Повышение эффективности использования побочных продуктов фанерного производства. С. 155-168

УДК

662.6/9

DOI:

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

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.

Сведения об авторах

В.К. Любов, д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: AAF-8949-2019,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7050-1212

Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, д. 17, г. Архангельск, Россия, 163002; vk.lubov@mail.ru

Ключевые слова

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

Для цитирования

Любов В.К. Повышение эффективности использования побочных продуктов фанерного производства // Изв. вузов. Лесн. журн. 2025. № 3. С. 155–168. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2025-3-155-168

Литература

1. Бирюков В.Г. Технология клееных материалов и древесных плит. М., 2012. 292 с.
2. Бобович Б.Б., Девяткин В.В. Переработка отходов производства и потребления. М.: Интермет Инжиниринг, 2000. 495 с.
3. Варанкина Г.С., Чубинский А.Н. Основы комплексной переработки сырья. СПб.: СПб ГЛТУ, 2016. 56 с.
4. Волынский В.Н. Технология клееных древесных материалов. Вологда: Инфра-Инженерия, 2022. Т. 1. 340 с.
5. Головков С.И., Коперин И.Ф., Найденов В.И. Энергетическое использование древесных отходов. М.: Лесн. пром-сть, 1987. 224 с.
6. 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.
7. Жучков П.А. Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном производстве. М.: Лесн. пром-сть, 1978. 408 с.
8. Колесникова А.А., Будаев В.А. Технологические расчеты в производстве фанеры: учебное пособие по курсовому проектированию. Иошкар-Ола: ПГТУ, 2010. 108 с.
9. 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. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2023-5-8-14
10. Любов В.К., Любова С.В. Повышение эффективности энергетического использования биотоплив. Архангельск: САФУ, 2017. 533 с.
11. 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.
12. Любов В.К., Цыпнятов И.И. Повышение эффективности энергетического использования биотоплива // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. No 1. С. 172–185. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-1-172-185
13. 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).
14. Преснякова Е.А. Утилизация отходов древесного производства // Вестн. магистратуры. 2014. Т. 1, No 11 (38). С. 15–18.
15. Разиньков Е.М., Ищенко Т.Л. Повышение эффективности фанерного производства // Лесотехн. журн. 2019. Т. 9, No 1 (33). С. 140–146. https://doi.org/10.12737/article_5c9201701e8f75.87209710
16. 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.
17. Семенов Ю.П., Хиллинг Б., Парикка М., Штерн Т., Сейсенбаева Г. Лесная биоэнергетика. М.: МГУЛ, 2008. 348 с.
18. Тепловой расчет котлов (нормативный метод) / РАО «ЕЭС России», ВТИ, НПО ЦКТИ. СПб., 1998. 257 с.
19. Трембовля В.И., Фингер Е.Д., Авдеева А.А. Теплотехнические испытания котельных установок. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1991. 416 с.
20. Федотов А.А. Технология и оборудование производства пиломатериалов, фанеры, строганого шпона и древесно-стружечных плит. Вологда: Инфра-Инженерия, 2022, 140 с.
21. Юрьев Ю.Л. Древесный уголь. Екатеринбург: Сократ, 2007. 184 с.
22. 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
23. 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
24. 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
25. 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
26. 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