Поделись:





РАЗДЕЛЫ
Авиация и космонавтика (292)
Административное право (113)
Английский язык (62064)
Арбитражный процесс (22)
Архитектура (98)
Астрология (15)
Астрономия (4788)
Банкосвкое дело (4987)
Без категории (14560)
Безопасность жизнедеятельности (2585)
Биографии (3219)
Биология (4036)
Биология и химия (1421)
Биржевое дело (61)
Ботаника и сельское хозяйство (2694)
Бухгалтерский учет и аудит (7694)
Валютные отношения (47)
Ветеринария (45)
Военная кафедра (732)
География (4779)
Геодезия (27)
Геология (1186)
Геополитика (42)
Государство и право (19449)
Гражданское право и процесс (434)
Делопроизводство (17)
Деньги и кредит (96)
ЕГЭ (32)
Естествознание (92)
Журналистика (899)
ЗНО (47)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (475)
Инвистиции (91)
Информатика (3452)
Информатика, программирование (5960)
Исторические личности (2109)
История (20812)
История техники (765)
Кибернетика (60)
Коммуникации и связь (3050)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (580)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (102)
Криминология (46)
Кулинария (1147)
Культура и искусство (8212)
Культурология (501)
Литература (зарубежная) (2035)
Литература и русский язык (11459)
Логика и логстика (545)
Маркетинг (7739)
Медицина и здоровье (9936)
Международное право (79)
Международные отношения (2189)
Менеджмент (11960)
Металлургия (82)
Москвоведение (764)
Музыка (1307)
Налоги и налогооблажение (199)
Наука и техника (1139)
Начертательная геометрия (9)
Окультизм и уфология (8)
Педагогика (7566)
Политология (3650)
Право, юриспруденция (3708)
Предпринимательство (406)
Промышленность и производство (6865)
Психология (8363)
Психология и педагогика (4048)
Радиоэлектронника (364)
Реклама (948)
Религия и мифология (2829)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4709)
Статистика (80)
Страхование (105)
Строительство (1984)
Таможенная система (655)
Теория государства и права (219)
Теория организации (35)
Технология (492)
Транспорт (2552)
Туризм (80)
Уголовное право и процесс (369)
Управление (105)
Физика (3298)
Физкультура и спорт (4360)
Философия (6846)
Финансовые науки (4389)
Финансы (5237)
Химия (2195)
Цифровые устройства (22)
Экология (4322)
Экономика (19673)
Экономико-математическое моделирование (644)
Экономическая география (113)
Экономическая теория (2472)
Этика (887)
Юриспруденция (268)
Языковедение (135)
Языкознание и филология (1140)
Счетчики


Модифицирующее вещество для пропитки древесины, придающее огнестойкость композиции
Раздел: Промышленность и производство

Федеральное

агентство

по

образованию

Государственное образовательное учреждение

В
ысшего профессионального образования

"
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
"

Специальность

кафедра естественных наук







ВЫПУСКНАЯ

КВАЛИФИКАЦИОННАЯ

РАБОТА

На тему
:
Модифицирующее вещество для пропитки древесины, придающее огнестойкость композиции




Студент-дипломник
:

Научный руководитель
:








2009

Р
еферат


В дипломной

работе
106

страниц,
26

таблиц, 1
графиков,
1

иллюстраци
й
,
61
источников использованной литературы, 8 чертежей
-
А1

ДРЕВЕСИНА, МОДИФИКАЦИЯ, СНИЖЕНИЕ ГОРЮЧЕСТИ,
ЗАМЕДЛИТЕЛИ ГОРЕНИЯ
, ДРЕВЕСНО
-
СТРУЖЕЧНЫЕ П
ЛИТЫ
.

Древесина широко используется не только как строительный, но и как декоративно
-
отделочный материал
.
Одним из наиболее существенных недостатков древесных материалов является повышенные воспламеняемость и горючесть
.
На сегодняшний день ко всем строительным материалам, в том числе и к древесине, предъявляются высокие требования по пожарной безопасности
.
Поэтому проблемы повышения долговечности и снижения горючести древесных изделий являются актуальными и требуют незамедлительного решения
.

В результате проведенной работы выбрано модифицирующее вещество для пропитки древесины, придающее огнестойкость композиции, разработаны параметры модификации, изучено влияние толщины образцов на сорбцию ЗГ, определено влияние ЗГ на процесс пиролиза древесины
.

Разработана технология получения модифицированной древесины
.
Разработаны мероприятия по безопасному ведению технологического процесса и решены вопросы сохранения окружающей среды
.

Содержание


Реферат

Список сокращений

Введение

1. Технологический раздел

1.1 Информационный анализ

1.2 Горение древесины

1.3 Деструкция целлюлозы

1.4 Снижение горючести древесины и изделий на её основе

1.5 Патентные исследования

1.6 Эксперементальная часть

1.6.1 Объекты исследования

1.6.2 Термогравиметрический анализ

1.6.3 Определение потери массы образца при поджигании на воздухе (метод огневой трубы)

1.3.4 Результаты эксперимента и их обсуждение
.
Обоснование выбора замедлителя горения для снижения горючести древесины

1.7 Технологическая часть

1.7.1 Характеристика сырья, материалов

1.4.2 Описание технологического процесса

1.7.3 Основные параметры технологического процесса

1.7.4 Материальный расчет

2. Безопасность проекта

2.1 Опасные производственные факторы и мероприятия по технической безопасности

2.2 Вредные производственные факторы и мероприятия по гигиене труда и производственной санитарии

2.3 Взрывопожаробезопасность

3. Экологическая экспертиза проекта

4. Автоматика

Введение

4.1 Задачи автоматизации

4.2 Техническое оформление

4.3 Монтаж и оборудование термоэллектрических преобразователей

4.4 Монтаж и обслуживание приборов для измерения уровня

4.5 Монтаж и обслуживание приборов для измерения расхода и количества

4.6 Монтаж и обслуживание анализаторов жидкостей

5. Организационно-экономический раздел

Введение

5.1. Расчет эффективного фонда времени работы оборудования

5.2. Расчет производственной мощности

5.3. Расчет стоимости оборудования

5.4. Расчет энергетических затрат

5.5. Расчет стоимости материалов

5.6. Расчет заработной платы

5.7 Общепроизводственные расходы

5.8 Общехозяйственные расходы

5.9 Расчет производственной себестоимости 1 кг модифицированной древесины или опилок

5.10 Расчет оптовой и отпускной цены продукта

5.11 Расчет ожидаемой прибыли

5.12 Расчет рентабелъности

5.13 Техно-экономические показатели получения модифицированного материала

Вывод

Заключение

Список использованной литературы


Список сокращений


ЗГ
-
замедлитель горения

ДБФ
-
дибутилфтолат

Др
-
древесина

Др
.
оп
-
древесные опилки

ПВХ
-
поливинилхлорид

ПЭ

-

полиэтилен

ПП
-
полипропилен

ПС
-
полистирол

ТГ
-
термогравиметрия

ПДК
-
предельно допустимая концентрация

КИП
-
контрольно
-
измерительные приборы

АСР
-
автоматические системы регулирования

КО
-
карбонизованный остаток

Введение


В настоящее
время,
как в промышленности, так и в быту используются изделия из дерева
.
Древесина используется не только как строительный, но и как декоративно
-
отделочный материал
.
Достоинствами древесных материа
л
ов и натуральной древесины являются сравнительно высокая прочность при небольшом объемном весе, малая тепло
-
и звукопроводность, хорошая обрабатываемость и способность соединяться при помощи врубок, шпонок, гвоздей и клеев
.
Кроме этого древесина
-
восполняемый природный экологически чистый материал
.
Однако она обладает и рядом недостатков таких как формоизменяемость при изменении влажности, сгораемость, подверженность при определенных условиях загниванию, анизотропность
-
как следствие неоднородности строения и др
.
Одним из наиболее существенных недостатков древесных материалов является повышенные воспламеняемостъ и горючесть
[
1,2
].

В современном строительстве широко применяются новые виды древесных материалов, и, в частности, из древесины, пропитанной и склеен
н
ой различными синтетическими смолами, огнезащитными соединениями и
т.д.

В настоящее время ко всем строительным материалам, в том числе и к древесине, предъявляются высокие требования по пожарной безопасности
.
Поэтому проблемы повышения долговечности и снижения горючести древесных изделий являются актуальными и требуют незамедлительного решения
.

В связи с этим целью данной дипломного проекта являлись, анализ существующих на сегодняшний день исследований в области снижения горючести древесных материалов и разработка огнезащищённой древесины с использованием модифицирующих добавок
.

1.
Технологический раздел


1.1
Информационный анализ


Форма и величина клеток, из которых слагается древесина в зависимости от выполняемых ими функций, весьма различна
;
древесина подразделяется на трахеиды, сосуды
(
являющиеся элементами проводящей системы
),
древесную и лучевую паренхиму
(
служащую местом отложения запасных веществ
),
волокна либриформа
(
выполняющие механическую функцию
)
и некоторые другие переходные формы между основными элементами
.

В древесине ствола древесных и кустарниковых растений умеренного климата на поперечном срезе можно различить
годичные слои
каждый из которых образуется камбием в течение одного вегетационного периода
.

Неблагоприятные условия произрастания
-
избыточное увлажнение или недостаток воды в почве, сильное затенение
или объедание листьев насекомыми
и
т.п.
-

приводят к образованию узких годичных слоев и сравнительно мелкоклеточных тканей
.
У ряда древесных и кустарниковых пород с возрастом в стволе образуется ядро или спелая древесина
.
У этих пород движение воды вдоль ствола совершается лишь по заболони, расположенной по периферии ствола
.
Древесина корней по своему строению несколько отличается от древесины ствола
.
В корнях годичные слои узкие, границы их неясно в
ыражены и поэтому едва различимы
.
Проводящие элементы в древесине корней хорошо развиты, сосуды и трахеиды многочисленны, широкополостны и тонкостенны
;
древесная паренхима обильна и крупноклеточна
.
Волокон либриформа сравнительно немного, оболочки их тонкие и мало одревесневшие
.
В общем древесина корней имеет более простое строение, меньший объёмный вес, меньшую прочность и большую водопроницаемость сравнительно с древесиной ствола
.

Древесина в технике
.
Древесина широко используется во всех областях народного хозяйства
.
Древесина большинства пород имеет светлую окраску, но у некоторых из них, кроме светлой, прилегающей к коре части
(
заболонь
),
имеется тёмноокрашенная центральная часть
(
ядро
).
В

соответствии с этим породы делятся на
ядровые
(
лиственница, сосна, кедр, дуб,
ясень, вяз, грецкий орех, тополь
, ива и
др.)

и
безъядровые
(
ель, пихта, берёза, осина, ольха, липа, бук, клён и
др.)
-
Образование ядра заключается в отмирании живых клеток древесины, закупорке водопроводящпх путей, пропитке дубильными и красящими веществами, в результате чего увеличивается объёмный вес, механические свойства и стойкость против гниения
.
Элементарный химический состав абсолютно сухой древесины всех пород в среднем 49,5% С, 6,3% Н и 44,2%
(
О+
N
).
Древесина содержит 0,2
-
1,7% минеральных веществ, главным образом солей кальция, остающихся при сгорании древесины в виде золы
.

Нормально древесные волокна направлены вдоль ствола, но иногда они имеют спиральное, волнистое, а местами и путанное направление
.
Косослой встречается у всех пород, волнистость

-

чаще у бука, клёна, ясени, ильма, свилеватость
-
у берёзы и в
наплывах
на грецком орехе, клёне
("
птичий

глаз
"
),
берёзе
.
Волнистую и свилеватую дре
весину используют как отделочный
материал
.

Древесину и изделия на ее основе широко применяют как местный

строительный материал
.
Положительные качества древесины
;
легко

обрабатывается, имеет небольшую среднюю плотность, обладает малой

теплопроводностью и теплоусваивающей способностью, хорошей

морозостойкостью, относительно высокой плотностью и долговечностью
.
Вместе с тем, древесина способна впитывать и испарять воду, загнивать
.
Кроме

того, она является неогнестойкой и пожароопасной
.
Эти отрицательные

свойства можно устранить при современном проведении соответствующих
м
ероприятий
.

Химический состав древесины зависит от породы и возраста деревьев, от части ствола, а также от типа леса, в котором росли деревья
(
табл
.1
) [
3
].


Таблица 1
.
Химический состав абсолютно сухой древесины различных древесных

пород,

%

Компонент

ель

Сосна-

обыкно-

венная

Пихта си-

бирская

Листвен-

ница

си-

бирская

Береза

бородав

чатая

осина

Целлюлоза

46,10

44,10

41
, 20

35,70

35,38

41,77

Лигнин

28,07

24,68

29,87

24,61

19,74

21,81

Гексозаны

12,65

15,24

11,30

15,33

4,92

3,61

Пент
о
заны

8,95

7,60

7,02

7,13

24,57

18,56

Уроновые

кислоты

4,15

4,00

3,60

3,45

5,71

7,96

З
ольно
сть

0,27

0,17

0,53

0,22

0,14

0,26


В России из хвойных пород деревьев, применяемых в строительстве, наиболее распространены сосна, ель, лиственница, пихта и кедр
.
Из лиственных пород используются береза, дуб, ясень, вяз, бук, граб, осина, липа, ольха, бархатное дерево
.

Лиственница
-
обладает повышенной стойкостью к загниванию
.
Древесина у нее прочная и твердая
(
плотность 630-790 кг/м
3
),
хорошо колется и обладает повышенной гнилостойкостыо
.
Ее применяют преимущественно в гидротехническом строитель
стве и машиност
роении, для изготовления шпал, рудничных стоек, балок
.
Недостаток древесины
-
склонность к растрескиванию
.

Очень ценной древесной породой является
дуб
(
плотность
-
720 кг/м
3
).
Древесина имеет красивый цвет и текстуру, хорошо сохраняется на воздухе и под водой
.
Применяют для создания ответственных конструкций
(
столярных изделий, оконных рам
),
а также дверей и отделочных деталей
.
Для

декоративной отделки наиболее пригоден мореный дуб черного или темно-серого цвета
.
Недостаток древесины дуба
-
склонность к растрескиванию при высыхании вследствие уменьшения размеров
.

Широко распространена в наших лесах
осина
.
Ее древесина белого цвета с зеленым оттенком, очень легкая
(
плотность-420-500 кг/м
3
).
Применяют ее для изготовления древесных плит, фанеры
.
Изделия из осины нельзя использовать в водной среде
.

Липа
-
мягкая и легкая порода
(
плотность
-
500 кг/м
3
).
Предназначается для изготовления фанеры, тары и хозяйственно-бытовых изделий
.

Береза
-
самая распространенная лиственная порода
.
У нее твердая и относительно тяжелая древесина
(
плотность
-
650 кг/м
3
).
В

сырых и плохо вентилируемых помещениях береза не стойка к г
н
иению, что ограничивает области

ее

применения
.
Из

березы

изготавливают

столярные

изделия

и отделочные материалы
.

Основные свойства древесины
[
3
]:
.

Истинная плотность
древесины для всех пород в среднем равна 1540 кг/м
3
.
Она изменяется незначительно, поскольку в составе оболочек клеток у всех деревьев находится в основном одно и то же вещество
-
целлюлоза
.

Плотност
ь

древесины колеблется в широких пределах и зависит от условий роста и влажности
.
Свежесрубленная древесина в 1,25 раза тяжелее воздушно-сухой
.

Влажность
выражают в процентах по отношению к массе сухой древесины
.
При длительном нахождении влажной древесины на воздухе с постоянной относительной влажностью и постоянной температурой она постепенно высыхает и достигает влажности примерно 35%
.
Равновесная влажность комнатно
й
сухой древесины составляет не более 8-13%
.
Древесина именно такой влажности применяется для производства столярных работ
.
После продолжительной сушки на открытом воздухе влажность воздушно-сухой древесины составляет 15-18%
.

Усушка, разбухание, коробление
.
При уменьшении влажности древесины наблюдается ее усушка, при увеличении влажности
-
разбухание
.
Первый процесс сопровождается уменьшением объема, второй
-
увеличением его
.
В связи с этим, происходит коробление изделия, которое может привести к его разрушению
.
Для того чтобы предотвратить

коробление и растрескивание деревянных изделий, необходимо использовать

древесину с той равновесной влажностью, которая будет при их эксплуатации
.
Так, для наружных конструкций влажность древесины не должна превышать 15-18
%.
Покрытие древесины масляными красками или химическая обработка позволяет уменьшить гигроскопичность и защитить ее от дополнительного увлажнения
.

Теплопроводность

древесины всех пород невелика
.
Она зависит от породы, влажности и направления теплового потока
.
Например, теплопроводность сосны поперек волокон
-
0,17 Вт/
(
м К
),
вдоль волокон
-
в 2 раза выше
;
дуба соответственно 0,22 и 0,39 Вт/
(
м К
).

Электропроводност
ь

древесины в основном зависит от ее влажности
.
Так, удельное электрическое сопротивление сухой древесины
-
порядка 7,5
*
10
8
Ом
*
см, а сырой древесины
-
в десятки раз меньше
.

Звукопроводност
ь

древесины характеризуется скоростью распространения звука
.
С увеличением влажности звукосопротивление возрастает
.
Звукопроводность древесины зависит также от направления звуковых волн
.
Так, вдоль волокон она выше в 10-16 раз звукопроводности воздуха, а поперек волокон
-
только в 4 раза
.

Мор
озостойкость

древесины почти всех пород деревьев хорошая
.
На степень морозостойкости влияют несколько факторов, в основном, порода, древесины, ее истинная плотность, плотность, водопоглощение
.

Возгораемость и огнеупорность
.
Все породы древесины способны возгораться или тлеть при воздействии высоких температур
.
Для защиты от действия огня применяют пропитку или защитные покрытия
.

Прочност
ь

древесины довольно высока
:
по удельной прочности при растяжении вдоль волокон ее можно сравнить со сталью, табл
.1
.
Она хорошо работает на изгиб, растяжение, несколько хуже на сжатие и кручение
.

Таблица
1.1
Удельная прочность при растяжении некоторых строительных материалов

Материал

Предел

прочности

при растяжении, МПа

Относительная плотность,

Удельная прочность,

Высокопрочная сталь

2000

7,85

255

Стеклопластик

400

2

200

Древесина сосны с 12
% -
ной влажностью

115

0,53

213

Примечание
:
Удельная

прочность

-
отношение прочности

к относительно
й
плотности
.


В таблице 2 приводится сопоставление показателей плотности и прочности древесины хвойных и лиственных пород,

произрастающих в нашей стране
[
1,2
].

По своей удельной прочности древесина может конкурировать с другими конструкционными материалами, однако использовать ее высокую прочность весьма затруднительно
.
Это объясняется наличием отклонений или дефектов
(
пороков
)
древесины, возникаю
щих в
процессе роста дерева, обработки и хранения лестных материалов, а также при эксплуатации строительных конструкций
.
Дефекты ухудшают механические свойства древесины и ее декоративные качества
.
При определении сортности и назначения древесины учитывают пороки, которые подразделяются на следующие группы
:
трещины, сучки, пороки

формы ствола, пороки строения древесины, химические окраски, грибные повреждения насекомыми, инородные включения, деформации
.
Отдельные пороки на ограниченной длине ствола можно удалить, что позволит повысить сортность древесины
.
В некоторых случаях древесину из-за пороков нельзя использовать для получения досок, но ее можно применять как строительные бревна
.

Таблица 2
.
Средние показатели механических свойств
(
в МПа
)
древесины хвойных и лиственных пород при 15%
-
ной влажности
.

дерево

Плотность,

кг/м
3

При

сжатии

вдоль

волокон

При

статическом

изгибе

При

рас
тяже
нии

вдоль

волокон

При скалывании






В

радиаль
-

ном

направ-

лении

В

танген-

сальном

направ-

лении

Сосна

530

44

79

115

7

7,5

Кедр

440

35

64,5

78

5,5

6

Береза

640

45

100

120

8,5

11

Дуб

720

52

94

129

8,5

10,5

Липа

510

39

68

116

7

8

Осина

500

37,5

77

131

6

8

Листвен-

ница

680

51,5

97

129

11,5

12,5


1.2
Горение древесины


Химический состав твердых веществ очень разнообразен, так органические вещества состоят в основном из углерода, кислорода и азота, но в них могут входить также С1, Р, 81 и другие химические элементы
[
4
].

В условиях большинства пожаров горят в основном твердые вещества, которые широко используются в быту и в различных отраслях промышленности
.
К ним в первую очередь относятся изделия и материалы,

состоящие из целлюлозы или изготавливаемые на ее основе
:
х/б ткани, бумага, хлопок, древесина
.

По структуре древесина представляет собой пористый материал с множеством ячеек, заполненных воздухом, табл
.З.
Стенки ячеек состоят из
целлюлозы и лигнина
[
5
].

Таблица 3
.
Объем твердого вещества и пустой породы

Показатели

Береза

Дуб

Ель

Сосна

Масса 1 м
3
плотной древесины
,
кг/м
3

560

650

420

460

Объем твердого вещества,

%

37,4

43,4

28,0

30,7

Объем пустот,

%

62,6

56,6

72,0

69,3


Целлюлозные материалы, как видно из табл
.4
, содержат кислород, который участвует в процессе горения, так же как и кислород воздуха
.
Кроме того
,
поры и полости волокнистых материалов заполнены воздухом, табл
.2
[
5
].


Таблица 4
.
Состав целлюлозных материалов

Вид

целлюлозного

материала

Элементарный состав,

%

Содер
жание,

%

Содер
жание,

%


С

Н

О

N



Древесина
:







Дуб

Сосна

46,08

46,00

5,50

5,50

38,18

39,2

1,14

0,90

7,0

7
.0

2,1

1,4

Солома

39,06

4,70

42,2

1,04

8,0

5,0

Хлопок

42,40

5,92

46,6

0,58

4,0

0,5


Поэтому объем воздуха необходимого для их горения значительно меньше, чем для горения веществ, в состав которых кислород не входит
.
Этим же объясняется и низкая теплота сгорания целлюлозных материалов и способность их к тлению
.
Горение происходит без образования сажи
.

Характерным свойством целлюлозных материалов является их способность при нагревании разлагаться с образованием паров, газов и КО количество которых зависит от температуры и режима нагревания
.
Медленное разложение древесины начинается при 160
-
170° С, а заметный выход газообразных продуктов происходит при 280-300° С
.
Состав этих продуктов представлен в табл
.5
[
6
].

Таблица
5
.
Состав неконденсирующихся газов, образующихся при деструкции

древесины

Состав газов

Выход газов

%
, при температурах, ° С


200

300

400

500

600

700

Выход газов на

1 00 кг древесины,

м
3

0,4

5,6

9,5

12,8

143

16,0

Состав,

%
объем







СО
2

СО

СН
4

С
2
Н
4

Н
2

75,0

25,0

56,07

40,17

3,76

49,36

34,0

14,3

0,86

1,47

43
, 20

29,01

21,12

3,68

2,34

40,98

27
, 20

23,42

5,74

2,66

38,56

25
, 19

24,94

8,50

2,81


При разложении 1 кг древес
ины выделяется 800г газообразных
продуктов
.
При низкой температуре преобладают СО
2
, СО, при боле< высоких
:
водород, метан и др
.

Процесс разложения сопровожд
ается выделением тепла и теплота
сгорания березовой древесины р
авна 18343,3 КДж/моль, табл
.6
[
7
].

Таблица 6
.
Теплота сгорания продуктов сухой перегонки березовой древесины

Вид продукта

Выход на

100 кг абсолютно

сухой древесины, кг
(
В
)

Теплота сгорания, КДж



1 кг

В*2/100кг

Кокс

Смола

СНзСООН

Метиловый спирт

Ацетон

С0
2

СО

СН4

С
2
Н4

Другие

органические в-ва

Вода

ИТОГО
:

31,8

15,8

7,08

1,6

0
, 19

9,96

3,32
.

0,54

0
, 19

10,03

19,49

100,00

32154,6

29642,5

14276,9

22231,9

32489,5

10173,9


16202,9

10225,0

4683,5

1010,8

355,7

61,7

337,7


1668,9

18343,3


При 150°С уголь, образующийся при разложении древесины, содержит 54,7% С
;
5,9% Н
2
и 49,9% связанного кислорода, а при 450° С
-
84,9% С и 3,1% Н
2
и 12%О
2
[
9
].

Разложение целлюлозных материалов сопровождается выделением тепла, поэтому при малой скорости теплопроводности возможно

самонагревание и горение
.
Самый высокий тепловой эффект разложения
(
1088 Дж/кг
)
у древесины, поэтому необходимо следить за тем, чтобы она не нагревалась при плотной упаковке в больших массах выше 100° С
.

Массовая скорость выгорания составляет для
:
древесины
(
конструкции зданий, мебель
) -
0,48 кг/м
2
*мин
.,
пиломатериалы в штабеле
-
7-8,0 кг/м *мин
.,
бумаги
-
0,48 кг/м
.

Перемещение фронта пламени по поверхности твердых веществ называется распространением горения и характеризуется скоростью распространения горения
(
м/мин
)


=
I
/
,
(
1
), [
1
]


где

I
-
расстояние, пройденное фронтом пламени, м
;

-
время, мин
.

Температура воспламенения древесины 230-250°С
.
При соприкосновении древесины с источником огня происходит быстрое нагревание тонкого поверхностного слоя, испарение влаги и деструкция
.
Продукты разложения древесины, полученные при температуре < 250°С содержат в основном водяной пар и СО
2
, а также незначительное количество горючих газов, поэтому гореть они не способны
;
при температуре 250-260° С
-
выделяются горючие СО, метан и они воспламеняются и с этого момента древесина горит самостоятельно
.

После воспламенения температура верхнего слоя древесины повышается за счет тепла, излучаемого пламенем, и
достигает 290-3
00°С
.
При этой температуре выход газообразных продуктов макс
имальный и высота факела наибольш
ая
.
В результате разложения верхний слой древесины превращается в уголь, который в данных условиях гореть не может, так как кислород, поступающий из воздуха, весь вступает в реакцию в зоне горения пламени
.
Температура угля на поверхности к этому времени достигает 500-700 °С
.
По мере выгорания верхнего слоя древесины и превращения его в уголь нижележащий слой древесины прогревается до 300°С и разлагается
.
Таким образом, пламенное горение при образовании на её поверхности небольшого слоя угля ещё не прекращается
.
Однако скорость выхода продуктов разложения начинает уменьшаться
.
В дальнейшем рост слоя кокса и
уменьш
ение выхода продуктов разложения приводит к тому, что пламя остается только у трещин угля и кислород может достигать поверхности кокса и с этого момента начинается горение кокса и одновременно

продолжается горение продуктов разложения
.
Толщина слоя кокса достигшая к этому моменту 2-2,5 см остается постоянной, так как наступает равновесие
.


1.
3
Деструкция целлюлозы


Так как основным компонентом древесины является целлюлоза
(
50
-
58
%),
то при рассмотрении деструкции древесных материалов прежде всего изучается термодеструкция целлюлозы
.

Термическая и термоокислительная деструкция целлюлозы изучены довольно подробно
.
В данном разделе будут кратко рассмотрены причины легкой воспламеняемости целлюлозных материалов
.

Процессом горения ПМ предшествуют процессы деструкция, в результате которых образуются разнообразные, в том числе, летучие горючие продукты, являющиеся
"
топливом
"
для процесса горения
.
К основным факторам, влияющим на деструкцию полимеров, относятся структура и строение макромолекул, структурные дефекты, примеси и
т.п.

Особенностью ее строения является наличие реакционноспособных гидроксильных групп, обусловливающих сильное межмолекулярное взаимодействие за счет водородных связей, а также высокая энергия межатомных и химических связей в макромолекулах, связанная со строением глюкопиронозного кольца целлюлозы
.
Пиролиз целлюлозы протекает по радикально-ценному механизму
.

В общем виде термическая деструкция целлюлозы сопровождается двумя группами реакций
:
деструкцией полимера и промежуточных продуктов, синтезом
(
конденсационные процессы
),
приводящих к образованию новых типов связей углерод-углерод
.

При термораспаде целлюлозы в результате разрыва кислород углеродных связей происходит три основных процесса
:
дегидратация, деполимеризация и затем глубокая деструкция с разрушением циклов и

н
а основании представлений о механизме разложения целлюлозы для огнезащиты ЦМ необходимо создать условия, способствующие изменению направления распада целлюлозы и приводящих к снижению образования левоглюкозана, повышению дегидратации целлюлозы, полимеризации продуктов термораспада
(
образование КО
)
и ингибированию процесса тления, что может быть достигнуто введением замедлителей горения
(
ЗГ
).


1.
4
Снижение горючести древес
и
ны и изделий на её основе


В соответствии с требованиями пожарной безопасности деревянные конструкции зданий и сооружений должны быть подвергнуты огнезащитной обработке
.
Наиболее часто используемыми для этих целей и не лишёнными определенных недостатков являются водные растворы буры, поташа, фосфатов аммония, ацетата натрия и др
.

В настоящее время огнезащита древесных материалов осуществляется, в основном, пропиткой древесины огнезащитными составами
.
На сегодняшний день учёными продолжается поиск относительно дешёвых и экологически чистых огнезащитных материалов
(
антипиренов
)
для пропитки и обработки древесины
.

В Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии был разработан
[
16
]
способ изготовления огнезащитных древесно-стружечных плит
.
При их изготовлении в качестве антипирена использовали амидофосфат путём нанесения его водного раствора на древесные частицы в количестве 10-30% по сухому веществу
.
Высушенные древесные частицы смешивали с карбамидоформальдегидной смолой, в которую для связывания выделяющегося аммиака предварительно добавляли формальдегид в виде формалина в количестве 15% от абсолютно сухого амидофосфата
.
Для ускорения отверждения в смолу среднего слоя дополнительно вводили муравьиную кислоту в количестве 0,1-0,5% по сухой смоле
.
Изготовленные плиты соответствуют требованиям ГОСТ 10632-89, имеют класс эмиссии по

формальдегиду Е-1 и являются трудногорючим материалом с малой дымообразующей способностью
.

Известен
[
17
]
также способ изготовления огнезащитных древесностружечных плит
(
ОДС+П
),
по которому в процессе производства на поверхности плиты создавали защитный слой
.
В качестве огнезащитного средства для создания покрытия использовали вермикулит, который смешивали с карбамидоформальдегидной смолой
(
КФС
)
и послойно формировали ковёр с таким расчётом, чтобы толщины покрытия составляла 2-6 мм
.
Отрицательными сторонами способа являются укрывистость древесной поверхности вертикули
т
ом, невозможность калибровки и исследования плит

С целью проверки огнезащитного действия образцы древесины были обработаны водными растворами из ацетатного отхода
[
15
].
Было установлено, что обработка древесины 15-25
%
-
ными водными растворами ацетатного отхода позволяет перевести по горючести её в класс трудновоспламеняемых
.
Этому способствовало, по мнению исследователей, высокая теплота плавления кристаллогидрата
(
около 214 кДж/кг
)
и высокое содержание кристаллогидратной воды
.
Таким образом, указанным методом повышается огнезащитность природного полимера
-
древесины, решается задача утилизации отхода
(
экологический аспект
)
и дополнительного привлечения ресурсов
(
экономический аспект
).

По другому способу
[
18
]
ОДС+П получали, смешивая древесные частицы с порошкообразным антипиреном
.
В качестве антипирена использовали модифицированный фосфогипс, который вводили в количестве 5-20% от абс
.
сухой древесины
.
Недостатком является неравномерное распределение антипирена по объёму плиты, а также потери сыпучей массы при транспортировке стружечно-клеевой смеси
.

Известен
[
19
]
также способ изготовления ОДС+П, основанный на
совместном
введении водного раствора антипирена с

карбамидоформальдегидным связующим
.
В качестве антипирена использовали

водный раствор гидроортофосфата аммония в количестве 10% от массы

древесных частиц по сухому веществу
.
Недостатками способа являются снижение физико-механических свойств и повышение влажности структурно клеевой смеси, что может привести к расслоению плиты
.

Пр
едложен способ получения трудногорючих ДСП и ДВП на основе амино
-
или фенолоформальдегидных смол, где в качестве антипирена использовались полифосфаты аммония и фосфат магния
[
20
].
Применение данного полифосфата аммония снижает прочность и водостойкость плит, что обусловлено выделением аммиака в процессе горячего прессования
.
С целью улучшения условий отверждения и повышения прочности плит по данному патенту предусматривалась частичная замена полифосфата аммония на фосфат магния, что обеспечивает сокращение негативного действия выделяющегося аммиака
.
Однако фосфат магния практически нерастворим и по этой причине обладает низким огнестойким действием, поскольку не является кислотообразователем в условиях возгорания древесины
.
Кроме того, использование суспензии фосфата магния в растворе полифосфата аммония связано с технологическими сложностями из-за неустойчивости композиции
.
Предлагаемая пресс-композиция требует операции сушки частиц после нанесения всех композитов, в том числе и связующего
.
Последнее ухудшает адгезионное взаимодействие связующего с древесными частицами и требует прессования высокоплотного материала
.

В другом способе изготовления ОДС+П, по которому водный раствор антипирена носили на сырые древесные частицы перед операцией сушки древесных частиц
(
прототип
).
В качестве антипирена использовали состав ФМД, который представляет собой водный раствор фосфорной кислоты, нейтрализованный карбамидом и дициандиамидом до рН 4,0-4,5
.
Водный раствор антипирен 25
%
-
ной концентрации наносили на измельченные древесные частицы в количестве 15% от абс
.
сухого вещества
.
Модифицированные древесные частицы направляли в сушку и термообработку, которую проводили в одной установке
.
На сухие древесные частицы наносили карбамидоформальдегидное связующее
.
Дальнейшая технология изготовления

ОДС+П не имеет каких-либо отличий от общепринятой технологии изготовления древесностружечных плит плоского прессования
.

Основные испытания, выполненные по ГОСТ 1
2.1
044-89, показали, что плиты относятся к материалам с малой дымообразующей способностью и умеренно
о
пасными по токсичности продуктов горения
.

Известна
[
21
]
пресс-композиция для производства трудногор
ю
чих плитных материалов, включающая наполнитель в виде древесного волокна, стружки или измельчённых частиц отходом однолетних растений, синтетическую смолу, полифосфаты аммонии и парафин, причём в качестве синтетической смолы использованы карбамидоформальдегидную или фенолоформальдегидную смолы
.

Недостатком этой композиции является низкая водостойкость, большой расход дефицитных компонентов, низкая степень огнезащиты плит
.

В работе Кондрашенко В
.И.,
Фейло Б
.Д.
[
21
]
была получена пресс-композиция для производства трудногорючих плитных материалов, содержащая наполнитель в виде измельчённых древесных частиц, синтетическую смолу, полифосфаты аммония и парафин, в качестве синтетической смолу содержит диановую СДЖ-Н 5,0-13,0 масс
.

%
, полифосфаты аммония 5,0-12,0%, парафин 0,1
-
0,4, наполнитель
.

Изобретение Фейло Б
.Д.,
Кондрашенко В
.
И и других научных работников позволило повысить водостойкость и огнестойкость плитных материалов, а также сократить расход дефицитных составляющих компонентов в 2,5-3 раза
.

Известен
[
22
]
способ получения огнезащитного состава для отделки целлюлозных материалов, по которому процесс проводят в две стадии
.
На первой стадии получают продукт взаимодействия фосфорной кислоты и мочевины, взятых в соотношении 1
:
4, нагревая указанную смесь и воду при температуре 130°С в течение 20 минут
.

На второй стадии полученный продукт смешивают с дополнительными количеством мочевины и водой в соотношении
(
масс
):

продукт взаимодействия фосфорной кислоты и мочевины, взятых в соотношении 1
:
4-15-30-мочевина 10-40, остальное
-
вода
.
Полученный огнезащитный состав обладает недостаточной огнестойкостью, а способ его получения экологически небезопасен из-за выделения фосфорной кислоты в атмосферу
.
Отмеченная проблема решена исследователями
[
22
],
которыми получен огнезащитный состав, полученный в результате следующих операций
:

смешения фосфорсодержащего компонента и мочевины, нагревания смеси до расплавления, выдержки расплава и охлаждения продукта
;

смешения моноаммоний

фосфата или диаммоний

фосфата, взятых в качестве фосфорсодержащего компонента, и мочевины в сухом состоянии
;

ввода 3-5% воды от массы сухих компонентов
;

сплавления смеси при нагревании до 120°С, выдержки в течение 30 минут и охлаждения продукта при продолжающемся перемешивании до его измельчения
.

Этот способ прост, одностадиен, экологически чист, без сточных вод и вредных выбросов, получаемый продукт очень прост в обращении, так как порошок непылящий, сыпучий, легко растворимый в воде
.

Наряду с огнезащитной пропиткой снижающей горючесть древесных материалов, возможно осуществлять применение огнезащитных покрытий
[
23
].
Так известен огнезащитный вспучивающийся состав для покрытий, содержащий водорастворимую меламиноформальдегидную смолу, п-трет-бутил фенолоформальдегидную смолу, фосфат аммония, уротропин, орбит или манит, дициандиамид, буру, каолин, стекловолокно и воду
.
Описанный состав при толщине сырого покрытия 2,5 мм обеспечивает огнестойкость металлической конструкции, на которую нанесён
,
45-51 минут
.
Однако, указанный состав содержит в своем составе дицианамид, который является очень дефицитным компонентом и в настоящее время в России практически не производится из-за сложной технологии его изготовления
.

Кроме того, этот состав предназначен только для защиты металлических конструкций и не приемлем для защиты деревянных конструкций
.

Также известен огнезащитный вспучивающийся состав, содержащий

водорастворимые

мочевиноформальдегидную и

мочевиномеламиноформальдегидную смолу, натриевую соль

карбоксиметилцеллюлозы, поливинилацетатную эмульсию, фосфаты аммония,

асбестовое волокно или каолин, стекловолокно, мочевину, пентрол и воду
[
23
].
Этот состав не содержит дициандиамида
.
Покрытие, выполненное составом

имеет значительное водопоглощение, что приводит к постепенному снижению

адгезионных свойств в процессе эксплуатации
.
Так в течение 6 месяцев

эксплуатации адгезия при отрыве покрытия снижается в среднем на 12%, а

через 12 месяцев на 20% и составляет 3,0-4,2 кгс/см
.
Это сужает технологические возможности состава, ограничивая сферу его применения в металлических конструкциях, на которые действуют только статические нагрузки
(
колонны, фермы
).
Кроме того, покрытие из-за постепенного
значительно
го снижения адгезионных свойств начинает со временем отслаиваться от металлической подложки
.
Как показали проведённые заявителем испытания, частичное отслаивание
(
2-4% поверхности
)
от вентиляционных коробов происходит уже через 7-8 месяцев, а через 12 месяцев происходит отслаивание покрытия на 30-35
%
поверхности коробов
.

Ростовскими исследователями
[
23
]
получен огнезащитный

вспучивающийся состав для покрытий деревянных поверхностей, содержащий

в

качестве аминоформальдегидной смолы водорастворимые

мочевиноформальдегидную смолу или мочевиномеламиноформальдегидную

смолу, поливинилацетатную смолу, фосфаты аммония, пентрол, мочевину и

воду
.
Недостатками описанного состава являются значительный расход
(
480
-
740 г/м
2
)
и недостаточно высокие огнезащитные свойства
.
Средняя потеря

массы образца по ГОСТ 16363-76 составляет 2,6-4,3%
.

Огнезащитный вспучивающийся состав включает в себя
:

аминоформальдегидную смолу

фосфат аммония

пентрол
(
пентоэритрит
)

каолин

п-трет-бутилфенолформальдегидную смолу или воду

водорастворимые

мочевиноформальдегидную или

мочевиномеламиноформальдегидную смолу, или карбамидоформальдегиднуюсмолу в качестве аминоформальдегидной смолы

аммофос или полифосфат аммония

цианурат меламина или дицианамид и фторид аммония
, и
ли смесь фторида аммония с бифторидом аммония
.

Эти ингре
диенты в сочетании с другими позволили повысить огнестойкость покрытия и снизить расход состава
.
Более того, они дополнительно придали предлагаемому составу антисептические свойства
.

В работе исследователей Энгельсского Технологического института пропитку осуществляли водным раствором триэтаноламинной соли сульфированного совтола-10
(
АСС-1
). [
13
]

АСС-1 представляет собой пастообразное вещество коричневого цвета, 4 класса опасности по ГОСТ 1
2.1
007-76
.
В исследованиях определена кинетика сорбции АСС-1 в зависимости от концентрации продукта в пропиточной ваннё, толщины образцов
.
Максимальное содержание АСС-1 в образце достигается в первые 60 минут пропитки и практически не зависит от их толщины
.

В исследованиях показано, что при введении АСС-1 в состав древесины в состав древесины инициируется коксообразование, снижаются более чем в три раза, потери массы в интервале основной стадии термоокислительной деструкции
.

Изменяется также, по данным ступенчатой пиролитической газовой хроматографии, состав газов
-
существенно сокращается выделение токсичного СО
.

Существенным преимуществом предложенных модификаторов является их способность, кроме снижения горючести, обеспечивать древесным конструкциям антисептические свойства
.

Таким образом, анализ литературы показал, что на сегодняшний день древесина очень ценный строительный, декоративно отделочный материал
.
Однако наряду со своими преимуществами
(
высокой прочностью, малой тепло

-

и звукопроводностью, хорошей обрабатываемостью
)
она имеет ряд серьёзных недостатков, одним из которых является повышенная воспламеняемость и горючесть
.
В связи с высокими требованиями пожарной безопасности, предъявляемыми ко всем строительным материалам, проблема снижения горючести древесных изделий является актуальной
.


1.
5
Патентные исследования


Задачей патентных исследований является исследование тенденций разработки модифицированной древесины с целью придания её негорючести
.

Глубина поиска по источникам патентной документации принята 10 лет, исходя из потребности в информации для решения поставленной задачи
.
Патентная и научно-техническая документация, отобранная для последующего анализа
.

Таблица 1
.
Поиск документации

Предмет

поиска

Страны

поиска

Классифи
кацион
ные индексы

Наименование источников

информации




Научно-

техническая

документация

Патентная

документация

Огнезащитная

древесина

Россия


МКИ
5

МКИ
6

МПК
7

В27 N3/02

В27 N3/00

В27КЗ/08

В27КЗ/36

В27КЗ/52

С08 Ь 97/02

Реферативный

журнал

"
Химия
.

Технология

полимерных

материалов
".

№1
, 19
95-

№24
, 19
95

№1
, 19
96-

№18
, 19
96

№1
, 19
98-

№24
, 19
98

№1
, 19
99-

"
Изобретения
"

№1
, 19
93
-

№36
, 19
99

"
Изобретения
.

Полезные

модели
"

№1
, 20
00-

№27
, 20
04

Интернет-база

данных

Шр
:
/Ду\у\у
.
йр 5
.
ги




№14
, 19
99

№1
, 20
00-

№24
, 20
00

№1
, 20
01-

№24
, 20
01

№1
, 20
02-

№24
, 20
02

№1
, 20
03-

№24
, 20
03

по

МПК' СОЗС
;

СОЗВ
.


А
.
С
.1
341039 СССР МКИ
5
В 27 N 3/02
.
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕЗАЩИЩЕННЫХ ДРЕВЕСНОСТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ
.

.Н.
Фирсов, Ю
.Н.
Фирсов, Г
.Н.
Морозов
. -

Заявл
.3
1
.0
5
.8
9
;
Опубл
.3
0
.04.9
1

Цель изобретения
-
снижение остаточного разбухания и ликвидация брака по кромкам пли
т.
Д
ревесные частицы сушат до влажности 3
-
5% и обрабатывают связующим и гидрофобизатором
.
Из полученной пресс-массы формируют ковер и осуществляют его горячее прессование
.
Готовые плиты помещают в автоклав, где создают разряжение 0,06
-
0,08 МПа
.
При поддержании вакуума закачивают раствор антипирена, например состав № 13, 10
-
16
% -
ной концентрации при 40
-
50°С
.
Затем создают давление 1-1,4 МПа и выдерживают плиты в течение 1
-
2 ч
.
После плавного снижения давления производят слив антипирена и осушающее вакуумирование при 0,06
-
0,08 МПа в течение 30
-
50 мин
.
Пропитанные плиты помещают в сушильную камеру, где сначала создают температуру 40
-
45°С при интенсивной вентиляции, влажности воздуха 65
-
75% в течение 18
-
24 ч
.
Далее температуру сушки повышают до 70
-
80°С и сушат плиты при влажности воздуха 25
-
30% в течение 24
-
36 ч до достижения влажности плит 8
-
10%
.

А
.
С
.4
474672/15 СССР № 1165697, кл
.
С 08 Ь 97/02, 1983
.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОГНЕЗАЩИТНЫХ ДРЕВЕСНЫХ ПЛИТ
.
/ Н
.Е.
Николаев, Н
.Н.
Фирсов
, Г.В.
Савицкая, В
.Т.
Лебедев, Л
.П.
Салтыкова и Л
.А.
Бабурина
. -

Всесоюзный научно-исследовательский институт деревообрабатывающей промышленности
. -
Заявл
.1
5
.0
8
.8
8, Опубл
.1
5
.03.9
1
.
Бюл
.
№ 10, Экспресс-информация
.
М
.:

ВНШТИЭИлеспром, вып
.
II
, 1982, с
.1
-
12

Изобретение относится к производству плитных материалов типа древесностружечных и может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности
.
В работе достигалось повышение водо
-
и огнестойкости пли
т.
Д
ля чего изготовлен 40-50% раствор карбамида в воде, после чего его вводят в алюмохромфосфатное связующее при перемешивании, и контролируют рН
(
1,37
-
1,70
)
модифицированного связующего и концентрацию
.
В качестве отходов производства полиизоцианатов используют кубовые остатки производства полиизоцианатов
.
В модифицированное фосфатное связующее вводят отходы производства полиизоцианатов при перемешивании в течение 20
-
25 мин
.
Предварительно отходы производства полиизоцианатов растворяют в этаноле или в ацетоне до вязкости 12
-
32 с
.
Полученное связующее
-
антипирен вводят в высушенную древесную стружку
.
Стружечно-клеевую массу перемешивают 10
-
15 мин, после чего производят формование древесностружечных ковров
.
Ковры прессуют при 170±5°С и продолжительности прессования 0,3 мин/мм
.
Количество фосфатного связующего составляет 12
-
16 масс
.

%.

А
.
С
.4
634076/15 № 35МО,

кл
.
С 08 Ь 97/02,

1984
.
Способ изготовления огнезащищенных древесно-стружечных плит
.
/ Г
.М.
Шутов, Л
.Б.
Нхьяев и К
.Л.
Бучнева
;
Белорусский технологический институт им
.С.М.
Кирова
. -

Заявл
.0
9
.01.8
9, Опубл
.0
7
.01.9
1
.
Бюл
.

I

Изобретение относится к способам производства древесно-стружечных плит и может быть применено в древеснообрабатывающей промыш
л
енности при изготовлении плит для строительства, мебели и телефутляров
.
Цель изобретения
-
улучшение огнезащитных свойств пли
т.
Д
ля приготовления минеральной огнезащитной добавки берут мочевину и фосфат аммония по массе при соотношении 1-1,5
:
2
-
3
.
Смешивание ведут в течение 10
-
15 мин, затем приготовленную смесь вводят в фосфогипс влажностью 15-18%
.
При этом соотношение смеси и фосфогипса составляет 1-1,4
:
1,5-2
.
Перемешивание ведут в течение 10-15 мин
.
Минеральную огнезащитную добавку вводят при перемешивании на осмоленную стружку наружных слоев плит в количестве 20-40% от абсолютно сухой стружки
.
Расход смолы 14 и 11% по сухому веществу к абсолютно сухой стружке соответственно наружных и внутреннего слоев плит
.
Формируют трехслойный пакет
.
Причем наружные слои составляют 40% от массы всего пакета
.
Прессование плит толщиной 10 мм осуществляют при 165
-
170°С, времени 0,33 мин/мм толщины плиты и давлении 2 МПа
.

А
.
С
.5
049064/05 СССР N 844375, С 08Ь 97/02
.
ДРЕВЕСНОШЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ
.
/ Дракин К
.В.
-

Акционерное общест
во
"
Элорг
"
-
Заявл
.

2
2
.0
7
.9
2, Опублик
.

1
0
.12.19
95
.

А
.С.
СССР



1562145,

кл
.

С

08Ь

97/02
.
ДРЕВЕСНОПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ
.
/ Акционерное обще
ст
во
"
Элорг
"
,

-

опублик
. 19
90
.
Заявка Франции

2520292, кл
.
В 291 5/04
.
опублик
.

1983
.

Авторами

предложена

древеснополимерная

композиция,

используемая

в строительной индустрии в качестве конструкционных
(
элементы конструкций кровли, стеновых панелей, подоконников
)
и отделочных материалов
(
элементы мебели, в том числе встроенной в жилое помещение, стеллажи и т
.д.
).
Сущность изобретения
:


состав, мас

%
:

полиолефин
-
частицы
не более 0
.6
3 мм 10
-
18
;
д

иоксид

кремния

с

уд
.
поверхностью
180 м /г 0
.1
-
0,24

древесные частицы с размером частиц
0
.1
6
-
5 мм

остальное

до 100%
.


Патент

2061589 МПКВ27КЗ/36

С09К21/12 СОСТАВ ДЛЯ ОГНЕ
-
И БИОЗАЩИТЫ ДРЕВЕСИНЫ
(
ВАРИАНТЫ
).
/ Землицкий В Е, Михайлов В
.И.,
Киселев Е
.А.
-

93021531/04
.
Опубл
.

1
0
.06.19
96
.
Заявл
.

2
3
.04.19
93

В деревообрабатывающей промышленности и промышленности стройматериалов при защите изделий из древесины от огня и биоповреждений используются составы для огне
-
и биозащиты древесины
.
В работе рассматриваются три состава, отличающиеся природой замедлителя горения
.
В первом составе предложено использование в качестве антипирена смеси продуктов реакции при 34-78°С эквимолярных количеств диалкилфосфита с амином ф-лы
RN
Н
R
, общее содержание фосфора в антипирене 7,6-22,3 масс
.

%
и азота 3,4-10,1 масс
.

%.
Согласно второму варианту состав содержит смесь продуктов взаимодействия при 128-150°С эквимолярных количеств указанного диалкилфосфита с дикарбоновой кислотой ф-лы НООС
R
СООН, где
R
-алкил С
1
С
7
или алкенил С
2

4
с общим содержанием фосфора в антипирене 9,0-15,47 мас
.

%.
Согласно третьему
-
смесь продуктов взаимодействия эквимолярных количеств указанного диалкилфосфита с карбамадом при 34-78°С или при 50-170°С с
амидом карбоновой кислоты ф-лы
R
СОНК
RR
",
где
R
-Н, алкил С
1
С
4
или алкенил С
2

4
, а
R
'-Н или алкил С
1
С
4
, с общим содержанием в антипирене фосфора 8,2-20,2 мае
.

%
, азота 3,6-16,4 мае
.

%.
Огнезащитные свойства составов по ГОСТ 1
2.1
044-89 с керамической трубой
:
потеря массы 1,3-6,3 мас
.

%.
Биозащитные свойства по ГОСТ 16712-71 со штаммом гриба Со
niph
ога
:
потеря масс О масс
.

%.
Устойчивость состава при хранении более 500 сут
.

Патент 2119516 МПКС09Э5/18

С09В161/24

С09В161/28

С09К21/Ю С09К21/12

В27КЗ/52
.
ОГНЕЗАЩИТНЫЙ ВСПУЧИВАЮЩИЙСЯ СОСТАВ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ ДЕРЕВЯННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
.
/ Амбарцумян Р
.Г.
Акционерное общество Институт
"
Ростовский Промстройниипроект
".
-
97111992/04
.
Заявл
.

1
6
.07.19
97
.
Опубл
.

2
7
.09.19
98

Для теплоизоляции деревянных конструкций при пожаре авторами предложен

огнезащитный вспучивающийся состав для покрытия деревянных

поверхностей
, в
ключающий,

мас
.

%:
водорастворимые

мочевиноформальдегидную, или мочевиномеламиноформальдегидную, или

карбамидоформальдегидную смолу
(
в пересчете на сухой остаток
)
3,4
-
7,9,

аммофос или полифосфат аммония 10,5
-
26,0, пентаэритрит или пентрол 4,8
-
12,0, каолин 1,7
-
4,0, п-трет-бутилфенолформальдегидную смолу 1,7
-
4,0,

цианурат меламина или дициандиамид 1,8-6,1, фторид аммония или

тетрафторборат аммония, или смесь фторида аммония с бифторидом аммония
(
в соотношении от 1
:
1 до 1
:
2,5
)
5,0
-
10,0 и вода
-
остальное
.
Состав

дополнительно может содержать асбестовое волокно 2,0
-
4,0 мас
.

%.
Свойства

состава
:
потеря массы
о
бразца по ГОСТ 16363-76 0,9
-
1,6%, адгезия по ГОСТ

15140-78 1 балл
.,
жизнеспособность состава без фосфатов аммония 6 мес,

покрытие не отслаивается
.
Достигается улучшение огнезащитных свойств с

одновременным уменьшением расхода состава при покрытии деревянных

поверхностей
.

Анализ научно
-
технической документации и патентной литературы показал, что на данный момент ведутся активные разработки огнезащищенной древесины
.
С целью снижения горючести используются различные методы, такие как введение анитипиренов различной природы, нанесение огнестойких составов на поверхность, пропитка смолами
.

1.
6

Эксперементальная часть


1.
6
.
1 О
бъекты исследования


1
.
Целлюлоза

[
-
C
6
H
10
O
5
-
]
n


Состав древе
сины хвойной,

%

Целлюлоза
50-58

Пен
т
озаны
11

Пектиновые в-ва
1

Белковые в-ва
0,5-0,8

Жиры

и

воска
1-2

Лигнин
26-28

Зольность
0,25-0,5


2
.
АСС-ЦПХДС-Т
) -

продукт химической переработки совтола-10 и представляет собой триэтаноламиновую соль сульфированного совтола-10
(
ТУ

2382-111-00210045-98
).
Продукт коричневого цвета с различными оттенками, 4 класс опасности поГОСТ-1
2.1
007-76
.


Плотность, г/см
3
1,477

Динамическая вязкость при 60°С, МПа*
с

799600



Трудно горючая жидкость
:

Температура вспышки,
°С>205

Температура воспламенения,
°С>205

Температура самовоспламенения,
°С>675

Температура плавления,
°С45-50

рН водного р-ра
(
1
%)
7-8

Содержание совтола,
%
2,5


3
.
ПВХ
- [
-
СН
2
СНСЬ-
]
П



Бесцветный термопластичный полимер
:

молекулярная масса

(
10-150
)
*10
3

пл
отность

1,35-1,43г/см
2

насыпная плотность порошка

0,4-0,7г/см
3

температура стеклования

75-80°С

температура текучести

150-220°С

трудногорюч, при Т=120°С
начинается отщепление НС
l


Реакционная камера, представляющая собой термостойкую прозрачную трубку, установлена вертикально
.
На дно камеры монтируют приспособление для равномерного распределения газовой смеси, состоящей из стеклянных или металлический шариков различного диаметра
.

Держатель образца необходим для закрепления его в вертикальном положении в трубе
.
Металлическое проволочное сито размерами ячейки 1,0
-
1,6 мм помещено над шариками для улавливания падающих частиц
.

Баллоны содержат газообразный кислород и азот
(
чистота которых должна быть не менее 98

%
)
или очищенный воздух с концентрацией кислорода 20,9

%
объемных
.

Источник зажигания
(
например, горелка с диаметром наконечника 2±1 мм
)
обеспечивает на пропане высоту пламени
(
16±4 мм
)
и свободно входит в камеру через верхний открытый конец
.

Учет времени проведения испытания ведут посредством секундомера с погрешностью измерений не более одной секунды
.

Перед испытанием образцы кондиционируют не менее 88 часов в стандартной атмосфере 23/50 по ГОСТ 1
2.42.3

Время между изготовлением исследуемого материала и началом испытания должно быть не менее 72 часов
.
Испытания проводят при температуре
(
23 ±2
)
°С
.
Образец закрепляют в вертикальном положении в держателе в центре колонки так, чтобы верхний край образца находился на расстоянии не менее 100 мм от верхнего края колонки
.
Систему продувают газовой смесью не менее 30 секунд перед испытанием и поддерживают концентрацию кислорода постоянной до конца испытания
.

Далее осуществляют зажигание образцов
.
Для этого подводят самую нижнюю часть пламени горелки к верхней горизонтальной поверхности образца, медленно перемещая так, чтобы пламя покрывало ее полностью и не касалось вертикальных поверхностей или граней образца
.
Длительность воздействия пламени на образец составляет 30 секунд с короткими перерывами через каждые пять секунд
.
Образец считается воспламененным, если после отвода горелки через пять секунд вся его поверхность горит
.

После воспламенения образца включают секундомер и наблюдают за распространением пламени
.
Если горение прекращается и не возобновляется в течении одной секунды, то, выключив секундомер, определяют время горения и измеряют длину сгоревшей части образца
.
По ходу испытаний отмечают процессы сопровождающие горение
:
падение частиц, обугливание, неравномерное горение, тление
.

Гасят и вынимают образец из реакционной камеры
.
Кислородный индекс
(
КИ
)
в процентах вычисляют по формуле
:


КИ=
[
O
2
]
/
[
O
2
]
+
[
N
2
]
*100%


где
[
O
2
]
-
минимальная концентрация кислорода в кислородно-азотной смеси, необходимой для горения образца
.


1.
6
.
2

Термогравиметрический анализ

Испытания проводят в соответствии с ГОСТ 2
1.5
53
-
76
.

Термогравиметрия
(
ТГ
) -
это динамический метод непрерывного взвешивания образца в зависимости от температуры при постоянной скорости нагрева
.

Деривативная термогравиметрия
-
это динамический метод, в котором получают первую производную изменения веса по времени, как функцию температуры при постоянной скорости нагрева
.

Изменение массы, скорость изменения массы и величин тепловых эффектов при нагреве образцов изучалось методом термогравиметрического анализа с использованием дериватографа системы
"
Паулик
-
Паулик
-
Эрдей
".

Образцы массой 0,2 грамма нагревали в среде воздуха до 1000°С с постоянной скоростью нагрева
-
10°С/мин
.
Чувствительность по каналам ДТГ
-
1 мВ, ТГ
-
500 мВ, ДТА
-
500 мВ
.
Точность измерения не более 1%
.

Энергия активации термодеструкции материалов определяли методом Пилаяна по кривой ДТГ по формуле
:

(
1
)

где Е
-
энергия активации Дж/моль
;

М
-
уменьшение веса вещества в результате удаления летучих продуктов реакции, мг
;

Ут
-
скорость потери массы исходной пробы вещества, мг/мин
;

К
-
универсальная газовая постоянная, Дж/
(
град*моль
);

Т
-
температура, К
;

В
-
константа
.

Уравнение
(
1
)
можно представить в виде
:

где
-
предэкспоненциальный множитель
.

Графическая интерпретация экспериментальных данных в соответствии с уравнением
(
2
)
в виде координат

дает прямую, тангенс угла наклона которой к оси абсцисс позволяет вычислить энергию

активации

процессов
,
а

отрезок
,
отсекаемы

на

оси

ординат предэкспонинту
.

Отсюда


Е = 2,3
R
Т*
tg

а
.


Скорость термолиза определяем по кривой ТГ по формуле
;

где
-
максимальная потеря массы,

%;

минимальная потеря массы,

%;

m
-
масса навески, г
;

время нагрева на 100°С при скорости нагрева 10°С/мин
.


1.
6
.
3

Определение потери массы образца при поджигании на воздухе

(
метод огневой трубы
)

Метод
"
Огневая труба
"
является экспресс
-
методом для определения группы твердых горючих материалов
.
Его проводят в соответствии с ГОСТ 17
.0
88-71

Установка состоит из камеры горения, держателя образца, газовой горелки диаметром 7 мм, смотрового зеркала диаметром 50мм, подвижно укрепленного на штативе
.
Камера горения представляет собой стальную трубу диаметром
(
50±3
)
мм
;
длиной
(
165 ±5
)
мм, толщиной стенки
(
0,5 ±0,1
)
мм, которая вертикально закрепляется на штативе
.

Для испытания изготовляют шесть образцов шириной
(
35±1
)
мм, длиной
(
150±3
)
мм и фактической толщиной, не превышающей
(
10±1
)
мм
.
Предварительно взвешенные образцы подвешивают вертикально в центре трубы таким образом, чтобы его конец выступал на 5 мм и находился на 10 мм выше горелки
.
Под образец по его центру устанавливают горелку с высотой пламени
(
40 ± 5
)
мм, одновременно включают секундомер и определяют время зажигания, обеспечивающее устойчивое горение образца
.

Через

2

минуты действия

пламени

источник зажигания

удаляют

и фиксируют

время

самостоятельного

горения

и

тления

образца
.
После остывания до

комнатной температуры

образец взвешивают и

определяют потери массы в процентах от исходной
:


m
=
(
m
н
-
m
к
)

н
,
где
m
н
и
m
к
-
масса образцов до и после испытания, г
.


1.3.
4

Результаты экспери
мента
и их
обсу
ж
ден
и
е
Обоснование выбора замедлителя горения для сни
жен
и
я горючести
древесины

Основным компонентом древесины является целлюлоза
-
это горю
чий, легко воспламеняемый матери
ал
.

Термолиз целлюлозы про
текает по двум стадиям
:
дегидратации и
деполимеризации
Это конкурирую
щие
процессы
.
В результате дегидратации образуются сопряже
нные
ненасыщенные структуры, формирующие при пиролизе карбонизов
анный
остаток
(
КО
);
повышается термостойкость волокна
.
Де
полимеризация

протекает с вы
соким выходом смолы, левоглюкоза
на и его прои
зводных, являющихся горючими летучими продуктами
[
2
].

Проблема снижения гор
ючести целлюлозных
материалов связана с

направленным изменением
химического процесса при пироли
зе полимера,
обеспечивающим его протекан
ие в
направлении в
нутр
и
молекулярной

дегидратации
.
При этом подавляются реакция разрыва ос
н
овной цепи,

приводящие к выделе
нию горючих продуктов и наб
людается резкое

снижение горючести матер
иа
ла
.

Древесина относится к
коксующимся при

горении материалам, поэ
тому для снижения их горючести наиболее
эффективными замедлителями горения являются фосфорсодержащие соединения, действие которых проявляется в основном в к
онденсированной
фазе
[
1
].

ПХДС
(
триэтаноламинная соль сульфированного совтола
)
представляет собой пастообразное
вещество коричневого
цвета, 4 класса

опасности по ГОСТ 1
2.1
007-76
.
В молекуле ПХДС содержаться атомы
хлора и фосфора, представляющие с
обой ингибиторы горения
.
Используемая для мод
ификации паст
а ПХДС является достаточно

термостойким продуктом
.
В
интервале температур
40-210°С паста теряет 15%

массы
.
Общие потеря массы
при

600
0
С составляют 26%
.
Таким образом паста ПХДС разлагается в температур
н
ом
инт
ервале, совпадающем с термоокислительной дестру
кцией самой древеси
ны, табл
.3.1.,
что позволяет
применять её для снижения горючести
древесных материалов
.


Таблица 1
.
Данные
пиролиза
древесины и ЗГ

Наиме
нова
ние

О
сновные стадии

дес
т
рукции

Потери массы,

%
, при температурах
,

°С


Тн-Тк

Ттах

M
К
-
M
Н

M
MAX

100

200

300

400

500

600

Древесина

30-210

125

210-430

350

0-8
,5

4,5

8
,5
-73
,
5

42,5

1
,5

8

15

70

81,5

91
,5

ПХДС

40-210

110

0-15

6,2

4

14,5

19,2

24

25

26


Исследование сорбци
и замед
лителя горения

ПХДС древесиной
.
В работе изучалась кинетика сор
бции пасты ПХДС древесиной и оценивалось влияние размер
ов образца древе
сины на ее способность к сорбции
.
Отмечено, что сорбция ПХДС пр
и темп
ературе
20±5°С особенно интенсивно прот
е
кает в течение первых 10-20 мин
.
С уменьшением то
лщ
ины образца с 16 до 8 мм количество сорбированного ЗГ увеличивается
.
Термообработанные образцы сорбируют ПХДС в бол
ьш
ем ко
л
ичестве, ч
ем
нетермообработанные
.

Анализ данных термогравиметрического анализа модифицированных

образцов показал, табл
.2.,
чт
о
и
х раз
ложение
проход
и
т в 2 стадии
.

Таблица 2
.
Влияние термообработки на
показатели пиролиза древесины

состав

Основные стадии

деструкции

Потерн массы
,
%
,

при

темпера
т
урах, °С


Тн-Тк

Т
м
ах,°С

Мн-Мк

Мм
ах,%

100

200

300

400

500

600

Древесина

30-210

125

210-430

350

0-8,
5

4,5

8,
5-73
,
5

42
,5

1
,5

8

15

70

81,5

91,5

Др
.
(
термообр
)

+60 П
ХДС

30-140

108

190-209

250

1-6

4
,5

8-
39

33

2
,5

9

45,5

61,5

75

87,5

Др-

(
нетермообр
)

+60ПХДС

30-210

125

210
-4
30

350

0-55

3

8
-
42

29,5

3

8

47

60

74

87


Первая стадия, вероятно всего, связана с выделением сорбированной воды, хотя нельзя исключить разложение пас
ты
ПХДС в этом температурном интервале
.
Вторая стадия соответствует деструкции древесины
.
Отмечено инициирующее влияние ПХДС на разложение древесины, так как начальная температура разложения снижается на 20-30°С, по сравнению с немодифицированной древесиной и существенно сужается температурный интервал деструкции, несколько возрастае
т
выход карбонизованного

остатка
.
Кокс

и
меет

более

равномерную

структуру

с

видимыми включениями замедлителя горения
.

Кислородный индекс увеличи
вается с 18% об
.
для исходной древесины до 37% об
.
для древесины пропитанной 25
% -
ным раствором ПХДС и до 42% об
.
древесины пропитанной 50
%
-
ным раствором ПХДС, при этом потери массы, определённые методом
"
огневой трубы
",
составляют 8,8% и 6,7%, соответственно
.

Изучение во
зможности применения для огнеза
щ
и
ты

метилакрилатных

соединени
й
.
При обработке дистилл
и
рова
нной водой модифици
рованной древесины
(
в течении 14 дней
)
отмечено удаление ПХДС, и потери массы составляют 31%
.
В связи с этим подбирались составы, способствующие сохранению огнезащитного эффекта после мокрых обработок
.
Д
л
я этого использовались
:
по
р
о
фор, ФО
М, ЛИМ, про
п
итк
а с фотоинициатором, а также пропитка древесины непосредственно ко
нцен
трированной пастой ПХДС
.
Состав и характеристики образцов приведены в таблице 3
.


Табл
ица
3
.

Состав и характеристики образцов
,
содержащих

метилакрилатные

соеди
нения

Параметры

пропитки

Время

пропит
ки,

мин
.

Привес
,

%
,

после

про
питки

Время

п
оджигания

Время

с
амостоя
-

тельного

горения
.,
с

Потери

массы

%
на

огневой

трубе

(
ПХДС+
Др.)

+

ФОМ

60

25

Не

загорается

0

4,9

(
ФОМ+
Др.)

+

пхдс

60

24,3

Не

загорается

0

8
,2
4

(
ПХДС+

порофор+
Др.)

20

16,1

Загорелся

через

75с
.

45

7,78

(
Др
.
+ФОМ+

фотоиниц
иатор
)

60

21
, 19

Не

загорается

0

6,6

(
ПХДС+
Др.)

+

(
ФОМ+фотоиници

атор
)
+ 1 час УФ

140

16,5

Загоре
л
ся

чере
з 15с
.

3

9,92

(
ФОМ+Др
.
+фотои нициатор
)
+1час УФ

180

32,18

2

ми
н

не
горит
,

при

повторном

П
оджигании

загорелся

через 100с

10

8,08

ФОМ+ДР
.
+порофор
+ ПХДС
(
конц
)

Тпропитки=80-85
0
С

120

2
1,8

Загорелся через 45 с
.

60

11,68

ПХДС
(
конц
)
+Др
.

Тпропигос
=
80-85 С

+
(
ФОМ
)

120

21,8

Загорелся

через 45с
.

120

8,38

ПХДС+Др
.

+20%ЛИМ

+2%Н
3
Ю
4

60

37,4



8


Из таблицы 3 видно, что наибольшие потери массы образцов при
испытаниях на огн
евую трубу, имеет состав
(
ФОМ +
ДР.)

+ПХДС
.
Все композиции, содержащие в своём составе ФОМ не поддерживают самостоятельного горения и имеют низкие потери массы, придавая тем самым огнезащитный эффект древе
сине, табл
.

3
.
Однако при введении
ФОМа н
а образцах древесины после пропитки
образуется жёлто-коричневая маслянистая жидкость, что безусловно ограничивает области применения таких огнезащищённых составов
.

Исследование возможности получе
н
ия древесно-стружечных

плит пониженной горючести
.
В работе исследовалась возможност
ь
получения ДСП пониженной горючести
.
Для этого испол
ь
зовались отходы древесной
промыш
ленности
-
древесная стружка, опилки при введении в н
и
х модификатора и связующего с последующим прессованием в изделия
.
Прессование осуществлялось при температурах 150-160°С и давлении 10-20 МПа при различном соотношении пропитанного ПХДС наполнителя и связующего
.


Табл
ица
4
.

Составы комп
озиц
и
й

Состав

Содержание

модифицированных

опилок в композиции,

%

ПЭ
(
гр
),%

30

50

60

ПС
(
гр
),%

30

50

60

ПП
(
гр
),%

30

50

60

ЭД-20,%

50


При использовании в качестве связующего гранулированных ПС, ПЭ, ПП, а в качестве наполнителя
-
древесных опилок, не достигнуто их равномерного распределения в комп
озиции
.
В связи с этим в дальнейших исследованиях пропитку осуществляли с применением в качестве наполнителя
-
древесной муки, а в качестве связующего
-
ПВХ
.
Изучались составы с процентным содержанием связующего
(
70, 50, 40
).
Пропитка древесной муки осуществлялась 50% водным раствором пасты ПХДС, после сушки и добавления ПВХ осуществлялос
ь
прямое прессование композиции
.
Оптимальное содержание древесной муки и ПВХ 50% / 50%, а параметры прес
с
ования
:
Т=160-170°С
;
Р=25МПа

Для увеличения эластичнос
ти
в ДСП ввод
ились дибут
илфталат
(
ДБФ
)
и ПЭС в количестве 5% масс
.
ч
.
от массы композиции
.
По внешнему виду образцов можно сделать вывод, что лучш
и
м пластификатором для данного состава является ДБФ
.

Испытани
я образцов на физико-механически
е свойства и на огневую трубу приведены в табл
.5
.


Табл
ица
5
.

Влияние ЗГ и ДБФ на свойства образцов

Состав

Прессование
:

Р=25МПа

Т=160°С

Потери

массы

%,

На

огневой

трубе

Время

само
стоя
тельного

горения, с

р,

Мпа

,
%

Рр
, Н

50%Др
.
оп
.
(
немод
)

+50% ПВХ

78

110

41,6

5

104

50% Др
.
оп
.
(
мод
)
+

50%ПВХ

7,6

0

41

6

123

50% Др
.
оп
.
(
мод
)
+

50%ПВХ +

5% ДБФ

11

0

39,7

7

138

Отмечено, что введение ПХДС в древесные опилки, используемые при производстве древесно-стружечных м
атериалов
,
незначительно уменьшае
т физико-механические свойства
(
табл
.4
),
однако, увеличива
е
т стойкость горен
ию
.
Образцы не подд
ержив
ают самостоят
ельного горения, а потери массы образцов незнач
ительны, что отно
сит разработа
нны
й материал к трудногорючим
.

Вывод
:
В результате проведённой работы разработана техноло
гия
получения модифицированной древесины пониженной горючести с применением в качестве замедлителя горения пасты ПХДС
.
Разработаны параметры модификации, обеспечивающие получение древесных материалов с пониженной горючестью
.
Изучена возможность применения для огнезащиты метилакрилатных соединений, а также исследована возможность получения древесно-стружечных
пли
т пониженной горючести
.


1.
7

Т
ехнологическая часть


1.
7
.
1 Характеристика сырья, материалов

1
.
Целлюлоза

[

6
Н
10
О
5
-
]
n


Состав древе
сины хвойной,

%

Целлюлоза
50-58

Пен
т
озаны
11

Пектиновые в-ва
1

Белковые в-ва
0,5-0,8

Жиры и воска
1-2

Лигнин
26-28

Зольность
0,25-0,5


2
.
АСС-КПХДС-Т
] -
продукт химической переработки совтола-10 и представляет собой триэтаноламиновую соль сульфированного совтола-10
(
ТУ
-
2382-111-00210045-98
).

Продукт коричневого цвета с различными оттенками, 4 класс опасности поГОСТ-1
2.1
007-76
.


Плотность, г/см
3
1,477

Динамическая вязкость при 60°С, МПа*
с

799600



Трудно горючая жидкость
:

Температура вспышки,
°С>205

Температура воспламенения,
°С>205

Температура самовоспламенения,
°С>675

Температура плавления,
°С45-50

рН водного р-ра
(
1
%)
7-8

Содержание совтола,

%
2,5


1.4.2
О
писание технологического процесса

Из хранилищ 1 и 2, в которых хранятся вода и паста ПХДС соответственно, насосами 3 закачиваются в дозирующие ёмкости 4,5
.
В дозирующих ёмкостях происходит накапливание веществ
.
С помощью вентелей

6 паста ПХДС и вода поступают в реактор 7, в котором происходит смешивание до однородной массы
.
После перемешивания, открывается кран 8 и жидкость попадает в пропиточную ванну 9 в которой происходит процесс пропитки древесины
.
Древесина поступает в пропиточную ванну из термопечи 11, где она проходит термообработку для выделения остаточной влаги
.
После термообработки с помощью ленточного конве
й
ера 10, на котором крепится используемая древесина, она подаётся в пропиточную ванну
.
По истечении 30-40 минут образцы подаются либо на стеллажи для сушки при комнатной температуре, либо в термопечь 12 для сушки при {=90°С
.
После этого модифицированная древесина на транспортных средствах отправляется на склад
.


1.
7
.3
О
сновные параметры технологического процесса

1
.
Время термообработки исходной древесины
.

1
ч
.

2
.
Время смешения компонентов в смесителе
.
30
мин
.

3
.
Время пропитки
. 20
мин
.

4
.
Состав ванны
.

2
5

%

м
.
ч
.
ПХДС, модуль ванны 4
.

б
.
Температура пропитки
. 20
+5 °С

б
.
Температура термообработки

исходной древесины
.

9
0°С

Т
.
Температура смешения 20+5°С

З
.
Температура сушки
:


на стеллажах

20+5 °С

в термопечи

90°С


1.
7
.4
М
атериальный расчет

На одну тонну модифицированного продукта с учётом

50%раств< ПХДС необходимо
:


Таблица 1

Материал

Количество, кг

Древесина

500

Вода

250

ПХДС

250


Потери раствора пасты ПХДС при модифицировании 1%
.

5
00кг
...

...

...

...

...

...

... .1
00%

250кг
...

...

...

...

...

...

...

...

.1
%

Отсюда потеря равна 5 килограмм


Таблица 2

Приход

кг

Расход

кг

Древесина

500

Модифицированная древесина

1000

ПХДС

250

Потери раствора ПХДС

5

Вода

250




1000


1005


Невязка =
(
1005-1000
)
/1005*100%=0,5%

2
.
Б
езопасность проекта


При современном уровне развития науки и техники безопасность про
из
водственных процессов играет значительную роль в дальнейшем совер
шенст
вовании технологических процессов
.
Выявившиеся в ходе научно-технической революции негативные для здоровья и жизни людей последствия выдвинули в число острейших социально-экономических проблем обеспечение безопасности жизнедеятельности человека в различных сферах его деятел
ьности, сокраще
ние числа несчастных случаев, катастроф, аварий, сохранение устойчивости и сопротивляемости биосферы в условиях всё возрастающей на неё нагрузки
.

В свою очередь химическая промышле
нность относится к отраслям промы
ш
л
енности, представляющей опасность профессиональных заболеваний и отравлений работающих
.
Это связано с тем, что современная химия немыслима без широкого использования разнообразных
агрессивных сред и токсичных со
единений, бол
ьш
инство из которых относится к взрывопожароопасным веществам
.
Внедрение новой технологии, интенсификация химических процессов и оборудования неразрывно связаны с созданием безо
пасной техники, дальней
шим улучшением и оздоровлением услови
й труда, повышением его произво
дительности, уменьшением и ликвидацией производственного травматизма и профессиональных заболеваний
[
46
].

При разработке технологического процесса необходимо учесть все ос
нов
ные вредные и опасные факторы, которые могут воздейство
вать как на рабо
тающих, так и на прилегающие населенные пункты, и разработать ме
роприят
ия, обеспечивающие создание здоровых и безопасных условий труда
.
Для этого необходимо подробнее рассмотреть возможные негативные последствия по всем стадиям технологического процесса
.

При производстве модифицированной древесины возможно воздействие негативных факторов при проведении следующих операций
:

1
.
Выгрузка и подготовка исходных компонентов, то есть триэтанола
ми
новой соли сульфированного
совтола
10
(
пасты ПХДС
)
и древесных брусков или опилок
.

2
.
Смешение пасты ПХДС с водой
.

3
.
Пропитка древесных образцов при перемешивании
.4
.
Выгрузка и последующая сушка образцов
.

При получении модифицированной огнезащитной древесины возможно воздействие на работающих следующих опасных и вредных факторов
:

поражение электрическим током
;

отравление вредными веществами
;

травмирование движущими частями машин и механизмов
;

термические ожоги
.

Использование ПХДС как основно
го компонента композиции не свя
зано с рядом негативных моментов в связи с его малой токсичностью
.


2.1
Опасные производственные факторы и мероприятия по техни
че
ской безопасности


На данном производстве используются
электрокары для перемещения ём
костей с пастой и транспортировкой готовой продукции
.
Помимо движущегося внутреннего транспорта будут находиться в рабочем состоянии механизмы с движущимися частями
-
электродвигатель и мешалка
.
Работа с жид
ким зали
вочным составом так же требует осторожного от
н
ошения
.
Так при попадании заливочного состава на открытые участки кожи нужно снять его тампоном, а затем тщательно промыть водой с мылом
.
Пролитый на пол со
став рекоменду
ется засыпать песком, соблюдая меры индивидуальной защи
ты, и потом уда
лить из рабочей зоны в специально отведенные места
.

В связи с использованием в производстве различных электроустановок существует опасность поражения электрическим током и статическим элек
три
чеством
.
П
о опасности поражения людей э
лектрическим током данное произ
водственное помещение, согласно ПУЭ отно
сится к классу помещений с повы
шенной опасностью
. [
55
]

Оборудование, коммуникации и емкости, используемые в производстве огнезащитной древесины, должны быть заземлены в соответствии с ГОСТ 1
2.1
018-86, но заземление не защищает человека от поражения электрическим током при прямом прикосновении к токоведущим частям
.
Поэтому возникает
необходимость в использовании
и других защитных мер, в частности, защитного отключения
.

Защитное отключение
-
быстродействующая защ
ита, обеспечивающая ав
томатическое отключение электроустановки при возник
новении в ней опасно
сти поражения током
.
Но основное условие, обеспечивающее безопасность эксплуатации и надёжность электроснабжения электроустановок
-
это исполь
зование изоляции токоведущих частей
.
Для изоляции токоведущих частей электроустановок применяют несколько видов изоляции
:
рабо
чую, дополни
тельную, двойную и усиленную
.
В соответствии с ПУЭ произ
водственное по
мещение относится к пожароопасной зоне П-П
[
4
6
].

Также в данном производстве существует опасность поражения стати
че
ским электричеством
.
Заряды статического
электричества возникают при де
формации, дроблении веществ, относительном перемещении двух находящихся в контакте тел, слоев жидкости или сыпучих материалов, интенсив
ном переме
шивании, испарении веществ
.
Средствами защиты от статиче
ского электриче
ства в данном случае является заземление электроустановок и металлических частей электрооборудования
.
А также необходимо установить автоматический контроль за скоростью течения жидкостей по трубопроводам, чтобы она не превышала предельных значений
.

2.2
Вредные производственные факторы и мероприятия по гигиене труда и производственной санитарии


Вредные вещества
.

Химическое производство относится к областям промышленности, которые представляют собой потенциальную о
пасность профессиональных отрав
лений и заболеваний работающих
.
Это происходит из-за того, что в процессе труда многие из них соприкасаются с химическими веществами, имеющими те или иные токсические свойства
.

ГОСТ 1
2.1
007-76 ССБТ
"
Вредные вещества
.
Классификация и общие требования безопасности
"
дает следующее определение вредным веществам
:
"
Вредное вещество
-
это вещество, которое при контакте с организмом человека в случае нарушения требований техники безопасности
может вызвать произ
водственные травмы, профессиональные заболева
ния или отклонения в со
стоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами, как в процессе работы, так и в отдаленные сроки жизни
настоящего и последующих поколе
ний
".

По степени воздействия на организм человека ГОСТ 1
2.1
007-76 ССБТ подразделяет вредные вещества на четыре класса опасности
:

1
)
вещества чрезвычайно опасные
;

2
)
вещества высокоопасные
;

3)
вещества умеренно опасные
;

4
)
вещества малоопасные
.

В производстве огнезащитной древесины используется вредное вещество ПХДС
(
триэтаноламинная соль сульфированного совтола 10
),
из которо
го вы
деляется трихлорбензол токсическая характеристика которого дана в таблице
2.1 [
55
].

Таблица

2.1
.
Токсическая характеристика вредных веществ
[
57
]

вещество

Характер

воздействия

на

организм

Класс опасности

пдк

в воздухе рабочей зоны, мг/см
3

1

2

3

4

трихлорбензол

Обладает

нерезким

не-

приятным запахом
.
Раздра
жающее

действие

срав
ни
тельно

слабое
.
Опасность

острых отравлений не
значи
тельна
.

4

10


Концентрация трихлорбензола как основного летучего вещества, должна строго контролироваться и не должна превышать допустимых значений
[
57
]
Этому способствует использование в про
изводственных помещениях общеоб
менной приточно-вытяжной вентиляции
.

Для создания благоприятных условий работы в производственном по
ме
щении используют искусственное общее и естественное боковое освещение
.
Так как основной технологический процесс не требует постоянной занятости рабочих, а необходимо только контролировать функционирование обо
рудова
ния, системы КИПиА, то разряды зрительных работ будут следующие
:
общее освещение цеха
-
VIII
а
(
общее постоянное наблюдение за ходом процесса
),
КИПиА
-
IV
г
.
Нормируемая освещённость для
VIII
а 200 лк, КЕО=0,6%
.
Для
IV
г соответственно 200 лк и 0,9%
.
Для обоих разрядов коэф
фициент пульса
ции-20%, коэффициент ослеплённости

-

40

%
).
В качестве источников общего рабочего освещения предлагается использ
овать люминесцентные лампы днев
ного света в светильниках типа ВЛВ
(
общее освещение пыль
ных и пожаро
опасных помещений
).
Светильники аварийного освещения присое
динены к се
ти рабочего освещения с автоматическим переключением на не
зависимый ис
точник питания при аварийных ситуациях
.
' Светильники аварийного освещения должны иметь специальные знаки
[
50
].

Микроклимат
.

Метеорологические условия производственной среды
-
температура, влажность и скорость движения воздуха, определяют теплообмен организма человека и оказывают существенное влияние
на отрицательное состояние раз
личных систем организма, самочувствие, работоспособность и здоровье
.

Метеорологические условия производственной среды зависят от физи
че
ского состояния воздушной среды и характеризуются основными метео
рологи
ческими элементами
:
температурой, влажностью и скоростью движе
ния возду
ха, а также тепловым излучением нагретых поверхностей оборудо
вания и обра
батываемых изделий и материалов
.
Совокупность этих факторов, характерных для данного производственного участка, называется произ
водственным микро
климатом
.

Для создания нормальных условий труда в производственных помеще
ни
ях обеспечивают нормативные значения параметров микроклимата
(
согласно ГОСТ 1
2.1
005
-
88
).
Оптимальные показатели рас
пространяются на всю рабо
чую зону, а допустимые устанавливают раздельно для постоян
ных и непосто
янных рабочих мест, в тех случаях, когда по технологическим, техническим или экономическим причинам невозможно обеспечить оптимальные нормы
.

При нормировании метеорологически
х условий в производственных по
мещениях учитывают время года и физическую тяжесть выполняемых работ
.

Помещение, в котором протекает данн
ый технологический процесс, мож
но отнести к категории работ
II
а
(
средней тяжести
).
В табл
.2.2
даны оп
ти
мальные и допустимые параметры микроклимата

Таблица
2.2
.
Оптимальные и допустимые метеорологические условия в рабочей зоне

производственных помещений

Категория

Температура воз
духа, °С

Относительная влажность,

%

Скорость движения воздуха, м/с не более

II

а

оп
ти
мальная

допус
тимая

оптим
альная

допуст
имая

оптим
альная

до
пус-т
имая


Холодный период


18-20

17-23

40-60

75

0,2

не >0
.4


Теплый период


21-23

18-27

40-60

75

0,3

0,2-0,4


Для обеспечения благоприятных метеорологических условий преду
смот
рены следующие мероприятия
:

1
)
теплоизоляция оборудования, аппаратов, выделяющих тепло
.
В рас
сматриваемом технологическом процессе
-
это термокамеры
.
Тепло
изоляция сделана таким образом, чтобы температура наружных стенок теплоизлучающего оборудования не превышала 45°С
;

2
)
вентиляция помещений
.

Шум и вибрация
.

В результате длительного воздействия шума и вибрации наруш
ается нор
мальная деятельность сердечно-сосудистой
и ЦНС, органов равновесия, пище
варительных органов, появляются заболевания суставов
.
Интенсивный шум и вибрация ведёт к снижению производительности труда и часто явля
ется причи
ной травматизма
.

Источниками шума и вибрации в дан
ном технологическом процессе явл
яются насосы, смесители, ленточный конвейер
.

Допустимые уровни шума дл
я постоянных рабочих мест регламенти
ру
ются ГОСТ 1
2.1
83 и СН 3223
-
85
.
Согласно ГОСТу уровни шума и эк
вива
лентные уровни в производстве на постоянном рабочем месте
не должны пре
вышать фактические значения уровня шума, приведенные в таблице
2.2.3

Таблица

2.3
.
Допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятия по ГОСТ 1
2.1
003
-
83 с дополнениями
(
извлечение
)

Рабочие места

Уровни звука и экв
ивалентные уровни звука, дБ

Помещения управления, рабочие комнаты

60

Кабины управления
(
без речевой связи
)

80

Помещения лабораторий для проведения экспе
ри
ментальных

работ
;
помещения

для

размещения шумных агрегатов, вычислительных машин

80

Постоянные рабоч
ие места и рабочие зоны в произ
водственных пом
ещениях и на территории предпри
ятия

85


В рассматриваемом технологическом процессе шумовые характеристики превышают допустимые уровни звука
.
Поэтому для снижения шума реко
мен
дуется использовать специальные кожухи, которые устанавлива
ются на источ
ники шума
.

Для снижения уровня вибрации используют виброизоляцию
-
это уп
ру
гие элементы, помещенные между вибрирующей машиной и ее основанием
.
В качестве амортизаторов используют ста
льные пружины или резиновые про
кладки
.
В том случае, если технологическими ме
рами не удалось снизить уро
вень шума и вибрации до допустимых значений, применяют индивидуальные

защитные средства
:
противошумные вкладыши, вставляемые в уши
;
обувь на толстой резиновой или войлочной подошве
;
рукавицы или перчат
ки со специ
альными виброзащитными вкладышами
.


2.3
Взрывопожаробезопасность


Вещества применяемые при производстве огнезащищенной древесины не являются взрывоопасными
.

В соответствии с НПБ 105-95 помещения цеха относятся к дожаро
опас
ной категории В,
т.к

на производстве имеются большие запасы древесины, как модифицированной так и обыкновенной, которая и представляет повышенную пожароопасность
.

Свойства пропиточной композиции определяются свойствами пасты ПХДС
.
ПХДС
-
это негорючее пастообразное вещество с темпе
ратурой дест
рукции равной температуре деструкции древесины
(
190-210°С
).

Выделяют два основных принципа обеспечения пожаро
-
и взрывобе
зо
пасности
:

предотвращение образования горючей и взрывоопасной среды
;

пожаро
-
и взрывозащита технологического оборудования, помещений и зданий
.

Предотвращение образования горючей и взрывоопас
ной среды как в обо
рудовании, так и в производственном помещении
-
важней
шее условие обеспечения пожаро
-
и взрывобезопасности
.

Одно из условий обеспечения пожаро
-
и взрывобезопасности техноло
ги
ческого процесса
-
ликвидация возможных источников воспламенения
.
Источ
никами воспламенения могут быть
:
открыт
ый огонь технологических устано
вок, раскаленные нагретые стенки аппаратов и оборудования
.
При эксплуата
ции оборудования необходимо строго следить за

соблюдением сле
дующих тре
бований
:

наличие и исправность пламе
-
и искрогасительных устройств у двига
те
лей
;

нормативный нагрев теплоизоляции оборудования, искробезопасно
с
ть смесительного оборудования
;

исправность устройств для снятия заряда статического электричества
;

смазка и нагрев подшипников скольжения, нагруженных и высо
кообо
ротных валов машин и механизмов
[
47
].

Особое внимание уделяется порядку хра
нения веществ и материалов, спо
собных образовывать взрывчатые смеси, порядок хранения которых оп
ределя
ется

ГОСТ 1
2.1
004-85
.

3.
Э
кологическая экспертиза проекта


Резкое ухудшение экологической ситуации на территории Российской Федерации и в мире, в целом, обусловило создание и развитие направлений по разработке
"
экологически чистых технологий
".
Они основываются на принципе непрерывного совершенствования произв
одства, сущность которого заклю
чается в выпуске высококачественной продукции с минимальным количеством отходов, экономным использованием природных сырьевых и энергетических ресурсов посредством внедрения новых или более эффективных процессов и оборудования
.

Химическая промышленность занимает третье место по объему выбросов в атмосферу токсичных соединений, второе
-
по количеству сбросов в водоемы загрязняющих веществ, первое
-
по загрязнению литосферы твердыми отходами промышленного и бытового назначения
[
54
].

Процесс промышленного выпуска модифицированной древесины в целом можно отнести к разряду малоопасных производств в виду следующих причин
.
Во-первых, исходные компоненты принадлежат к четвёртому классу опасности, то есть умеренно опасных веществ
;
во-вторых, технологический процесс протекает при нормальных условиях
,
что не создает опасности от спонтанного изменения температурных и кинетических параметров, приводящих к взрыву и выбросу реакционной смеси
;
в-третьих, процесс имеет автоматическую систему контроля и регулирования технологически
х параметров, обеспечивающую зад
анный расход исходных компонентов и протекание реакции в оптимальных условиях
;
в-четвертых, потенциально опасные производственные участки герметизированы, что предотвращает выход вредных веществ из трубопроводов и ректора смешения в рабочую зону при нормальном функционировании технологической системы
.
Однако практические исследования существующих производств огнестойкой древесины свидетельствуют о негативном воздействии этих производств на окружающую среду
.



Токс
икологическая характеристи
ка исх
одных компонентов
.

Исходным компонентом пря получении огнезащитной древесины является препарат антисептический ААС-1 на основе продукта ПХДС-Т это продукт химической переработки триэтаноламинной соли сульфированного совтола 10
.
В состав пасты ПХДС входят следующие вещества
:
из
омеры пента-, г
е
ксахлор
бифинила и трих
лорбензол
.
Гигиеническая эксперти
за показала, паста ПХДС не обладает аллергенным и мутагенным эффектами
;
характери
зуется выражен
ным фунгицидным действием
[
60
].

Токсикологическая характерист
и
ка загрязнителей, возникающ
и
х в производственном процессе
.


С
l



1
.
Трихлорбензол
Cl

1,2,4-Трихлорбензол
-
жидкостъ, с трудом растворяется в спирте
.
Токс
и
ческое действие
-
сначала возбуждает, а потом угнетает центральную нервную систему
;
вызывает изменение крови
.
Предельно допустимая
концен
трация
(
ПДК
)
в воздухе рабочей зоны 10 мг/м
3
.
При обследовании рабочих, за
нятых в производстве возмо
жны жалобы на головную боль, то
ш
н
оту, боли в подреберье, в сердце
.
Возможно увеличение печени, раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей и глаз
.

2
.
Сточные воды
-
образуются в процессе проп
ит
ки древесины водным раствором пасты ПХДС и на стадии промывки пропиточной ванны
.
Такие воды содержат приблизительно 1,5-2% раствор пас
ты
ПХДС удаляемые с поверхности ванны
.
Они не представляют с
обой опасности для окружающей ср
еды потому после предварительной очистки их можно о
тводить на городские очист
ные сооружения
.
В сточных водах деревообрабатывающих заводов содержатся

взвешенные веще
с
тва, нефтепродук
ты
(
масла, эмульсин и
т.п.)
,
отн
осящиеся к 4 классу опасности
. [

]

3
.

Характерными выделениями загрязняющих веществ в атмосферу при обработке древесины являются пыл
ь
и древесные о
пилки
, относя
щиеся к 4 классу опасности и контролирующиеся
в рабочей зоне с периодичностью 1 раз
в квартал
[
61
]

Мероприятия по снижению влияния отходов про
из
водства на человека и

окружающую природную среду
.

Потенциаль
но
опасные производственные участки в производстве ог
не
упорной древесины имеются на стадии пропитки древесных образцов
т.к

пропиточная ванна находится в негерметичном состоянии
.
С целью снижения вероятности выхода вредных веществ на стадиях пропитки и смеше
ния компо
нентов для удаления неприятного запаха и очистки воздуха в техпро
цессе при
меняют приточно-вытяжные вентиляционные системы
.

В вентиляционных системах обычно
используют пылеулавливающие ка
меры, фильтры из металлических сеток, увлажне
ние
водой или маслом, и на основе бумаги или стеклянного волокна
.
Конструкции такого типа обла
дают не
достатками
.
Пылеулавливающие камеры малоэффективны, так как с их помощью можно задерживать только крупные диаметром 10 мкм частицы пыли
.
Влажные сетчатые фильт
ры требуют частой промывки
(
ручной или механизи
рованной
)
и сложны в эксплуатации
.
Фильтры тонкой очистки на основе
бума
ги и стеклянного волокна нед
олговечны, их необходимо часто про
дувать или заменять
.

Специал
ьно
для очистки воздуха в помещениях и атмосферных выбросов от пахучих органических веществ в сущест
в
ующих вентиляционных системах используются нейтрализаторы одорофорных соединений
.

Эти нейтрализаторы можно встраивать непосредственно в сущест
вую
щие воздуховоды, что снижает затраты на реконструкцию вентиляци
онной сис
темы, так как не требует сооружения новых вентиляционных камер
.

Нейтрализаторы изготавливаются трех типоразмеров, соответствующих стандартным размерам воздуховодов и различаются по производительности
.
Использование данного типа установок дает возможность полностью отказаться от принудительной приточной вентиляции или значительно уменьшить ее объемы
.
При этом сокращается расход энергии на нагрев приточного воздуха в холодное время го
да приблизительно в 1,75 раза
[
56
].

На стадии подготовке ванны к пропитки и после её осуществления об
ра
зуются сточные воды, содержащие приблизительно 1,5-2
% -
ный раствор пасты ПХДС
.
Такие воды не представляют особой опасности для окружающей среды, поэтому после предварительной отчистки и
х можно отводить на очистные со
оружения, где они смешиваясь с водами хозяйственно-бытового использования, сбрасываются в водоемы
.
Однако экономически целесообразнее использовать водооборот, позволяющий на 80% сократить потребление пресной воды из природных источников
.
Для очистки воды применяют фильтр с сорбционной нерегенерируемой заменяемой загрузкой, в
качестве которой выступают шун
гит, глауконит, активированный уголь, углетканный материал
"
Бусофит
".
Наи
более перспективным из перечисленных сорб
ентов является углетканный мате
риал
"
Бусофит
".
Выпускается в виде ткани,
трикотажа, лент различной шири
ны
;
обладает сравнительными преимуществами
:
отсутствие запаха, нераство
римость в воде, хемостойкость, неплавкость, пожаро-, взрывобезо
пасность, не
токсичность, нерадиоктивность
.
Кроме того,
не требует дополнительной обра
ботки перед применением, может подвергать
ся регенерации и многократно ис
пользоваться
.
Расход
"
Бусофита
"
на 1 м
2
раствора составляет 0,2-0,4 кг
(
1-2 м
2
).
Стоимость данного сорбента эквивалентна а
налогичному показателю для акти
вированного угля
(
приблизительно 60 тыс
.
руб
.
/тонну
),
однако он окупает себя
в процессе эксплу
атации
.
Степень очистки при использовании углетканного сорбента равна 95%
[
5
8
].



Операционная схема движения отходов
.
Схема размещения и обращения с отходами
.



Наименование

материала

Ед
.

Изм
.

Посту

пило

Впр-во

Выход в

продукцию

Безвозвратные потери

Отходы






Выброс в

атмосферу

Отходы,

уносимые

с водой

Технологи
-

ческие

потери

Всего

Наимено-

вание

Посту-

пило в

об
ра
ботку

Поступило

на разме
щение


Паста

ПХДС

кг

1000

996,9

0,01

0,2

0,1

0,31

1
.
Пары

пасты

(
трнхлор-

бензол
)

0,01

0,01










2
.
ПХДС+

Н2О

(
раствор
)

0,7

0,7



Расчёт экономической величины предотвращённого ущерба
.

Возможный ущерб
(
для атмосферы
)


У возм=
* О
*

mi
*
Ai


О
-
коэффициент учитывающий региональные территории О
=4
(
промзона
)

-
удельный ущерб от выбросов вредных веществ

=

10,33 руб/т

f
-
коэффициент, учитывающий характер рассеивания вредных веществ в атмосфере
;

mi
-
фактический выброс вредного
i
-го вещества
;

А
i
-
агрессивность
i
-го вещества, А
i
=1/ПДК


Увозм
(
хлорбензол
)
= 10,33*4
(
1/0,97
)
*592,72=25248,63 руб/т

Увозм
(
общее
)
= 25248,63 руб/т

Уфактический
(
хлорбензол
)
= 25248,63/95=265,7750468 руб/т

Уфактический
(
общее
)
= 265,7750468 руб/т

Упредотвращённый=У возм
. -

У фактич
.
= 25248,63-265,7750468=24982,86 руб/т


На основании разработанного экологи
ческого решения производство мо
дифицированной огнеупорной древесины м
ожно отнести к экологически чис
тым производствам, поскольку оно удовлетворяет требованиям, предъявляемым к
"
малоотходным технологиям
":
применение эффективных методов борьбы с загрязнением окружающей среды
(
оборотное водоснабжение
);
сни
же
ние энергетических затрат
;
выпуск продукц
ии высокого качества, соответств
ующей интересам потребительской сферы
.

4
.
Автоматика


Введение


Автоматизация производства является важнейшим фактором ускорения научно-технического прогресса в народном хозяйстве
.
Системы автоматиче
ско
го управления становится неотъемлемой частью технического оснаще
ния со
временного производства, обеспечивая повышение качества продукции и улучшение экономических показателей производства за счет выбора и под
дер
жания оптимальных технологических режимов
.

При автоматизации химических производств применяются все основные методы и системы, используемые в других областях
.
Кроме того, ряд специфи
ческих, обуславливаемых необходимостью контроля и регламентации физико-химических свойств веществ и условиями проведения химико-технологических процессов
:
высокими давлениями и температурами, агрессивностью перерабатываемых сред, необходимостью обеспечения безопас
ности при любых потен
циально опасных процессах
.
Технологический процесс и обор
удование, в кото
ром он протекает, представляет собой объект
управления, а комплекс техниче
ских средств и персонал, непосредственно участвующий в управлении, образует систему управления
.

При автоматизации непрерывных технологических процессов бол
ьш
ое значение имеет частный случай управления
-
регулирование
.
Назначение ав
то
матических систем регулирования
(
АСР
) -
поддержание заданных или оп
ти
мальных величин, определяющих протекание технологического процесса
.

АСР принципиально могут быть осуществлены с помощью достаточно простых технических средств
-
локальных регуляторов
.
Однако функцио
наль
ные возможности таких систем очень ограничены
.
Автомат
и
зировать более сложные функции управления, такие, например, как оптимизация тех
нологиче
ского процесса или принятие решения при допустимых нарушени
ях в ходе тех
нологического процесса, невозможно без применения средств вычислительной техники и устройств оперативного обмена
информацией между производствен
ным персоналом и техническими средствами
.
В связи с этим для управления стали широко применять автоматические системы управления
(
АСУ
).

АСУ предназначены как для управления технологическими процессами, так и для организационного управления предприятиями
.
Эти системы могут функционировать без участия человека
.
АСУ воздействуют на технологические процессы в зависимости от реальных ситуаций
.


4.1
З
адачи автоматизации


1
.
Контроль уровня в емкости с водой 1, с пастой ПХДС в ёмкости 2
,
в реакторе с мешалкой 6
.

2
.
Контроль температуры в термошкафах 11 и 8
.

3
.
Контроль расхода ПХДС и воды и
з дозирующих емкостей 4 и смеси
телей 7
.

4
.
Контроль качества смеси в пропиточной ванне 10
.


4.2
Т
ехническое оформление


В качестве первичного прибора для измерения температуры выбираем термоэлектрический преобразователь типа ТХК-400У
.
Принцип действия т
ер
моэлектрических преобразователей основан на использовании термо
электриче
ского эффекта
.
Термо-эдс, развиваемая термоэлементом темпера
турного преоб
разователя и соответствую определяемой температуре, измеряется с помощью приборов
(
устройств
)
отградуированных в градусах температурной шкалы
.

Техническая характеристика термоэлектрических преобразователей

ТХК-400У
.

Градуировка
ХК

Предел измерения,
°С0-600

Максимальное условное давление,
МПа2,5

Показатель тепловой инерции,
с60

Устойчивость к механическим

воздействиям

виброустойчивый, ударопрочный

Материал защитной арматуры

сталь
Х18Н10Т

Длина монтажной части,
мм100

Число рабочих концоводин

Защищенность от внешней средыс водозащищенной головкой

Способ крепления

скользящий штуцер
М22 * 1,5


В качестве первичного прибора для измерения уровня выбираем уровнемер типа РУС
.
Такие приборы предназначены для контроля уровня диэлек
триче
ских и электропроводных жидкостей, в том числе агрессивных и взры
воопас
ных, и преобразование уровня в унифицированный сигнал 0-5, или 4-20 мА
.
Принцип действия емкостных уровнемеров основан на измерении ем
кости из
мерительного преобразователя
(
конденсатора
),
погруженного в контролируе
мую

среду, при изменении уровня последней вдоль оси преобразователя
.

Уровнемер состоит из первичного преобразователя и передающего из
мери
тельного преобразователя
.


Техническая характеристика уровнемеров РУС
.

Класс точности
1


Предел измерения, м

0-20


Температура измеряемой среды, °С
-
60 •*
-
+250


Давление измеряемой среды, МПа

до 10


Вязкость измеряемой среды, Па-с

не более 0,1


Диэлектрическая проницаемост
ь измеряемой
среды

1,4 и более


Удельная электропроводность среды, См/м

не менее
10
-4


Агрессивность среды

в пределах стойкости стали

ОХ22Н6Т

Питание
От сети переменного напря-

жением 220В и частотой 50

Гц

Вероятность безотказной работы за 2000 ч
.
0
,96


Габаритные размеры передающего преобра
-
80 х160 х 470

зователя, мм


Масса первичных преобразователей, кг

3
-
18,5


В качестве первичного прибора ля измерения давления выбираем манометр типа МВП4-1У
.
Принцип действия приборов с упругими чувстви
тельными эле
ментами
(
деформационные приборы
)
основан на использовании деформации или изгибающего момента упругих чувствительных элементов под действием измеряемого давления среды, преобразующих его в про
порциональные пере
мещения или усилия
.
Прибор МВП4-1У предназначен
ный для измерения, сиг
нализации и двухпозиционного автоматического регулирования
.


Техническая характеристика манометра МВП4-1У
.

Класс точности
1,5


Предел измерения, МПа
-
0,1
-
*
-
0 +• +0,3

Габаритные размеры, мм
0 160 х 131

Масса, кг
4

Температура окружающей среды, °С
0-60

Относительная влажность окружающей среды,

%
до 80

4.3
М
онтаж и оборудование термоэллектрических
пре
образователей


Термоэлектрические преобразователи
в большинстве монтируются с по
мощью патрубков
(
бобышек
),
привариваемых к трубопроводам, резервуарам, емкостям или другому технологическому об
орудованию, и штуцеров на защит
ной арматуре
.
Места установки патрубков, штуцеров изолируются, ес
ли трубо
провод или другое оборудование изолированы
.

Термоэлектрические преобразователи устанавливаются перпендикулярно потоку или под углом к нему, концом против направления движения
.
При мон
таже преобразователей в трубопроводе его рабочий спай должен находиться на оси потока
.
На трубопроводах малого диаметра в месте уста
новки преобразоват
еля предусматривается расширение, доста
точное для размещения преобразо
вателя
.
Если преобразователь монтируется на изгибе
(
колене
)
трубопровода, его необходимо располагать против движения потока
.
При установке преобра
зователей в резервуарах, емкостях, газоходах, ка
мерах технологических агрега
тов и
т.п.

выступающая часть их должна составлять 20-50 мм
.

Для уплотнения места ввода преобразователя могут использовать
ся специ
альные фланцы с трубой, привариваемой к
металлической обшивки оборудова
ния
.

Сопротивление электрической изоляц
ии между защитной арматурой тер
моэлектрического преобразователя и его токоведущей частью
(
термо
электро
дами, компенсационными и соединительными проводами
)
не долж
но быть ме
нее 20 МОм
.
Материал защитной арматуры должен быть коррозионностойким, не влиять на качество измеряемой среды и
т.п.

Обслуживание преобразователей заключается в периодической проверке герметичности в месте установки, а также в поверке согласно графикам
.
Про
верка производится
"
по месту
"
с помощью переносных контрольных приборов, а также в поверочной лаборатории
.

4.4
М
онтаж и обслуживание приборов для измерения
уровня


При выборе и монтаже различных уровнемеров необходимо учитывать возможность возникновения дополнительных погрешностей измерений за счет волнений на поверхности жидкостей
.
Место расположения чувствительного элемента прибора выбирают таким образом, чтобы по возможности ис
кл
ючить влияние подобных явлений
.
При необходимости для предотвраще
ния колеба
ний жидкостей применяют специальные устройства
(
карманы, клапаны, гре
бенки и
т.п.)
.

Все уровнемеры монтируются в строг
о вертикальном положении, за ис
ключением оговоренных в инструкциях случаях
.

Поплавки и другие чувствительные элементы защищают от механических воздействий
(
удары, сильные вибрации
),
к ним обеспечивается легкий доступ для осмотра, чистки, мойки и ремонту
.
При
установки уровнемеров вне поме
щений их защищают от воздействий внешней среды
.

Приборы, используемые при измерении уровня легкокриста
лли
зующихся растворов, нуждаются в дополнительном обогреве чувствительного элемента, что осуществляется подводом пара, подводом воды, электрообогревом и
т.п.

Дополнительные трудности возникают при монтаже приборов на спе
ци
альном технологическом оборудовании из алюминия, на эмали
рованных и же
лезобетонных емкостях и
т.п.

Желательно уже при проектировании и из
готов
лении подобного оборудования предусматривать специальные устройства для монтажа чувствительных элементов измерительных преобразователей
(
патруб
ки, муфты, кронштейны и
т.п.)
.

Важным условием при монтаже уровнемеров является выполнение тре
бо
ваний производственной санитарии
:
отсутствие труднопромы
ваемых зон, ще
лей, застойных зон, карманов и
т.п.

Материал для изготовления чувствительного элемента прибора подбирают

таким образом, чтобы он не реагировал с измеряемой средой
.

Все электрические соединения выполняются в строгом соответствии с Правилами устройства электроустановок и требованиями инструкций о мон
та
жу и эксплуатации приборов
.

Электрические приборы должны защищаться от влияния сильных маг
нит
ных и электрических полей и быть заземлены
.


4.5
М
онтаж и обслуживание приборов для измерения расхода и количества


Счетчики объемные и скоростные устанавливаются на горизонтальных участках трубопроводов при помощи патрубков с фланцами
.
Если диаметр тру
бопровода не равен калибру счетчика, то установка последнего производиться при помощи дополнительных конусных промежуточных переходов
.
При этом отводящий и подводящий участки трубопровода, где монтируется счетчик, должны находиться на одной оси, я счетчик устанавливается без на
тягов, сжа
тий и перекосов
.

Обязательным условием при установки скоростных счетчиков яв
ляется на
личия перед ними прямого участка трубопровода длиной 8
-
10 В
(
где В
-
диа
метр трубопровода
).
Для остальных типов приборов это требование является желательным, однако невыполнение его снижает точность измерений
.

Для очистки измеряемой жидкости от посторонних примесей, особенно от твердых частиц, перед счетчиком устанавливают фильтр
.
Жесткие требования предъявляются к очистке среды при использовании счетчиков с овальными шестернями, роторных и шариковых, так как попадание твердых час
ти
ц в измерительную камеру их может привести к заклиниванию дви
жущих частей из
мерительного устройства
.

При установке счетчиков рекомендуется предусматривать монтаж об
вод
ной линии с возможностью их отключения при чистке, мойке, градуи
ровке, ре
монте и других работах
.

Счетчики устанавливают так, чтобы они всегда были заполнены изме
ряе
мой жидкостью, а направление стрелки на
кожухе счетчика совпадало с на
правлением потока жидкости в трубопроводе
.

При установке счетчиков или расходомеров вне помещений их защищают от действия солнечной радиации и атмосферных осадков
.

Преобразователи расходов индукционн
ых расходомеров могут быть уста
новлены на трубопроводе под любым углом при условии заполнения всего канала преобразователя измеряемой жидкостью
.
Ротаметры располагают только на вертикальных участках трубопроводов, при
этом весь канал должен быть за
полнен измеряемой жидкость
.
Допустимые отклонения ротаметра от вертикальной оси не более 1°
.

Нормальная эксплуатация всех приборов возможна лишь при соблюдении следующих условий
:

отсутствие значительных пульсаций давления в трубопроводах
;

допустимые пределы температуры и давления измеряемой среды
;

отсутствие сильных вибраций и ударов
;

плавное включение потоков при пуске приборов во избежание дина
ми
ческих ударов потока
.

Правильность показаний обеспечивается лишь при условии соответствия плотности и вязкости измеряемой среды градуировочным данным
.

В процессе эксплуатации на внутренних частях приборов возмож
но оседа
ние осадков, поэтому приборы периодически моют, чистят или проду
вают из
мерительные камеры
.


4.6
М
онтаж и обслуживание анализаторов жидкостей


Монтаж анализаторов производиться с учетом всех требований инст
рук
ций, основными из которых являются обеспечения надежности крепле
ния и уп
лотнения чувствительных элементов
.

Прокладка электрических линий, как правило, производится в метал
личе
ских трубах
.
Максимальное расстояние от ч
увствительных элементов до изме
рительных блоков не должно превышать 100 м в случае, если это условие не оговаривалось особо
.
Не допускаются многократные изгибы при прокладке воздушных трасс
.
Для обеспечения надежной работы измеритель
ных схем при
боры обязательно заземляются медными проводами диаметром 2-3
мм
.

При монтаже чувствительных элементов приборов и устройств должно быть обеспечено их хорошее омывание потоком жидкости, а также преду
смот
рена возможность периодической чистки и мойки
.
Соединительные трубопро
воды от отборного устройства на объекте и обратные сливные линии должны быть как можно короче и достаточного диам
етра для хорошей циркуляции сре
ды
.
На них устанавливаются соответствующие запорные органы
.

При соединении чувствительны элементов
(
электродов
)
рН-метров с изме
рительными преобразователями используются коаксиальные кабели
.
Централь
ная жила присоединяется к зажиму измерительного электрода, а оплетка
-
к зажиму вспомогательного электрода
.

Особое внимание при установке пробоотборных устройств обращается на выбор места и их конструкцию
.
Место уст
ановки должно обеспечивать пред
ставительность анализа, что достигается расположением отборных устройств на прямых участках, хорошо омываемых анализируемой жидкость, отсутствием застойных зон и
т.п.

Пробоотборные устройства часто изготавливаются в виде щелевых зондов, трубок с многими отверстиями и
т.п.

Весьма важно текущее обслуживание измерительных приборов, которое заключается в ежедневном осмотре всех элементов и узлов
.
Ос
обенно это отно
сится к таким устройствам, как рН-метры
.

В данном разделе дано обоснование авт
оматизации технологического про
цесса получения модифицированной древесины с помощью пасты ПХДС
.
Пре
д
ложенная система регулирования позволит повысить эффективность работы, данного технологического процесса, вследствие этого улучшится к
ачество по
лучаемой продукции, а также повысится безопасность производства
.

Описание технологического процесса
.
Из хранилищ
-
1,2 паста ПХДС и вода с помощью насосов
-
3 перекачиваются в дозирующие ёмкости
-
4,5
.
Через краны
-
бпаста и вода попадают в перемешивающее устройство
-
7
.
По окончании времени перемешивании смесь веществ с помощью крана
-
8 попадает в пропиточную ванну
-
9, в которую по ленточному конвейеру
-
10 поступает древесина из термообрабатывающей печи
-
11
.
После пропитки древесины в течении 30 минут образцы по ленточному конвейеру поступают в печь для последующей сушки
.
После этого пропитанные образцы транспортируются на склад
.




5
.
Организационно-экономический

раздел


Введение


Получаемая модифицированная древесина или древесные опил
ки пред
ставляют собой огнеупорные материалы, получаемые пропиткой древесины продуктом химической переработки сульфированного совтола 10
(
паста ПХДС
).

Такие материалы целесообразно использовать как в строительных, так и в декоративно-отделочных целях с целью снизить риск и увеличитъ безопасность людей при пожаре, для сохранения материальных ценностей
.

Потенциальными потребителями полу
чаемого материала является пред
приятия мебельной промышленности России
.
Кроме того, использовать эту древесину могут любые заводы с высокой пожароопастностью
.

Конкурирующими предприятиями по
России являются Горьковское про
изводственное объединение
"
Стройдеталь
" (
г
.
Горький
)
и
"
Ростовский Пром
стройниипроект
" (
г
.
Ростов
).

Данный участок по получению модифицированной древесины предла
га
ется размещать на территории Саратовской области
.


5.1.

Р
асчет эффективного фонда времени работы

оборудования


Таблица
5.1.

Расчет эффективного фонда времени работы оборудования

Элементы времени

Фонд времени


Дни

Часы

Календарный фонд времени

365

2920

Нерабочие дни по режиму
: -
выходные
; -
праздничные

104 12

832 96

Планируемые остановки оборудования в рабочее время
: -
капитальный ремонт
; -
текущий ремонт

10 6

80 48

Номинальный фонд времени

249

2016

Эффективный фонд времени работы оборудования

239

1912


5.2.

Р
асчет производственной мощности


М = п*В*Т
эф
,


где п
-
число оборудования
(
линия
);

В
-
производительность в сутки
;
Т
Э
ф
-
эффективный фонд времени
.


М = 1*16,57*239 = 3960 кг/год


5.3.

Р
асчет стоимости оборудования


Расчет стоимости оборудования приведен в табл
.5.2.


Таблица
5.2.
Расчет стоимости оборудования

На
имено
вание обо
рудо
вания

Цена единицы оборудо-вания, руб
.

Затраты

на доставку

и монтаж

Сметочная стоимость, руб

Коли-чество обору-дова
ния

Суммарная стои
мость оборудования, руб
.

Амортиза-
ционные отчисления



%

руб
.




%

руб
.

1
.
Смеси
тель

11520

15

1728

13248

3

39744

10

3974,4

2
.
Ем
кость
(
3 м
3
)

2400

15

360

2760

2

5520

10

552

З
.
Емкость
(
5

м
3
)

5400

15

810

6210

2

12420

10

1242

4
.
Про
пи
точная ванна

8000

15

1200

9200

1

9200

10

920

5
.
Транс
портер

2900

15

435

3335

1

3335

10

333,5

6
.
Термо
камера

13440

15

2016

15456

3

46368

10

4636,8

7
.
Доза
тор

1950

15

292,5

2242,5

11

24667,5

10

2466,7

8
.
Насос

1400

15

210

1610

2

3220

10

322

ИТОГО
:

47010

15

7051,5

54061,5

25

144474,75

10

14447,4


Расчет амортизации
:
14447,75/3960 = 3,65 руб
.


5.4.

Р
асчет энергетических затрат


Расчет энергетических затрат приведен в табл
.5.3


Таблица

5.3.

Расчет энергетических затрат

Оборудование

Мощ-

тт/
"
ч/-*'т
ч
т

единицы обору
до
-ва
ния,

кВт/час

Ко
личество обо
рудова-

ния, шт
.

Суммарная мощность обору
дова
ния, кВт/час

Сум
ма, руб
.

Годовые затраты, руб
.

Смеситель

7,5

3

22,5

15,75


Термокамера

4,9

3

14,7

10,29


Дозатор

1,5

11

16,5

11,55

78430,24

Транспортер

1,5

1

1,5

1,05


Насос

1,7

2

3,4

2,38




ИТОГО
:

58,6

41,02



Обще
годовые затраты на электроэнерги
ю
:


Эобщ
.
= N * Эквт * Т
эф
.
* 8, где
,


N
-
общая мощность оборудования, кВт
;

ЭкВт
-
стоимость 1 кВт/час
;


Т
э
ф
. -

эффективный фонд времени, час
.
= 58,6*0,7*239*8 = 78430,24 руб
.

На 1 кг продукции
:
78430,24/3960 = 19,8 руб
.

5.5.
Р
асчет стоимости материалов


Исходным сырьем для получения модифицированной древесины являют
ся
:

Древесина или древесные опилки
;

ПХДС
;

Вода
;

Модифицирующие добавки
.

Расчет стоимости материалов приведен в табл
.

5.4.


Таблица
5.4.

Расчет стоимости материалов

Наименование сырья и мате
риа
лов

Норма

расхода сырья

на

1

кг продукта

Цена

материала за 1 кг продукта, руб
.

Стоимость, руб
.

Вода
(
дистил
)

0,2

20

4

Древесина

0,7

60

42

ПХДС

0,3

80

24

Модифицирующие добавки

0,03


18,6


0,56




ИТОГО
:

70,56


5.6.

Расчет заработной
платы


На данном участке задействовано 3 человека
:
технолог, аппаратчик, ла
борант
.

Расчет заработной платы приведен в табл
.

5.5.


Таблица

5.5.

Расчет заработной платы

Рабочие

Численность

Основная з/п, руб
.
/год

Дополнительная
(
10%
)
з/п,

руб
.
/год

1
.
Технолог

1

33600

3360

2
.
Аппаратчик

1

42000

4200

3
.
Лаборант


1


10800


1080



ИТОГО
:

86400

8640


5.7

О
бщепроизводственные расходы


Общепроизводственные расходы предназначены для обобщения информации о расходах по обслуживанию основного и вспомогател
ьно
го производств предприятия,
т.е.



расходы по содержанию и эксплуатации машин и оборудования
;

• амортизационные отчисления на полное восстановление и затраты на ремонт основных средств производственного назначения
;



расходы по страхованию производственного имущества
;

• расходы на отопление, освещение и содержание производственных помещений
;

• арендная плата за производств
енные помещения, машины и обору
дование, другие арендуемые средства, используемые в производстве
;



оплата труда производственного персонала, занятого обслуживани-6м производства
;



другие аналогичные по назначению расходы
.

Расчет общепроизводственных расх
одов рекомендуется вести по сле
дующей формуле
:


[
50%
(
осн
.
з/п + доп
.
з/п
)]
/3960 =
(
0,5*95040
)
73960 = 12 руб
.


5.8

О
бщехозяйственные расходы


Общехозяйственные расходы предназначены для учета административно
-
управленческих и хозяйственных расходов, не связанных непосредственно с производственным процессом,
т.е.



административно
-
управленческие расходы
;



содержание общехозяйственного персонала, не связанного с произ
вод
ственным процессом
;



амортизационные отчисления на полное восстановление и расходы на ремонт основных средств управленческого и общехозяйствен
ного на
значения
;



арендная плата за помещения общехозяйственного назначения
;



расходы по оплате информационных, аудиторских и консульта
цион
ных услуг
;



другие аналогичные расходы по назначению расходы
.
Расчет общехозяйственных расходов ведется по формуле
:


[
150%
(
осн
.
+ доп
.
з/п
)]
/3960 =
(
1,5*95040
)
/3960 = 36 руб
.


5.9

Р
асчет производственной себестоимости 1 кг модифицированной древесины или опилок


Себестоимость как экономическая ка
тегория тесно связана со стоимо
стью
.
Себестоимость
-
это часть стоимости
.
Она выражает в денежной форме стоимость потребленных средств производства и большую часть стоимости продукта, созданного трудом для себя, предназначаемую для выплаты заработной платы работникам предприятия
.
Как показатель себестоимость отражает текущие затраты предприятия в стоимостном выражении на производство и сбыт продукции
.

Расчет себестоимости представлен в табл
.5.6.


Таблица
5.6.

Производственная себестоимость 1

кг
.
Модифицированной древесины

Статьи затрат

Сумма, руб

1
.
Сырье и основные материалы

70,56

2
.
Затраты на энергию

19,8

3
.
Амортизационные отчисления

3,65

4
.
Основная з/п производственных ра-бочих

21,82


5
.
Дополнительная з/п

2,18

6
.
Общехозяйственные расходы

36

7
.
Общепроизводственные расходы

12

8
.
ИТОГО
(
полная себестоимость
):

166,01


5.10

Р
асчет оптовой и отпускной цены продукта


Оптовая цена
-
это цена, по которой оптовые фирмы продают товар крупными оптовыми партиями розничным компаниям
.
Эта цена складывается из цен производителя плюс все производственные и маркетинговые расходы оптовика и его прибыль
.

Оптовая цена рассчитывается по формуле
:
производственная себе
стои
мость + 15% прибыль
;


Оптовая цена
:
166,01 + 15% = 190,91 руб
.


Отпускная цена равна произведению оптовой цены на 20%
(
НДС
);


Отпускная цена
:
190,91*1,2%
(
НДС
)
= 229,09 руб
.


5.11

Р
асчет ожидаемой прибыли


Прибыль равна разности между отпускной и оптовой ценой, умноженной на годовой выпуск продукции,
т.е.


Прибыль =
(
229,09
-
190,91
)
*3960 = 151192,8 руб
.
/год


5
.1
2

Р
асчет рентабелъности


Рентабельность
-
это прибыль на каждый вложенный рубль
.
Рентабельность рассчитаем по формуле
:


Рентабельность =
[
Прибыль/
(
Полн
.
Себестоимость* годовой выпуск продукции
)]
*100% =
[
151207,85/
(
166,01*3960
)]
*100% = 23%


5
.1
3

Т
ехно-экономические показатели получения модифицированного материала


Расчёт срока окупаемости


Т
ок
= К/П,


где

К
-
капитальные затраты,

П
-
прибыль
.


Т
ок
= 158922,15/1512,07 = 105 дней
.


Таблица
5.7.


Показатели

Единицы измерения

Значения

1
.
Производственная мощность,

т/год

3960

2
.
Энергозатраты,

Тыс
.
руб
.
/ год

78,430

3
.
Амортизационные отчисления,

Тыс
.
руб
.

144,47

4
.
Заработная плата,

Тыс
.
руб
.
/ год

95,040

5
.
Полная себестоимость,

руб
.
/кг

166,01

6
.
Отпускная цена,

руб
.

229,09

7
.
Оптовая ц
ена,

руб
.

190,91

8
.
Ожидаемая прибыль,

Тыс
.
руб
.
/ год

1512,07

9
.
Срок окупаемости

Дней

105

10
.
Рентабельность,
%

23

23


В
ывод


Вышеизложенные экономические расчет
ы показали, что внедрение в древесину водного рас
твора пасты ПХДС экономически целесообразно
.
Прибыль от реализации синтезируемого материала составляет 151207,85 руб
.
/год
;
рента
бельность 23%
.

Заключение


В настоящее время как в промышленности, так и в быту используются изделия из дерева
.
Древесина используется не только как строительный, но и как декорати
в
но
-
отделочный материал
.
Достоинствами древесных материалов и натуральной древесины являются сравнител
ьно
высокая прочность при небольшом объемном весе, малая тепло
-
и звукопроводность, хорошая обрабатываемость и способность соединяться при помощи врубок, шпонок, гвоздей и клеев
.
Кроме этого древесина
-
восполняемый природный экологически чистый материал
.
Однако она обладает и рядом недостатков таких как
формоизменяе
мос
ть при изме
нении влажности, сгораемость, подверженность при определенных условиях загниванию, анизотропность
-
как следствие неоднородности строения и др
.
Одним из наиболее существенных недостатков
древесн
ых м
ат
ериалов является повышенные воспламеняемость и горючесть
[
1,2
].

В настоящее время ко всем строительным материалам, в том числе и к древесине, предъявляются высокие требования по пожарной безопасности
.
Поэтому проблемы повышения долговечности и снижения горючести древесных изделий являются актуальными и требуют незамедлительного решения
.

В связи с этим целью данной дипломного проекта являлись, анализ существующих на сегодняшний день исследований в области снижения горюч
е
сти древ
е
с
н
ых материалов и разработка огнезащищённой древесины с использов
а
нием модифицирующих добавок
.

В данной работе разработана технология получения модифицированной древесины пониженной горючести с применением в качестве замедлителя горения продукта переработки трансформаторного масла
-
пасты
ПХДС
.

Проведен анализ технической и патентной литературы по современным
направ
лениям проблемы снижения горючести древесных материалов
.

Разработаны параметры модификации, обеспечивающие получение древесных материалов с пониженной горючестью
.
Показатели горючести
(
кислородный индекс
)
полученных составов возрастают с 18% об
.
(
для исходной древесины
)
до 37%
-
42% об
.,
что позволяет отнести образцы к трудногорючим материалам
.

Изучено влияние толщины образцов на сорбцию ЗГ
(
пасты ПХДС
)
и показано, что с уменьшением толщины образца количество сорбированного ЗГ увеличивается
.

Определено влияние ЗГ на процесс пиролиза древесины
.
Пиролиз проходит по механизму д
е
гидратации, что подтверждается повышенным выходом карбонизованного остатка, снижением начальной температуры процесса и сужением температурного интервала пиролиза
.

Предложе
на технологическая схема получения огнезащищенной древесины
.
Предусмотрены мероприятия по безопасному ведению процесса и дана экологическая и экономическая оценка рассматриваемой технологии
.

В результате проведённой работы разработана технология получения модифицирова
н
ной древесины пониженной горючести с применением в качестве замедлителя горения пасты ПХДС
.
Разработаны параметры модификации, обеспечивающие получение древесных материалов с пониженной горючестью
.
Изучена возможность п
риме
н
е
н
ия для огнезащиты метилакрилатных соединений, а также иссл
едована возможность по
лучения древесно-стружечных плит пониженной горючести
.

Список использованной литературы


1
.
Асеева Р
.М.
Горение полимерных материалов

/ Р
.М.
Асеева, Г
.Е.
Заиков
. -

М
.:

Наука, 1981
. -
280с
.

2
.
Целлюлоза и ее производные
:
в 2
-
х т
.
Т
.2

/ под ред
.

Н.
Байклза, Л
.
Сега
ла
;
пер
.
с англ
.
З
.А.
Роговина
. -

М
.:

Мир, 1974
. -

510с
.

3
.
Копылов В
.В.
Полимерные материалы с пониженной горючестью/ В
.В.
Копылов, С
.Н.
Новиков, Л
.А.
Оксентьевич

/ под ред
.

А.Н.
Праведникова
. -

М
.:

Химия, 1986
. -

224с
.

4
.
Кодолов В
.И.
Горючесть и огнестойкость полимерных материалов
. -

М
.:

Химия, 1976
. -

160с
.

5
.
Жбанов Р
.Г.
Влияние структуры целлюлозных волокон на процесс их термической деструкции / Р
.Г.
Жбанов, Г
.С.
Бычкова, А
.А.
Конкин
//
Хим
.
волокна
. -

1976
. -

№1
. -

С
.3
1
-
33
.

6
.
Шишко А
.М.
Кинетические закономерности начальной стадии раз
ложе
ния целлюлозы/ А
.М.
Шишко, А
.Г.
Песнякович, И
.Н.
Абрампольски
//
Р
.Ж.
Химия
. -

1989
. -

№2
. -

12 С
.3
44
. -

реф
.
ст
.:

Весщ АНБССР
.
Сер
.
Х1м
.Н.
-
1989
. -
№1
. -
С
.
ЗО-34
.

7
.
Способ изготовления огнезащитных древесных плит / А
.А.
Леонович, В
.В.
Васильев, М
.Ю.
Демина, С
.Н.
Вьюнков
//
Пластмассы
. -

1995
. -

№5
. -

С
.1
5-18
.

8
.
Леонович А
.А.
Теория и практика изготовления огнезащитных древесных плит
;
Изд
-
во Ленинградского ун
-
та, 1978,
-
С
.1
57
.

9.
И
.
Йосифов Н
.,
Вълчева Л
.,
Танев С
.
Съетав за получаване на огнестойчиви плочи от древна чатиц
//
Дървообрабатвна и мебельна промышленост
и
, 1990, 1
, С.2
8-30
.

10.
Ю.
Воробьев В
.А.
Строительные материалы / В
.А.
Воробьев, А
.Г.
Комар
.:

Учебник для ВУЗов
.
Изд
-
во 2
-
е, переработ
.
и дополн
.
М
.:

Стройиздат
.,

1976,

475 с
.1
1
.

11.
Комар А
.Г.
Строительные материалы и изделия
.
Учебник для инженерно-экономических специальностей строительных ВУЗов
. -

М
.:

Высш
.
шк
;

1983
. -
487 с
., И
л
.

12
.
Полимерные материалы пониженной горючести
:
Материалы
IV
Между
народной конференции/ ВОЛГ ГТУ
. -

Волгоград, 2000
. -

196 с
.

13
.
Полимерные материалы пониженной горючести
:
Тезисы докладов
V
Международной конференции/ Волгоград
.
гос
.
техн
.
ун
-
т
. -

Волгоград, 2003, 96 с
.

14
.
Лещинер А
.У.
Последние достижения в области химической моди
фика
ции целлюлозных волокон

/ А
.У.
Лещинер, В
.И.
Самойлов
. -

М
.:

НИИТЭХИМ, 1975
. -

706 с
.

15
.
Тюганова

М
.А.
Получение

огнезащитных

целлюлозных

материалов/

М
.А.
Тюганова, М
.А.
Копьев, С
.А.
Кочаров
//
Хим
.
Волокна
. -

1981
. -

Т
.2
6
. -

№4
. -

с
.6
5
-
67
.1
6
.

3
аявка 95122480 РФ, МКИ 6 О01Р2/02

16.
Способ изготовления огнестойкого

целлюлозного волокна/ К
.Д.
Белл, Я
.О.
Гравинсон,
Т.Д.
Оллереншоу
//
Р
.Ж.
Химия
. -

1999
. -

№10
. -

10Ф 67П
.П.

17.
Таубкин С
.И.
Основа огнезащиты целлюлозных материалов
. -

М
.:

МКХ

РСФСР, 1960
. -
347с
.1
8
.
Особенности термолиза целлюлозы

/ П
.П.
Новосельцев, М
.А.
Тюганова,

Г
.Е.
Кричевский, М
.В.
Буянова
//
Хим
.
Волокна
. -

1992
. -

№3
. -

с
.2
8
-
3
0.19
.
Паулик
.Е.
Дериватограф Е
.
Паулик, Ф
.
Паулик, М
.
Арнолд
. -

Будапешт
:

Изд
-
во Будапештского политех
.
ин
-
та,
-
198
1.

2

.

18
.
Пурделла Д
.
Химия органических соединений фосфора

/ Д
.
Пурделла, Р
.
Вылчану
. -

М
.:

Химия, 1972
. -

752 с
.

19
.
Полимерные композиционные материалы пониженной горючести

/ Л
.Г.

Панова, С
.Е.
Д
о
теменко, Н
.А.
Халтуринский, Ал
.
Ал
.
Берлин
//
Успехи

химии
. -

1988
. -

Т
.4
7, Вып
.7
. -

с
.1
191
-
1198
.2
2
.

20.
Влияние некоторых факторов на про
цесс термической деструкции цел
люлозы

/ И
.Л.
Эвентова, А
.П.
Руденко, И
.И.
Кулакова, М
.М.
Канович
//
Хим
.
Волокна
. -

1974,
-
№4
. -

с
.2
9
-
31

2
1
.
Роговин 3
.А.
Химия целлюлозы
. -

М
.:

Химия, 1972
. -

520 с
.

23
.
Модорский С
.Л.
Термическое разложение органических полимеров
. -

М
.:

Мир, 1967,-432с
.

24
.
Роговин

З
.А.
Химическое превращение и модификация целлюлозы/ З
.А.
Роговин, Л
.С.
Гальбрайх
. -

2-е изд
.,
перераб
.
и доп
. -

М
.:

Химия, 1979
. -
205с
.

25
.
Жубанов Б
.А.
Эфиры кислот фосфора в качестве огнестойких добавок для полимеров/ Б
.А.
Жубанов, Г
.А.
Дьячков, Г
.Н.
Джилжбаева
//
Изв
.
АН
.
КССР
. -

1989
. -

Т
.6
6
. -

с
.1
70
-
185
.

26
.
Роне Б
.А.
Особенности механизма термораспада целлюлозы в присутствии фосфорной кислоты
//
I
Международная конференция по полимерным материалам пониженной горючести
:
Тез
.
докл
.
В 2
-
х т
.
Т
.1
, Алма
-
Ата, 25
-
27 сент
. 19
90 г
.,
Алма
-
Ата
:
ОИХФ АНСССР
-
с
.1
72
-
175
.

27
.
Химическая

энциклопедия
:
Изд
-
во советская энциклопедия, Т
.2
, М
.:

1990
.

28
.
Бусыгин А
.В.
Предпринимательство
.
Учебник
. -

М
.: "
Дело
", 19
99
. -

640 с
.

29
.
Валдайцев С
.В.
Управление инновационным бизнесом
.
Учебное пособие, для ВУЗов
. -

М
:
ЮНИТИ-ДАНА, 2001
. -

343с
.

30
.
Черняк В
.З.
Бизнес-планирование
:
Учебник для ВУЗов
. -

М
.:

ЮНИТИ
-
ДАНА, 2002
. -

479с
.

31
.
Бринк И
.Ю.,
Савельева Н
.А.
Бизнес-план предприятия, теория и практика
. -

М
.:

финансы и статистика, 2002
. -

384с
.

32
.
Бизнес-планирование
:
учебник / Под ред
.

В.М.
Попова, С
.И.
Лякунова
. -

М
.:

Финансы и статистика, 2000
. -

672с
.

33
.
Экономика
.
Учебник, под ред
.А.И.
Архипова, А
.Н.
Нестеренко, А
.К.
Большакова
.
М
.: "
Проспект
",
1998
. -

785с
.

34
.
Землянухина С
.Г.
Экономика
.
Учебник
. -

Саратовский государственный технический университет, 2000г
. -

669с
.

35
.
Джозеф А
.
Ковелло, Бридан Дж
.
Хейзелгрен
.
Бизнес-планы, полное справочное руководство
.
Перевод с англ
.,
М
.:
-
Изд
.
"
Бином
". 19
97
. -

352с
.

36
.
Сергеев А
.А.
Экономические основы бизнес-планирования
.
Учебное пособие для ВУЗов
. -

М
.:

ЮНИТИ-ДАНА, 1999
. -

303с
.

37
.
Уткин Э
.А.
Бизнес-план
.
Организация и планирование предпринимательской деятельности
. -

М
.:

Ассоциация авторов и издателей
"
Тандем
".
Изд
.
"
ЭКМОС
",
1997
. -

96с
.

38
.
Сборник бизнес-планов с комментариями и рекомендациями
.
Под ред
.

В.М.
Попова
. -

2-е изд
.
переработанное и дополненное
. -

М
.:

финансы
и стати
стика, 1998
. -
488с
.

39
.
Михнюк Т
.Ф.
Безопасность жизнедеятельности
. -

Мн
.:

Дизайн ПРО, 2004
. -
240с
.

40
.
Пряников В
.И.
Техника безопасности в химической промышленности
.
М
.:

Химия, 1989
. -
288с
.

41
.
Правила устройства элекроустановок
(
Минэнерго
)
СССР-6-е изд
.
М-
.:

Энергоатомиздат
, 19
87
:
648с
.

42
.
Охрана труда в химической промышленности/ под рёд
.
Макарова
. -
М
.:

Химия, 1989
. -
496с
.

43
.
Белов С
.В.
Безопасность жизнедеятельности
:
Учебник для студентов ВУЗов
. -

Высшая школа, 2005
. -
606с
.

4
4
.
Шефтель В
.О.
Вредные вещества в химической промышленности
. -
М
.:

Химия, 1991
. -
544с
.

45
.
Естественное и искусственное освещение
.
СниП 23-05-95
.
Минстрой России, М
.:

1996
. -
36с
.

46
.
Пожароопасность веществ и материалов и средства их тушения
:
спра-вочное пособие по технике безопасности
. -

М
.:

Химия
, 19
90

47
.
Бобков А
.С.,
Блинов А
.А.,
Охрана труда при переработке поли
мерных ма
териалов
:
Учеб
.
Для вузов
. -
М
.:

химия, 1986
. -
272с
.

48
.
Кораблёв В
.П.
Электробезопасность на предприятиях химической промышленности
:
Справ
.
Изд
. -
М
.:

Химия, 1991
. -
240с
.:

ил
.

49
.
Кисе
лев В
.Н.
Основы экологии
. -

Ростов-на-Дону
:
Феникс, 2000-383с
.

50
.
Шефтель В
.О.
Вредные вещества в химической промышленности
. -
М
.:

Химия, 1991
. -
544с
.

5
1.
Чаусов Ф
.Ф.
Эффективные средства очистки воздуха/ Ф
.Ф.
Чаусов, А
.П.
Раевская, Ю
.Н.
Германов
//
Экология и промышленность России
. -
2001
. -
№7
. -
с
.4
-7
.

5
2
.
Сборник руководящих документов
и нормативных актов в сфере обр
ащения с отходами
.
Саратов
.
Комитет охраны ОС
. 19
964
.

53
.
Гляденцев С
.Н.
Очистка производственных сточных
в
од

/ С
.Н.
Глянцев, С
.С.
Прокуева
//
Экология и промышленность России
. -
2001
. -
№8
. -
с
.7
-9
.

54
.
Гляндцев С
.Н.
Фильтровальные материалы
.
Практика применения/С
.Н.
Гляндцев, С
.С.
Прокуева
//
Экология и промышленность России
. -
2002
. -
№11
. -
с
.3
5-38

55
.
Гигиенич
е
ское заключение на продукцию №77
.0
1
.0
6
.2
60
.
т
.0
1743
.0
1
.0
от27
.0
1
.0
0
.

56
.
Мазур И
.И.,
Молдаванов О
.И.,
Шишов В
.Н.
Инженерная экология
.
Общий курс
.
Т
.2
.
Спр
авочное пособие / по
д ред
.

И.
И
.
Мазура
. -

М
.:

Высш
.
шк
., 19
96
. -
655с
.:

ил
.



Оценка: 0. | Оценило 0 человека.
ВНИМАНИЕ
Уважаемые гости, хотим обратить Ваше внимание на то, что все представленные работы на этом сайте получены с публичных ресурсов, находятся в свободном доступе, не являются уникальными и не подходят для их сдачи "как есть".
Если вы обладаете авторским правом на какую либо информацию, размещенную на нашем сайте и не согласны с её общедоступностью, обязательно сообщите нам об этом.
Данные работы Вы можете использовать в качестве дополнительных материалов для написания своего реферата либо любой другой работы.
В ПОМОЩЬ УЧАЩИМСЯ
Мы настоятельно рекомендуем нашим пользователям самостоятельно выполнять все работы. Но бывают ситуации, когда нет возможности, либо элементарно времени, чтобы самому заниматься той или иной работой. В этом случае можно заказать выполнение за вас реферата, курсовой и т.д. Но будет ли такая работа соответствовать всем вашим критериям? Сомневаемся. Поэтому хотим дать вам хороший совет. Найдите на нашем сайте работу, максимально подходящую под ваши критерии. Закажи повышение оригинальности и получите уникальную работу для сдачи. Это сэкономит вам деньги и вы получите именно то, что хотели.
НОВОСТИ НАУКИ
Обратная связь
По всем интересующим вас вопросам обращайтесьна почту:


Если у вас есть интересная работа и вы хотите ей поделиться, присылайте ее нам и мы обязательно разместим ее на нашем сайте, а пользователи обязательно скажут вам спасибо: