Please download to get full document.

View again

of 8
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.

Analiza odrzutu grubego z przerobu makulatury

Category:

Economy & Finance

Publish on:

Views: 5 | Pages: 8

Extension: PDF | Download: 0

Share
Related documents
Description
MAKULATURA Analiza odrzutu grubego z przerobu makulatury The analysis of coarse rejects BARTEK STAWICKI GRZEGORZ WARDZIŃSKI Coarse rejects with their amounts arę a serious problem as solid waste arising
Transcript
MAKULATURA Analiza odrzutu grubego z przerobu makulatury The analysis of coarse rejects BARTEK STAWICKI GRZEGORZ WARDZIŃSKI Coarse rejects with their amounts arę a serious problem as solid waste arising during recovered paper processing (1), and they arę worth to be considered as a stream of rejects that can cause potential benefits and savings to a paper mili, when of course consciously managed. First of all it is necessary to create overview of the materiał, what coarse rejects exactly arę, the composition and characteristics, also the availability of the materiał/ the amounts must be known. But before starting to describe the materiał itself it is necessary to say why it is really so important - answer is quite simple, as mentioned before - savings, benefits which mean money. In most of the European countries with firm environmental regulations paper mills have to pay a lot for all kind of emissions, also for emissions of solid waste, for example in The Netherlands situation is as follows: companies pay 100 EUR/ton for Recycled Paper (certain grades), 4-10% of 'mixed waste'-grade recycled paper is removed as non-paper fraction, costs for waste discharge increase rapidly: at this moment in NL it is often morę than 100 EUR/ton. Discharged rejects contain in average 50% moisture cost: 150 EUR/ton! with currently ton rejects/yr in the Netherlands this means 19.5 M EUR per year go waste with the waste. Regarding to above mentioned as an initiative of Dutch organization for paper industry - Kenniscentrum Papier en Karton (Centre of Competence Paper en Board) in the framework of a European project ECOTARGET - a research study has started on analysis of coarse reject (2). The outcome of the first steps of the projects, namely the overview of existing knowledge on the topie of solid waste, it turned out that there is a serious łąck of knowledge on the amounts and composition of waste arising from recovered paper processing, and that not enough attention is paid to the issue of solid waste emission in paper mills in several countries (coarse rejects arę landfilled and treated as useless and worthless materiał) (2-7). Mgr inż. B. Stawicki, Instytut Papiernictwa i Poligrafii Politechniki Łódzkiej, obecnie w Kenniscentrum Papier en Karton, Ijsselburcht 3, 6825 Arnhem, Holandia, G. Wardziński, student Wydz. Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska PL, PRZEGLĄD PAPIERNICZY 0, GRUDZIEŃ y grube z przerobu makulatury oraz ich duże ilości są poważnym problemem (1), podobnie jak powstające przy tym odpady stałe. Warto zatem spojrzeć na nie jako na strumień odrzutów, który - gdy jest świadomie zagospodarowany - może przynieść potencjalne korzyści i oszczędności dla papierni. Przede wszystkim należy przeanalizować sam materiał, tzn. czym dokładnie są odrzuty, jaki jest ich skład i cechy charakterystyczne, a także wziąć pod uwagę dostępność tego odpadowego materiału (musi być znana jego ilość). Przed przystąpieniem do opisu musimy zadać sobie pytanie, dlaczego problem ten jest tak ważny. Odpowiedź wydaje się dość prosta: oszczędności i zyski, które oznaczają przecież pieniądze. W większości krajów europejskich, posiadających restrykcyjne ustawodawstwo w dziedzinie ochrony środowiska, papiernie muszą płacić znaczne sumy za wszelkiego rodzaju emisje, również za emisje odpadów stałych. Na przykład, w Holandii sytuacja prezentuje się następująco: firmy płacą 100 EUR/t za papier poddany recyklingowi (pewne gatunki), 4-10% papieru poddanego recyklingowi z gatunków mieszanych jest usuwana jako frakcja nie papierowa, opłaty za usuwanie odpadów wzrastają gwałtownie - w tej chwili w Holandii wynoszą często ponad 100 EUR/t. Usuwane odrzuty zawierają przeciętnie 50% wilgoci, co daje koszt 150 EUR/t! ton odrzutów rocznie w Holandii daje 19,5 min EUR, które są marnotrawione. Mając na uwadze powyższe wyliczenia, z inicjatywy Kenniscentrum Papier en Karton (KCPK) - holenderskiej organizacji działającej na rzecz przemysłu papierniczego, w ramach europejskiego projektu ECOTARGET - podjęto prace badawcze w zakresie analizy odrzutów grubych z przerobu makulatury (2). Efekt wstępnej części projektu, mianowicie przegląd istniejącego stanu wiedzy nt. odpadów stałych, unaocznił poważny niedostatek wiedzy o ilości i składzie odpadów powstających podczas przerobu makulatury oraz nie przywiązywanie w wielu krajach wystarczającej wagi do kwestii emisji odpadów stałych w papierniach. y grube są tam wywożone na wysypiska śmieci i traktowane jako bezużyteczny i bezwartościowy materiał (2-7). **flwlp» 723 MAKULATURA y grube Coarse rejects Bęben sortujący Sorting D fum Makulatura Recovered paper Rozwtókniacz Pulper Hydrocyklony do oczyszczania j rzadkiej masy Thickstock c/eaners i,' r z rozczyniacza Ragger rejects Sortownik odrzutów sorter Sortownik włókien Fibrę Sorter ThiriswCK cleaners Screens Odr, J LPMJ MP~, Rys. 1. Typowy schemat linii przygotowania masy z zaznaczonymi punktami powstawania odrzutów grubych Fig. 1, The typical scheme of stock preparation linę with the points of CK arising marked Zanieczyszczenia ciężkie Heavy rejects Gdy poznamy charakterystykę odrzutów i interesujące, możliwe do realizacji rozwiązania w zakresie ich zagospodarowania, wtedy temat stanie się aktualny. Możemy przyspieszyć te rozwiązania, myśląc o korzyściach dla przemysłu i środowiska - i to właśnie KCPK próbuje robić dla przemysłu papierniczego. Celem omawianego projektu jest ustalenie specyfikacji technicznych dla produktów ubocznych powstających się podczas przyszłego, ponownego wykorzystania makulatury. Przedmiotem analizy objęto odrzuty grube jako potencjalny surowiec do produkcji paliw wtórnych. W celu uzyskania lepszej wiedzy na ich temat, przedmiotem badania uczyniono: ogólne definicje wybranych odrzutów, dostępność materiału w Holandii (Polsce?, Europie), frakcyjny skład materiałowy (materiał włóknisty, tworzywa sztuczne, metale, drewno itp.), zawartość w odrzutach włókien przydatnych do recyklingu (włókna, których można użyć do produkcji papieru), analiza dobrej frakcji włóknistej (frakcja z sortownika), zawartość popiołu, wartość opałowa, zawartość chloru (2, 8, 9). W celu wyznaczenia określonych punktów powstawania strumienia odpadów stałych, przeanalizowano różne linie przygotowania masy. Następnie zostały przeprowadzone, we współpracy z Kappa Roermond Papier (KRP) i Instytutem Papiernictwa i Poligrafii PŁ, procedury pobierania i przygotowywania próbek oraz dalsze ich analizy. Przy pobieraniu próbek z holenderskich papierni oraz w pracach badawczych w laboratorium IPiP PŁ pracowali, w ramach praktyk letnich w KCPK, studenci - Marcin Bocian i Michał Stępień (obaj są członkami Koła Naukowego Papierników przy IPiP PŁ). Do analizy odrzutów zastosowano następujące metody: Piach Sand y z sortownika Screen rejects When the characteristics and interesting, possible to implement solutions arę known, then the topie of coarse rejects will become up to datę. But we can overtake the vicissitudes, thinking of the benefits for industry and environment - and this is what KCPK tries to do for paper industry. The objectives of the project arę towards the setting the technical specifications for future recovered paper reuse related side products . Coarse rejects as potential raw materiał for secondary fuel production, were under analysis. Several characteristics of the materiał were examined to achieve better knowledge on the materiał: the generał definitions for certain rejects, availability of the materiał within the Netherlands/Poland?/Europe, fractional composition (fibrous materiał, plastics, metals, wood, etc), recyclable fibrę content in the rejects (fibres that can be used for paper production), analysis of the good fibres fraction (accepts of the screen) ash content, caloric value, chlorine content (2, 8, 9). Various stock preparation lines have been examined to determine the certain points of arising of this stream of solid waste, then the procedurę for taking and preparation of samples and further analysis has been worked out in cooperation with Kappa Roermond Papier (KRP) and Institute of Papermaking and Printing of Technical University in Łódź (IPiP). Sampling in Dutch mills and experimental work in laboratories of IPiP was performed by students Marcin Bocian and Michał Stępień (both members of Papermaking Students Scientific Association), in a framework of their summer training for KCPK. Finally the methods for the analysis have been carried out. 724 PAPIERNICZY ó,. GRUDZIEŃ 2005 mechanical separation in a Wewerk or Sommerville screen (slots of 0,2 mm) to determine the amount of recyclable fibres content incr, manuał separation for determining the composition of CR, optical measurement on the composition of accepts and to determine the quality of recyclable fibres fraction, MorFi eguipment was used for this analysis. The results of first part of the study (theoretical survey) performed on the rejects from the Dutch paper mills (raw materiał processed was mainly 1.01,1.02,1.04 according to CEPIEN643, the production grade was packaging) proved that a lot of attention need to be paid to the topie of solid waste related to recovered paper processing because there is serious łąck of data on this issue. The rejects contain PVC which is the main carrier of chlorine in rejects, part of the chlorine stream ends up in the stock prep loop, part in the finał product, which is a problem for the factories that would like to process the materiał (secondary fuel production). Kappa Roermond Papier mili finds the presence of chlorine in their rejects a very important issue, as the mili is already producing a commercial fuel out ofthe CR, and the chlorine in it is recognized by their customers as a highly unwanted component. The issue, and attempt to solving it is described in further part of this paper. Results of the analysis Fractional composition The results showed quite a big content of recyclable fibres in the rejects (an option for recoverthose fibres on the industrial scalę is under development). Analysis of recyclable fibres fraction This part of the project is towards analysis of the accepts of the screen piąte of Wewerk or Sommerville screen with the slots width of 0,2 mm. In the morphological analysis with use of MorFi apparatus all particles/fibres smallerthan 0,2 mm arę classified as fine elements. Włókna nadające się do recyklingu Rozdzielanie mechaniczne w sortownikach typu Wewerk lub Sommerville (szczelina 0,2 mm), w celu ustalenia w odrzutach grubych zawartości wtókien nadających się do recyklingu; Ręczne rozdzielanie, w celu ustalenia składu odrzutów grubych; Pomiary optyczne sktadu w celu wyznaczenia ilości frakcji włóknistej nadającej się do recyklingu. Do analizy użyto aparatu Mor- Fi, pracującego na zasadzie komputerowej analizy obrazu. Wyniki pierwszej części pracy wykonanej na odrzutach z holenderskich papierni (przerabiany surowiec to głównie makulatura wg normy El\l 643, oznaczona symbolami 1.01,1.02,1.04; produkowanym wyrobem byty opakowania) wykazały, że należy poświęcić jeszcze wiele uwagi odpadom stałym z przerobu makulatury, z uwagi na poważny brak danych na ich temat. y zawierają polichlorek winylu (PCV), który jest w nich głównym nośnikiem chloru. Część strumienia chloru kończy się w pętli przygotowania masy, część w produkcie końcowym, co stanowi problem dla fabryk, które chciałyby przerabiać ten surowiec (produkcja paliw wtórnych). Dla Kappa Roermond Papier obecność chloru w odrzutach stanowi bardzo poważny problem, gdyż zakład już produkuje paliwo komercyjne z odrzutów, a chlor jest uważany przez jego odbiorców za składnik wysoce niepożądany. Problem ten, jak i próba jego rozwiązania, zostały opisane w dalszej części tego artykułu. Omówienie wyników badań Skład frakcyjny Wyniki analizy sktadu frakcyjnego odrzutu grubego przedstawiono na rysunkach 2 i 3. Wyniki pokazały całkiem znaczną zawartość w odrzutach włókien nadających się do recyklingu (opcja odzysku tych włókien na skalę przemysłową jest obecnie opracowywana). Analiza frakcji włóknistej odrzutu grubego Ta część projektu polegała na analizie frakcji nadającej się do recyklingu, przechodzącej przez płyty sortowników Wewerk lub Sommerville o szczelinach szerokości 0,2 mm. Wszystkie cząstki i włókna krótsze niż 0,2 mm są klasyfikowane przez aparat MorFi jako frakcja drobna. Analizowany materiał jest jedną z najważniejszych frakcji odrzutu grubego. Materiały wodotrwate Wet strength 39% Inne Others 6% Metal n Metal 1 % Drewno D Wood 2% Dobre włókna ' Good fiber 18% Tworzywa sztuczne Plastic 34% Rys. 2. Przegląd wyników analizy składu frakcyjnego (wyniki z zakładów, które przetwarzają następujące rodzaje makulatury objęte normą EN 643: 1.01; 1.02; 1.04) Fig. 2. The overview ofthe outcome of fractional composition analysis (results from paper mills that process 1.01; 1.02; 1.04 CEPI grades of recovered paper) Rys. 3. Wyniki analizy sktadu frakcyjnego (wyniki z zakładów, które przetwarzają następujące rodzaje makulatury objęte normą EN 643:1.01; 1.02; 1.04) Fig. 3. The results ofthe fractional composition analysis (results from paper mills that process 1.01; 1.02; 1.04 CEPI grades of recovered paper) *%JB BLr o PRZEGLĄD PAPIERNICZY 6,. GRUDZIEŃ 725 ) . Tabela 1. Charakterystyka frakcji włóknistej nadającej się do recyklingu Table 1. Characteristics ofrecyclable (ibers fraction Rys. 4. włóknista nadająca się Ry S. 5. Aparat MorFi do recyklingu pig. 5. MorFi analyser Fig. 4. Recyclable fibrę fraction Pobrano 0,2 g b.s. dobrych włókien (rys. 4) i pozostawiono na 15 min do namoczenia w gorącej wodzie. Po tym czasie próbkę przenoszono do miksera i rozczyniano w 100 cm 3 wody. Następnie próbkę przelewano do pojemnika aparatu MorFi (rys. 5) i włókna poddawano analizie morfologicznej. Uzyskane wyniki zestawiono w tabeli 1. Wyniki analizy dobrej frakcji włóknistej udowodniły, że jest to rzeczywiście wartościowy materiał, którego duże ilości marnują się wraz z innymi frakcjami odrzutów grubych. Z ekonomicznego punktu widzenia jest to oczywiście duża strata dla wytwórców papieru. Zawartość popiołu i wartość opałowa Ilość pozostającego po spaleniu odrzutu grubego popiołu jest rezultatem obecności w nim składników nieorganicznych, takich jak metale, wypełniacze, substancje powlekające, piach, szkło itd. Wszystkie badane próbki zawierały średnio 7,5% popiołu. Popiół ten jest doskonałym surowcem do produkcji cementu. W produkcji cementu odrzuty grube mogą również znaleźć zastosowanie jako paliwo. Wniosek jest zgodny z przewidywaniami, że odrzuty grube stanowią bardzo atrakcyjny materiał do produkcji paliw wtórnych. Chlor w odrzutach grubych Analizując dane zestawione w tabeli 2, możemy odnieść wrażenie, że odrzuty grube, przetwarzane na paliwa wtórne, są doskonałym rozwiązaniem dla zakładów posiadających duże piece przemysłowe. Odznaczając się dużą wartością opałową, rzędu węgla kamiennego, oraz zwykle nawet niższą zawartością popiołu i wilgoci, powinny one wyprzeć z rynku paliwa kopalne, gdyż cena odrzutów jest kilka razy niższa od ceny węgla czy też koksu. Dlaczego więc tak się jeszcze nie dzieje? Jeden z powodów został już wymieniony w tym artykule - niewystarczająca wiedza i świadomość potencjalnych odbiorców. Ale rynek, ogólnie rzecz ujmując, nie zna pojęcia nieświadomość . Jeśli jakieś rozwiązanie jest dostępne, jest ono natychmiast testowane i jeśli okaże się użyteczne i korzystne z ekonomicznego punktu widzenia, zostaje wprowadzane w życie, przynajmniej w pewnym segmencie rynku. Dlaczego zatem paliwa wytwarzane na bazie odrzutów nie stają się coraz bardziej popularne? Drugi powód również został już wymieniony - jest nim chlor. Przyczyna relatywnie wysokiej zawartości chloru, Długość, śr. aytmetyczna (mm) Length arithmetical Długość, śr. ważona (mm) Length weighted Szerokość (urn) Width (ym) Masa jednostki długości włókien (mg/m) Coarseness (mg/m) Stopień skędzierzawienia Curl (%) drobna (%) Fine elements (% in area) gruby Cfi 0,81 1,29 25,7 0,23 1,27 6,72 Papier Paper 0,70 1,60 29,0 0,27 9,0 15,6 The analyzed materiał is one of the most important fractions of coarse rejects. Ań amount of 0,2 g absolute dry good fibers was taken and left to soak in warm water for 15 minutes. After that, the sample was fed into mixer and disintegrated in 100 cm 3 of water. After that operation the sample was fed into MorFi and analyzed. The results of good fibres fraction analysis proved that it is indeed valuable materiał which in great amounts goes waste with other fractions of coarse rejects. For papermakers it is certainly a great economical loss. Ash content and heating value Ash content is as result of non-organic components present in coarse reject like metals, filler, coaters, sand, glass etc. Ali of investigated samples consist on average 7,5% of ash. The ash is good raw materiał for cement production. In cement production coarse reject can be aiso used as fuel in burning stage. Conclusion - as expected - coarse rejects arę a very attractive materiał for production of secondary fuel. Chlorine in coarse rejects Looking at the data gathered in the table 2, we can take the impression, that coarse rejects, processed to be secondary fuel, Tabela 2. Charakterystyka odrzutów grubych i innych materiałów używanych jako paliwo Table 2. Some characteristics of coarse rejects and other materials used as fuel Paliwa stałe Solid fuel y grube Coarse reject y grube (po przerobie - paliwa wtórne) Coarse rejects (after processing - secondary fuel ) Węgiel kamienny Hard coal Drewno (wysuszone na powietrzu) Wood (air-dried) Wartość opałowa [MJ/kg] Heating value [MJ/kg Zawartość popiołu [%] Ash content [%] 3, 1 Zawartość wody (%] Water content [%] PAPIERNIO arę perfect solution for operators of big industrial ovens and kilns. Having high caloric value, of order of hard coal, and usually even Iower ash and moisture content, they should oust the fossil fuels out of the market, sińce the rejects have few times Iower price, than coal or coke. Why then it is not happening yet? One of the reasons has already been indicated within this paper- it is insufficient knowledge and awareness of the prospective customers. But the market, in generał terms, does not know the term unawareness . If a solution of any kind is available - it is immediately tested, and - if found useful and economically sound - implemented, in part of the market at least. Again - why then the rejectoriginating fuels arę not becoming at least morę and morę popular? The second reason for this has as well already been mentioned above - is the chlorine. The cause for relatively high chlorine content to bring doubts to customers is quite obvious - it is its rapid and easy occurring chemical reaction with water present in air or effluent gases, resulting in synthesis of hydrochloride, which, subseąuently, is dissomng in water again, to create hydrochloric acid. The acid is, among others, responsible for one of the most threatening for the natural environment phenomenon - acid rains. Fortunately, emissions of hydrochloride arę very Iow, as the compound creates direct toxic threat for live organisms, and thus - alt the processes running with use of chlorine arę very carefully monitored, nevertheless, we cannot neglect its impact on environment. Chlorine, if present in effluent gases for instance is never allowed to be discharge to the ecosystem. To ensure this, the set of sophisticated control systems and apparatus (like wet scrubbers, for instance) arę applied. If we know, how to deal with the chlorine, why the presence of the element is still the issue? Well, if hydrochloric acid can burn a skin of a careless chemist, it can, on a very same principle, cause a corrosion of a machinery, in which it has appeared. To prevent it, a special grades of construction materials have to be used, which can mąkę the entire enterprise unprofitable. Last, but not least- as it already mentioned above, emissions of chlorine, by any means, is always restricted to a certain level, so, even if the
Similar documents
View more...
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks