Повышение эффективности использования побочных продуктов фанерного производства

В.К. Любов

doi:10.37482/0536-1036-2025-3-155-168

Авторы

В.К. Любов Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова https://orcid.org/0000-0001-7050-1212

DOI:

https://doi.org/10.37482/0536-1036-2025-3-155-168

Ключевые слова:

фанерное производство, отходы фанерного производства, газоочистная установка, котел, биотопливо, вредные вещества, коэффициент полезного действия, очаговые остатки

Аннотация

Для применения отходов фанерного производства в целях получения энергии, обеспечивающей работу НАО «СВЕЗА Усть-Ижора», была смонтирована мини-теплоэлектроцентраль с 2 котлами Е-40-2.25-305ОP и турбиной. Предусмотрена 2-ступенчатая золоочистка продуктов сгорания. Первая ступень характеризуется удалением и возвратом крупных фракций на вибрационную решетку. На второй ступени продукты проходят через рукавные фильтры. Энергообследование котлоагрегатов выявило, что комплекс газоочистки является причиной их частых остановок и пусков, дополнительных теплопотерь и сокращения жизненного цикла оборудования. В связи с этим вместо рукавных фильтров установлен комплекс пыле- и золоулавливания (КПЗУ-10×6×2). Однако при этом степень улавливания твердых частиц комплексом составила не более 80 %, наблюдалось налипание золы на рабочее колесо дымососа, что вызывало дисбаланс и уменьшение жизненного цикла дымососа и необходимость остановки котла не реже чем 1 раз в неделю. Целью данной статьи стало установление причин повышенных выбросов твердых частиц и оксида углерода, ограниченного периода работы котлоагрегата между чистками, а также отсутствия возможности оперативного вывоза золы и шлака на полигон. Комплексный анализ работы котлоагрегата проводился на основе эксплуатационных и экологических показателей работы котла, теплотехнических, гранулометрических характеристик проб сжигаемого биотоплива и образующихся очаговых остатков, а также их элементного состава и термогравиметрических характеристик для дробленки фанеры. Модернизация газоочистного комплекса обеспечила функционирование котлоагрегата с номинальной паропроизводительностью и уменьшила количество его остановок между чистками в 7–21 раз. Однако использование котла с более высокой производительностью обусловило рост полидисперсности летучей золы и содержания в ней горючих веществ, что стало одной из причин ее тления в сборном контейнере. Периодические включения вибрационной решетки привели к значительной нестабильности экологических показателей. Исследование загрязняющей способности золы обрезков фанеры обнаружило, что они являются самым сильным загрязняющим компонентом сжигаемой смеси. Изучение термических процессов в дробленке фанеры в воздушной и инертной средах показало заметное влияние наличия клея на основе фенолоформальдегидной смолы.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Биография автора

В.К. Любов, Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова

д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: AAF-8949-2019

Библиографические ссылки

Бирюков В.Г. Технология клееных материалов и древесных плит. М., 2012. 292 с. Biryukov V.G. Technology of Glued Materials and Wood Boards. Мoscow, 2012. 292 p. (In Russ.).

Бобович Б.Б., Девяткин В.В. Переработка отходов производства и потребления. М.: Интермет Инжиниринг, 2000. 495 с. Bobovich B.B., Devyatkin V.V. Recycling of Production and Consumption Waste. Moscow, Intermet Inzhiniring Publ., 2000. 495 p. (In Russ.).

Варанкина Г.С., Чубинский А.Н. Основы комплексной переработки сырья. СПб.: СПб ГЛТУ, 2016. 56 с. Varankina G.S., Chubinskij A.N. Fundamentals of Complex Processing of Raw Materials. St. Petersburg, St. Petersburg State Forest Technical University, 2016. 56 p. (In Russ.).

Волынский В.Н. Технология клееных древесных материалов. Вологда: Инфра-Инженерия, 2022. Т. 1. 340 с. Volynskij V.N. Technology of Glued Wood Materials. Vologda, Infra-Inzheneriya Publ., 2022, vol. 1. 340 p. (In Russ.).

Головков С.И., Коперин И.Ф., Найденов В.И. Энергетическое использование древесных отходов. М.: Лесн. пром-сть, 1987. 224 с. Golovkov S.I., Koperin I.F., Najdenov V.I. Energy Use of Wood Waste. Moscow, Lesnaya promyshlennost’, Publ., 1987. 224 p. (In Russ.).

Дубинина Н.Н., Орлов А.А., Корчук Ю.А., Лях Н.И. Энергетическое использование древесных отходов лесопильного производства // Актуальн. проблемы лесн. комплекса. 2016. No 45. С. 17–21. Dubinina N.N., Orlov A.A., Korchuk Yu.A., Lyakh N.I. Energy Use of Sawmill Waste. Aktual’nye problemy lesnogo kompleksa, 2016, no. 45, pp. 17–21. (In Russ.).

Жучков П.А. Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном производстве. М.: Лесн. пром-сть, 1978. 408 с. Zhuchkov P.A. Thermal Processes in Pulp and Paper Production. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1978. 408 p. (In Russ.).

Колесникова А.А., Будаев В.А. Технологические расчеты в производстве фанеры: учебное пособие по курсовому проектированию. Иошкар-Ола: ПГТУ, 2010. 108 с. Kolesnikova A.A., Budaev V.A. Technological Calculations in Plywood Production: Tutorial on Course Design. Yoshkar-Ola, Volga State University of Technology Publ., 2010. 108 p. (In Russ.).

Любов В.К., Данилов В.Е. Экологическая и энергетическая эффективность сжигания отходов фанерного производства // Экология и промышленность России. 2023. Т. 27, No 5. С. 8–14. Lyubov V.K., Danilov V.E. Environmental and Energy Efficiency of Plywood Production Waste Burning. Ekologiya i promyshlennost’ Rossii = Ecology and Industry of Russia, 2023, vol. 27, no. 5, pp. 8–14. (In Russ.). https://doi.org/10.18412/1816-0395-2023-5-8-14

Любов В.К., Любова С.В. Повышение эффективности энергетического использования биотоплив. Архангельск: САФУ, 2017. 533 с. Lyubov V.K., Lyubova S.V. Improving the Efficiency of Energy Use of Biofuels. Arkhangelsk, Northern (Arctic) Federal University Publ., 2017. 533 p. (In Russ.).

Любов В.К., Попов А.Н., Ивуть А.Е., Кондаков С.О., Седлецкий Н.И. Повышение эффективности энергетического использования отходов фанерного производства // Вестник ЧГУ. Сер.: Техн. науки. 2016. No 4. С. 28–32. Lyubov V.K., Popov A.N., Ivut’ A.E., Kondakov S.O., Sedletskij N.I. Improving the Efficiency of Energy Use of Plywood Production Waste. Vestnik Cherepovetskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Tekhnicheskie nauki = Cherepovets State University Bulletin. Series: Technology, 2016, no. 4, pp. 28–32. (In Russ.).

Любов В.К., Цыпнятов И.И. Повышение эффективности энергетического использования биотоплива // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. No 1. С. 172–185. Lyubov V.K., Tsypnyatov I.I. Improving the Efficiency of Energy Use of Biofuels. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 1, pp. 172–185. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-1-172-185

Мохирев А.П., Безруких Ю.А., Медведев С.О. Переработка древесных отходов предприятий лесопромышленного комплекса как фактор устойчивого природопользования // Инженер. вестн. Дона. 2015. No 2, ч. 2. Режим доступа: http://ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2p2y2015/3011 (дата обращения: 21.04.25). Mokhirev A.P., Bezrukikh J.A., Medvedev S.O. Recycling of Wood Wastes of Timber Industry, as a Factor of Sustainable Resource Management. Inzhenernyj vestnik Dona = Engineering Journal of Don, 2015, no. 2, part 2. (In Russ.).

Преснякова Е.А. Утилизация отходов древесного производства // Вестн. магистратуры. 2014. Т. 1, No 11 (38). С. 15–18. Presnyakova E.A. Disposal of Wood Production Waste. Vestnik magistratury, 2014, vol. 1, no. 11 (38), pp. 15–18. (In Russ.).

Разиньков Е.М., Ищенко Т.Л. Повышение эффективности фанерного производства // Лесотехн. журн. 2019. Т. 9, No 1 (33). С. 140–146. Razinkov E.M., Ishchenko T.L. Enhancing the Efficiency of Plywood Production. Lesotekhnicheskij zhurnal = Forestry Engineering Journal, 2019,vol. 9, no. 1 (33), pp. 140–146. (In Russ.). https://doi.org/10.12737/article_5c9201701e8f75.87209710

Сафонов Г.В., Стеценко А.В., Дорина А.Л., Авалиани С.Л., Сафонова Ю.А., Беседовская Д.С. Стратегия низкоуглеродного развития России: Возможности и выгоды замещения ископаемого топлива «зелеными» источниками энергии. М.: ТЕИС, 2016. 48 с. Safonov G.V., Stetsenko A.V., Dorina A.L., Avaliani S.L., Safonova Yu.A., Besedovskaya D.S. Low-Carbon Development Strategy for Russia: Opportunities and Benefits of Replacing Fossil Fuels with “Green” Energy Sources. Moscow, TEIS Publ., 2016. 48 p. (In Russ.).

Семенов Ю.П., Хиллинг Б., Парикка М., Штерн Т., Сейсенбаева Г. Лесная биоэнергетика. М.: МГУЛ, 2008. 348 с. Semenov Yu.P., Hilling B., Parikka M., Shtern T., Sejsenbaeva G. Forest Bioenergetics. Moscow, Moscow State Forest University Publ., 2008. 348 p. (In Russ.).

Тепловой расчет котлов (нормативный метод) / РАО «ЕЭС России», ВТИ, НПО ЦКТИ. СПб., 1998. 257 с. Thermal Calculation of Boilers (Standard Method). St. Petersburg, OAO Unified Energy System of Russia, All-Russian Thermal Engineering Institute, I.I. Polzunov Scientific and Development Association on Research and Design of Power Equipment, 1998. 257 p. (In Russ.).

Трембовля В.И., Фингер Е.Д., Авдеева А.А. Теплотехнические испытания котельных установок. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1991. 416 с. Trembovlya V.I., Finger E.D., Avdeeva A.A. Thermal Engineering Tests of Boiler Installations. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1991. 416 p. (In Russ.).

Федотов А.А. Технология и оборудование производства пиломатериалов, фанеры, строганого шпона и древесно-стружечных плит. Вологда: Инфра-Инженерия, 2022, 140 с. Fedotov A.A. Technology and Equipment for the Production of Sawn Timber, Plywood, Planed Veneer and Chipboard. Vologda, Infra-Inzheneriya Publ., 2022. 140 p. (In Russ.).

Юрьев Ю.Л. Древесный уголь. Екатеринбург: Сократ, 2007. 184 с. Yur’ev Yu.L. Charcoal. Ekaterinburg, Sokrat Publ., 2007. 184 p. (In Russ.).

García R., Pizarro C., Álvarez A., Lavín A.G., Bueno J.L. Study of Biomass Combustion Wastes. Fuel, 2015, vol. 148, pp. 152–159. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2015.01.079

Moura P., Henriques J., Alexandre J., Oliveira A.C., Abreu M., Gírio F., Catarino J. Sustainable Value Methodology to Compare the Performance of Conversion Technologies for the Production of Electricity and Heat, Energy Vectors and Biofuels from Waste Biomass. Cleaner Waste Systems, 2022, vol. 3, art. no. 100029. https://doi.org/10.1016/j.clwas.2022.100029

Porfiriev B.N., Roginko S.A. Energy on Renewable Sources: Prospects for the World and for Russia. Herald of the Russian Academy of Sciences, 2016, vol. 86, pp. 433–440. https://doi.org/10.1134/S101933161606006X

Priya, Deora P.S., Verma Y., Muhal R.A., Goswami C., Singh T. Biofuels: An Alternative to Conventional Fuel and Energy Source. Materials Today: Proceedings, 2022, vol. 48, part 5, pp. 1178–1184. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.08.227

Wang L., Weller C.L., Jones D.D., Hanna M.A. Contemporary Issues in Thermal Gasification of Biomass and its Application to Electricity and Fuel Produc-tion. Biomass Bioenergy, vol. 32, iss. 7, pp. 573–581. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2007.12.007