ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

«Новая промышленная технология производства заменителя целлюлозы – беленой химико – термомеханической массы (ХТММ) и картона в Российской Федерации»

Рекомендуемая область пременения

Производство бумаги и картона.

Назначение, цели и задачи проекта

Основное назначение проекта – разработка современной высокоэффективной и экологичной технологии производства заменителя целлюлозы – беленой химико – термомеханической массы (ХТММ).

ХТММ относится к волокнистым  полуфабрикатам  высокого выхода (ВПВВ) Выход массы из древесины составляет (85-92) %.

ХТММ используется как волокнистый полуфабрикат в композиции  широкого ассортимента бумажной и картонной продукции и служит частичной или полной заменой  целлюлозы  в этих видах продукции при сохранении  их высоких качественных показателей. По основным свойствам беленая ХТММ  сравнима с беленой целлюлозой, произведенной  из соответствующих видов древесины. Применение ХТММ снижает себестоимость, улучшает показатели объемного веса и условия формование бумаги или картона.

Беленая ХТММ  используется в композиции таких  видов бумаги и картона, как: суперкаландрированная бумага, легкомелованная бумага, тонкие виды бумаг, коробочный картон, картон для упаковки жидких продуктов и другие.

Древесным сырьем для производства ХТММ на новом предприятии в Псковской области будет преимущественно древесина осины, кроме того, возможно использование небольшого количества древесины берёзы с примесью хвойных пород древесины.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Потребление химико-термомеханической массы (ХТММ) для производства бумаги и картона в мире постоянно растет. Растет так же и производство товарной беленой ХТММ. Возможность производства товарной ХТММ  является одним из достоинств этого полуфабриката. Наибольший коммерческий успех  имеют предприятия с интегрированной  структурой, что позволяет регулировать потребление ХТММ на собственные нужды или выпускать полуфабрикат в товарном виде, в зависимости от ситуации, складывающейся на рынке.

Новое предприятие по производству белёной ХТММ и картона в Псковской области:

Обеспечит создание новых рабочих мест, что окажет положительное воздействие на ситуацию с занятостью населения в Псковской области, как во время строительства, так и последующей эксплуатации производства ХТММ;

Увеличит долю российской товарной ХТММ на внутреннем и внешнем рынках  в производстве высококачественных видов бумаги и картона, в композиции которых используется химико-термомеханическая масса;

Обеспечит выпуск в России конкурентоспособной импортозамещающей продукции в виде  товарной  ХТММ, что будет способствовать интеграции России с международными рынками за счет экспорта волокнистого полуфабриката и бумажной продукции, а не сырья, такого как древесина;

Реализует технологический процесс производства волокнистого полуфабриката, при котором на тонну вырубленного леса будет производиться большее количество волокнистого полуфабриката, чем при химической переработке древесины, что будет способствовать более рациональному использованию лесных ресурсов;

Обеспечит производство экспортной продукции на основе древесного сырья из осиновой древесины или других пород лиственной древесины низкого качества и не находящих применения в других отраслях экономики.

Основанием для направления в ЦНИИБ материалов о создаваемом в Псковской области предприятии для подготовки экспертного заключения о целесообразности и возможности его строительства является поручение Министра промышленности и энергетики Российской Федерации Христенко В.Б. 

Строительство предприятия по производству ХТММ и картона предусматривается в две очереди.

Мощность производства составит:

Режим работы предприятия: непрерывный, три смены по 8 часов 350 дней в году.

На предприятии в зависимости от потребности рынка предусматривается выработка картона для гофротары и упаковки жидких продуктов и выработка ХТММ следующего ассортимента:

беленая химико-термомеханическая масса из осиновой древесины,  предназначенная для печатных бумаг, со следующими качественными показателями:

беленая химико-термомеханическая масса из осиновой древесины, предназначенная для выработки офисной бумаги, со следующими качественными показателями:

беленая  химико-термомеханическая масса из осиновой древесины, предназначенной для санитарно-гигиенических видов бумаг и для производства картона, со следующими качественными показателями:

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Для  организации производства ХТММ  и картона предусматривается:

древесно-подготовительное производство для изготовления ХТММ, годовой мощностью 1,5 млн. м3 древесины: строительство новых карт для складирования балансов, узла приёма и переработки древесины: две линии окорки древесины и рубки щепы, закрытого склада щепы для ХТММ, транспортной галереи для подачи щепы с закрытого склада в производство ХТММ;

две производственные линии ХТММ - включающие рафинирование, отбелку и обезвоживание;

аэрофонтанная сушка белёной ХТММ и пресс;

две линии упаковки;

склад готовой продукции;

производство картона;

склады химикатов;

корьевой котел;

паровой бойлер;

компрессорная;

химическая водоподготовка котловой воды и воды для приготовления химикатов;

водозаборная станция;

комплекс очистных сооружений, который имеет в своём составе сооружения по очистке сточных воды (механическая, биологическая), выпуск очищенных сточных вод в водных объект и сооружения по обработке осадков сточных вод;

очистные сооружения ливневых вод;

офисные помещения, лаборатории;

гараж;

ремонтно-механическая служба;

административно-бытовой корпус;

КПП, прочие объекты.

Принципиальная блок схема производства беленой ХТММ и картона приведена на предприятии в Псковской области на рис.1.

Рис. 1 Принципиальная блок-схема производства беленой ХТММ и картона

Для производства беленой ХТММ на предприятии в Псковской области будет использован способ производства механической массы с химической щелочно-пероксидной обработкой и с предварительным размолом (P-RCTM APMP), разработанный и запатентованный фирмой Андриц в 90-е годы прошлого столетия. Этот процесс соответствует наилучшей достигнутой технологии.

Удельные расходы основных видов топливно-энергетических ресурсов на производство ХТММ и картона на предприятии в Псковской области приведены в табл. 1.

Удельные расходы основных видов топливно-энергетических ресурсов на производство ХТММ и картона

Характеристика основных видов сырья (полуфабрикатов) на производство ХТММ и картона приведена в табл. 2.

Таблица 2

Характеристика основных видов сырья (полуфабрикатов), используемого на проектируемых объектах, для организации производства  ХТММ и картона

Принципиальная схема производства ХТММ приведена на рис.2.

Рис.2 Принципиальная схема производства ХТММ

Древесно-подготовительное производство

Для обеспечения щепой процесса получения ХТММ предусмотрены следующие объекты подготовки древесины:

Биржа балансов древесины;

Узел приема и переработки древесины;

Склад щепы;

Коммуникации непрерывного транспорта щепы, коры и древесных отходов

Производство щепы для ХТММ осуществляется непрерывным потоком. Неокоренная древесина подается на приемный стол и далее - к окорочному станку. Окоренная древесина рубится на рубительной машине и готовая щепа системой шнековых конвейеров подается на сортирование. Нормальная фракция отсортированной щепы подается в элеватор и далее в закрытый склад щепы объемом 10000 м3 (запас хранения 3,5 сут). Крупная фракция измельчается на дезинтеграторе и возвращается на повторное сортирование. Имеется возможность приема покупной щепы.

Отходы в виде мелочи и опилок, образующиеся в процессе сортирования щепы, смешиваются с корой от окорочного станка и подаются на корорубку, дробятся, а затем системой пневмотранспорта направляются на склад коры и древесных отходов при существующим древесно-подготовительном цехе, откуда поступают на утилизацию путём сжигания  в корьевом  котле.

Количество отходов, образующихся в древесно-подготовительном производстве, приведено в табл.3.

Таблица 3

Количество отходов, образующихся в древесно-подготовительном производстве

Производство химико-термомеханической массы

Процесс производства ХТММ  базируется на применении перекисно-щелочной обработки древесины и включает следующие основные технологические операции:

·        прием щепы;

·        предварительная пропарка щепы;

·        промывка щепы;

·        пропарка и пропитка щепы каустиком в 2 ступени, для снижения потребления энергии на размол и улучшения свойств конечного продукта;

·        размол щепы на дисковых рафинерах в две ступени;

·        сортирование волокнистой массы;

·        размол отходов сортирования и возврат размолотой массы в общий поток

·        обезвоживание массы на дисковом фильтре и прессе

·        отбелка волокнистой массы перексидом водорода;

·        промывка и обезвоживание массы на прессе;

·        приготовления химикатов для пропитки и отбелки и подачи их в производство;

·        теплорекуперация пара, образующегося при размоле щепы с последующим использованием в технологическом процессе производства ХТММ (сушка, пропарка);

·        аэрофонтанная сушка;

·        упаковка и транспортировка кип ХТММ на склад;

·        складирование готовой продукции.

Прием, промывка, пропарка  и пропитка  щепы

Отсортированная щепа со склада щепы транспортером подается в бункер  пропарки щепы. Затем по системе шнеков щепа попадает в промыватель щепы, где промывается горячей оборотной водой. Тяжелые посторонние включения (камни, песок, нестандартная щепа и другие), отделенные в промывателе направляются в сепаратор отходов и далее собираются в контейнере для последующего размещения отходов на лицензированном предприятии. 

Далее щепа подается в две пропиточные колонны,   куда   также поступает пропиточный раствор, основным реагентом которого является  гидроксид натрия. Из донной части колонны щепа выгружается разгрузочным шнековым конвейером на уплотняющий шнек, подающий щепу на систему размола.

Размол щепы

Процесс размола щепы осуществляется в две ступени. Масса после второй ступени размола выдувается в циклон второй ступени, где паровоздушная смесь отделяется от массы. Паровоздушная смесь поступает в систему теплорекуперации, а волокнистая масса шнековым конвейером-разгружателем выгружается из циклона, разбавляется оборотной водой и далее направляется на сортирование.

Сортирование, сгущение и аккумулирование небеленой ХТММ

Сортирование массы осуществляется на щелевых напорных сортировках в две ступени.

Отходы от сортировок первой ступени направляются на сортировку второй ступени. Хорошая масса от первой и второй ступени сортирования направляется на дисковый фильтр. Отходы сортирования второй ступени поступают на дальнейшую переработку в рафинер отходов.

Фильтрат от дискового фильтра поступает в бассейн мутного и светлого фильтрата. Мутный фильтрат насосом направляется в бассейн-аккумулятор. Мутный фильтрат возвращается в технологический поток на роспуск бракованных кип в гидроразбивателе, на систему аэрофонтанной сушки, к насосам средней концентрации дискового фильтра и другие переделы.

Светлый фильтрат подается на разбавление массы к рафинерам. Избыток светлого фильтрата направляется в систему теплорекуперации, где охлаждается в теплообменнике, а затем поступает на внутрицеховую очистку сточных вод ХТММ.

Отбелка

Небеленая химико-термомеханическая масса из бака-аккумулятора насосом подается на обезвоживающий пресс- фильтр.  На пресс также подается оборотная вода, химикаты для отбелки (каустическая сода, перекись водорода, хелатный реагент трилон "Б").

Сгущенная до 30 % концентрации масса с химикатами подается в напорную трубу насоса средней концентрации, где разбавляется оборотной водой до концентрации 10% и далее направляется в верхнюю часть башни отбелки.

Масса после башни отбелки направляется для промывки на обезвоживающий пресс-фильтр. Вода от промывки на обезвоживающем прессе собирается в баке фильтрата и используется в технологическом процессе производства ХТММ: на спрыски, на разбавление массы.

Промытая беленая масса  насосом средней концентрации подается в бак хранения беленой массы емкостью 1500 м3. Далее масса поступает на обезвоживающий пресс-фильтр.

После прессов масса концентрацией около 47 % системой конвейеров подается в разрыватель и далее на аэрофонтанную сушку.

Аэрофонтанная сушка ХТММ

Химико-термомеханическая масса после обезвоживающего пресса поступает на разрыватель. В разрыхленную массу подается горячий сушильный воздух и далее направляется на сушку.

Аэрофонтанная сушка беленой ХТММ проводится в две ступени. Нагрев и подготовка сушильного воздуха каждой ступени сушки производится отдельно. Сушильный воздух для первой ступени сушки проходит через калорифер, где подогревается вторичным паром, получаемым при производстве ХТММ. Для догрева воздуха до 250 оС используется природный газ. Сушильный воздух для второй ступени сушки также проходит через калорифер, где подогревается вторичным паром до температуры 166 оС с использованием природного газа.

Высушенная масса после циклона второй ступени сушки подается на охлаждающий циклон. Затем охлажденная масса по системе конвейеров поступает на пресса для кипования и далее на упаковку.

Отделенный горячий воздух от циклонов первой, второй ступеней сушки и из охлаждающего циклона поступает в скруббер для очистки, орошаемый оборотной водой. Воздух из скруббера выбрасывается в атмосферу. Подскрубберная вода используется в технологическом потоке.

Упаковка и подача кип на склад

После аэрофонтанной сушки высушенная масса подается на киповальный пресс, где формируются кипы ХТММ. После киповального пресса кипы по транспортеру подаются к оберточному станку, где происходит оборачивание кипы оберточной бумагой. Далее кипы поступают к фальцевальному станку для выполнения торцевых сгибов обертки. Затем кипы по транспортеру подаются на обвязку. Готовые кипы маркируются, формируются, перевязывается в штабели  и направляются на склад готовой продукции.

Бракованные кипы от киповальных прессов системой транспортеров направляются в гидроразбиватель для роспуска и повторного использования в технологическом процессе.

Производство картона включает в себя следующие основные отделы:

·        Размольно-подготовительный;

·        Зал бумагоделательной машины;

·        Резки и упаковки готовой продукции с системой транспортировки рулонов на склад готовой продукции;

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Годовое водопотребление предприятия составит:

·        по I  очереди 16899 м3/сутки или 5914650 м3/год;

·        по II очереди 38084 м3/сутки или 13329400 м3/год;

·        по I+II очереди 54983 м3/сутки или 19244050 м3/год.

Свежая вода будет использоваться:

·        на технологические нужды основного и вспомогательного производства;

·        на противопожарные нужды;

·        на хозяйственно-питьевые нужды.

В производстве белёной ХТММ и картона будут предусмотрены системы оборотного и последовательного использования воды. Свежая вода будет использоваться только на те операции технологического процесса, где невозможно применение оборотной или последовательно используемой воды. Это позволит в значительной мере сократить забор свежей воды из источника водоснабжения и уменьшить гидравлическую нагрузку на очистные сооружения.

1.     Водоотведение

Годовое водоотведение составит:

·        по I  очереди менее 16899 м3/сутки или 5914650 м3/год;

·        по II очереди менее 38084 м3/сутки или 13329400 м3/год;

·        по I+II очереди менее 54983 м3/сутки или 19244050 м3/год.

В процессе эксплуатации предприятия будут образовываться следующие виды сточных вод:

·        Загрязнённые производственные;

·        Хозяйственно-бытовые;

·        Дождевые и талые.

Загрязнённые производственные сточные воды будут поступать в производственную канализацию от различных участков производственного процесса на комплекс очистных сооружений, который имеет в своём составе сооружения по очистке воды (механическая, биологическая), выпуск очищенных сточных вод в поверхностный водных объект и сооружения по обработке осадков сточных вод.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Основным преимуществом процесса P-RCTM АРМР  по сравнению с традиционными способами получения ХТММ является:

·        получение небелёной массы с низкой сорностью, что исключает повышенный расход отбеливающих реагентов, сокращает химические потери волокна при отбелке, повышает выход массы, снижает поступление органических и минеральных веществ в сточные воды;

·        исключение использования серосодержащих химикатов, что приводит к снижению выбросов SO2 в атмосферу;

·        сокращение  удельного потребления электроэнергии  в среднем на 0,5 МВт/ в.с.т.

Технология производства ХТММ соответствует наилучшим достигнутым и отвечает экологическим требованиям, действующим в Европейском союзе.

Все виды сточных  вод предприятия перед сбросом в водный объект пройдут эффективную очистку на очистных сооружениях до нормативных требований, обеспечивающих их поступление в водный объект без нарушений российского экологического законодательства. Условия сброса очищенных сточных вод будут согласованы с надзорными государственными органами при прохождении предпроектной документации (декларация о намерениях, обоснование инвестиций) государственной экологической экспертизы.

Производство ХТММ и картона не сопровождается значительными выбросами загрязняющих веществ в атмосферный воздух.

Основное количество загрязнений будут поступать в атмосферу с продуктами сжигания от следующих источников:

·        Корьевой котёл, использующий в качестве топлива кору, древесные отходы, природный газ;

·        Паровой бойлер, использующий в качестве топлива, осадки от очистных сооружений сточных вод, природный газ;

·        Аэрофонтанная сушка товарной беленой ХТММ.

Ожидается, что выброс загрязняющих  веществ в атмосферный воздух от этих источников составит:

·        летучие органические соединения < 100 мг/нм3;

·        оксид углерода < (30-400) мг/нм3 в зависимости от доли природного газа в топливе;

·        окислы азота < (20-500) мг/нм3 в зависимости от доли природного газа в топливе;

·        диоксид серы < 15 мг/нм3;

·        пылевые частицы < 70 мг/нм3;

Влияние газовых  выбросов от этих источников незначительно с учётом размеров санитарно-защитной зоны, что позволит обеспечить не  превышение безопасного уровня концентраций загрязняющих веществ на границе санитарно-защитной зоны и в жилой зоне населённого пункта.

На новом предприятии по производству беленой ХТММ  и картона в основных технологических процессах, а также во вспомогательном производстве будут образовываться различные отходы, относящиеся в зависимости от степени вредного воздействия к разным классам опасности для окружающей природной среды.

Источниками образования отходов на стадии эксплуатации являются:

·     основной и вспомогательный технологические процессы;

·     эксплуатация зданий предприятия;

·     жизнедеятельность персонала.

В производственных процессах предусмотрено максимально возможное использование отходов и оборотного брака.

На предприятии будут организованы специальные места для временного размещения отходов.

Основное количество коры и древесных отходов будет утилизироваться путём сжигания в корьевом котле.

Осадки от очистных сооружений сточных вод будут утилизироваться путём сжигания в паровом бойлере.

Строительство собственных мощностей по размещению отходов  предприятия по производству беленой ХТММ и картона не предполагается.

Образующиеся неутилизируемые отходы производства и потребления будут передаваться лицензированному предприятию по размещению отходов или передаваться лицензируемым предприятиям на переработку и обезвреживание.

Таким образом, влияние предприятия на окружающую среду будет сведено к минимуму и соответствовать требованиям российского экологического законодательства.

Параметры микроклимата, уровни технологических факторов (шум, вибрация, статическое электричество), содержание пыли и вредных веществ в воздухе рабочих зон производственных помещений будут соответствовать гигиеническим нормативам.

Для предотвращения воздействия на работающих вредных производственных факторов будут соблюдаться санитарные правила СП 2.2.2.1327-03 "Гигиенические требования к организации технологических процессов, производственному оборудованию и рабочему инструменту".

В качестве основного источника внешнего  топлива будет использоваться природный газ. Общий годовой расход природного газа составит:

·        по I  очереди 22,9 млн.м3;

·        по II очереди 51,4 млн.м3;

·        по I+II очереди 74,3 млн.м3.

Годовая потребность предприятия в теплой энергии составит:

·        по I  очереди 28,9Мвт;

·        по II очереди 73,3 Мвт;

·        по I+II очереди 102,2 Мвт.

Новые потребительские свойства продукции

- получение массы повышенной белизны;
- повышение качества;
- снижения себестоимости;

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Продукция соответствует государственным стандартам.

Стадия и уровень разработки

Документация по данному проекту направлена в ЦНИИБ материалов для подготовки экспертного заключения о целесообразности и возможности строительства.

Предлагаемые инвестиции

2000 млн. руб.
1 очередь-300 млн. евро, 2 очередь-735 млн. евро, общий объем -1035 млн. евро.

Рынки сбыта

Производимые на предприятии беленая ХТММ и картон будут экспортироваться в Европейские страны и в Китай, а так же реализовываться на внутреннем рынке предположительно в равных объёмах.
Таким образом, в результате строительства нового предприятия в Псковской области:
в России будут произведена конечная продукция белёная товарная ХТММ и картон, как продукты переработки древесины, которые будут реализованы как на внутреннем рынке, так и на внешнем;
волокнистый полуфабрикат белёная ХТММ будет использоваться как сырьё, замещающее волокнистый полуфабрикат целлюлозу, изготовление которой связано с большими нагрузками на окружающую среду;
предлагаемая технология современна и соответствует наилучшей достигнутой;
на предприятии будут реализованы все имеющиеся технические достижения, направленные на предотвращение загрязнения окружающей среды, что позволит удовлетворить требования Российского природоохранного законодательства;
предпроектная документация пройдёт в установленном порядке государственную экологическую экспертизу и все необходимые согласования в государственных надзорных органах для получения разрешения на проектирование объекта инвестиций.

Возможность и эффективность импортозамещения

Такая возможность есть.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

24

Дата поступления материала

18.10.2006