Образование, классификация и использование отходов древесины

В настоящее время в стране заготавливается около 500 млн. м3 древесины.
При этом на всех стадиях процесса от заготовки до переработки древесного сырья образуется
значительное количество отходов. Только на лесозаготовках в отходы уходит более
32 % вырубленного леса.

Древесину используют в следующих производствах (в скобках приведены
объемы использования):

■ лесопилении и
деревообработке (41 %);

■ целлюлозно-бумажном
производстве (23 %);

■ гидролизном и
лесохимическом производстве (4 %). Кроме того, значительная часть древесины используется
в необработанном виде (32 %), в том числе в качестве топлива (13 %). Наибольшая
часть древесины, как это видно из приведенных данных, расходуется на лесопиление,
где и образуется больше всего отходов: только 60—62 % исходного сырья превращается
в основную продукцию.

Отходами лесопильного производства являются горбыли, рейки, обрезки
досок, вырезки дефектных мест, опилки, стружка и кора. На рис. 11.1 приведена технологическая
схема лесопильного производства. При выработке длинномерных обрезных досок в горбыли
отходит 6-10 % от объема бревна, 10-13 % превращаются в рейки; 2-4 % — в обрезки
досок; 11-12 % — в опилки; 2-3 % идет на вырезку брака.

Кроме того, безвозвратно при сушке теряется 5—7 % и распыляется
1—2 %. Количество коры составляет около 10—12 % от всего объема бревна (кора, правда,
не входит в баланс древесины и считается внебалансовым отходом). В раскройных цехах
при раскрое необрезных досок на заготовки образуется 7—10 % опилок, 10—15 % обрезков.
В строгальных цехах отходы в виде стружки составляют 12—20 % объема поступающих
пиломатериалов. Вследствие этого в себестоимости пиленой продукции затраты на сырье
составляют 70—80 % от затрат на ее выработку.

Из всего количества образующихся древесных отходов только 60—65
% используется в качестве вторичного сырья, остальные отходы сбрасываются в отвалы,
отрицательно влияя на окружающую среду.

Значительное количество отходов образуется при использовании древесины
на предприятиях автомобильной промышленности, в транспортном строительстве, станкостроении,
торговле, коммунальном хозяйстве, мебельной промышленности и других отраслях экономики.

Древесные отходы можно классифицировать по ассортименту выпускаемой
продукции (отходы пиломатериалов, фанеры, древесноволокнистых плит и др.), по породам
древесины (отходы хвойных, лиственных пород деревьев), по влажности (сухие — с влажностью
до 15 %, полусухие — с влажностью15-30 %, влажные — с влажностью выше 30 %), по
структуре (кусковые, сыпучие) и другим признакам.

По количеству получаемых отходов деревообрабатывающая промышленность
стоит на одном из первых мест. Количество отходов в этой отрасли зависит от качества
поставляемого сырья, типа и размера изготавливаемой продукции, используемой технологии
и применяемого оборудования. Количество отходов, образующихся, например, на мебельной
фабрике, достигает 60 % от всей использованной древесины.

К отходам, объем которых зависит от используемого для раскроя
оборудования, относят опилки. Объем древесины, переходящей в опилки, зависит от
толщины пил: чем тоньше пила, тем меньше опилок. Их образование можно вообще устранить,
если использовать другие способы деления древесины.

К отходам, обусловленным качеством исходного сырья, относятся
горбыли, торцовые срезки, рейки, разнообразные вырезки с пороками и дефектами.

Все отходы древесины являются ценным сырьем для производства различной
продукции, однако по возможности утилизации они не равноценны. Наибольшую ценность
представляют деловые отходы, из которых можно изготавливать разнообразную мелкую
пилопродукцию. К ним относятся горбыли, рейки, крупные кусковые отходы. Их можно
использовать и для производства целлюлозы, древесноволокнистых плит (ДВП), древесностружечных
плит (ДСП), цементностружечных плит (ЦСП) и химической продукции.

Меньшей ценностью обладают отходы, возможность использования которых
ограничена (стружка, опилки, мелкие кусковые отходы, щепа). Опилки и стружку благодаря адсорбирующим,
абразивным, изоляционным и другим свойствам широко используют в различных производствах:
для хозяйственных целей и как технологическое сырье.

Щепа и мелкие кусковые отходы являются исходным химическим сырьем
при производстве строительных материалов, вискозного волокна (а затем тканей), технического
спирта, кормовых дрожжей, уксуса, целлюлозы, бумаги, картона и многих других продуктов.
Для производства этой продукции древесина измельчается, а затем поступает на переработку
по специальной технологии, используемой при производстве конкретной продукции.

Часть древесных отходов в брикетированном виде применяют как топливо
для бытовых и промышленных печей.

Необходимо упомянуть об энергохимическом использовании отходов
древесины в газогенераторных установках. Принцип энергохимического использования
отходов древесины основан на газификации древесины и получении из нее химических
продуктов и горючего газа с последующим использованием его в качестве топлива. После
войны находились какое-то время в эксплуатации автомобили с газогенераторными установками.
Источником энергии для двигателя таких автомобилей была древесина. Теплота сгорания
вырабатываемых из отходов древесины генераторных газов составляет 6400—7200 кДж/м3,
а выход газов — 0,45—0,7 м3/кг сухого топлива.

Для использования в лесохимической и целлюлозно-бумажной промышленности,
в производстве строительных материалов кусковые отходы деревообработки должны быть
переработаны в технологическую щепу. Этот процесс осуществляется на лесопильном
производстве, а сама щепа является сопутствующей товарной продукцией.

Щепа является основным сырьем целлюлозно-бумажной, гидролизной
промышленности и ряда других отраслей, эффективность работы которых зависит от ее
качества и от стабильности поставок. Поэтому производство щепы не только дает возможность
утилизировать отходы древесины, но имеет и важное самостоятельное значение. В зависимости
от назначения к технологической щепе предъявляются различные требования. Особенно
важно, чтобы щепа не содержала посторонних включений: металла, гнили, песка и т.
п. Содержание коры строго лимитируется в зависимости от дальнейшего применения щепы.
Например, щепа, идущая на варку целлюлозы, вообще не должна содержать кору. Содержание
коры в щепе, идущей на производство ДВП и ДСП, не должно превышать 15 %. Для изготовления
специальных высококачественных ДВП применяется щепа, содержание коры в которой не
превышает 3 %. Поэтому при изготовлении щепы, идущей в целлюлозно-бумажное производство
и на изготовление таких ДВП, используют только очищенные от коры отходы древесины,
т. е. отходы, образующиеся от распиловки окоренных бревен.

В процессе производства щепы основной операцией является измельчение
древесных отходов. Эта операция определяет качество и выход кондиционной технологической
щепы, а также удельные энергозатраты на ее производство. Измельчение кусковых отходов
осуществляют на рубильных машинах. В зависимости от формы ротора рубильные машины
делятся на барабанные и дисковые. Барабанные рубильные
машины производят щепу низкого качества, с неоднородным фракционным составом и с
поврежденными волокнами, что связано с их конструкцией. Такая щепа может использоваться
для гидролизного производства, но малопригодна для целлюлозно-бумажной промышленности
и изготовления ДВП и ДСП. Для получения щепы, пригодной для этих производств, используют
дисковые рубильные машины с плоским и геликоидальным диском.

Образование, классификация и использование отходов древесины

Образование, классификация и использование отходов древесины

Основной рабочий орган дисковых рубильных машин — стальной диск
с радиально закрепленными на нем ножами, количество которых может быть от 3 до 16
(рис. 11.4). Диск заключен в кожух и закреплен на стальном валу, вращающемся в двух
или трех подшипниках скольжения или в роликовых подшипниках.

Дисковые рубильные машины бывают с плоской и геликоидальной рабочей
поверхностью диска.

В зависимости от аппарата подачи (загрузочного патрона) дисковые
рубильные машины бывают со свободной и принудительной подачей древесины к диску
для дальнейшей переработки в щепу. В рубильных машинах со свободной подачей древесина
поступает к ножам Диска за счет ее самозатягивания.

Образование, классификация и использование отходов древесины

Рис. 11.5. Схема резания
древесины в дисковых рубильных машинах: а — в малоножевых машинах с
плоским диском; б — в многоножевых машинах с плоским диском; в — в многоножевых машинах
с геликоидальным диском; 7 — ножевой диск; 2— нож; 3 — перерабатываемый материал; 4 — щепа

Механизм
принудительной подачи материала в машину представляет собой два ряда приводных валков
с шипами. Перерабатываемый материал захватывается валками и направляется к режущим
ножам. Величина просвета между нижним и верхним подающими валками определяется толщиной
перерабатываемого слоя отходов и регулируется перемещением верхних подающих валков
вверх или вниз под действием противовеса или пружин.

Схемы резания древесины в дисковых рубильных машинах показаны
на рис. 11.5. Геликоидальная рабочая поверхность диска представляет собой винтовую
поверхность, которая сливается с задними кромками ножей, заточенными по той жевинтовой
линии. При вращении такого диска и при одновременной подаче древесины к диску ножи
срезают древесину не в одной плоскости, как у машин с плоским диском, а по винтовой
линии. Резание происходит не в вертикальной плоскости, а по ходу винта. Благодаря
этому обеспечивается устойчивое положение и самозатягивание перерабатываемой древесины
в процессе резания.

Многоножевые рубильные машины с геликоидальной поверхностью диска
могут перерабатывать на щепу не только отходы лесопиления, но и круглый лесоматериал,
карандаши фанерного производства и др.

Полученная на рубильных машинах щепа сортируется по размерам на
барабанных установках вибрационного или гира-ционного (с круговым качанием сит в
горизонтальной плоскости) типа. Наиболее рационально использование гирационных сортировочных
машин, основу которых составляют три последовательно установленных по вертикали
барабана сита с отверстиями различных размеров. Сита совершают качательные движения
в горизонтальной плоскости. На верхнем сите остаются самые крупные куски древесины,
которые поступают на повторное измельчение. Со среднего и нижнего сит выходят две
фракции щепы, а опилки и мелочь, проскочившие через все три сита, поступают в бункер
для опилок.

Для транспортирования щепы за пределами предприятия, вырабатывающего
щепу, используют автомобильный, водный и железнодорожный транспорт.

Автомобильная промышленность Белоруссии и Украины изготавливает
специализированные автомобили для перевозки щепы.

Для перевозки щепы железнодорожным транспортом используют вагоны
общего назначения с надстроенными по высоте бортами и специализированные вагоны-щеповозы
грузоподъемностью 58 т и объемом 135 м3. Вагоны имеют по 10 разгрузочных люков с
каждой стороны.

Дальнейшая переработка щепы, полученной из древесных отходов,
производится вне лесопильного производства на предприятиях соответствующих отраслей
промышленности (стройматериалов, лесохимии, целлюлозно-бумажной и др.) по технологиям,
принятым в этих отраслях.

Источник: http://biofile.ru/geo/23952.html