Переработка опилок древесного сырья и листвы.

 Топливные брикеты имеют ряд преимуществ перед углем и дровами, имеют высокую калорийность, долго горят, практически не оставляют золы, выделяют значительно меньше CO, не пачкаются, удобны в складировании и перевозке, внешне эстетично выглядят. Эти преимущества по достоинству оценили владельцы загородной недвижимости, в первую очередь в Москве и Санкт-Петербурге. Попробовав топить брикетами раз, люди покупают их снова и снова и никто уже не возвращается к углю или дровам.

Кадеев Игорь и Иванов Евгений, гр. 07-МТ-13
Научный руководитель: Гудзарик И.И.
 

Содержание

  1. Общие сведения
  2. Линия по производству пинибрикетов

2.1   Схема линии
2.2   Технические характеристики

  1. Брикетировочный пресс для опилок

3.1   Технические данные
3.2   Экономические данные

  1. Технико-экономическое обоснование создания линии                                                   по переработки   опилок древесных в топливные брикеты
  2. Область применения пинибрикетов  (котел на пинибрикетах                                        с вертикальной загрузкой)

1.Общие сведения

ТОПЛИВНЫЕ БРИКЕТЫ- КАЧЕСТВЕННЫЙ ПРОДУКТ ИЗ ОТХОДОВ

Топливные брикеты — экологически чистое топливо из сухих опилок всех пород древесины а также других растительных отходов.
Брикеты не включают в себя никаких вредных веществ и примесей.
Переработанное в брикет сырье значительно уменьшается в объеме, что позволяет в несколько раз снизить расходы на хранение и транспортировку.
ГОРЯТ КАК КАМЕННЫЙ УГОЛЬ
Эффективное топливо
Древесные топливные брикеты, изготовленные методом шнекового прессования, не включают в себя никаких вредных веществ в т.ч. клеев и других связующих добавок.
Прочность приобретается за счет содержащегося в древесине вещества — лигнина, который расплавляется под воздействием температуры и нагрева.
Характеристики брикетов
Положительным аспектом при использовании древесных брикетов в виде топлива является их минимальное влияние на окружающую среду.
При сгорании по сравнению, например с углем, при почти одинаковой теплотворной способности, дает в 15 раз меньшим содержанием золы (макс 1.0%), которую можно использовать в виде минерального удобрения.
размеры

  • длина — 25 см
  • диаметр — 7см
  • вес 1 шт. — 0,9 кг
  • объем 1 шт. (по внешним габаритам) — 0,0009 куб.м.
  • плотность — до 1200 кг/куб.м.

укладка на паллете

  • 10 рядов Х 10 пачек по 12 шт. в пачке
  • вес поддона — 1 тонна
  • высота — 1,5 м
  • объем поддона — 1,1 куб.м.

зольность:

  • при сгорании бурого угля возникает 40% золы
  • при сгорании черного угля возникает 20% золы
  • при сгорании древесных брикетов возникает 0,5-1,5% золы (что соответствует европейскому стандарту)

выделение СО2:

  • кокс- содержание СО2 в 30 раз выше
  • -уголь- содержание СО2 в 50 раз выше

теплотворная способность:

  • дерево (твердая масса, влажная) 2450 ккал/кг
  • дерево (твердая масса сухая) 2930 ккал/кг
  • бурый уголь 3910 ккал/кг
  • брикеты из древесных отходов 4400 ккал/кг
  • черный уголь 4900 ккал/кг

Древесные брикеты могут использоваться для всех видов топок, котлов на дерево, отлично горят в каминах и печках, грилях и пр. Большой выгодой брикетов является постоянство температуры при сгорании на протяжении 4 часов, также при их использовании Вы и Ваша одежда останетесь чистыми в отличии от торфобрикетов и угля.

Внутренний рынок

По аналогии с Европой, все хорошее оттуда рано или поздно приходит и к нам, поэтому топливные брикеты у нас тоже уже продаются в супермаркетах, на заправках, В Санкт-Петербурге и Москве работают компании, реализующие брикеты оптом с доставкой потребителю.
Топливные брикеты имеют ряд преимуществ перед углем и дровами, имеют высокую калорийность, долго горят, практически не оставляют золы, выделяют значительно меньше CO, не пачкаются, удобны в складировании и перевозке, внешне эстетично выглядят. Эти преимущества по достоинству оценили владельцы загородной недвижимости, в первую очередь в Москве и Санкт-Петербурге. Попробовав топить брикетами раз, люди покупают их снова и снова и никто уже не возвращается к углю или дровам, т.к. в пересчете на килокалорию пинибрикеты стоят дешевле дров и уступают (пока!) у нас только газу, который есть не везде. От людей, кто пробовал отапливать свой дом брикетами или сжигать их в камине, можно услышать только положительные отзывы.

2. Линия по производству пинибрикетов

2.1 Схема линии
 (см. презентацию)    http://minieasel.ru/wp-content/uploads/2013/05/PERERABOTKA-OPILOK-DREVESNOGO-SYIR%60YA-I-LISTVYI.ppt

1 — склад «подвижное дно»
2 — твердотопливный теплогенератор ТГ-1
3 — аэродинамическая сушилка-измельчитель АС-3
4 — циклоны
5 — участок брикетирования

1-склад «подвижное дно»
Позволяет организовать полностью автоматическую подачу сырья (щепа или опил) в сушилку.
Щепа в склад может быть привозной, либо поступать из участка измельчения крупных отходов (на схеме не показан) посредством рубильной машины и необходимых транспортеров
2 — твердотопливный теплогенератор ТГ-1
В комплекте с бункером топлива (щепа, опил). Вырабатывает горячий воздух (теплоагент), необходимый для сушки.
3 — аэродинамическая сушилка-измельчитель АС-3
Предназначена для подготовки сырья к брикетированию — доизмельчению и сушки опилок и стружки. АС-3 эффективно заменяет традиционную барабанную сушильную машину, установку доизмельчения щепы и молотковую дробилку на выходе со всеми необходимыми промежуточными транспортерами и циклонами.
4 — циклоны
Служат для осаждения высушенного опила и отводу влаги в атмосферу.
5 — участок брикетирования
На схеме показаны 2 шнековых пресса «ПИНИБРИКЕТ®» с общим бункером подачи опилок. Комплектуются вытяжными коробами и охладителями.

БРИКЕТИРОВОЧНЫЙ ПРЕСС ДЛЯ ОПИЛОК — BP420AP

ОПИСАНИЕ  брикетировочного пресса.
Пресс прессует опилки в брикеты которых используют для топки котлов отопления.
Технические данные пресса:
Габаритные размеры:          длина                                     1800 мм
ширина                                  1800 мм
высота                                   1900 мм (в течение                      транспортировки 2200 мм)
вес                                          3 000 kg
Питание пресса:                                                              380 50 гц V 35 кВт 70-100 A
Производительность пресса:                                       — 450 кг/h
Давление сжатия опилок:   минимум                    1000 кг/см ²
максимум                   1500 кг/см ²
Условная влажность опилок:         <15 %
Измерения брикета:            
ширина                                  150 мм
высота                                      60 мм
длина                                      40÷ 105 мм

Электрическая системауправляет гидравлической частью пресса. Есть три электрических двигателя: первый 30 кВт, вращает главный гидравлический насос, второй 1,1 кВт — вращает маленький гидравлический насос, третий 1,5 кВт — вращает шнек подачи опилок. Работoй двигателей и гидравлических клапанов через магнитные пускатели управляет микропроцессор с модулем расширения. Он взаимодействует с полупроводниковым усилителем и вторым микропроцессором, который управляет работой аналогового датчика давления.
Гидравлическая система — управляет работой гидравлических цилиндров. Есть три гидравлических цилиндра: первый – главный – прессует брикеты, второй — вертикальный, для уплотнения опилок, третий — формы, для перемещения формы брикетов. Работа гидроцилиндров зависит от правилъной работы гидроузла – гидронасосов и распределителей. Распределители смонтированы на распределителъной плите и управляется электросхемой пресса. Гидронасос для циркуляции охлаждаемого масла управляется температурным датчиком, через электросхему пресса.
Подача опилок – выполняется бункером подачи опилок, смонтированным на прессе. Попадающие в бункер опилки размешиваются и при помощи шнека подаются под поршенъ вертикалъного цилиндра.
Управлениепредназначены два типа управления, ручной и автоматический. Всё оборудование управления установлено в электро- шкафу. Автоматическое управление — нормальная работа пресса без участия оператора. Ручное управление предназначено для наладки пресса, возвращения цилиндров в исходное положение, в случае аварии или нарушения автоматического режима, для управления прессом в течение обслуживания. Три контрольных лампы делают работу с прессом легче. Первая предупреждает о перегревании двигателей. Вторая о нехватке опилок в бункере и третья показывает засорение в масленых фильтрах.
 
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ:
Цена стандартного набора:                               Цена 2008г. – 46 000Eвро

Опилки – это деньги,  которые надо взять

РАСХОДЫ ПРОИЗВОДСТВА ОДНОЙ ТОННЫ
УСЛОВНОЕ ВЫЧИСЛЕНИЕ (стандартный Европейский поддон 1080 кг)
Поддон:                                             1 шт.              173  руб.
Защитная плёнка (верхняя и нижняя):       5 m²                       18.4 руб.
Полиэтиленовые пакеты для брикетов:    108 шт.                      262.4 руб.
Сухие опилки:                                 10 m³                             810 руб.
Упаковочная плёнка:                                   10 m²                     25.2 руб.
Деревянное упаковочное кольцо:                   1 шт.                              6 руб.
Металлический упаковочный пояс:          20 м.                     30 руб.
Расходы на электроэнергию:                      87.5 кВт.ч                  222 руб.
Затраты на рабочую силу с налогами:      2.5 h                254.8 руб.
Расходы по эксплуатации                                      95.6 руб.
Всего:                                                                                                1900 руб.
Цена продажи брикетов EXW: (расчёты 2005г)             3200- 3400 руб.
Прибыль (без косвенных затрат):                          880 — 1400 руб.   (За одну смену пресс, это – 7 рабочих часов, производит 3,15 тонны брикетов. Согласно вычислению с самым высоким индексом расходов в месяц, это — двадцать один рабочий день, пресс произведёт 66,15 тонн брикетов, прибыль
будет ~80000 (105600) руб.
Пресс окупается:
Одна смена                           1,5 – года
Две смены                           9– месяцeв
Три смены                                       6– месяцeв
В случае, если фирма использует их собственные опилки и не принимает во внимание цену опилок, увеличение прибыли составляет до 70 %.
Себестоимость и цена брикетов может меняться в зависимости от страны

Технико-экономическое обоснование создания линии по переработке  опилок древесных в топливные брикеты

Переработкой древесины занимаются  государственные и частные предприятия. Древесные отходы, как правило, утилизируются, платя экологическим службам районов штрафы, не видя выхода из этого положения.
Простое сжигание опилок с повышенной влажностью встречает понятное сопротивление экологов, так как при этом возникают проблемы неполного сгорания и выделения окиси углерода (угарного газа).
Понятно, что введение в процесс сжигания древесных отходов, даёт вклад в уменьшение потребления экспортного энергоносителя. Заметное количество древесных отходов есть во многих районах.
Существуют различные технологии изготовление топливных древесных брикетов. Применение их в качестве топлива существенно улучшает процесс сгорания. Калорийность древесных брикетов близка к калорийности сухой древесины. Спрос на такое топливо в Западной Европе постоянно высокий. Европейские посредники готовы закупать практически неограниченное количество брикетов.
В Европе выпускаются установки, которые производят древесные брикеты из сырых  опилок и где сушка до необходимых для производства брикетов 12% влажности производится с применением газа и дизтоплива.
На техническое основе данного бизнес-плана была выполнена разработка проекта и организовано производство узлов линии шнекового прессования  на предприятиях Белоруссии. Принцип работы основного узла – шнекового пресса,  аналогичен тому, который фирма «Pini+Key» (Австрия) использует уже десятки лет.
Цена данной установки существенно дешевле западных аналогов при сравнимых эксплуатационных характеристиках.
Стоимость базового комплекта оборудования, включая шефмонтажные работы, составляет  4400000 руб. Суммы даны без учета НДС.

Основная идея проекта

Цель проекта заключается в том, чтобы из практически бесплатного сырья,  произвести экспортную продукцию. При этом появляется возможность, с одной стороны, ввести в энергетический баланс отходы, а с другой, улучшить экологическую обстановку.
 Существующие приоритеты и их влияние на проект
Переработка опилок древесного сырья и листвы, переработка отходов древесины, так или иначе, решается практически во всех странах мира. Восточная Европа, в том числе Российская федерация в целом, в настоящее время существенно отстает по наращиванию объёмов переработки отходов.
Фирмами «TOS Svitavy», «Briklis» (Чехия) созданы установки для переработки опилок  влажных в брикеты производительностью по выходу до 600 кг/час. Однако, европейские цены выше в несколько раз выше, чем на оборудование со схожими возможностями производства Беларуси. Так, например, дилер фирмы «Briklis» может предложить оборудование в комплектации с сушильной установкой комплектации от 290 тысяч USD. Пресс в аналогичной предлагаемой по данному варианту комплектации производства австрийской фирмы Pini+Kay стоит  3120000 руб .

 Анализ рынка и стратегия маркетинга
Для иллюстрации свойств древесных брикетов приводится теплотворная способность распространённых видов топлива (МДж/кг).
Дрова …………………..10;
Дизельное топливо…….42.7;
Уголь каменный …….…22;
Торф………………… …10;
Брикеты древесные ….19.
При этом древесные брикеты при сжигании выделяют значительно меньше золы и СО2 в связи с чем пользуются стабильным спросом на Европейском рынке.Технологически режим работы установки непрерывен. Отправка по мере накопления объёма на фуру грузоподъёмностью ~ 20 тонн.

 Особенности производства
 Технологическая схема производства

 Организационно-технический план производства
Работа по созданию линии содержит следующие, обычные в таких случаях, этапы:
организационная работа по размещению;
изготовление нестандартного оборудования;
закупка комплектующих;
согласование размещения с контролирующими организациями;
поставка вспомогательного оборудования;
общестроительные работы;
монтаж технологического оборудования, разработка эксплуатационной документации;
запуск линии.
 Сырьё и материалы
Сырьём для производства древесных топливных брикетов являются отходы деревообработки, солома, льнокостра, шелуха подсолнечника и др. отходы.
 Отработка технологических операций
В линии следующие основные технологические операции:
оптимизация потока стружки в шнек подачи;
шнековое прессование.
При пуско-наладочных работах каждый агрегат проходит автономную наладку

Финансовая оценка проекта
 Затраты по основным статьям на создание производства (без учета НДС).
 Изготовление основных блоков линии:
Стоимость оборудования по п. 4.1.1.1  4400000 руб

Пресс шнековый 1 шт.
Шнек подачи 1 шт.
Бункер накопитель 1 шт.
Барабан сушильный СК-1М 1 шт.
Вентилятор 3 шт.
Теплоагрегат 1 шт.
Циклон 1 шт.
Транспортер винтовой 2 шт.
Пульт управления 1 шт.
НУР 250В (измельчитель) 1 шт.

 Изготовление нестандартного оборудования, включая проектирование.
(не входит в  поставку базового комплекта линии).
системы технологических воздуховодов ………………………180000 руб.;
системы упаковки и оперативного складирования……………64000 руб.;
системы пожарной сигнализации ……………………………….88000 руб.;
Затраты по п. 4.1.2.  332000 руб.
Ежемесячные затраты для оценки себестоимости продукции.
 Заработная плата:    

Для организации полного цикла выпуска брикетов необходима работа бригады из 4-х человек. Таким образом при условии непрерывной работы оборудования в течение 20 часов в сутки необходима организация работы 3-х бригад. При условии выплаты зарплаты в 10000 руб. и оценивая в среднем обобщённую налоговую нагрузку в 50 %, получим затрат на сумму 180000 руб. в месяц.
Плата за электроэнергию
при рабочей мощности 80 кВт, при работе 600 часов в месяц и при стоимости за один кВт/час  39.2 руб составит за месяц ~ 188160 руб.
 Дополнительные затраты.
Затраты на тару и упаковочные материалы:
при условии непрерывной работы линии 20 часов в сутки, исходя из производительности 400 кг/час готовых брикетов,  будет произведено 240 тонн готовой продукции, для упаковки которой потребуется, соответственно, 240 европаллет  приблизительно на сумму  80000 руб.
необходимым расходным материалом в прессе является насадка шнека, которая изнашивается при производстве 80-90 тонн продукции и нуждается в замене. В базовую комплектацию входит 4 таких насадки.
Стоимость дополнительной новой насадки составляет 12000 руб. Однако отработанную насадку можно отреставрировать с методом наплавления неограниченное число раз после производства 80-90 тонн брикетов, что стоит ориентировочно 4000 руб. Таким образом добавляются ежемесячные затраты 8000 руб.
Здесь хотим отметить, что собственно шнек является слабым местом в шнековых прессах и, в частности, в установках брикетирования российского и украинского производства, износ шнека происходит при выработке 20 тонн продукции и даже у австрийского производителя шнек меняется через 40 тонн.
Также из расходных материалов понадобится пластиковая лента для стяжки брикетов по 12 штук перед укладкой на паллеты и стрейч-пленка для обмотки паллет. Таким образом,  расходы по пп. 4.2.1 ÷ 4.2.3 составят 358240 руб.

Суммарные расходы

Суммарные расходы на сооружение линии составят 6520000 руб. 4.3.2.
Расходы за месяц её эксплуатации составят 358240 руб.
 Сумма расходов для оценки срока окупаемости составит 6986080 руб.

  План финансирования.

Оборудование поставляется на следующих условиях:
предоплата 70% стоимости оборудования … 4400000*70% = 3080000 руб. срок изготовления – 2 месяца с даты поступления предоплаты. Далее оплачивается 30% стоимости оборудования и стоимость пусконаладочных работ перед отгрузкой и сборкой …………………………………………………………………… 1320000 руб.
оставшиеся 10%  стоимости оборудования после подписания акта ввода в эксплуатацию ………………………………………………………….. = 536000 руб.
к этому моменту должны быть закуплены материалы и выполнены работы по п.п. 4.1.2 – 4.1.5. на общую сумму ……………………     1280000 руб. *;
* последняя цифра взята по максимуму и уточняется в конкретном случае.

 План возврата средств
 Эксплуатационные затраты в месяц.
 
Эксплуатационные затраты в месяц оценены в пункте 4.2 и составят 436280 руб.
 Планируемая выручка в месяц.
производительность в час — 0.5 тонны;
часов непрерывной работы в сутки — 20;
цена реализации за тонну брикетов – 4000 руб.;
Итого планируемая выручка в месяц около 1200000 руб.
 Планируемая прибыль в месяц.
1200000- 436280 = 763720 руб.

 Срок полного возврата

Срок полного возврата средств на создание производства топливных брикетов по проекту  составит 6986080/ 763720 = прибл. 9 месяцев.

Представляем бытовой котел на твердом топливе, в котором продолжительность горения одной закладки брикетов составляет более суток!
СТАБИЛЬНОЕ ТЕПЛО НА ЦЕЛЫЕ СУТКИ
Котел на пинибрикетах с вертикальной загрузкой
В качестве топлива можно использовать дрова, пинибрикеты из древесных отходов, гранулы и другие виды твердого топлива.
Длительность горения и невероятная эффективность обусловлены тем, что топливо горит сверху вниз.
Представьте себе зажженную спичку — если держать ее пламенем вверх, она будет гореть долго, если перевернуть вниз — сгорит сразу.
Так и дрова (или брикеты) — если разжечь их в печке с поддувом  снизу, они сгорят все за ограниченный промежуток времени. Если загрузить сразу много дров — все равно они сгорят быстро и энергия высвободится за короткое время. Наша задача заставить топливо гореть именно с той скоростью, какая требуется чтобы котел мог развить паспортную мощность и не более того.
В этих котлах горелка опускается вниз по мере сгорания топлива, что обеспечивает наиболее экономичное его использование, по сравнению с тем, как топливо горит снизу вверх в камерах обычных печей.
Загрузка и розжиг дров происходит сверху. Это позволяет обеспечить постепенное горение дров сверху вниз. После сгорания верхнего слоя дров воздухо-распределитель постепенно опускается вниз и держится на горящих дровах – в центре горения. Воздух через телескопическую трубу подаётся прямо в зону горения, что обеспечивает наиболее эффективное сжигание топлива и КПД 85%. Высокая температура в начале растопки не позволяет смоле скапливаться на внутренних стенках котла и не образует конденсат.

 

 ***

ФГОУ СПО «Калининградский морской рыбопромышленный колледж», Калининград, Россия

Материалы  научно-практической конференции 20-21 апреля 2010 года  Калининградского морского рыбопромышленного колледжа по итогам кружковой работы  2009-2010 учебного года.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Архивы

Июнь 2018
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Май    
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
252627282930