Воздействие целлюлозно-бумажной промышленности на окружающую среду. Природосберегающие технологии - (билеты)
Воздействие целлюлозно-бумажной промышленности на окружающую среду. Природосберегающие технологии - (билеты)
Дата добавления: март 2006г.
Воздействие целлюлозно-бумажной промышленности на окружающую среду. Целлюлозно-бумажная промышленность относится к ведущим отраслям народного хозяйства, так как Россия располагает огромными лесосырьевыми ресурсами. Кроме того велика потребность в продукции этой отрасли, как в России, так и за рубежом, и это определяет большой объём выпускаемой продукции. Продукцией целлюлозно-бумажной промышленности являются различные виды волокнистых полуфабрикатов (в т. ч. сульфитная и сульфатная целлюлоза), бумага , картон и изделия из них. Побочные продукты отрасли: кормовые дрожжи, канифоль, скипидар, жирные кислоты и др. С другой стороны, чем больше отрасль, тем сильнее её воздействие на окружающую среду. И действительно, по воздействию на окружающую среду эта отрасль остаётся одной из проблемных по величине токсичных выбросов в атмосферу и сбросов в воду (таблицы 1 и 2), и экологической опасности для природной среды (таблица 3). Группировка отраслей промышленности по коэффициенту токсичности выбросов в атмосферу.
Таблица 1. Отрасли промышленности. Коэффициент токсичности выбросов в атмосферу. Оценка токсичности выбросов. Цветная металлургия; Химическая. КТ1 › 10. 1 Особенно токсичные выбросы Нефтехимическая; Микробиологическая. КТ1 =5. 1 – 10. 0 Очень токсичные выбросы Чёрная металлургия; Лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная. КТ1 =1. 6 – 5. 0 Токсичные выбросы Теплоэнергетическая; Топливная; Машиностроение и металлообработка; Лёгкая промышленность; Пищевая промышленность. КТ1 =1. 0 – 1. 5 Менее токсичные выбросы
Группировка отраслей промышленности по коэффициенту токсичности сбросов в воду. Таблица 2.
Отрасли промышленности. Коэффициент токсичности выбросов в атмосферу. Оценка токсичности выбросов. Микробиологическая; Химическая; Нефтехимическая; Целлюлозно-бумажная. КТ2 › 5. 1 Особенно токсичные выбросы Цветная металлургия; Чёрная металлургия. КТ2 =2. 1 – 5. 0 Очень токсичные выбросы Пищевая; Топливная; Теплоэнергетическая. КТ2 =1. 1 – 2. 0 Токсичные выбросы Машиностроение и металлообработка; Лёгкая; Стройматериалов. КТ2 =0. 5 – 1. 0 Менее токсичные выбросы
Классификация отраслей промышленности по экологической опасности для природной среды. Таблица 3.
Отрасли промышленности
Индекс экологической опасности, рассчитанный по отношению к валовой продукции Оценка опасности отрасли
Цветная металлургия; Микробиологическая. ИЭ › 10. 1 Особенно опасные Химическая; Нефтехимическая; Чёрная металлургия; Теплоэнергетика ИЭ =5. 1 – 10. 0 Очень опасные Лесная, деревообрабатывающая, целлюлозно-бумажная; Топливная. ИЭ =1. 1 – 5. 0 Опасные Промышленность стройматериалов; Пищевая промышленность; Машиностроение и металлообработка; Лёгкая промышленность. ИЭ =0. 05 – 1. 0 Менее опасные
Кроме того отличительной особенностью Российских промышленных предприятий являются устаревшие оборудование и технологический процесс. В связи с этим отрасль отличается большой отходностью, скудностью средств очистки и нейтрализации токсичных выбросов и сбросов, применением на производстве опасных химических веществ, наличием цехов, оказывающих вредное воздействие как на персонал, так и на окружающую среду. Кроме того, опасность представляют комплексные воздействия нескольких предприятий, размещенных на одной территории. Так крупные целлюлозно-бумажные комбинаты (ЦБК) размещены недалеко от лесоразработок и деревообрабатывающих предприятий. Но если это можно объяснить удобством и последовательностью операций по переработке ценного сырья–леса и схожими загрязнителями среды то, как объяснить соседство ЦБК с крупными предприятиями цветной и чёрной металлургии, опасность смешивания отходов которых с отходами ЦБК окажет ещё более губительное воздействие на экологию региона, где они размещены. Также негативную роль играет тот факт, что многие предприятия отрасли являются предприятиями-гигантами. Это означает большие объёмы выбросов и сбросов, а также огромные концентрации токсичных веществ в атмосфере и речных системах в районе работы предприятия. А крупные предприятия, обычно имеют в своей инфраструктуре, находящиеся в непосредственной близости, жилые поселения, где живёт многочисленный персонал предприятия. Рассмотрим, какие токсичные вещества присутствуют в процессе производства продукции целлюлозно-бумажной отрасли. Все токсичные вещества отрасли можно разделить на вещества загрязняющие атмосферу и вещества загрязняющие гидросферу и педосферу. Кроме того, токсичные вещества подразделяются на вещества используемые при производстве и вещества возникающие в процессе производства. То, какие вещества будут использоваться, либо появятся в процессе производства, зависит от технологического процесса и получаемого конечного продукта. Поэтому подробно остановимся на сульфат-целлюлозном производстве, как наиболее опасного с точки зрения экологии.
Выбросы в атмосферу в сульфат-целлюлозном производстве.
Основными источниками загрязнения атмосферы с сульфат-целлюлозном производстве являются: содорегенерационный, варочно-промывной, известерегенерационный и отбельный цеха, окислительная установка, цех приготовления отбельных растворов. В зависимости от принятой схемы производства могут возникнуть дополнительные источники загрязнения из отделений цеха переработки побочных продуктов (очистки и дезодорации скипидара, получение одоранта сульфана; ректификации скипидара; разложения сульфатного мыла; ректификации таллового масла и др. ). Варочно-промывной цех. В этом цехе имеется несколько источников выбросов. При периодическом методе варки с терпентинной сдувкой, вместе с паром удаляются; остаточный воздух из щепы, скипидар, сероводород, метилмеркаптан (ММ), диметилсульфид (ДМС), диметилдисульфид (ДМДС). Парогазовая смесь терпентинной сдувки, от которой в щёлокоуловителях отделяются захваченные капельки щёлока, конденсируется в теплообменниках. Отсюда непрерывно удаляются несконденсировавшиеся газы, количество и состав которых зависит от вида вырабатываемой целлюлозы и связанного с этим расхода щёлочи на варку, а также от температуры воды, подаваемой на теплообменник. При непрерывной варке целлюлозы, выдувочные пары направляются в систему пропаривания щепы, откуда избыток паров поступает в холодильник, аналогичный терпентинному конденсатору. Кроме этих источников загрязнения, есть ещё вентиляционные выбросы из-под колпаков вакуум-фильтров, вытяжки из выдувного резервуара (при холодной выдувке), бака слабых щёлоков, бака-пеносборника. Выпарной цех. Главным источником выбросов в этом цехе является парогазовая смесь, которая удаляется вакуум-насосом из межтрубного пространства корпусов. Основной компонент, загрязняющий воздух, –сероводород. Кроме того, в выбросах содержится также метилмеркаптан и, в незначительных дозах, диметилсульфид, диметилдисульфид и метанол. Появление сероводорода и метилмеркаптана обусловлено изменением pH при упаривании и воздействием температуры и разрежения. Это приводит к разложению сульфида и меркаптида натрия и выделению этих кислых газов в паровое пространство. Окислительная установка. Общее количество выбрасываемой ею газовоздушной смеси зависит от расхода воздуха на окисление, количества газов, подаваемых на установку, и типа окислительной установки. Содорегенерационный цех. Дурнопахнущие компоненты в дымовых газах появляются в тех местах, где чёрный щёлок соприкасается с газами: в топке и в газоконтактном испарителе. Перегрузки содорегенерационных котлоагрегатов (СРК), также способствую повышению количества выбросов дурнопахнущих компонентов с дымовыми газами. В дымовых газах СРК содержатся не только газообразные соединения, но и твёрдые частицы, составляющие пылевой унос. Содержание пылевого уноса в дымовых газах СРК перед газоочистным аппаратом изменяется в зависимости от количества сульфата натрия, добавляемого к щёлоку перед сжиганием, от схемы СРК и аэродинамического режима его работы, а также от соотношения органической и минеральной частей сухого вещества чёрного щёлока и выхода целлюлозы из древесины. Газоконтактный испаритель. Он предназначен для уплотнения чёрного щёлока 50 –65 % сухих веществ. Щёлок, находясь в газоконтактном испарителе, поглощает из дымовых газов углекислый газ, сернистый и серный ангидриды, обуславливающие выделение сероводорода и метилмеркаптана вследствие понижения pH; выделению сероводорода при газоконтактной выпарке способствует также повышение концентрации остаточного сульфида натрия в чёрном щёлоке. Чем выше сульфидность белого щёлока, тем большее количество остаточного сульфида натрия и сероорганических соединений оказывается в чёрном щёлоке и тем загрязнённее дымовые газы. Растворитель плава (РП). Плав, образующийся при сжигании чёрных щёлоков в СРК и состоящий из карбоната и сульфида натрия с небольшой примесью невосстановленного сульфата натрия, поступает в растворитель. Здесь плав растворяется в щёлоке. При контакте щёлока с плавом выделяется значительное количество парогазовой смеси, которая удаляется из растворителя плава через вытяжные трубы и выбрасывается в атмосферу. Пылевой унос из растворителя плава на 90 % состоит из соды. В зелёном щёлоке содержится значительное количество сульфида и меркаптида натрия, что предопределяет содержание сероводорода в газовой фазе. Известерегенерационные печи (ИРП). В печах при обжиге каустизационного шлама и природного известняка образуются дымовые газы. Основными компонентами дымовых газов являются пыль кальциевых солей (12 г/нм3), образующаяся в результате механического уноса газовым потоком, и сернистый ангидрид (0. 86 г/нм3сухого газа), образующегося при сжигании высокосернистого мазута, а также сероводород и другие серосодержащие газы. Отбельный цех. В процессе отбеливания целлюлозы традиционно используют либо сам хлор, либо его производные (оксид хлора, хлораты и гипохлориты). Одним из наиболее опасных с точки зрения охраны окружающей среды объектов сульфат-целлюлозного производства является содорегенерационный котлоагрегат и его технологический узел– бак-растворитель плава (РП СРК). Из результатов обследования количества и состава парогазовых выбросов РП СРК ведущих предприятий сульфат-целлюлозного производства следует, что расходы выбросов зависят от мощности котлоагрегата, высоты и диаметра вытяжной трубы, по которой они выводятся из бака растворителя в атмосферу, угла раскрытия шиберных устройств на этих трубах, состава слабого белого щёлока и уровня его в баке-растворителе, времени года и региона расположения производства. Вредные вещества, попадающие в атмосферу на сульфат-целлюлозном производстве. Таблица 4.
Ингредиент Источник выбросов ПДК, мг/м3 Пыль нетоксичная
Зола (сульфат и карбонат натрия) СРК, соли натрия из РП, пыль (соли кальция) ИРП.
0. 5 Диоксид серы СРК, ИРП 0. 5 Сероводород Дымовые газы СРК, ИРП, парогазы РП. 0. 008 Метилмеркаптан Сульфат-целлюлозное производство. 0. 9*10-9 Диметилсульфид 0. 08 Диметилдисульфид 0. 7 Метанол 1. 0 Скипидар
Сульфат-целлюлозное производство, производство побочных продуктов. 2. 0
Оксид углерода Утилизационные котлы, СРК, ИРП. 5. 0 Хлор Цех отбелки сульфат-целлюлозного производства. 0. 1 Диоксид хлора
Кроме того, режим работы, состав и количество выбросов из РП СРК зависят от: * мгновенного выделения значительного количества парогазовой смеси, особенно при больших стоках плава; * непрерывности и неравномерности подачи плава и белого щёлока в РП и отведения зелёного щёлока, что приводит к изменению свободного объёма над растворяющей жидкостью и влияет на количество подсосов воздуха. Парогазовые выбросы из РП СРК согласно удельным отраслевым нормам состоят из: * водяных паров 70…90 % (1. 87 кг/нм3 сухого газа (с. г. ));
* подсосов воздуха 5…25 %;
* пылевых частиц плава – до 1. 9 % (19 г/нм3 с. г. , 4500 г/т целлюлозы); * сероводорода – 0. 006 % (0. 25 г/нм3 с. г. , 56. 5 г/т целлюлозы); * сернистого ангидрида – 0. 005 % (0. 18 г/нм3 с. г. , 40. 3 г/т целлюлозы;
Пылевые частицы состоят в объёмных процентах из: * карбоната натрия – 70 %; * сульфида натрия – 23 %; * сульфата натрия – 5 %; * нерастворимых частиц (огарка) – 2 %.
Температура парогазовых выбросов может меняться от 85 до 125 0С. В среднем, количество парогазовых выбросов из РП на 1т вырабатываемой целлюлозы составляет 226 нм3 с. г. Сбросы в гидросферу и педосферу в сульфат-целлюлозном производстве. Основными источниками загрязнения гидросферы и педосферы в сульфат- целлюлозном производстве являются отбельный, варочный и кислотный цеха. Варочный и кислотный цеха. В сток попадают органические соединения, образующиеся при варке, и остаточные химикаты. Так при выпуске 3 млн. т. в год целлюлозы образуется 3. 5 млн. т. в год отработанных щёлоков в пересчёте на сухое вещество или около 7 млн. т. в год в пересчёте на 50 % концентрат. Из них около 2 млн. т. в год можно утилизировать в виде спирта, кормовых дрожжей и технических лигносульфонатов. Остальные 70–75 % сухих веществ отработанных щёлоков сбрасывается в очистные сооружения или непосредственно в водоёмы. Отбельный цех. В процессе отбеливания целлюлозы традиционно используют либо сам хлор, либо его производные (оксид хлора, хлораты и гипохлориты), а при делигнификации древесины содержащей фенольные фрагменты лигнин (содержание которого в древесине лиственных пород 20– 30 %, в хвойных породах –до 50 %) взаимодействует с хлорными реагентами, образуя диоксины и фураны (или их предшественников), которые являются высокотоксичными экотоксикантами. Сбросы в реки и почву с ЦБК увеличивают содержание взвешенных веществ, сульфатов, хлоридов, нефтепродуктов, органических соединений, ряда металлов, веществ метоксильных, карбоксильных и фенольных групп. По этим параметрам ПДК превышены в несколько раз. Самыми опасными и заслуживающими дальнейшего рассмотрения токсинами, безусловно, являются диоксины и фураны. Диоксины – группа высокотоксичных экотоксикантов – полихлорированных дибензодиоксинов (ПХДД, I) и дибензофуранов (ПХДФ, II).
O Cln Cln O ПХДД (I) Cln Cln O ПХДФ (II)
Страницы: 1, 2, 3
|