Летучие продукты распада древесины содержат: СО, кислоты, спирты, кетоны, легкие углеводороды, пары смол, свободный водород, поэтому должны подвергаться дожигу. В 4,5 т/ч летучих, горючих соединений 1200 кг, остальное – физическая и пирогенетическая вода, СО2, N. При средней теплотворной способности смеси горючих соединений 4500 ккал/кг, дожиг летучих с учетом потерь позволяет получить дополнительно 5,4 Гкал/ч. Для дожига используют дутьевой воздух в количестве 2500 кг/ч. Таким образом, из камеры дожига выходят 13700 кг/ч продуктов сгорания с теплосодержанием 7,8 Гкал/ч.
Продукты сгорания направляются в котел-утилизатор Г 400-ПЭ-1 для производства 10 т/ч пара с параметрами: Тп = 260 0С, Рп = 14 атм.
Из 10 т/ч пара 3,7 т/ч расходуется на производство электрической энергии в блочном электротурбогенераторе ТГ-500М, остаток используется на технологические нужды. После котла-утилизатора продукты сгорания подвергаются обезвреживанию в «мокром» скруббере.
Предполагается получать жидкое стекло плотностью 1400 кг/м3, для чего первоначально готовят композицию: тонкомолотая в шаровой мельнице силикат-глыба – 1 часть по массе, вода – 0,9 частей по массе. Композицию заливают в автоклав с паровой рубашкой и пропеллерной мешалкой. Рабочая емкость автоклава 2,8 м 3. Время термической обработки композиции из силикат-глыбы и воды 8 часов при температуре примерно 200 0С и давлении 10…12 атм. За время обработки твердая силикат-глыба растворяется в воде с получением жидкого стекла плотностью 1400 кг/м3 и кремнеземистым модулем 3,8. Количество автоклавов – 8. Часовая производительность участка по жидкому стеклу – 3,5 т/ч.
Жидким стеклом заполняют реакторы емкостью 14 м3 (масса жидкого стекла при плотности 1400 кг/м3 – 19,6 т), куда входит 5-ти часовой выход жидкого стекла. При медленном перемешивании к жидкому стеклу подливают 2700 л раствора серной кислоты (К = 20 %). Студенение массы осуществляется в течение часа, после чего свободная жидкость из реактора сливается. Жидкость представляет собой раствор сульфата натрия с примерной концентрацией 16… 17 %.
Далее гелевую массу SiО2 вычерпывают из реактора, укладывают на пористый вибро-конвейер и удаляют оставшийся раствор сульфата натрия.
После этого гелевую массу SiО2 промывают водой, сушат, дробят и затаривают в мешки.
Раствор Na2SO4 «упаривается» первоначально в выпарной колонне, затем Na2SO4 обезвоживается в кристаллизаторе и возвращается в технологический процесс, что позволяет существенно снизить затраты на приобретение Na2SO4.
Расход энергии на извлечение 1 т Na2SO4 из отработанного раствора примерно 5 Гкал. Для снижения затрат обезвоживание организовано в форме котла-утилизатора.
Получить силикагель возможно по двум укороченным схемам. В одном случае, если приобретать готовую силикат-глыбу, процесс может начаться с растворения силикат-глыбы. В другом случае процесс может начаться с выделения кремне-геля из жидкого стекла, приобретенного в готовом виде.
Преимуществом полной технологии от изготовления силикат-глыбы до получения силикагеля в том, что процесс более эффективен и качество конечного продукта выше. В укороченных схемах добиться высокой эффективности трудно, т.к. товарная силикат-глыба выпускается невысокого кремнеземистого модуля (как правило, не выше 2,4), а жидкое стекло еще и низкой плотности – 1200…1260 кг/м3, Образовавшимся при производстве силикагеля по укороченной схеме побочным продуктам, например Na2SO4, трудно найти применение.
Участок оборудован крытым складом «горелой» земли с запасом на 5 суток; закрытым складом для мешков с Na2SO4 с запасом на 10 суток; закрытым складом древесного угля на 1 сутки; газогенератором; выносной топкой; плавильной печью с гранулятором силикат-глыбы; камерой дожига; ретортами сухой перегонки древесных отходов; второй камерой дожига; котлом-утилизатором; турбогенератором для производства электрической энергии; системой очистки продуктов сгорания; установкой дробления компонентов.
Установленная мощность токоприемников на участке – 160 кВт.
Обслуживающий персонал – 9 человек в смену.
Участок оборудован: шаровой мельницей; автоклавами; емкостью для готового продукта с запасом на 1сутки. Установленная мощность токоприемников на участке–65кВт. Обслуживающий персонал – 5 человек в смену.
Участок оборудован: складом концентрированной серной кислоты из расчета на 10 сут.; реактором для приготовления рабочего раствора кислоты; реактором; сборником отработанного раствора; «выпарной» колонной; кристаллизатором; вибротранспортером для обезвоживания геля; сушилкой для сушки геля; дробильным устройством для измельчения силикагеля; затарочной машиной.
Установленная мощность токоприемников – 90 кВт.
Обслуживающий персонал – 6 человек в смену.
Таблица 3.1
Стоимость типового технологического оборудования принята по прайс-листам заводов – изготовителей.
| Наименование | Количество, шт. | Стоимость, млн. руб. |
| Вентилятор газогенератора, 30 ЦС 85 | 1 | 0,11 |
| Вентилятор выносной топки, ВР 80-75 № 2,5 | 1 | 0,007 |
| Вентилятор первой камеры дожига, 1ЦС 63 | 1 | 0,08 |
| Вентилятор второй камеры дожига, 30ЦС 85 | 1 | 0,11 |
| Дымосос, ДН 12,5 | 1 | 0,14 |
| Вентиляторы аспирационные, ВР-80-75 №3,15 | 3 | 0,01*3=0,03 |
| Насос подпитки котла, К 80-65-160 | 1 | 0,015 |
| Насосы химические, ХМ-32-20-125К | 4 | 0,032*4=0,128 |
| Насос промывной воды в скуббер, К50-32-125 | 1 | 0,007 |
| Насосы системы осветления промывной воды, П 12,5/12,5 | 2 | 0,035*2=0,07 |
| Кран подвесной электрический г.п. 1т | 4 | 0,19*4=0,76 |
| Стержневой смеситель, СММ-82 | 1 | 0,31 |
| Реактор химический | 2 | 0,12*2=0,24 |
| Автоклавы | 8 | 0,26*8=2,08 |
| Котел-утилизатор, Г 400 ПЭ-1 | 1 | 5,2 |
| Электротрубогенератор, ТГ-500м | 1 | 1,85 |
| Мельница шаровая СМ-6008 | 1 | 0,27 |
| Итого:Неучтенное оборудование (20%) | 11,4072,243 | |
| Всего: | 13,65 |
Масса нестандартизированного оборудования примерно 35 т. При средней цене на изготовление нестандартизированного оборудования 112 тыс. руб./т общая стоимость нестандартки – 3,92 млн. руб.
Стоимость монтажа технологического оборудования принята 77 % от стоимости оборудования, т.е. 13,53 млн. руб.
Таким образом, стоимость технологического оборудования при производстве силикагеля по полной схеме – 31,1 млн. руб. Стоимость технологического оборудования при производстве силикагеля из покупной силикат-глыбы – 7,9 млн. руб, то же при производстве силикагеля из жидкого покупного стекла – 5,2 млн. рублей.
Полная технологическая линия может быть расположена в корпусе с размерами 60 х 12м и высотой до низа балок – 6 м. Строительный объем 5760 м 3. При средней цене за 1 м3 строительного объема 1100 руб. общая стоимость строительной части составит 6,34 млн. руб. К этой сумме следует добавить стоимость сооружения плавильной печи, примерно 0,8 млн. руб., пиролизной реторты сухой перегонки древесины – 0,6 млн. руб, отстойников очистных сооружений 0, 3 млн. руб., всего – 8,04 млн. руб.
Стоимость строительной части при производстве силикагеля из силикат-глыбы приблизительно – 3,8 млн. руб., то же при производстве силикагеля из жидкого стекла – 3,3 млн. руб.
Прочие расходы включают: разработку технологической, проектно-сметной, конструкторской документации, авторский надзор, пуско-наладочные работы, обучение персонала. Прочие расходы обычно составляют 12,5 % в составе капитальных затрат, т.е. (соответственно вариантам) 5,56 млн. руб., 1,7 млн. руб., 1,2 млн. руб.
| По вариантам технологии, млн.руб. | Полная | Из Селикат-глыба | Из жидкого стекла |
| Оборудование | 17,57 | 4,46 | 2,94 |
| Строительно-монтажные работы | 21,57 | 7,24 | 5,56 |
| Прочие | 5,56 | 1,7 | 1,2 |
| Итого | 44,7 | 13,4 | 9,7 |
При назначении отпускной цены на товарную продукцию исходили из рыночной стоимости (например, по данным производственно-промышленного центра «МасКом» г. Иркутск), уменьшая ее на 20 %, поэтому отпускная цена предприятия на мелкопористый силикагель принята 15200 руб/т, за широкопористый (носители катализаторов) – 20000 руб/т.