Малотоннажные заводы химико-термомеханической массы для бумаги и картона | Лесной комплекс
Теплоресурс
Узнать больше Свернуть
Развернуть

Промышленные котлы на биомассе от производителя. Водогрейные и термомасляные котельные. Теплогенераторы для линий производства пеллет.

Общество с ограниченной ответственностью производственное объединение «Теплоресурс», ИНН 3305059967, рекламодатель ЕРИР #a-4340
Токен: 4CQwVszH9pUjpkXHVdU

Подробнее Свернуть
ГЛАВНОЕ МЕНЮ
взгляд профессионалов отрасли на ситуацию в ЛПК
Подписывайтесь в социальных сетях
отходы деревообработки
Фото: rpn.gov.ru

Малотоннажные заводы химико-термомеханической массы для бумаги и картона

Текст: Иван Ковернинский, доктор технических наук, профессор, академик Российской академии естественных наук. Кирилл Прокопенко, ассистент ООО «Промышленный парк «Уссурийский», научный консультант по целлюлозно-бумажному производству.

К 2030 году производство целлюлозы в России должно увеличиться на 12,5 млн тонн, тарного картона — на 0,6 млн тонн, санитарно-гигиенических изделий на 0,6 млн, писчепечатной бумаги на 0,2 млн тонн.

Дополнительно поставлена задача экспортировать 10,6 млн тонн целлюлозы в год.

Это не фантастика — такую планку установило правительство в Стратегии развития лесного комплекса (далее — Стратегия).

 Насколько реалистичны такие планы?

Судите сами: по факту, в 2018 году в России произведено 8,6 млн тонн целлюлозы.

За 11 лет планируется более чем в два раза увеличить существующие объёмы, сформированные за всю историю развития целлюлозно-бумажной промышленности СССР и России.

Для постройки одного целлюлозного завода мощностью 1 млн тонн в год требуется не менее 2 млрд долларов США, 7–10 лет и 5 млн м3 плотной древесины. Нетрудно подсчитать, что по Стратегии потребуется 12–13 заводов. Очевидно, план Правительства страны вполне реалистичен, только где-нибудь к концу столетия.

В то же время цель и задачи поставлены правильные. Рациональное использование древесины в настоящем и будущем — неисчерпаемая материальная база для пополнения казны и улучшения жизни работников лесной промышленности.

Если оценить объёмы древесины, предусмотренные к заготовке по Стратегии (балансов 55 млн м3 — это 40 млн пл. м3, 34 млн м3 пиловочника, из которых пригодных отходов 10 млн пл. м3), то этих ресурсов достаточно для производства одного из видов волокна: целлюлозы — 10 млн т. (50 млн пл. м3 / 5 пл. м3) или химико-термомеханической массы (ХТММ), также ценного первичного волокна для бумаги и картона — 17 млн т (50 млн пл. м3 / 3 пл. м3).

Отрицательный баланс?

Балансы и отходы относятся к побочному продукту, неизбежно сопровождающему заготовку и переработку пиловочника. Продукту «проблемному», поскольку рентабельность, и законодательство требуют его обязательной утилизации, а это либо продажа балансов и технологической щепы, либо создание собственных производств переработки в топливо (пеллеты, брикеты или другие подобные способы). Большинство предприятий, особенно в лесоизбыточных регионах Сибири и Дальнего Востока, такими возможностями не располагают.

Если ежегодный прирост балансов и отходов — примерно 5 млн пл. м3, то к 2030 году он будет составлять 50 млн пл. м3, которые с лёгкостью переработал бы один новый целлюлозный завод. Практически не решаемая проблема в том, что эти 5 млн м3 сырья образовываются не в регионе лесосырьевой базы завода, а рассредоточены по регионам России большими или меньшими долями. Вывод такой: постройка целлюлозного завода мощностью полмиллиона-миллион тонн волокна в год никак не поможет решить проблему утилизации побочных ресурсов древесины лесозаготовительным и лесоперерабатывающим предприятиям.

Какая альтернатива?

Решить проблему может строительство малотоннажных заводов по переработке балансов и отходов лесопиления в химико-термомеханическую массу для бумаги и картона. Их оснащают технологическими линиями мощностью 20, 50, 100 и 200 тонн волокна в сутки и создают на предприятиях, имеющих достаточно сырья, в расчёте 3 пл. м3 древесины на 1 тонну волокна. Это, соответственно, 60, 150, 300 и 600 пл. м3 в сутки. Или же один такой завод строят на несколько лесопильных производств.

Технология переработки щепы в волокно коренным образом отличается от традиционных способов: осуществляется в многофункциональном двухвинтовом экструдере, поэтому и называется экструзивной.

Инвестиции для постройки малотоннажного завода сопоставимы с созданием основного лесопильного производства: от 1 до 20 млн долларов США ($), и такие инвестиции доступны предприятиям.

Что касается масштабов Стратегии для России, то с экструзивной технологией можно осуществить следующий сценарий развития. Например, построить за 1,2–2,0 года 30 заводов мощностью 200 тонн волокна в сутки каждый, (примерно 2 млн т в год), взамен двух заводов мощностью 1 млн т волокна в год. Это легко сделать на лесопромышленных предприятиях.

Соответственно, затраты на строительство $0,6 млрд против $2 млрд (на строительство двух целлюлозных заводов). В течение 12 лет можно построить заводы, обеспечивающие достижение цели Стратегии — 12,5 млн т волокна в год, и затратить на эту цель $3–4 млрд вместо $12 млрд.

 Экономический расчёт

Образование и накопление балансов и отходов лесопиления «в глубинке» остаётся неразрешимой проблемой, лишающей леспромхозы суммарной высокой доходности от переработки пиловочника в пиломатериалы, балансов и отходов — в целлюлозное волокно.

В подтверждение проведём простые расчёты (по данным одного из предприятий Иркутской области).

Из 1 пл. м3 пиловочника получают 0,5 пл. м3 пиломатериалов. Другая половина — 0,5 пл. м3 — отходы, из них 0,4 пл. м3 в виде технологической щепы пригодны для получения волокна. Чтобы произвести тонну волокна, требуется 3 пл. м3 древесины. Для этого нужно переработать 7,5 пл. м3 леса. Получим 3,75 м3 пиломатериалов с прибылью, например, $50  за м3. Общая прибыль составит $188. Дополнительная прибыль от переработки 3 пл. м3 отходов в 1 тонну волокна при реализации, как и пиловочника, в Китай находится в пределах $150–200. Если отходы продать в виде технологической щепы, например, по 600 рублей за 1 пл. м3, то получим 1800 рублей ($27). Чувствуется разница?

Но это ещё не всё. Остались балансы, которых на тонну волокна требуется тоже 3 пл. м3. Их соотношение к пиловочнику на вырубке очень различно, но возьмём, например, 40%. Тогда на 1 пл. м3 пиловочника 0,7 пл. м3, или 7,5 пл. м3 заготавливаемого пиловочника 5,25 пл. м3 балансов.

Из них можно получить 1,75 тонны волокна и прибыль в пределах $263–350. Таким образом, прибыль от реализации 3,75 м3 пиломатериалов составляет $188, волокна из отходов $150–200 (среднее значение $175), а из балансов $263–350 (среднее значение $307). В сумме по волокну 175 + 307 = $482. В пересчёте на 1 пл. м3 заготовленного пиловочника прибыль, соответственно, от пиломатериалов — 25 $, от волокна — 23 (отходы) + 44 (балансы) = $67. Очевидно, что прибыль от переработки отходов и балансов в волокно превышает прибыль от пиломатериалов в 2,68 раза, а общая прибыль вместо $25 составляет $92.

Цена пеллет, например, у производителя примерно 128–130 евро за тонну, на которую расходуется 2,4–2,7 пл. м3 древесины (сопоставимо с расходом на 1 тонну волокна). Прибыль может быть до 50 евро за тонну, и она близка к прибыли от реализации 1 м3 пиломатериалов. Важно, что это дополнительная прибыль от переработки отходов и баланса. В то же время она существенно уступает прибыли от 1 т волокна — 50 евро против $175.

Технология

Производящаяся по экструзивной технологии химико-термомеханическая масса — волокнистый полуфабрикат для производства бумаги и картона. По своим механическим и оптическим свойствам это широко востребованный вид волокна. Массу производят в небелёном (для тарного картона, в том числе и основы для гофротары) и белёном (для санитарно-гигиенических изделий и писчепечатной бумаги) виде. На рисунке 1 представлены щепа и двухвинтовой экструдер — многофункциональная машина для превращения щепы в целевой продукт — волокно и отходы — лигнин.

экструдер

Двухвинтовой экструдер представляет собой аппарат с двумя продольно расположенными винтами. Его конструкция выполнена так, что при вращении винтов щепа одновременно подвергается разностороннему воздействию. Это скручивание, трение, многоцикличное сжатие и саморасширение, размягчение и управляемое растворение химического вещества древесины химическими реагентами. Сложное сочетание воздействия этих факторов на увлажнённую щепу по мере её продвижения приводит к расщеплению древесной ткани и постепенной экстракции смол и лигнина.

Экстрагированная часть является отходами, называемыми лигнин, и удаляется из экструдера в концентрированном виде (паста коричневого цвета концентрацией 55–60%). Выход волокнистой костры регулируется соотношением «костра-лигнин» и может быть 85–75%. Очевидно, что лигнина может быть, соответственно, 15–25%.

 1. Достоинства технологии:

а) в зависимости от количества сырья можно создавать высокорентабельные цехи по переработке отходов с градацией производительности 20, 50, 100 и 200 т волокна в сутки;

б) оборудование технологической линии располагается компактно; в зависимости от наличия помещений оборудование может располагаться модульно в сопряжённых помещениях и связываться технологическими линиями;

в) отходы производства: это лигнин (смесь выделяемых из сырья веществ); при переработке древесного сырья — это 15–20%, что составляет 150–200 кг / 1 т сырья;

         г) утилизация отходов: отходы выходят из двухвинтового экструдера в пастообразном (высококонцентрированном) виде, влажностью 50–60%; при этой влажности отходы можно сжигать напрямую в котлах-утилизаторах или теплогенераторах для получения тепла;

д) вредные дурно пахнущие газопылевые выбросы отсутствуют, за исключением дымовых газов котлов или теплогенераторов, паровоздушных выбросов из реакторных бассейнов и сушильного шкафа при применении сушки волокна;

е) требуется малое количество свежей воды — 3–5 м3 / т массы; вода на 100% используется в виде оборотной; свежая вода нужна для компенсации потерь пара, удаляемого в виде паровоздушной смеси из реакторных бассейнов; потребность в воде может обеспечить скважина;

ж) не требуется громоздких и сложных очистных сооружений для очистки воды; необходима локальная очистка оборотной воды при промывке щепы и при обезвоживании массы на ленточном прессе; хозбытовые стоки направляются в действующую канализацию предприятия или города.

  1. Удельные расходы, на 1 т массы:

2.1. Древесного сырья в виде щепы — 1200–1250 кг в абсолютно сухом состоянии. Если, например, древесина сосны влажностью 40%, то требуется 3 пл. м3. Сырьё требуется чисто окоренным, без содержания коры (корки), луб допускается 1,0–1,5%.

2.2. Воды технической (чистой) — 3–5 м3.

2.3. Химикаты в пересчёте на сухую массу, кг:

— щёлочь — 50, если производится небелёное волокно;

— щёлочь — 50, перекись водорода — 50, жидкое стекло — 30, ЭДТА натрия (Трилон Б) — 20 кг, если производится белёное волокно;

2.4. Электроэнергия:

— на работу всей технологической линии требуется, кВт/т: 1000 — при собственной подготовке щепы из баланса;

— 750 — при работе на привозной технологической щепе.

2.5. Тепловая энергия для сушки волокна, ГДж (МВт∙ч) — 4 (1,12).

  1. Требуемые производственные площади на 100 т/сут.

— для хранения сырья — 4000–5000 м2;

— цех для производства (отапливаемый), м: высота — 8, ширина — 16, длина — 120 м (всего площадь примерно 2000 м2); нужно добавить площадь для теплогенераторов, сушильной машины — 1500 м2, склада готовой продукции не менее чем на 1000 т (работа в течение 10 дней); материального склада (запчасти и др. материалы); итого — 5000 м2.

Заключение

Экструзивная технология — реальный вариант завода (цеха) для постройки в любом регионе России. Это производство реально повысит рентабельность лесопромышленного предприятия за счёт вовлечения в экологически безопасную переработку низколиквидной древесины с выпуском высоколиквидного волокна для бумаги и картона. Заводы можно строить без привязки к лесопромышленному предприятию, а только к сырью — балансам, водным и энергетическим ресурсам.

Прибыль от переработки отходов и балансов в волокно превышает прибыль от пиломатериалов в 2,68 раза

Химико-термомеханическая масса, изготовленная по экструзивной технологии, представляет собой волокнистый полуфабрикат для производства бумаги и картона.

Инвестиции для строительства малотоннажного завода химико-термомеханической массы сопоставимы с созданием основного лесопильного производства: от 1 до 20 млн долларов США.

Статья опубликована в журнале Лесной комплекс №2 2019

Нашли ошибку?

Выделите ее мышкой и нажмите Ctrl + Enter

Станколес трейд
«СтанкоЛес»: пора зарабатывать на переработке древесных... Чтобы не нарушать закон, компании обязаны утилизировать...
Читать онлайн
Новости
Переход на древесное топливо: вопросов больше, чем ответов

Переход на древесное топливо: вопросов больше, чем ответов

В ближайшие два года власти выделят 15 млрд рублей для перевода муниципальных котельных на использование древесных топливных пеллет. Об этом заявил президент РФ Владимир Путин на февральском совещании по вопросам развития лесопромышленного...

Читать далее...

Рынок

Выбор читателей

Подпишитесь на телеграм-канал "Лесной комплекс" Свернуть
в начало

Спасибо!

Теперь редакторы в курсе.