Реферат: Промышленная экология полимерных плёночных материалов и искусственной кожи
РОССИЙСКИЙЗАОЧНЫЙ ИНСТИТУТ ТЕКСТИЛЬНОЙ И ЛЁГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Кафедра текстильногоколорирования и дизайна
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
Подисциплине: Промышленная экология полимерных плёночных материалов иискусственной кожи
Выполнила: Горшкова И.Н.
Факультет: ТХФ
Курс: 5
Проверила: Грибкова В.А.
Тверь 2008
Содержание
1. Рациональное использование водных ресурсов. Различныесистемы водопользования на промышленных предприятиях. Основные принципысоздания замкнутых водооборотных и бессточных систем
2. Операция отлива в производстве обувногокартона. Однослойный отлив. Применяемое оборудование. Виды картона, получаемыеоднослойным отливом. Особенности переработки отходов картона однослойногоотлива
3. Характеристика отходов, образованных приразличных методах производства обувной резины. Причины возникновения отходоврезины. Регенерат подошвенный: свойства и марки
4. Природа образования и свойства туманапластификаторов. Улавливание паров пластификаторов. Конденсационный метод.Применяемое оборудование. Электрофильтры
Список использованной литературы
1. Рациональноеиспользование водных ресурсов. Различные системы водопользования напромышленных предприятиях. Основные принципы создания замкнутых водооборотных ибессточных систем
Вода занимает особое положение среди природных богатств Земли. Известный русский и советский геолог академик А. П. Карпинский говорил, что нет более драгоценного ископаемого, чем вода, без которой жизнь невозможна. Основой водных ресурсов России является речной сток, составляющий в среднем по водности года 4262 км3, из которых около 90% приходится на бассейны Северного Ледовитого и Тихого океанов. На бассейны Каспийского и Азовского морей, где проживает свыше 80% населения России и сосредоточен ее основной промышленный и сельскохозяйственный потенциал, приходится менее 8% общего объема речного стока. В настоящее время обеспеченность водой в расчете на одного человека в сутки в различных странах мира разная. В ряде стран с развитой экономикой назрела угроза недостатка воды. Дефицит пресной воды на земле растет в геометрической прогрессии. Однако существуют перспективные источники пресной воды – айсберги, рожденные ледниками Антарктиды и Гренландии. Без воды не может жить человек. Вода – один из важнейших факторов, определяющих размещение производительных сил, а очень часто и средство производства. Увеличение расходования воды промышленностью связано не только с ее быстрым развитием, но и с увеличением расхода воды на единицу продукции. Очистка бытовых сточных вод. Очистка сточных вод – это разрушение или удаление из них определенных веществ, а обеззараживание – удаление патогенных микроорганизмов. Канализация – комплекс инженерных сооружений и санитарных мероприятий, обеспечивающих сбор и удаление за пределы населенных мест и промышленных предприятий загрязненных сточных вод, их очистку, обезвреживание и обеззараживание. Через коммунальные системы канализации в поверхностные водные объекты ежегодно сбрасывается 13,3 млрд. м3 сточных вод, из которых на очистных сооружениях очищается до установленных нормативов 8% стоков, а 92% сбрасываются недостаточно очищенными и 18% — без всякой очистки.
В 1996 г. правительство РФ приняло постановление «О взимании платы за сброс сточных вод и загрязняющих веществ в системы канализации населенных пунктов». В постановлении рекомендуются определить расценки за сверхнормативный сброс сточных вод и загрязняющих веществ в системы канализации с учетом освоения абонентами средств на проведение мероприятий по уменьшению указанного сброса. В настоящее время наиболее широкое применение в нашей стране находит система канализации, предусматривающая устройство двух сетей трубопроводов: по производственно-бытовой сети хозяйственно-бытовые и промышленные сточные воды подаются на очистные сооружения, а по водостоку, как правило, без очистки, в ближайший водный объект отводятся дождевые и талые воды.
Очистка промышленных сточных вод
Механическая очистка сточных вод обеспечивает удаление взвешенных грубо- и мелкодисперсных (твердых и жидких) примесей. Грубодисперсные примеси обычно выделяют из сточных вод отстаиванием и флотацией, мелкодисперсные – фильтрованием, отстаиванием, электрохимической коагуляцией, флокуляцией Самым распространенным химическим методом очистки сточных вод является нейтрализация. Сточные воды многих производств содержат серную, соляную и азотную кислоты. Нейтрализация кислых стоков может производиться фильтрацией их через магнезит, доломит, любые известняки. Часто после химической очистки сточные воды подвергают биологической очистке. В ряде случаев при химической очистке можно извлекать ценные соединения и тем самым снижать производства. В настоящее время сточные воды часто доочищают для повторного использования в производственном водоснабжении. Это делают, когда в воде зафиксированы повышенное солесодержание, биологически неокисляемые органические вещества, канцерогенные соединения и др.
Метод очистки стоков выбирают в зависимости от конкретных остаточных загрязнений воды. Производственные сточные воды, содержащие токсические органические и минеральные вещества, все чаще обезвреживаются с помощью огневого метода. Под влиянием высокой температуры в процессе горения органического топлива токсические органические вещества окисляются и полностью сгорают, а минеральные частично выводятся в виде расплава, частично выносятся дымовыми газами в виде мелкой пыли и паров. Наиболее универсальны и эффективны циклонные печи (реакторы). Ученые из Лос-Аламосской национальной лаборатории (США) совместно с исследователями из Международного университета штата Флорида (Майами) и Университета Майами разрабатывают способ уничтожения вредных жидких отходов с использованием электронного ускорителя. В ходе экспериментальных исследований на заводе по обработке городских отходов в округе Дейд (штат Флорида) проводилось облучение тонкого слоя падающей загрязненной воды (при расходе 380 л/мин) с помощью сканирующего электронного луча. При этом разрушались такие опасные загрязняющие вещества, как бензол, трихлорэтилен и фенол.1 Бессточное производство. Темпы развития индустрии сегодня настолько высоки, что одноразовое использование для производственных нужд запасов пресной воды – недопустимая роскошь. Поэтому ученые заняты разработкой новых бессточных технологий, что практически полностью решит проблему защиты водоемов от загрязнения… Однако разработка и внедрение безотходных технологий потребует определенного времени, до реального перехода всех производственных процессов на безотходную технологию еще далеко. Чтобы всемерно ускорить создание и внедрение в народнохозяйственную практику принципов и элементов безотходной технологии будущего, необходимо решить проблему замкнутого цикла водоснабжения промышленных предприятий.
На первых этапах надо внедрить технологию водообеспечения с минимальным потреблением свежей воды и сбросом, а также ускоренными темпами строить очистные сооружения. При строительстве новых предприятий на отстойники, аэраторы, фильтры уходит иногда четверть и более капиталовложений. Сооружать их, конечно, необходимо, но радикальный выход в коренном изменении системы водопользования. Надо перестать рассматривать реки и водоемы как мусоросборники и перевести промышленность на замкнутую технологию. При замкнутой технологии предприятие использованную и очищенную затем воду возвращает в оборот, а из внешних источников только пополняет потери. Во многих отраслях промышленности до недавних пор сточные воды не дифференцировались, объединялись в общий поток, локальные сооружения очистки с утилизацией отходов не строились. В настоящее время в ряде отраслей промышленности уже разработаны и частично реализованы замкнутые водооборотные схемы с локальной очисткой, что значительно снизит удельные нормы водопотребления. Мониторинг водных объектов. 14 марта 1997 г. правительство РФ утвердило «Положение о введении государственного мониторинга водных объектов». Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды ведет наблюдение за загрязнением поверхностных вод суши. Санитарно-эпидемологическая служба РФ отвечает за санитарную охрану водоемов. Работает сеть санитарных лабораторий на предприятиях для изучения состава сточных вод и качества воды водоемов. Следует отметить, что традиционные методы наблюдений и контроля имеют один принципиальный недостаток – они не оперативны и, кроме того, характеризуют состав загрязнений объектов природной среды только в моменты отбора проб. О том, что происходит с водным объектом в периоды между отборами проб, можно только догадываться. К тому же лабораторные анализы занимают немалое время (включая и то, что требуется для доставки пробы с пункта наблюдения). Особенно эти методы неэффективны в экстремальных ситуациях, в случаях аварий. Несомненно, более действен контроль за качеством воды, осуществляемый с помощью автоматических приборов. Электрические датчики постоянно измеряют концентрации загрязнений, что способствует быстрому принятию решений в случае неблагоприятных воздействий на источники водоснабжения.2
2. Операцияотлива в производстве обувного картона. Однослойный отлив. Применяемоеоборудование. Виды картона, получаемые однослойным отливом. Особенностипереработки отходов картона однослойного отлива
Технологияпроизводства
Картоннаямасса из чана с мешалкой, пройдя черпаки и песочник, вливается в узлоуловительа — на медную, с продолговатыми щелями доску, получающую сотрясение в вертикальномнаправлении от вращающегося валика с кулачками; из узлоуловителя масса течет врезервуар с сетчатым барабаном; поверхность этого сетчатого, вращающегосяцилиндра делается из латунной ткани, поддерживаемой латунными кольцами,насаженными помощью радиальных спиц на горизонтальный железный вал цилиндра. Вкольцах по оси имеются в небольших промежутках выемки, в которые прикрепленыпродольные медные бруски для образования первой поверхности цилиндра с узкимидлинными отверстиями. На эти бруски натягивается крупноячеистое металлическоеполотно, служащее подкладкой для тонкой и более частой металлической ткани. Содного конца сетчатый цилиндр закрыт металлической сеткой, а с другого —открыт.
Припостоянном притоке бумажной массы в резервуар происходит, соответственновеличине цилиндра, разница в высоте уровня массы и точки вытекания воды изцилиндра; от давления, производимого этой разностью в высоте, масса стремится ксетчатому цилиндру и отлагается на сетчатой поверхности, а вода стекает внутрьцилиндра и отводится. Масса в резервуаре находится приблизительно на половинедиаметра цилиндра; масса оседает на поверхности вращающегося барабана bвследствие присасывания и отлагается в форме тонкого сырого листа. Дляустранения осаждения массы в резервуар в нём имеются мешалки с приводнымишкивами.
Отложившийсяна вращающемся цилиндре лист перемещается на вал c с бесконечным суконнымполотном. Бесконечная бумажная лента на суконном полотне переходит на вал d,где она в виде сырого листа навертывается на барабан. Этот навивающий барабанмедный, полый, на его поверхности есть две неглубокие продольные бороздки,назначение которых состоит в том, чтобы часть листа, находящаяся на них, немогла бы выжиматься и уплотняться надавливанием верхнего вала, а потому эти частилиста легко разрываются руками рабочего. Когда на этот барабан накатываетсялист папки требуемой толщины, тогда рабочий разрывает этот лист руками по длинебарабана и выходит сырой лист — папки, или К. Для указания времени съема листовс барабана прикреплена к оси этого цилиндра планка, двигающаяся около другой,разделенной на части.
Снятые сбарабана сырые листы К., партиями по 30 листов, проложенные железными листами,сжимаются в гидравлическом прессе. Толщина папочного листа обусловливаетсягустотой массы, скоростью хода машины и количеством слоев, образующих лист.Формат листа в зависимости от поперечника вала или барабана d, который сменяют,причём длина постоянная, определяемая шириной полотна машины и шириной цилиндраb; ширина же листа зависит от диаметра барабана d и равна окружности этоговала.
К. сушится навоздухе или в сушильне; при сушке К. на воздухе летом, под навесом, егоразвешивают на веревках, укрепляя деревянными щипчиками, или К. раскладывают нарамах. Сушильни для К. состоят из больших камер, отапливаемых калориферами. К.,высушенный на воздухе или в сушильнях, выходит в виде скоробившихся листов, апотому его выглаживают вальцеванием (сатинированием). Сатинировка К.заключается в пропуске между валами партий, положенных железными (илицинковыми) листами; К. пропускается несколько раз между валами, придавая валампопеременное движение взад и вперед. Папка выделывается длиной до 30 и болееарш. и от 13 до 22 врш. шир.
Обувныекартоны состоят из волокон, проклеенных водоупорными клеями. Волокна в картонескрепляются между собой за счет проклейки и взаимного переплетения —свойлачивания.
Впроизводстве обувных картонов используют кожевенные и растительные волокна.Исходным сырьем для получения кожевенных волокон служат стружка и вырубка кожхромового и комбинированного дубления, растительных волокон — древеснаяцеллюлоза различных способов обработки, отходы и утильное сырье текстильныхматериалов из хлопка и льна.
Волокнистыематериалы измельчают и подвергают размолу до появления у них способности ксвойлачиванию. Затем следует их проклейка гидрофобными веществами. Видпроклейки зависит от волокнистого состава и назначения картона. Картоны наоснове кожевенных волокон проклеивают обычно латексами (преимущественноДВХБ-70), а в отдельных случаях поливинилацетатной эмульсией;кожевенно-целлюлозные картоны — битумно-канифольной дисперсией и, латексами;твердые картоны для геленков вырабатывают с применением канифольной проклейки.Проклеивание повышает прочностные показатели и водостойкость картона, однакопри этом снижается гигроскопичность, что ухудшает гигиенические свойстваматериала. Поэтому количество проклеивающих веществ, вводимых в картон, строгорегламентируется.
По назначениюобувные картоны подразделяют на пять групп: для стелек, для задников, дляпростилок для геленков, для платформ.
Стелечныекартоны представляют наиболее массовую по объему группу обувных картонов. К нимв соответствии с назначением предъявляют широкий комплекс требований вотношении плотности, прочности в сухом и влажном состояниях, намокаемости,сорбции и десорбции водяных паров, стабильности размеров при увлажнении ивысушивании.
Стелечныекартоны выпускают двух марок — С-1 и С-2. Картоны марки С-1 изготовляютоднослойным отливом полностью из кожевенных волокон и с проклейкой изсинтетических латексов, картоны марки С-2 — многослойным отливом из кожевенныхи растительных волокон с проклейкой битумно-канифольной дисперсией и латексами.
Различие вволокнистом составе обеспечивает картонам марки С-1 более высокое качество поряду показателей. При значительно большей Намокаемости они обладают большейустойчивостью к истиранию во влажном состоянии (1,5 и 2,5 мм/мин), сорбцией идесорбцией водяных паров. Картон марки С-1 однослойного отлива имеет болееравномерные механические свойства по направлениям.
К группестелечных относят ряд высококачественных картонов отечественного (СЦМ,корполон) и зарубежного производства (тексон).
СЦМ —стелечный целлюлозный материал, изготовляемый однослойным отливом изоблагороженной целлюлозы сульфатной варки с латексной проклейкой. Материалуприсуща высокая прочность на разрыв, которая почти вдвое превышает прочностькартонов марок С-1 и С-2, по сопротивлению истиранию он превосходит картонмарки С-2 и близок к картону марки С-1. Плотность СЦМ, его намокаемость инабухаемость значительно меньше, чем у картонов С-1 и С-2.
Корполонвырабатывается из разволокненного коллагена с проклейкой из синтетическихлатексов и акриловой эмульсии. Коллагеновые волокна получают из рыхлыхпериферийных участков и других отходов недубленого кожевенного сырья путем егоинтенсивной физико-химической и механической обработок. Корполон пригоден дляизготовления стелек. Его прочность на разрыв находится на уровне прочностикартона марки С-2, а по изгибостойкости он приближается к натуральной стелечнойкоже. Корполон обладает повышенной намокаемостью и сравнительно хорошимигигиеническими свойствами.
Тексонвырабатывают из облагороженной целлюлозы с проклейкой из синтетическоголатекса. Картон обладает весьма совершенной волокнистопористой структурой:тонкие и гибкие волокна с осажденным на них полимером обусловливаютвысокопористое строение материала и придают системе подвижность. С этим восновном связаны достоинства тексона как обувного картона. По плотности тексонприравнивается к СЦМ; он характеризуется высокой прочностью на разрыв,многократный изгиб и истирание, а по паропроницаемости, намокаемости ивоздухопроницаемости близок к натуральной стелечной коже. Материал отличаетсяисключительной стабильностью размеров при увлажнении, высушивании и нагреве.Тексон стоек к старению и действию бактерий.
Указанныедостоинства, а также эластичность, хороший внешний вид обеспечили тексонуширокое применение за рубежом в качестве материала для стелек, задников,подносков и других промежуточных деталей обуви. Появившись первоначально воФранции, тексон положил начало большой группе новых высококачественных картоновиз облагороженной целлюлозы, близких к нему по структуре и свойствам; к ихчислу относятся СЦМ отечественного производства, дарекс США и Англии, виледон —ФРГ.
Картоны длязадников должны обладать повышенной жесткостью, стойкостью и стабильностьюразмеров при увлажнении и высушивании. Их выпускают двух марок: 3-1 и 3-2.Первый из этих картонов изготовляют однослойным отливом из кожевенных волокон,второй — многослойным отливом из кожевенных волокон и сульфатной целлюлозы спроклейкой латексами и поливинилацетатной эмульсией. По плотности ипрочностным, показателям во влажном состоянии они близки к картонам марок С-1 иС-2; их намокаемость меньше, чем стелечных картонов.
Из картоновдля задников отечественного производства лучшими качественными показателямиобладает кожматол, который вырабатывают из кожевенных волокон тонкого помолаоднослойным отливом с проклейкой латексом ДВХБ-70 и добавкой окисленногопарафина. Этот картон обеспечивает жестким задникам хорошую износостойкость иформостойкость.
Простилочныекартоны выпускают трех марок: П-1, П-2 и П-3. Картон марки П-1 вырабатывают израстительных волокон, а картоны марок П-2 и П-3 — из кожевенных волокон,картонных и других волокнистых отходов с органическими проклеивающимивеществами: картоны марок П-1 и П-2 — однослойного отлива, а марки П-3 —многослойного. Простилочные картоны отличаются малой плотностью и мягкостью,особенно картон марки П-1.
Картоны длягелвнков (ГЛ) и платформ (ПЛ) вырабатывают многослойным отливом из растительныхволокон с органическими проклеивающими веществами. Они характеризуются высокойплотностью, жесткостью и значительной толщиной (2—3 мм).
Дляизготовления подносков используются: мофорин, термопластичный материал,эластичный материал.
Мофорин,применяемый для изготовления жестких подносков, вырабатывают путемдвустороннего покрытия моче-виноформальдегидной смолой тканевой основы избумазеи-корда.
Покрытиеопределяет специфические свойства мофорина, который размягчается при обработкеслабым раствором хлористого аммония, что используется при формовании верхаобуви. Материал неустойчив к нагреву и по этой причине непригоден для обувигорячей вулканизации и литьевой. Исключение органических растворителей изобувного производства позволяет применять мофориновые подноски в обуви с верхомиз хромовых кож разных способов покрывного крашения. Его использование дляверха текстильной обуви ограничивается ослабляющим воздействием содержащегося впокрытии свободного формальдегида на текстильные материалы, и особенно на ихокраску.
Термопластичныематериалы первоначально широко применялись для изготовления только задников, ав последующем — и для подносков.
Термопластичныематериалы для задников отечественного производства выпускают преимущественно наоснове нетканых материалов с пропиткой латексами и двусторонним покрытиемэмульсией поливинилацетата. В качестве основы используют также ткани, а вкачестве пленкообразующих веществ — поливинилхлорид, перхлорвиниловую смолу.
Термопластичныематериалы для подносков изготовляют как на текстильной основе (с одно- идвусторонним покрытием из полиэтилена, полистирола, сополимера этилена сви-нилацетатом), так и без основы. Безосновные (неармированные) термопластичныеподноски выкраивают из листового плоского материала либо получают формованиемиз гранулированного полимера или сополимера (в частности, из сэвилена,представляющего собой сополимер этилена и винилацетата).
Задники иподноски из термопластичных материалов отличаются водостойкостью и хорошосохраняют упругие свойства при носке обуви во влажных условиях.
Эластичныематериалы для подносков вырабатывают преимущественно на тканевой и частично наволокнистой основе с легкой пропиткой латексами или с нанесением (с одной илидвух сторон) тонкой пленки из поливинилацетат-ной эмульсии и метилполиамиднойсмолы ПФЭ.
Подноски изэластичных материалов применяют в текстильной, бесподкладочной и женскойхромовой обуви с зауженным носком. Они имеют небольшую толщину и отличаются отподносков из других материалов гибкостью и эластичностью, что особенно важнодля обуви с зауженным носком, так как улучшаются эксплуатационные свойстваобуви. Кроме того, обувь с эластичными подносками имеет более изящный внешнийвид.
Появились иновые материалы для изготовления подносков специальной обуви, например,пятислойный упрочненный стекловолокном полиамид-6 с содержанием волокон до 67%,который обладает прочностью на разрыв и на изгиб. Для материалов такого типахарактерны способность к абсорбции энергии, неограниченный срок службы ихорошая рециркулируемость.
СпециалистамиЦентрального научно-исследовательского института пленок и искусственных кожразработан комплект материалов для изготовления рабочей и армейской обуви,использование которых обеспечивает ее высокую долговечность, механический игигиенический комфорт при работе в тяжелых условиях, при снижении стоимостипримерно в 1,5 раза. В комплект входит искусственная кожа марки «АРКОН»трех толщин — для союзочной части, берец высоких ботинок и голенищ сапог.Уникальные прочностные и эластопластические свойства данному материалу придаетпринципиально новая основа из хлопковых и капроновых волокон. Он прекраснозатягивается на колодку, приформовывается к стопе, исключительно стоек краздиранию и многократному изгибу. Материал для основной стельки марки«ОСКАР» предлагается взамен дублеров из натуральной кожи и кожкартонапри гвоздевом способе крепления подошвы, не уступая им по прочности удержаниягвоздя. «СТИЛЕН» — нетканый материал для вкладной стелькиизготавливается из льняных волокон, что обеспечивает оптимальную жесткость,высокую влагоемкость и антисептические свойства. Вкладные стельки из«СТИЛЕН» выдерживают многократное намокание и сушку без существенногоизменения свойств, а благодаря низкой теплопроводности защищают стопу отнеблагоприятного температурного воздействия. Все материалы и изготовленная изних обувь успешно прошли испытания.3
Переработкаотходов
Разделениемакулатуры на 12 марок преследовало цель ее более рационального использования.При обосновании состава марок макулатуры учитывались вид продукции (бумага иликартон), цвет (белый или небелый), состав по волокну (целлюлоза, древеснаямасса), скорость роспуска в воде и др. факторы. Каждый вид бумаги или картонаможет содержать в составе своей композиции следующие первичные материалы –целлюлозу, древесную массу, накопитель (чаще всего каолин) и клей. Припроизводстве бумаги и картона большое значение имеют как ограничение (степеньбелизны) и прочностные свойства волокнистой массы, так и скорость ееобезвоживания при отливе бумаги и картона. Последний показатель характеризуетсястепенью помола массы, которая зависит от композиционного составакартонно-бумажной продукции. Наибольшими прочностными свойствами обладаетцеллюлоза. Видов целлюлозы достаточно много (хвойная, лиственная, беленая,небеленая и т.д.). Таким образом, композиционный состав бумаги и картонаопределяет направление их вторичного использования. Далеко не каждая маркамакулатуры может использоваться для выработки определенного вида бумаги,картона или другой продукции. Так, например, для выработки бугорчатых прокладокдля яиц крайне ограничено использование книжно-журнальной макулатуры и восновном используется газетная макулатура. За рубежом количество марокмакулатуры достигает нескольких десятков. Во всем мире признано, что наиболееэффективным путем переработки картонно-бумажных отходов является ихиспользование в производстве тароупаковочных видов бумаги и картона,санитарно-гигиенической бумаги, в производстве мягких кровельных материалов(рубероид, пергамин), в производстве бугорчатых прокладок.
Кроме того,макулатура используется в производстве волокнистых плит и теплоизоляционныхматериалов. В России макулатура используется в производстве около 70 видовбумаги и картона. Основная часть макулатуры (до 75%) используется дляпроизводства туалетной бумаги и картона (коробочного, тарного, гофрокартона).До 20% макулатуры используется в производстве кровельных материалов. Натерритории России имеются 27 предприятий использующих макулатуру дляпроизводства бумаги и картона и 14 предприятий используют макулатуру впроизводстве кровельных материалов. Наиболее крупными потребителями макулатурыв России являются:
Санкт-ПетербургскийКБК (до 18%).
Набережно-ЧелнинскийКБК (10,4%).
АлексинскаяКФ (12,1%).
Ступинская КФ(9,8%).
БалахнинскийЦКК (5,5%).
Суоярвская КФ(4,2%)
Объемобразования отходов картонно-бумажной упаковки оценивается в 1,0-1,2 млн. т, аобъем использования — около 500 тыс. т. Общий объем использования макулатуры в2000 году оценивается в 1 млн. т. Таким образом, уровень использованиямакулатуры от общего объема производства картонно-бумажной продукции составляет19%. Предприятия по производству картона и бумаги, а также мягких кровельныхматериалов являются многотоннажными и все они используют мокрую технологиюпроизводства. Эти предприятия потребляют основную часть макулатуры (до 90%).Макулатура является заменителем таких видов первичного сырья и полуфабрикатовкак целлюлоза, древесная масса, бумажная масса. Переработка макулатуры дляиспользования в производстве бумаги и картона осуществляется по мокройтехнологии и включает следующие операции: роспуск макулатуры; очисткумакулатурной массы от посторонних примесей; дороспуск макулатурной массы;тонкую очистку макулатурной массы. Роспуск макулатуры на волокна осуществляетсяв водной среде в гидроразбивателях при концентрации 4-6%. Под действиемгидромеханических усилий происходит процесс измельчения макулатуры на кусочки иразделение на волокна. Гидроразбиватели оснащены ситом с отверстиями (10-12 мм). Готовая суспензия макулатурной массы проходит через отверстия сита и поступает на следующуюоперацию. В гидроразбивателях происходит и отделение грубых включений измакулатуры – тяжелые удаляются из специального грязесборника, а легкие – в видетекстиля, и полимерных пленок удаляются либо в виде жгута постоянно, либопериодически. Макулатурная масса после гидроразбивателя содержит как волокна,так и нераспустившиеся кусочки макулатуры. Далее макулатурная масса очищаетсяот тяжелых и легких примесей. Очистка от тяжелых примесей – песка, стекла,скрепок и т.д. осуществляется в очистителях макулатуры, представляющих из себяциклон. Тяжелые примеси осаждаются в грязесборнике и периодически удаляются.Легкие примеси в виде полимерных пленок и кусочков макулатуры удаляются навибросортировках с отверстием щелевого типа. Прошедшая сито макулатурная массанаправляется на дальнейшую перегруппировку. Для снижения потерь макулатурноймассы во всех типах очистительного оборудования, как правило, подается вода.Очищенная макулатурная масса, содержащая как растительные волокна, так и пучкиволокон и кусочки макулатуры проходит стадию дороспуска на специальномоборудовании — энтиштиперах различной конструкции типа конических или дисковыхмельниц. Необходимым условием нормальной работы энтштиперов является тщательнаяпредварительная очистка массы от тяжелых и легких примесей. Статор и ротор энтштинераоснащены специальной размалывающей гарнитурой, зазор между которыми составляет0,5-2 мм. В результате турбулентных пульсации и трения массы внутри потокапроисходит разделение кусочков макулатуры и пучков волокон на отдельныеволокна. Дороспуск макулатурной массы осуществляется на различного видацентробежных сортировках, сортировках давления с круглыми или щелевымиотверстиями. Отличительными особенностями конструкции центробежных сортировокявляется неподвижно расположенное в корпусе цилиндрическое сито, внутрикоторого вращается лопастной ротор. Несортированная масса подается вцентральную часть сортировки, где она подхватывается лопастями ротора иотбрасывается на внутреннюю поверхность сита. Прошедшие через сито волокнанаправляются на дальнейшую переработку. Неразволокненные пучки волокон ипримеси продвигаются вперед и отводятся через потрубок для удаления отходов.Сортировки в зависимости от конструкции и назначения работают как при низкой(0,2 до 1,5%), так и при средней (до 2-3%) и высокой (4-5%) концентрации массы.Для окончательной очистки макулатурной массы как от узелков и мелких точечныхвкраплений широко применяются вихревые конические очистители, которые какправило, устанавливаются в три ступени. Оптимальная концентрация массы дляэффективной очистки составляет 0,5%. Одним из способов сортированиямакулатурной массы с целью ее более рационального использования являетсяфракционирование. Целью последнего является отделение длинноволокнистой фракциимакулатурной массы. Как правило длинноволокнистая фракция обогащена волокнамихвойной целлюлозы, имеющих большую длину, чем волокна древесной массы. Многиевиды картона и бумаги имеют сложный состав, включающий битум, воск, парафин,клей и другие вещества. Указанные вещества при переработке макулатурызагрязняют оборудование, забивают сетки и сукна бумагоделательных икартоноделательных машин, налипают на поверхность сушильных цилиндров и т.д.Такая макулатура подвергается термомеханической обработке, которая осуществляетсяпосле очистки макулатурной массы при концентрации 25-35%. Цельютермомеханической обработки является диспергирование примесей до размеров, прикоторых их отрицательное действие на процесс дальнейшей переработки несказывается. Существует два способа термомеханической обработки – холодный игорячий. При холодном способе диспергирование проводится при атмосферномдавлении и температуре до 95°С, а при горячем – при повышенном давлении до0,3-0,5 МПа и температуре 130-150°С. В зависимости от качества макулатуры ивида производимой картоно-бумажной продукции некоторые из указанных операций напрактике могут быть исключены. Мокрая технология переработки макулатурыхарактеризуется высокой энергоемкостью производства и высоким удельным расходомводы (до нескольких десятков метров кубических на тонну продукции), а такжебольшим объемом сточных вод. Мощность указанных предприятий составляет отнескольких десятков тысяч тонн до 200 тысяч тонн в год. Существующие в Россиимощности по многотоннажной переработке макулатуры пока не задействованыполностью. Основная их часть введена в эксплуатацию до 1990 года. В 1990 годупредприятия России использовали 1.6 млн. т макулатуры в год, а в 2000 годуобъем использования макулатуры оценивается в 1 млн. т. Следует отметить, что до1990 года рост объемов использования макулатуры шел, в основном, по путизамещения первичных волокнистых материалов целлюлозы и, главным образом,древесной массы. В результате сложилось положение, когда использованиемакулатуры в композиции бумаги и картона достигло своего предела. Учитывая, чтоодним из основных направлений использования макулатуры (после картона) до 1990года являлось производство оберточной бумаги, а объемы ее производства сегоднянезначительны, указанное положение наступит в России в ближайшие годы.Дальнейший рост потребления макулатуры возможен путем использования новогоперспективного оборудования (сортирующие гидроразбавители; оборудование длядороспуска, сортировки и фракционирования макулатурной массы,термодисперсионные установки и др.); технологий обесцвечивавания и удалениятипографской краски и других примесей из макулатуры; новых проклеивающихматериалов; новых перспективных технологий получения бумаги и картона; новыхвидов бумаги и картона, а также пересмотр требований к некоторым широкоиспользуемым видам бумаги и картона с целью увеличения использования в ихкомпозиции доли макулатуры; наращивания объемов использования макулатуры вкомпозиции писче-печатных видов бумаги, в первую очередь в композиции газетнойбумаги. Исходя из сложившегося положения сегодня многотоннажные производствапотребляют полностью высококачественные картонно-бумажные отходы и значительнуючасть отходов среднего качества. В ближайшие годы следует ожидать дефицитсортированных видов макулатуры первых шести марок. Эти марки макулатуры будутиметь высокую коммерческую цену. Практически во всех регионах Россииневостребованной остается низкосортная и смешанная макулатура, которая можетбыть переработана на малотоннажных установках. В числе малотоннажныхтехнологий, широко рекламируемых сегодня, следует отметить производствотеплоизоляционного материала типа «Эковата»; бугорчатых прокладок иформованных изделий; волокнистых плит, туалетной бумаги, полимерно-бумажныхплит, теплоизоляционных плит.4
3. Характеристикаотходов, образованных при различных методах производства обувной резины. Причинывозникновения отходов резины. Регенерат подошвенный: свойства и марки
Разработанаэкономически эффективная технология переработки в полезные изделия различных видовотходов резины путем значительного (до 70%) наполнения ими отходов пластмасс,используемыми в качестве связующего вещества.
Технология резинонаполненных пластмасс(РНП)и производства изделий на их основеСфера применения: строительство и областииспользования резинотехнических изделий.
РНП- композиционные строительные материалы на основе отходов резиновой крошки иполимеров, способные заменить дорогостоящие бетонные изделия для мощенияплощадок и пешеходных зон, особенно там, где требуется защита от радиации ивоздействия воды, соли, бензина, масел и образования льда.
Изделияиз РНП могут найти широкое применение в качестве дорожных и напольных покрытийв гаражах, на остановках общественного транспорта, перронах, переездах, садовыхучастках, детских и спортивных площадках и в других сферах применениярезинотехнических изделий, в которых физико-химические свойства РНПудовлетворительны.
Продукция
Путемпереработки резиновой крошки и отходов пластмасс могут производиться — плитадорожная и тротуарная, другие изделия сложной трехмерной формы с высокойатмосферо- и износостойкостью, стойкостью к реагентам (вода, соль, бензин,масла), рулонный гидроизоляционный материал, «гибкая» кровля.
Требуемое сырье и материалы
Исходнымматериалом для получения РНП служат отходы резины (крошка изношенных шин), а вкачестве полимерного связующего применяются термопласты (полиэтилен,полипропилен) и их отходы.
Требования к производственному помещению:
Линиидля выпуска изделий из РНП в объеме 1800 т/год или 57000 м2/год тротуарнойплитки:
a. помещениекатегории Д, t0=16-18°C, W=60%
b. площадь650-800 м2
c. полезнаявысота 12 м
d. установленнаямощность =300 кВт.ч.
Краткое описание:
Проведенныеисследования, а также отработка технологий в опытном производстве позволилиразработать экономически эффективные методы супернаполнения полимеров,основанные на управлении адгезионной активностью расплава полимеров имикрокапсулировании частиц наполнителя. Разработанные методы обеспечиваютвозможность создания композитов с широкой гаммой полезных потребительскихсвойств, используя универсальное дешевое сырье (отходы резины и пластика).
Производствоизделий из РНП осуществляется прессованием или вальцеванием. Производствоизделий из РНП состоит из следующих стадий:
a. подготовкарезиновых отходов;
b. подготовкаполимера;
c. получениекомпозиций;
d. переработкакомпозиций в изделия.
Комплектацияпроизводства осуществляется на базе стандартизированного оборудования попереработке пластмасс при незначительном объеме нестандартного оборудования.
Преимущества производимых РНП:
a. универсальностьдопускаемой сырьевой базы, проявляющаяся в возможности использовать в качественаполнителя различные виды резиновых отходов без процесса регенерации, а такжевторичные полимерные материалы (полимерные отходы);
b. высокаястепень наполнения отходами резины (до 70% по массе);
c. технологияпереработки РНП позволяет получать готовые изделия сложной трехмерной формы;
d. изделияиз РНП обладают экологической чистотой, практически нулевым водопоглащением.Изделия биологически стойки — не разрушаются бактериями, грибком, термитами,прекрасно поддаются механической обработке, стойки к вибрационным и статическимнагрузкам грузового транспорта.
e. изделияиз РНП в 2,5 раза легче аналогичных изделий из бетона, характеризуются высокоймобильностью укладки и демонтажа;
f. освоениетехнологии РНП позволяет с минимальными дополнительными инвестициямиорганизовать производство изделий из древесно- и минералонаполненных пластмассс использованием как первичных пластмасс, так и их отходов и тем самымдиверсифицировать производство и сделать его максимально независимым отконъюнктуры рынка.5
Экономические характеристики типового проектареализации технологии РНП
Наименование показателя
Значение показателя
Типовая мощность 1 800 т изделий в год при 3-х сменной работеКоличество перерабатываемых отходов
Резина
Пластмассы
1 260 т/год
540 т/год
Окупаемость проекта2.25 — 3.0 года в зависимости от номенклатуры выпускаемых
изделий, рынка сбыта и конъюнктуры
РЕГЕНЕРАТ ИРЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОДОШВ НА ЕГО ОСНОВЕ:
Сущностьизобретения: регенерат получают смешением компонентов в резиносмесителе при 130oCв течение 40 мин. Затем обрабатывают на вальцах при зазоре 0,15 — 0,20 мм. Регенерат имеет состав, мас.ч.: 100 крошки из отходов пористых резин, 25,7-28,5 нефтяногомасла ПН-6, 11,4-15,2 стирольно-инденовой смолы, 4,6-6,5 нефтеполимерной смолы,7,9-15,8 алкилфеноламинной смолы, модифицированной 20-70 мас.% таллового пека,имеющей молекулярную массу 740-1780 и температуру размягчения 75-90oC.Получают резиновую смесь смешением компонентов на валковом оборудовании,вулканизацию проводят в прессе при 165oC. Смесь имеет следующийсостав, мас.ч.: каучук БС-45 АКН 27-28; СКИ-3 11-17; синтетические жирныекислоты 1,0-1,5; нефтяное масло 3,0-3,5; белая сажа 21,86-22,75;2-бензтиазолилди-сульфид 1,0-1,1; окись цинка 2,2-2,5; фталевый ангидрид0,4-0,5; сера 1,65-1,67; титановые белила 1,5-1,67; указанный регенера т22,0-24,5, алкилфеноламинная смола, модифицированная 20-70 мас. %
талловогопека, имеющая молекулярную массу 740-1780 и температуру размягчения 75-90oC,1,0-3,5.
Характеристикарегенератора: прочность на разрыв 48-56 МПа, относительное удлинение 300-320, мягкость2,9-3,5 мм, эластическое восстановление 1,7-2,0 мм, летучие 0,87-1,05%. Характеристика резиновой смеси с регенератом: условная прочность 7,8-10,0МПа, относительное удлинение 55-60%, твердость 80-87 ед., прочность связирезины с кирзой пятислойной прорезиненной 5,8-6,2 кГс/см2,истираемость 495-575 см3/кВт.ч. 2 с.п.ф-лы, 6 табл.
Известноиспользование АФАС, модифицированной талловым пеком в количестве 10 — 180мас.ч. в рецептуре клея-расплава для увеличения прочности крепления кромочныхпластин к древесине. В заявляемых технических решениях использование этой АФАСв иных количествах приводит в рецептуре регенерата к улучшениюсанитарно-гигиенических условий производства и увеличению прочности на разрыврегенерата, а в отношении резиновых смесей, совместно с регенератором Б,приводит к уменьшению истираемости и повышению твердости.
Алкилфениламиннуюсмолу, модифицированную талловым пеком, получают следующим способом.
В реактор срубашкой для обогрева с мешалкой загружают алкилфенол, полученныйалкилированием фенола полимердистиллятом или тримерами пропилена, уротропин италловый пек. Молярное соотношение алкилфенола и уротропина при этом должносоставлять 1: 0,15-0,3, содержание таллового пека — 20-70 мас.% от смесивведенных реагентов.
Реакционнуюсмесь нагревают при 60-70oC в течение 2 часов до полного растворенияуротропина, а затем температуру повышают до 170-200oC и выдерживаютпри этой температуре в течение 2-3 часов до получения продукта с температуройразмягчения 70-90oC.
МодифицированнуюАФАС получают также соконденсацией готовой алкилфеноламинной смолы и талловогопека (содержание таллового пека в смеси должно составлять 20-70 мас.%). Дляэтого к нагретому до 100 — 120oC талловому пеку добавляют расчетноеколичество алкилфеноламинной смолы. Смесь перемешивают до полного растворенияАФАС, затем повышает температуру реакционной массы до 170-200oC ивыдерживают при этой температуре в течение 2-3 часов до получения продукта стемпературой размягчения 70-90oC. 6
4. Природаобразования и свойства тумана пластификаторов. Улавливание паровпластификаторов. Конденсационный метод. Применяемое оборудование.Электрофильтры
Изобретениеотносится к вентиляционной технике, в частности к устройствам для очисткивоздуха от жидких частиц субмикронного размера и молекулярной фазы, например,от паров и тумана пластификатора.
Наиболееблизким по техническому решению и достигаемому эффекту является устройство дляочистки воздуха от тумана пластификаторов, выполненное в виде трубы Вентури, вгорловине которой установлены осадительные элементы в виде металлических трубокс острыми входными кромками, установленных вертикально и заземленных.
Недостаткомпрототипа является то, что при повышении температуры очищаемого газа происходитснижение коэффициента очистки, так как возрастает доля молекулярной фазыпластификатора, которая не улавливается в устройствах основанных намеханическом отделении (за счет инерционного эффекта, градиентной итурбулентной коагуляции, а также электрофореза).
До температурпорядка 60-70оС доля паровой фазы пластификаторов: ДБФ, ДОС, ДОФ втумане этих веществ не превышает 8-10% от их общей массы. При более высокихтемпературах доля паровой фазы возрастает, а при температурах вентиляционных итехнологических выбросов 170-180оС и выше паровая фаза значительнопревышает жидкую.
Вследствиеуказанной причины эффективность очистки устройства, выбранного в качествепрототипа, становится крайне низкой, а при температуре более 200оСстремится к нулю из-за отсутствия жидкой фазы пластификатора в указанныхвыбросах. Это делает неэффективным использование прототипа в тех случаях, когдаприсутствует молекулярная фаза наряду с жидкой фазой в очищаемом воздухе.
Цельизобретения повышение эффективности очистки высокотемпературных выбросов(например, отходящих газов от желировочных камер) за счет конденсационного итермофоретического осаждения молекулярной фазы и частиц субмикронного размерапластификаторов.
Указаннаяцель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем осадительныеэлементы в виде металлических трубок с острыми входными кромками, установленныхв горловине трубы Вентури вертикально и заземленных, горловина трубы Вентурипомещена в периферийный кожух, в который тангенциально подается охлаждаяжидкость. При этом происходит отвод тепла от стенок трубок, возникаеттемпературный градиент между внутренней поверхностью отдельной трубки и потокомочищаемого воздуха. На стенках трубок конденсируется паровая фазапластификатора. Происходит охлаждение парогазовой смеси во всем объеме,вследствие чего пластификатор переходит из паровой (газообразной) фазы в жидкую(капельную) возникает мелкодисперсный туман. Капельная фаза тумана укрупняетсяи осаждается за счет турбулентной и градиентной коагуляции, а также вследствиетермофореза, обусловленного градиентом температур между внутренней поверхностьюстенки осадительной трубки и загрязненным пластификатором воздухом.
Сопоставительныйанализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается тем, чтогорловина трубы Вентури с осадительными элементами заключена в периферийныйкожух, в котором размещены патрубки подвода и отвода охлаждающей жидкости.
Такимобразом, предлагаемое устройство соответствует критерию «новизна».
Сравнениепредлагаемого решения с другими техническими решениями показывает, что данноеустройство имеет более высокий коэффициент очистки вентвыбросов, содержащихпары и туман пластификаторов, и позволяет использовать тепло очищаемоговоздуха.
Электрофильтры — это высоковольтноеэлектротехническое оборудование, в которых используется коронный разряд длязарядки взвешенных в газе частиц и их улавливания в электрическом поле. Дляэтого электрофильтры питаются от повысительно-выпрямительных агрегатов сноминальным выпрямленным напряжением 80кВ, 110кВ и 150кВ.
Электрические фильтры предназначены длявысокоэффективной очистки технологических газов и аспирационного воздуха оттвердых или жидких частиц, выделяющихся при технологических процессах вразличных отраслях промышленности. Электрические фильтры применяют вэнергетике, черной и цветной металлургии, промышленности строительныхматериалов, химической промышленности и др.
Основные преимущества очистки газов электрофильтрами следующие:
· электрофильтрыимеют широкий диапазон производительности — от сотен до миллионов м3/ч
· электрофильтрыобеспечивают высокую степень очистки газов — до 99,95 %
· электрическиефильтры имеют низкое гидравлическое сопротивление — 0,2 кПа
· Электрическиефильтры могут улавливать твердые и жидкие частицы размером от 0,01 мкм (вирусы,табачный дым) до десятков мкм.
В зависимости от вида улавливаемых частиц и способа их удаления сэлектродов, электрофильтры подразделяются на сухие и мокрые. В сухихэлектрических фильтрах для очистки поверхности электродов от пыли, используютсямеханизмы встряхивания ударно-молоткового типа. Пыль из сборных бункероввыводится в сухом виде или в виде шлама.
В мокрых электрофильтрах уловленный продукт с поверхностиэлектродов, смывается жидкостью или стекает самотеком, а из бункеров удаляетсяв виде жидкости или шлама.
В зависимости от направления движения газа электрические фильтрыделятся на горизонтальные и вертикальные. Сухие вертикальные электрофильтрыобычно используются при дефиците производственной площади.
В районах с умеренным климатом электротехническое оборудованиеразмещают, как правило, на открытом воздухе, в суровых климатических условиях — в отапливаемых помещениях. Для устранения конденсации влаги на внутреннихчастях корпус электрофильтра теплоизолирован.
Корпуса электрофильтров рассчитаны на применение в районах сопределенной сейсмичностью, которая указывается в характеристике аппаратов. Длярайонов с повышенной сейсмичностью необходима разработка специальных корпусов.
Высокое напряжение к электрофильтрам подводится специальнымкабелем при расположении агрегатов питания в закрытых подстанциях или шинамипри установке агрегатов на крышке электрофильтров.
За последние10 лет проведены значительные усовершенствования электрофильтров:
· разработаныи внедрены новые интенсивные игольчатые коронируюшие электроды типа СФразличной модификации для улавливания невысокоомных и высокоомных пылей
· разработаныи внедрены осадительные элементы типа ЭКО МК 4x160 повышенной точностиизготовления, что позволило создавать аппараты с высотой электродов до 18 метров, а также существенно повысить степень очистки за счет улучшения центровки электродныхсистем
· разработанои внедрено на базе малогабаритных, надежных приводов устройство встряхиванияэлектродов с использованием частотного преобразователя для регулированиячастоты и периодичности встряхивания в широком диапазоне;
· разработани внедрен микропроцессорный регулятор БУЭФ для агрегатов питанияэлектрофильтров с различными программами управления, позволяющими эффективнорегулировать напряжение при улавливании пыли с различными свойствами. Наличиелинии связи позволяет подключить БУЭФ к современным комплексам АСУТП дляуправления технологическим процессом.
· разработанаи внедрена в практику конструирования аппаратов с горизонтальным ходом газакомпоновка механического оборудования в корпусе аппарата с верхнимвстряхиванием коронирующих электродов, что позволило значительно уменьшитьмежпольные промежутки, увеличить активное время пребывания газа и повыситьстепень очистки газа в заданном корпусе.
Впервые в отечественной практике очистки газов разработанкомбинированный аппарат типа ЭФ- РФ, представляющий собой последовательноесоединение электрофильтра и рукавного фильтра. В таком аппарате можно очищатьгаз до 20 мг/нм3 при входной запыленности 150 г/м3 иболее. Причем на степень очистки газа здесь не влияет величина удельногоэлектрического сопротивления пыли, т.е. не требуется традиционная подготовкагаза при улавливании высокоомной пыли. Большинство этих технических решенийявляются оригинальными и запатентованы.7
Списокиспользованной литературы:
1. Ю. В. Новиков «Экология, окружающая среда и человек» — Москва 1998г.
2. И. Р. Голубев, Ю. В. Новиков «Окружающая среда и ее охрана».
3. Справочник по искусственным кожам и плёночнымматериалам. — М.: Легкопромбытиздат, 1987.
4. Вторичное использование полимерных материалов / Под ред. Любешкиной Е. Г. – М.: Химия, 1985.
5. Шеин В.С., Шутилин Ю.Ф., Гриб А.П. Основные процессы резинового производства. – Л.: Химия, 1988.
6. Зозуля В.Ю. Продвигаем экологическиетехнологии // Экономист.
7. Берлин А.А. Современные полимерныекомпозиционные материалы
(ПМК) // Соросовский Образовательный Журнал.1995. № 1. С.