Окружающей среды и природопользования



страница14/31
Дата29.06.2015
Размер4,14 Mb.
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   31

После отбеливания происходит окончательное сортирование целлюлозы, отходы от которого поступают на сжигание. Если целлюлоза производится на целлюлозных комбинатах, не изготавливающих бумагу, она сушится и транспортируется на завод по производству бумаги либо продается (товарная целлюлоза). Однако, наиболее распространены целлюлозно-бумажные комбинаты, производящие сульфитную целлюлозу.



5.1.6 Система регенерации химических веществ и энергии

Система регенерации химических веществ и энергии в процессе варки включает испарение отработанного щелока с образованием концентрированного щелока, сжигание концентрированного щелока и подготовки нового варочного раствора из восстановленных химических веществ. Степень восстановления щелока составляет около 97 %.

Система регенерации химических веществ при производстве небеленой целлюлозы основывается на следующих основных принципах:


  • промывка противотоком и выпаривание слабого щелока;

  • сжигание концентрированного щелока (биотоплива) в содорегенерационном котле с образованием значительного количества энергии и пара;

  • образование оксида магния (золы) и диоксида серы при сжигании. Оксид магния улавливают с помощью электрофильтрах и превращают в гидроксид магния путем растворения в воде.

  • использование гидроксида магния для поглощения диоксида серы и триоксида серы из отходящих дымовых газов с использованием многоступенчатых скрубберов Вентури. Затем жидкость осветляют путем седиментации или фильтрации и армируют диоксидом серы. Образовавшийся магний бисульфит отделяют от частиц сажи и других примесей и повторно используют в качестве варочного раствора.

Система регенерации химических веществ и энергии приведена на рисунке 16 [11].



Рисунок 16 – Система регенерации химических веществ и энергии при производстве сульфитной целлюлозы

5.1.7 Процесс бисульфитной варки

Процесс бисульфитной варки осуществляется при более высоком рН (от 3 до 5), чем процесс кислой сульфитной) варки (рН от 1 до 2). Применение бисульфитного процесса варки позволяет получить целлюлозу с повышенными прочностными свойствами и увеличить выход целлюлозы. В настоящее время наибольшее распространение получило магниевое основание. Процесс бисульфитной варки имеет две отличительные особенности. При подготовке белого щелока рН, равное 4, может быть достигнуто без армирования диоксидом серы. Поэтому отсутствует необходимость работы котла под давлением. Диоксид серы в белом щелоке находится в виде бисульфита. Остальные стадии технологического процесса производства аналогичны процессу производства сульфитной целлюлозы с кислой варкой. Число Каппа небеленой целлюлозы после бисульфитной варки выше, чем после кислой. В процессе бисульфитной варки число Каппа может быть снижено до 21-26, в то время как после кислой варки число Каппа уменьшается до 12-16. Как следствие, белимость целлюлозы после бисульфитной варки ниже, чем после кислой. Таким образом, для достижения требуемой яркости необходимо большее количество стадий отбеливания. Это приводит к возрастанию ХПК и БПК сточных вод от процесса отбеливания.



5.1.8 Процесс нейтрально-сульфитной варки

Наиболее распространенным методом получения полуцеллюлозной массы является процесс нейтрально сульфитной варки целлюлозы. Данный способ представляет собой сочетание химической и механической варки целлюлозы и имеет высокий выход около 80 %). Целлюлоза используется в основном для производства гофрированного картона. Древесина может быть использована без предварительной окорки.

5.1.9 Растворенная сульфитная целлюлоза

Производство растворенной сульфитной целлюлозы наименее распространено. Данный процесс подобен процессу производства сульфитной целлюлозы, применяемой для производства бумаги. В процессе варки применяются такие же химические вещества, как и при бисульфитной варке. Таким образом, система регенерации химических веществ и энергии, очень подобна. Основные различия состоят в процессе варки и отбеливания. Целью варки при производстве растворенной целлюлозы является достижение низкой вязкости, т.е. низкой длины цепи молекулы целлюлозы.



5.2 Уровни потребления сырья и материалов и воздействия на окружающую среду

3.2.1 Обзор входных и выходных данных

Обзор сырьевых и энергетических потоков, в также выход продукции, побочных продуктов и основных видов воздействия на окружающую среду (выбросы, сбросы, отходы и т.д.) производства сульфитной целлюлозы представлен на рисунке 17.





Рисунок 17 – Материально-энергетический баланс производства сульфитной целлюлозы
В таблице 42 приведены сведения о ежегодном уровне потребления сырья и воздействия на окружающую среду.
Таблица 42 – Данные о потреблении сырья и уровне воздействия на окружающую среду при производстве сульфитной целлюлозы

Входной поток

Выходящий поток




Сырье и материалы

Значение

Единицы измерения

Продукт

Значение

Единицы измерения




Древесина (высушенная до постоянного веса)

2

т/СМТ

Беленая целлюлоза

1

СМТ




SO2 в пересчете на S

32

кг/СМТ













MgO

24

кг/СМТ

Выбросы, сбросы, образование отходов




NaOH

27

кг/СМТ

CO2

Данные отсутствуют

кг/СМТ




O2

13

кг/СМТ

NOx

2,4

кг/СМТ




H2O2

26

кг/СМТ

CO

Данные отсутствуют

кг/СМТ




ДТПА

3

кг/СМТ

SO2-S

1,75

кг/СМТ




Энергия

Зола

Данные отсутствуют







кг/СМТ

Нефть

Данные отсутствуют

МДж/т

ХПК

34

кг/СМТ




Уголь

Данные отсутствуют

МДж/т

БПК5

1,7

кг/СМТ




Природный газ

Данные отсутствуют

МДж/т

Взвешенные частицы

Данные отсутствуют

кг/СМТ




Покупаемая электроэнергия

Данные отсутствуют

кВт/т

Адсорбируемые органические галогенпроизводные

<0,01

кг/СМТ




Общее потребление электроэнергии

Данные отсутствуют

кВт/т

Nнеорг.

0,4

кг/СМТ













Суммарный фосфор

0,06

кг/СМТ













Сточные воды

70

м3/СМТ




Водопотребление

Шлам (90% твердый осадок)

37

кг/СМТ




Сырая/свежая вода

70

м3/СМТ

Другие отходы

Данные отсутствуют

кг/СМТ




Примечания:

1. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух от производства закупаемой электроэнергии не включены.

2. Приведенные данные включают только производство целлюлозы, т.е. производство бумаги не учитывалось.

3. Данные о выбросах и сбросах указаны после очистки.







5.2.2 Уровень воздействия технологических процессов на окружающую среду

При производстве сульфитной целлюлозы наибольше воздействие на окружающую среду оказывают выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух и сброс сточных вод. Наиболее актуальные аспекты потребления сырья, материалов и энергии, а также загрязнения окружающей среды рассмотрены в настоящем разделе, включая следующие аспекты:

- потребление древесины;

- потребление воды и сброс сточных вод от различных стадий технологического процесса:

- транспортировка древесины;

- конденсат от испарения;

- проливы;

- потери при промывке;

- отбеливание;

- сброс питательных веществ;

- сброс металлов;

- потребление химических веществ;

- использование энергии;

- выбросы в атмосферный воздух:

- от содорегенерационного котла;

- от вспомогательных котлов;

- дурнопахнущие газы;

- хлорсодержащие соединения от отбеливания и подготовке отбеливающих веществ (только для частичного бесхлорного отбеливания);

- образование твердых отходов;

- шум.
5.2.2.1 Потребление древесины

В качестве сырья для производства сульфитной целлюлозы используется древесина хвойных пород (в основном ель), реже лиственных (преимущественно бук). Отходы лесозаготовки и лесопильных заводов также могут использоваться при производстве сульфитной целлюлозы. Вид используемой древесины и выход беленой целлюлозы зависит от выбора метода делигнификации и отбеливания. Для изготовления 1 тонны целлюлозы обычно требуется от 4,2 до 5,2 м3 неокоренной древесины.

5.2.2.2 Потребление воды и сбросы сточных вод на различных стадиях технологического процесса

Основные стадии технологического процесса, сопровождающиеся выбросами сбросами, представлены на рисунке 18. Сточные воды образуются на различных стадиях технологического процесса производства сульфитной целлюлозы, в том числе в процессе отбеливания. Сточные воды также могут образовываться при аварийных проливах.

В процессе варки число Каппа может быть снижено до 14-22 для древесины хвойных пород и 10-20 для древесины лиственных пород. Удельный объем сточных вод от процесса отбеливания составляет от 15 до 25 м3/СМТ.

Важным этапом является нейтрализация сульфитного щелока перед процессом выпаривания. В противном случае уксусная кислота будет выпариваться и конденсироваться в содорегенерационном котел. Значение ХПК конденсата, образовавшегося при сульфитной варке, обычно намного выше по сравнению с сульфатной варкой (до 60-70 кг ХПК/т), т.к. отгонка применяется значительно реже. Отгонка и анаэробная очистка позволяют снизать ХПК.





Рисунок 18 – Основные этапы технологического процесса производства сульфитной целлюлозы, сопровождающиеся выбросами/сбросами
В таблице 43 приведены сведения о составе сточных вод до и после очистки.

Таблица 43 – Данные о составе сточных вод от производства разбавленной сульфитной целлюлозы до и после очистки

Уровень ХПК сточных вод до очистки

Состав сточных вод после биологической очистки

Склад хранения древесины

около 1 кг/т

ХПК

4-5 кг/т

Отбеливание (1-я и 2-я стадии)

около 15 кг/т

БПК5

ниже предела обнаружения

Конденсат от установки для выпаривания

около 30 кг/т

Серосодержащие вещества

0,4-0,5 кг/т

Общий ХПК

около 46 кг/т

Адсорбируемые органические галогенпроизводные

<0,01 кг/т

Общий расход воды

около 40 м3

Суммарный фосфор

<0,1 кг/т




Суммарный азот

<0,2 кг/т

Примечание:

Сточные воды от первого этапа отбеливания выпаривают и прокаливают для извлечения уксусной кислоты и фурфурола. После этого сточные воды обрабатывают активным илом с последующей фильтрацией для снижения взвешенных твердых частиц, фосфора и азота.


В таблице 44 приведены сведения о содержании металлов в составе сточных вод.



Таблица 44 – Сведения о содержании металлов в составе сточных вод

Металл

Концентрация (мг/м3)

Удельная нагрузка (г/т)

Кадмий

1,37

1

Хром

5,5

4,4

Медь

9,3

7,4

Никель

12,0

9,6

Железо

9,4

7,5

Цинк

144,0

115,2


5.2.2.3 Потребление химических веществ

Усредненные данные о потреблении химических веществ при производстве сульфитной целлюлозы представлены в таблице 45.


Таблица 45 – Данные о потреблении химических веществ применяемые в процессе отбеливания при производстве сульфитной целлюлозы с магниевым основанием

Наименование химического вещества

Удельная масса (кг/СМТ)

NaOH

10-40

O2

5-15

H2O2 (100%)

10-40

ЭДТА либо ДТПА

0-3

O3 1

0-5

S (некоторые заводы применяют либо S, либо SO2)

20-40

SO2 (некоторые заводы применяют либо S, либо SO2)

0-70

MgO

15-25

Примечание:

1) Озон обычно не применяется в процессе производства сульфитной целлюлозы. Однако существуют производства растворенной сульфитной целлюлозы, где в качестве отбеливающего вещества используется озон.




5.2.2.4 Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух

Уровень выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от производства сульфитной целлюлозы выше, чем от производства сульфатной целлюлозы. Выбросы загрязняющих веществ существенно зависят от способов очистки и применяемого газоочистного оборудования. В зависимости от местных условий могут использоваться следующие методы очистки отходящих газов:



  • установка циклона на этапе измельчения баланса в щепу;

  • сжигание газов, отходящих от варочных котлов, в содорегенерационном котле;

  • сжигание газов, отходящих от выдувных резервуаров, сушильных барабанов, емкостей для хранения слабого и концентрированного щелока, в содорегенерационном котле;

  • применение скруббера для поглощения диоксида серы, образующегося в процессе отбеливания;

  • сжигание неконденсируемых газов, образующихся в процессе выпаривания, в содорегенерационном котле;

  • использование раствора с поглощенным диоксидом серы, образующегося при эксплуатации скруббера, для подготовки варочного раствора (система скрубберов Вентури);

  • использование электрофильтра и скруббера для улавливания твердых частиц, отходящих от вспомогательного котла;

  • сокращение выбросов оксидов азота от кореварки путем добавления мочевины.

При производстве сульфитной целлюлозы с магниевым основанием основным источником выбросов оксидов серы является содорегенерационный котел. Существуют также менее концентрированные выбросы диоксида серы от процессе отбеливания, варки, промывки, а также от эксплуатации вспомогательных котлов. Оксид магния, содержащийся в отходящих газах от содорегенерационного котла, улавливают с помощью электрофильтров, после чего промывают водой с образованием гидроксида магния. Гидроксид магния используется в скрубберах Вентури для улавливания диоксида и триоксида серы, отходящего от содорегенерационного котла. Система скрубберов Вентури включает от трех до пяти скрубберов. Содержание диоксида серы составляет около 4-6 кг/т целлюлозы при использовании трех скрубберов и около 2-3 кг/т при использовании четырех скрубберов. Таким образом, каждый скруббер улавливает около 70% оксидов серы.

Выбросы оксидов азота от содорегенерационного котла при производстве сульфитной целлюлозы, как правило, выше, чем при производстве сульфатной целлюлозы в связи с повышенной температурой в содорегенерационном котле. Выбросы NOx составляют около 100-200 мг/МДж или около 1,5-3 кг/т целлюлозы. В таблице 46 представлены данные о выбросах оксидов азота и диоксида серы от содорегенерационного котла.




Таблица 46 – Данные о выбросах оксидов азота и диоксида серы от содорегенерационного котла




SO2

NOx

кг/т

мг/м3



0,5-3

100-400


1,0-3

200-500

1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   31


База данных защищена авторским правом ©zubstom.ru 2015
обратиться к администрации

    Главная страница