко використовують в iнженернiй практицi [2]. Зокрема, Г. Т. Сергеев [3] при обробленш результат дослiджень процесiв випаровуван-ня води iз вшьно! поверхш в умовах вимушеного турбулентного руху потоку (Re = 2-104.. .2-105) рекомендуе використовувати таю формули: • для теплообм1ну
Nu = 0,086 • Re0 80 • Pr0 33-Gu0 20 ; (1)
