О возможности создания производства товарной беленой химико-термомеханической массы в Республике Карелия

Аннотация

В статье рассмотрена проблема переработки лиственных пород деревьев. Приведены результаты анализа возможности создания производства товарной беленой химико-термомеханической массы в Республике Карелия как решение данной проблемы. Представлен краткий анализ рынка беленой химико-термомеханической массы в Российской Федерации.

Ключевые слова: беленая химико-термомеханическая масса, целлюлоза, картон, бумага, волокнистый полуфабрикат, переработка, лиственные породы деревьев, осина, береза.

В настоящее время, как в России, так и за рубежом ведутся научные исследования в области повышения эффективности лесопромышленных производств направленные в первую очередь на: определение оптимальной комплектации оборудования; оптимальный выбор направлений движения биомассы древесины между производителями и потребителями; увеличение глубины переработки древесины; рациональное использование биомассы древесины; экологизацию производств [1 — 7] и др. Анализ состояния лесного комплекса показывает, что данные исследования, а также совместные усилия бизнеса и государства не проходят бесследно для экономик лесопромышленных регионов: создаются новые производства, в том числе и для глубокой переработки, внедряются новейшие технологии.

Например, в последние годы в Республике Карелия решен вопрос по созданию производства ориентированно-стружечных плит (OSB). Новый комбинат, получивший название ДОК «Калевала», рассчитан на выпуск 250−300 тыс. м³ OSB в год, при этом планируется введение второй линии и увеличение объема производства до 500 тыс. м³ OSB в год. Сырьем для комбината является балансы сосны. ДОК «Калевала» характеризуется близостью расположения к столице республике Петрозаводску, а соответственно к инфраструктуре, обеспечивающей вывод продукции к потребителю.

Однако одной из постоянно стоящих задач в лесном комплексе является проблема переработки древесины лиственных пород. Остро эта задача стоит и в Республике Карелия, где, например, не решен вопрос с переработкой осины. Безусловно, попытки решить данную проблему предпринимаются постоянно.

Одним из направлений решения проблемы переработки древесины быстрорастущих пород в Республике Карелия, может быть создание производства беленой химико-термомеханической массы (БХТММ). БХТММ используется как более дешевая альтернатива беленой целлюлозе при производстве бумаги и картона. Несмотря на то, что в республике имеются крупные целлюлозно-бумажные комбинаты (ЦБК), такие как Сегежский ЦБК, Кондопожский ЦБК, создание производства БХТММ может быть перспективным направлением развития регионального лесного комплекса. беленый термомеханический лиственный дерево Производство БХТММ имеет ряд преимуществ перед целлюлозным производством. Во-первых, в качестве сырья используется более доступная и дешевая лиственная древесина. Осина и береза является основным источником сырья для производства БХТММ. Во-вторых, производство БХТММ характеризуется высоким выходом продукции. Для получения одной тонны БХТММ требуется около 2,5−2,8 м³ древесины, тогда как для выработки одной тонны целлюлозы — 4−5 м³. В-третьих, производство БХТММ отличается незначительным воздействием на окружающую среду. Кроме того, экономический анализ показывает, что удельные капитальные вложения при производстве БХТММ меньше в 2−3 раза.

На сегодняшний день отмечается стабильный рост мирового объема производства БХТММ и других видов химико-термомеханических масс (ХТММ). На сегодняшний день мощность по производству БХТММ оценивается на уровне более 3 млн. тонн в год. Значительную долю роста производства БХТММ обеспечивают комбинированные предприятий, т. е. предприятия производящие не только БХТММ, но и другие волокнистые полуфабрикаты, например разные виды целлюлозы. Это обусловлено тем, что предприятия имеют возможность маневра: регулировать потребления БХТММ на собственные нужды или выпускать полуфабрикаты в товарном виде, в зависимости от ситуации, складывающейся на рынке.

Основные предприятия, производящие БХТММ и ХТММ, находятся в Канаде и странах Скандинавии. Имеется опты по созданию таких производств и в России. На данный момент на территории страны работают два предприятия: Светогорский ЦБК (линия по производству БХТММ введена в 2007 г. с мощностью 180 тыс. тонн в год) и ЦБК Кама (линия по производству БХТММ введена в 2011 г.), причем следует отметить, что производство БХТММ осуществляется для собственных нужд предприятия. Известно также о планах постройке завода по производству БХТММ в Усть-Кутском районе Иркутской области.

Потребление БХТММ для производства бумаги и картона в мире постоянно растет. Крупнейшим потребителем БХТММ является Европа. В будущем, по мнению экспертов на первое место по потреблению данной продукции выйдет Азия, где быстро растет количество не интегрированных предприятий по производству бумаги и картона.

Прогноз развития рынка БХТММ в РФ можно оценить на основе динамики потребления картона и бумаги, при производстве которых используется данный полуфабрикат. При сохранении роста спроса на бумагу и картон в 2 — 3% к концу 2015 года он достигнет объема порядка 8,5 млн. т. (рис. 1).

Рис. 1 — Баланс потребления бумаги, картона и целлюлозы в 2006 — 2013 гг. (По данным Росстата, ФТС России, РАО Бумпром)

Как видно из рис. 1 в 2009 году произошло существенное падение объемов потребления по причине мирового финансового кризиса. Однако уже к 2012 году рынок почти достиг докризисного уровня. Можно ожидать аналогичное восстановление в случае падения из-за нынешнего кризиса, вызванного внешнеполитической обстановкой (введением рядом стран санкцией в отношении РФ) и сложившейся экономической конъюнктурой (падением цены на нефть и последствиями этого).

К 2013 г. в России произведено около 7,7 млн. тонн бумаги и картона. От 10 до 80% в композиции этой продукции может приходиться на долю БХТММ. С учетом того, что в Европе около 7% от общего объема волокнистых полуфабрикатов приходится на БХТММ, потенциал российского рынка, можно оценить в пределах от 360 до 720 тыс. тонн в год (5% - 10% от общего объема производства целлюлозы древесной и целлюлозы из прочих волокнистых материалов в РФ).

Процесс производства БХТММ базируется на применении перекисно-щелочной обработки древесины и включает следующие основные технологические операции: прием щепы; предварительную пропарку щепы; промывку щепы; пропарку и пропитку щепы каустиком в 2 ступени, для снижения потребления энергии на размол и улучшения свойств конечного продукта; размол щепы на дисковых рафинерах в две ступени; сортирование волокнистой массы; размол отходов сортирования и возврат размолотой массы в общий поток; обезвоживание массы на дисковом фильтре и прессе; отбелки волокнистой массы перексидом водорода; промывку и обезвоживание массы на прессе; приготовления химикатов для пропитки и отбелки и подачи их в производство; теплорекуперацию пара, образующегося при размоле щепы с последующим использованием в технологическом процессе производства БХТММ (сушка, пропарка); аэрофонтанную сушку; упаковку и транспортировку кип БХТММ на склад; складирование готовой продукции.

Следует отметить, что сегодня ведутся активно исследования в области повышения эффективности производства БХТММ, ее использования и улучшения различных свойств как отечественными таки и зарубежными учеными [8 — 10] и др.

Перспективность создания производства БХТММ в Республике Карелия обусловлено ее специфическими особенностями. В первую очередь это географическое положение: наличие внешней границы с Финляндией, и другими экономически развитыми регионами (Вологодская, Архангельская, Ленинградская области). Немаловажно и то, что Карелия имеет относительно хорошо развитую инфраструктуру. По территории республики проходят федеральные автомобильные трассы: Санкт-Петербург — Мурманск (Кола), Петрозаводск — Вяртсиля (пункт пропуска в Финляндию), Петрозаводск — Архангельск. Железнодорожные пути соединяют Карелию со всеми соседними регионами и Финляндией. Порт в г. Петрозаводске может обслуживать любые суда класса «река-море». Такое географическое положение и развитая инфраструктура позволит обеспечить наличие каналов сбыта продукции.

Перспективность создания производства БХТММ также обуславливается наличием сырья. При размещении производства в столице республике г. Петрозаводске сырье может быть поставлено автомобильным транспортом на расстоянии до 300 км из южных районов: Прионежского, Пряжинского, Олонецкого, Суоярвского, Кондопожского. В некоторых случаях, при необходимости, в зону поставки могут быть включены территории других районов Карелии и соседних с ней регионов Российской Федерации.

Наличие в Карелии серьезного образовательного потенциала, в частности института лесных, инженерных и строительных наук Петрозаводского государственного университета, позволит сформировать кадровый ресурс различного уровня для обеспечения производства БХТММ. Таким образом, создание в Республики Карелия производства товарной беленой химико-термомеханической массы может являться экономически эффективным решением проблем переработки древесины лиственных пород.

• 1. Шегельман, И. Р. Обоснование технологических и технических решений для перспективных технологических процессов подготовки биомассы дерева к переработке на щепу: дис. … докт. техн. наук: 05.21.01 / Шегельман Илья Романович. — СПб., 1997. 261 с.
• 2. Шегельман И. Р. Региональная стратегия развития лесопромышленного комплекса: Монография / И. Р. Шегельман, Ю. И. Пономарев. — Петрозаводск: ПетрГУ, 2004. 156 с.
• 3. Будник, П. В. Обоснование технологических решений, повышающих эффективность заготовки сортиментов и лесосечных отходов, на основе функционально-технологического анализа: дис. … канд. техн. наук: 05.21.01 / Павел Владимирович Будник — Петрозаводск, 2011. — 243 с.
• 4. Шегельман, И. Р. Технологические факторы, влияющие на неравномерность технологического процесса производства оцилиндрованных бревен для деревянного домостроения / И. Р. Шегельман, П. В. Будник, В. Н. Баклагин, А. В. Демчук // Инженерный вестник Дона, 2013, № 4 URL ivdon.ru/magazine/archive/n4y2013/1889.
• 5. Мохирев, А.П., Дрягин, В. В. Оценка эффективности автоматизированного поиска оптимального маршрута вывозки древесины с учетом возникающих рисков // Инженерный вестник Дона, № 4, 2014 URL ivdon.ru/ru/magazine/archive/N4y2014/2598.
• 6. Мохирев, А.П., Аксенов, Н.В., Шеверев, О.В. О рациональном природопользовании и эксплуатации ресурсов в Красноярском крае // Инженерный вестник Дона, № 4, 2014 URL ivdon.ru/ru/magazine/archive/N4y2014/2569.
• 7. Powers R.F. Forests for Energy: Can Productivity Be Sustained? An Overview and Personal Perspective. International journal of forest engineering, 2012, vol. 23(1), pp. 7−14.
• 8. Паламарчук, Н.Ф., Морозов, В.Н. Химико-термомеханическая древесная масса для картона // Химия растительного сырья. 2012. № 3. С. — 193−196.
• 9. Письменский, П. И. Химическое активирование компонентов древесины осины в производстве термомеханической массы / П. И. Письменский, Ю. Г. Лука, Е. В. Дубоделова, Т. В. Соловьева // Труды БГТУ. № 4. химия, технология органических веществ и биотехнология. 2012. № 4. — С. 169−172.
• 10. Jonas Konn Process chemistry in chemithermomechanical pulping; Abo Akademi University, Laboratory of Wood and Paper Chemistry, Turku, 2006. — 77 P.