密度板廢料的回收技術(shù)

密度板生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢纖維、樹(shù)皮、砂光粉和鋸屑等木質(zhì)廢 料，對(duì)工廠和工廠周邊的環(huán)境造成很大的影響，必須進(jìn)行徹底的治理。從保護(hù)人類賴以生存的大自然環(huán)境、保護(hù)森林資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境和資源可持續(xù)利用意義上來(lái)說(shuō)-，這些廢料，特別是具有相當(dāng)規(guī)模企業(yè)的木質(zhì)廢料，應(yīng)該作為資源材料加以綜合利用。但木質(zhì)廢料作為工業(yè)、農(nóng)業(yè)原料的綜合利用已經(jīng)開(kāi)展了50多年，實(shí)際效益并不顯著。由于木質(zhì)廢料 的特性和作為工業(yè)原料所要求的原料特性存在相當(dāng)大的差距，要解決木質(zhì)廢料作為工業(yè)原料中的各種問(wèn)題，則需要投入設(shè)備、技術(shù)和資金，而往往產(chǎn)出的工業(yè)產(chǎn)品又不如非木質(zhì)廢料所生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量好、性能佳和效益好。因此，長(zhǎng)期的實(shí)踐證明，木質(zhì)廢料作為工業(yè)原料利用并不一定是較佳方案。而木質(zhì)廢料用于農(nóng)業(yè)，因規(guī)模小，分散不便管理，不利于規(guī)模化利用，經(jīng)濟(jì)效益大多不明顯。通過(guò)論證和實(shí)踐證明，木質(zhì)廢料作為能源燃料利用比其它綜合利用方式具有顯著的效益優(yōu)勢(shì)。合理的處理利用能為企業(yè)降低數(shù)額相當(dāng)大的燃料成本、廢料處理轉(zhuǎn)運(yùn)儲(chǔ)存成本，同時(shí)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。

廢料的燃燒利用關(guān)鍵是砂光粉和木屑的合理處理問(wèn)題。傳統(tǒng)的處理辦法是采用氣力除塵系統(tǒng)將扮塵和鋸屑集中收集到集塵間，然后用人工對(duì)集塵間的粉屑進(jìn)行定期清理。過(guò)去企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模比較小，砂光粉和鋸屑相對(duì)比較少，雖然采用這種辦法收集和處理比較落后，但不至于影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，隨著國(guó)內(nèi)大型人造板企業(yè)的建設(shè)和投產(chǎn)，企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模大，所產(chǎn)生的砂光粉和鋸屑多，特別是中密度板生產(chǎn)企業(yè)投產(chǎn)后，由于砂光量大，每年所產(chǎn)生的砂光粉特別多，采用傳統(tǒng)的處理辦法已無(wú)法滿足企業(yè)正常生產(chǎn)的要求，嚴(yán)重地影響了生產(chǎn)環(huán)境，又容易造成安全隱患，所以砂光粉的處理問(wèn)題成為亟待解決的一大課題。封開(kāi)年產(chǎn)3萬(wàn)m³中密度纖維板項(xiàng)目投產(chǎn)，當(dāng)時(shí)由于生產(chǎn)規(guī)模大，產(chǎn)生的砂光粉多，這一問(wèn)題較早暴露出來(lái)，也迫使我們較早地介入這一問(wèn)題的研究。 經(jīng)過(guò)不斷的試驗(yàn)和研究，取得了滿意的效果，并逐步推廣到我們所從事的設(shè)計(jì)項(xiàng)目中。多 年來(lái)，經(jīng)過(guò)不斷地改進(jìn)和總結(jié)形成了比較系統(tǒng)的木質(zhì)粉屑處理與利用技術(shù)。

廢料的分類

中密度板廠家各車間所排出的木質(zhì)廢料可以分為兩大類：
①?gòu)U木片、廢纖維、樹(shù) 皮、裁邊料等。
②砂光粉、木屑等。類為粗廢料，樹(shù)皮、裁邊料可以打碎后與其它廢 料混合存于料倉(cāng)中。第二類的砂光粉由于顆粒特別細(xì)小，具右許多復(fù)雜的特性，所以為便 于合理利用，宜與木屑分倉(cāng)存儲(chǔ)。

砂光粉的成分與特性

砂光粉具有許多的特性，研究砂光粉處理和利用技術(shù)的人員有必要了解其特點(diǎn)。掌握其規(guī)律，以便于系統(tǒng)和設(shè)備的設(shè)計(jì)，其中較主要的特性是粉塵的粘附性和爆炸。

(1)砂光粉的組成。砂光粉組成與工業(yè)分析，如表1所示。
 

(2)砂光粉的主要元素分析。砂光粉的主要元素分析如表2所示。

 

注：(1)取樣樣品：刨花板砂光木粉；(2)取樣地點(diǎn)：萬(wàn)力公司刨花板車間；(3)灰分A：缺項(xiàng)；(4)化驗(yàn)單位： 中科院工程熱物理研究所循環(huán)流化燃燒技術(shù)工程研究中心分析化驗(yàn)室；(5)數(shù)據(jù)引自參考文獻(xiàn)。

(3)砂光粉的粘附性。由于分子間的相互引力能使粉塵產(chǎn)生粘附作用，使微細(xì)的粉塵聚集起來(lái)，成為相對(duì)大的顆粒，這種現(xiàn)象稱為粉塵的粘附性，這有利于提高除塵效率。但 對(duì)于砂光粉等類的粉塵，粘附性雖有利于除塵效率的提高，但也相應(yīng)帶來(lái)許多缺點(diǎn)，如設(shè)備管道易產(chǎn)生粉塵積附，引起堵塞，所以在設(shè)計(jì)管系和系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)件時(shí)應(yīng)引起注意。粉塵含水率對(duì)系統(tǒng)也有較大的影響，一定的含水率有助于粉塵的粘附聚集，有利于系統(tǒng)效率 的提高，但是含水率高到一定程度時(shí)就會(huì)影響粉塵的流動(dòng)性，在料倉(cāng)內(nèi)引起搭橋起拱現(xiàn)象，在風(fēng)機(jī)管道等部位積附引起堵塞，因此茌粉塵的處理中較好不要噴施水分，使其保持正常的含水率狀況，這樣有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

(4)砂光粉的爆炸性。粉塵爆炸是指在空氣中懸浮的粉塵急劇地氧化燃燒，同時(shí)產(chǎn)生大量的熱和高壓的現(xiàn)象。粉塵的粒徑越小，其表面積越大，如邊長(zhǎng)為1mm的立方體粉塵粉碎成邊長(zhǎng)為0. 1mm的立方體后，其表面積由6mm²劇增至60mm²。由于表面積的增加， 增大了與周圍介質(zhì)的接觸面積，使其活潑性大為增加，在一定的溫度和濃度下就會(huì)引起爆 炸，特別是遇有明火或機(jī)械摩擦與電器設(shè)備等發(fā)生的火花時(shí)均可能引起爆炸。砂光粉易燃易爆危險(xiǎn)性參數(shù)，如表3所示。

 

砂光粉可因周圍環(huán)境的溫升，使它在外部沒(méi)有火源的作用下，因受熱并蓄熱達(dá)到 300～500℃時(shí)，與空氣作用后自燃。按其理化特性分類為Ⅱ類具有爆炸危險(xiǎn)的粉塵。在企業(yè)中由于粉塵而引起爆炸的例子很多，所以設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)給予高度的重視。

(5)砂光粉的靜止角Φ_r。砂光粉自然堆放于平面上形成錐體的錐底角稱為靜止角Φ_r。試驗(yàn)中用注入法實(shí)測(cè)時(shí)，Φ_r≈40°～50°。Φ_r是評(píng)價(jià)砂光粉流動(dòng)性的一個(gè)指標(biāo)，在設(shè)計(jì)料倉(cāng)、 灰斗錐度、管道傾斜度時(shí)，為防物料搭橋和堵塞，其滑落壁面與水平面夾角必須大于Φ_r。

粉屑的收集處理

廢料的回收處理關(guān)鍵是砂光粉和木屑的收集處理。由于砂光粉和鋸屑特性不同，在處理中一般應(yīng)分系統(tǒng)獨(dú)立處理，對(duì)于鋸屑一般采用二合一的旋風(fēng)袋式除塵器或特種處理過(guò)的旋風(fēng)分離器即能滿足要求。而砂光粉就復(fù)雜得多，傳統(tǒng)的砂光粉收集和處理辦法是采用風(fēng)機(jī)將砂光粉送至旋風(fēng)分離器，再進(jìn)入布袋除塵器，較后集中在旋風(fēng)分離器和布袋除塵器的集塵間內(nèi)，整個(gè)系統(tǒng)處于密封式循環(huán)。這樣處理在生產(chǎn)中發(fā)生的后果：一是系統(tǒng)經(jīng)?？?堵，特別是布袋除塵器經(jīng)常堵死，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)；二是集中在集塵間內(nèi)的粉屑無(wú)法連 續(xù)排出，粉塵集滿后整個(gè)系統(tǒng)失去作用，從而影響生產(chǎn)。由子存在以上問(wèn)題，在正常生產(chǎn)中經(jīng)常用人工敲打布袋除塵器，并定時(shí)停機(jī)用人工清運(yùn)砂光粉。砂光粉清運(yùn)時(shí)先用水噴灑成泥漿再外運(yùn)至郊區(qū)，這種辦法作業(yè)環(huán)境十分惡劣，嚴(yán)重地影響生產(chǎn)環(huán)境，而且清運(yùn)麻煩費(fèi)用高。1991年至1992年我們進(jìn)行系統(tǒng)改造時(shí)，提出了從砂光粉的收集、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)嚼谜麄€(gè)系統(tǒng)人手的改造方案。
①收集采用二級(jí)半除塵方式，即旋風(fēng)分離器一旋風(fēng)袋式除塵器。根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模計(jì)算出砂光粉的產(chǎn)生量，通過(guò)系統(tǒng)的平衡計(jì)算選用風(fēng)壓、風(fēng)力和 功率相匹配的風(fēng)機(jī)、旋風(fēng)分離器和旋風(fēng)袋式除塵器。
②儲(chǔ)存采用可定量出料的木粉倉(cāng)，考慮到砂光粉的特性，為了防止在倉(cāng)內(nèi)起拱搭橋和引起爆炸，木粉倉(cāng)還必須設(shè)置防起拱、防 搭橋和防爆裝置等。
③經(jīng)過(guò)調(diào)研可知，砂光粉應(yīng)用途徑比較廣泛，但其中用于鍋爐燃燒是較適合的方式，因?yàn)槿嗽彀迤髽I(yè)都設(shè)有鍋爐供熱系統(tǒng)，都需要燃料。問(wèn)題就在于具有一定特性的砂光粉以何種形式送入鍋爐燃燒，即采用什么樣的燃燒方式是研究的要點(diǎn)。

通過(guò)試驗(yàn)研究，比較成功的砂光粉處理流程為：風(fēng)機(jī)→旋風(fēng)分離器→旋風(fēng)布袋式除塵→木粉料倉(cāng)→出料螺旋→噴粉風(fēng)機(jī)→專用噴粉咀或?qū)Ｓ貌剂掀鳌６鴮?duì)于采用煤粉鍋爐的企業(yè)用木粉則可從木料倉(cāng)出料旋轉(zhuǎn)用螺旋輸送機(jī)送人輸煤管道與煤粉→道混合送入爐堂燃燒。砂光粉木屑集中回收和燃燒利用的應(yīng)用成功為研究和設(shè)計(jì)不同的系統(tǒng)提供了依據(jù)。

密度板生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢纖維、樹(shù)皮、砂光粉和鋸屑等木質(zhì)廢 料，對(duì)工廠和工廠周邊的環(huán)境造成很大的影響，必須進(jìn)行徹底的治理。從保護(hù)人類賴以生存的大自然環(huán)境、保護(hù)森林資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境和資源可持續(xù)利用意義上來(lái)說(shuō)-，這些廢料，特別是具有相當(dāng)規(guī)模企業(yè)的木質(zhì)廢料，應(yīng)該作為資源材料加以綜合利用。但木質(zhì)廢料作為工業(yè)、農(nóng)業(yè)原料的綜合利用已經(jīng)開(kāi)展了50多年，實(shí)際效益并不顯著。由于木質(zhì)廢料 的特性和作為工業(yè)原料所要求的原料特性存在相當(dāng)大的差距，要解決木質(zhì)廢料作為工業(yè)原料中的各種問(wèn)題，則需要投入設(shè)備、技術(shù)和資金，而往往產(chǎn)出的工業(yè)產(chǎn)品又不如非木質(zhì)廢料所生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量好、性能佳和效益好。因此，長(zhǎng)期的實(shí)踐證明，木質(zhì)廢料作為工業(yè)原料利用并不一定是最佳方案。而木質(zhì)廢料用于農(nóng)業(yè)，因規(guī)模小，分散不便管理，不利于規(guī)?；?，經(jīng)濟(jì)效益大多不明顯。通過(guò)論證和實(shí)踐證明，木質(zhì)廢料作為能源燃料利用比其它綜合利用方式具有顯著的效益優(yōu)勢(shì)。合理的處理利用能為企業(yè)降低數(shù)額相當(dāng)大的燃料成本、廢料處理轉(zhuǎn)運(yùn)儲(chǔ)存成本，同時(shí)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。

廢料的燃燒利用關(guān)鍵是砂光粉和木屑的合理處理問(wèn)題。傳統(tǒng)的處理辦法是采用氣力除塵系統(tǒng)將扮塵和鋸屑集中收集到集塵間，然后用人工對(duì)集塵間的粉屑進(jìn)行定期清理。過(guò)去企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模比較小，砂光粉和鋸屑相對(duì)比較少，雖然采用這種辦法收集和處理比較落后，但不至于影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，隨著國(guó)內(nèi)大型人造板企業(yè)的建設(shè)和投產(chǎn)，企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模大，所產(chǎn)生的砂光粉和鋸屑多，特別是中密度板生產(chǎn)企業(yè)投產(chǎn)后，由于砂光量大，每年所產(chǎn)生的砂光粉特別多，采用傳統(tǒng)的處理辦法已無(wú)法滿足企業(yè)正常生產(chǎn)的要求，嚴(yán)重地影響了生產(chǎn)環(huán)境，又容易造成安全隱患，所以砂光粉的處理問(wèn)題成為亟待解決的一大課題。封開(kāi)年產(chǎn)3萬(wàn)m³中密度纖維板項(xiàng)目投產(chǎn)，當(dāng)時(shí)由于生產(chǎn)規(guī)模大，產(chǎn)生的砂光粉多，這一問(wèn)題最早暴露出來(lái)，也迫使我們較早地介入這一問(wèn)題的研究。 經(jīng)過(guò)不斷的試驗(yàn)和研究，取得了滿意的效果，并逐步推廣到我們所從事的設(shè)計(jì)項(xiàng)目中。多 年來(lái)，經(jīng)過(guò)不斷地改進(jìn)和總結(jié)形成了比較系統(tǒng)的木質(zhì)粉屑處理與利用技術(shù)。

廢料的分類

中密度板廠家各車間所排出的木質(zhì)廢料可以分為兩大類：
①?gòu)U木片、廢纖維、樹(shù) 皮、裁邊料等。
②砂光粉、木屑等。第一類為粗廢料，樹(shù)皮、裁邊料可以打碎后與其它廢 料混合存于料倉(cāng)中。第二類的砂光粉由于顆粒特別細(xì)小，具右許多復(fù)雜的特性，所以為便 于合理利用，宜與木屑分倉(cāng)存儲(chǔ)。

砂光粉的成分與特性

砂光粉具有許多的特性，研究砂光粉處理和利用技術(shù)的人員有必要了解其特點(diǎn)。掌握其規(guī)律，以便于系統(tǒng)和設(shè)備的設(shè)計(jì)，其中最主要的特性是粉塵的粘附性和爆炸。

(1)砂光粉的組成。砂光粉組成與工業(yè)分析，如表1所示。
 

(2)砂光粉的主要元素分析。砂光粉的主要元素分析如表2所示。

 

注：(1)取樣樣品：刨花板砂光木粉；(2)取樣地點(diǎn)：萬(wàn)力公司刨花板車間；(3)灰分A：缺項(xiàng)；(4)化驗(yàn)單位： 中科院工程熱物理研究所循環(huán)流化燃燒技術(shù)工程研究中心分析化驗(yàn)室；(5)數(shù)據(jù)引自參考文獻(xiàn)。

(3)砂光粉的粘附性。由于分子間的相互引力能使粉塵產(chǎn)生粘附作用，使微細(xì)的粉塵聚集起來(lái)，成為相對(duì)大的顆粒，這種現(xiàn)象稱為粉塵的粘附性，這有利于提高除塵效率。但 對(duì)于砂光粉等類的粉塵，粘附性雖有利于除塵效率的提高，但也相應(yīng)帶來(lái)許多缺點(diǎn)，如設(shè)備管道易產(chǎn)生粉塵積附，引起堵塞，所以在設(shè)計(jì)管系和系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)件時(shí)應(yīng)引起注意。粉塵含水率對(duì)系統(tǒng)也有較大的影響，一定的含水率有助于粉塵的粘附聚集，有利于系統(tǒng)效率 的提高，但是含水率高到一定程度時(shí)就會(huì)影響粉塵的流動(dòng)性，在料倉(cāng)內(nèi)引起搭橋起拱現(xiàn)象，在風(fēng)機(jī)管道等部位積附引起堵塞，因此茌粉塵的處理中最好不要噴施水分，使其保持正常的含水率狀況，這樣有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

(4)砂光粉的爆炸性。粉塵爆炸是指在空氣中懸浮的粉塵急劇地氧化燃燒，同時(shí)產(chǎn)生大量的熱和高壓的現(xiàn)象。粉塵的粒徑越小，其表面積越大，如邊長(zhǎng)為1mm的立方體粉塵粉碎成邊長(zhǎng)為0. 1mm的立方體后，其表面積由6mm²劇增至60mm²。由于表面積的增加， 增大了與周圍介質(zhì)的接觸面積，使其活潑性大為增加，在一定的溫度和濃度下就會(huì)引起爆 炸，特別是遇有明火或機(jī)械摩擦與電器設(shè)備等發(fā)生的火花時(shí)均可能引起爆炸。砂光粉易燃易爆危險(xiǎn)性參數(shù)，如表3所示。

 

砂光粉可因周圍環(huán)境的溫升，使它在外部沒(méi)有火源的作用下，因受熱并蓄熱達(dá)到 300～500℃時(shí)，與空氣作用后自燃。按其理化特性分類為Ⅱ類具有爆炸危險(xiǎn)的粉塵。在企業(yè)中由于粉塵而引起爆炸的例子很多，所以設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)給予高度的重視。

(5)砂光粉的靜止角Φ_r。砂光粉自然堆放于平面上形成錐體的錐底角稱為靜止角Φ_r。試驗(yàn)中用注入法實(shí)測(cè)時(shí)，Φ_r≈40°～50°。Φ_r是評(píng)價(jià)砂光粉流動(dòng)性的一個(gè)指標(biāo)，在設(shè)計(jì)料倉(cāng)、 灰斗錐度、管道傾斜度時(shí)，為防物料搭橋和堵塞，其滑落壁面與水平面夾角必須大于Φ_r。

粉屑的收集處理

廢料的回收處理關(guān)鍵是砂光粉和木屑的收集處理。由于砂光粉和鋸屑特性不同，在處理中一般應(yīng)分系統(tǒng)獨(dú)立處理，對(duì)于鋸屑一般采用二合一的旋風(fēng)袋式除塵器或特種處理過(guò)的旋風(fēng)分離器即能滿足要求。而砂光粉就復(fù)雜得多，傳統(tǒng)的砂光粉收集和處理辦法是采用風(fēng)機(jī)將砂光粉送至旋風(fēng)分離器，再進(jìn)入布袋除塵器，最后集中在旋風(fēng)分離器和布袋除塵器的集塵間內(nèi)，整個(gè)系統(tǒng)處于密封式循環(huán)。這樣處理在生產(chǎn)中發(fā)生的后果：一是系統(tǒng)經(jīng)?？?堵，特別是布袋除塵器經(jīng)常堵死，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)；二是集中在集塵間內(nèi)的粉屑無(wú)法連 續(xù)排出，粉塵集滿后整個(gè)系統(tǒng)失去作用，從而影響生產(chǎn)。由子存在以上問(wèn)題，在正常生產(chǎn)中經(jīng)常用人工敲打布袋除塵器，并定時(shí)停機(jī)用人工清運(yùn)砂光粉。砂光粉清運(yùn)時(shí)先用水噴灑成泥漿再外運(yùn)至郊區(qū)，這種辦法作業(yè)環(huán)境十分惡劣，嚴(yán)重地影響生產(chǎn)環(huán)境，而且清運(yùn)麻煩費(fèi)用高。1991年至1992年我們進(jìn)行系統(tǒng)改造時(shí)，提出了從砂光粉的收集、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)嚼谜麄€(gè)系統(tǒng)人手的改造方案。
①收集采用二級(jí)半除塵方式，即旋風(fēng)分離器一旋風(fēng)袋式除塵器。根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模計(jì)算出砂光粉的產(chǎn)生量，通過(guò)系統(tǒng)的平衡計(jì)算選用風(fēng)壓、風(fēng)力和 功率相匹配的風(fēng)機(jī)、旋風(fēng)分離器和旋風(fēng)袋式除塵器。
②儲(chǔ)存采用可定量出料的木粉倉(cāng)，考慮到砂光粉的特性，為了防止在倉(cāng)內(nèi)起拱搭橋和引起爆炸，木粉倉(cāng)還必須設(shè)置防起拱、防 搭橋和防爆裝置等。
③經(jīng)過(guò)調(diào)研可知，砂光粉應(yīng)用途徑比較廣泛，但其中用于鍋爐燃燒是最適合的方式，因?yàn)槿嗽彀迤髽I(yè)都設(shè)有鍋爐供熱系統(tǒng)，都需要燃料。問(wèn)題就在于具有一定特性的砂光粉以何種形式送入鍋爐燃燒，即采用什么樣的燃燒方式是研究的要點(diǎn)。

通過(guò)試驗(yàn)研究，比較成功的砂光粉處理流程為：風(fēng)機(jī)→旋風(fēng)分離器→旋風(fēng)布袋式除塵→木粉料倉(cāng)→出料螺旋→噴粉風(fēng)機(jī)→專用噴粉咀或?qū)Ｓ貌剂掀?。而?duì)于采用煤粉鍋爐的企業(yè)用木粉則可從木料倉(cāng)出料旋轉(zhuǎn)用螺旋輸送機(jī)送人輸煤管道與煤粉→道混合送入爐堂燃燒。砂光粉木屑集中回收和燃燒利用的應(yīng)用成功為研究和設(shè)計(jì)不同的系統(tǒng)提供了依據(jù)。