Воздействие целлюлозно-бумажной промышленности на окружающую среду. Природосберегающие технологии - Экология - Скачать бесплатно
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 |Оценка токсичности |
| |токсичности |выбросов. |
| |выбросов в | |
| |атмосферу. | |
|Цветная металлургия; |КТ1 › 10.1 |Особенно токсичные |
|Химическая. | |выбросы |
|Нефтехимическая; |КТ1 =5.1 – |Очень токсичные выбросы |
|Микробиологическая. |10.0 | |
|Чёрная металлургия; |КТ1 =1.6 – 5.0|Токсичные выбросы |
|Лесная, | | |
|деревообрабатывающая и | | |
|целлюлозно-бумажная. | | |
|Теплоэнергетическая; |КТ1 =1.0 – 1.5|Менее токсичные выбросы |
|Топливная; | | |
|Машиностроение и | | |
|металлообработка; | | |
|Лёгкая промышленность; | | |
|Пищевая промышленность. | | |
Группировка отраслей промышленности по коэффициенту токсичности
сбросов в воду.
Таблица 2.
|Отрасли промышленности. |Коэффициент |Оценка токсичности |
| |токсичности |выбросов. |
| |выбросов в | |
| |атмосферу. | |
|Микробиологическая; |КТ2 › 5.1 |Особенно токсичные |
|Химическая; | |выбросы |
|Нефтехимическая; | | |
|Целлюлозно-бумажная. | | |
|Цветная металлургия; |КТ2 =2.1 – 5.0|Очень токсичные выбросы |
|Чёрная металлургия. | | |
|Пищевая; |КТ2 =1.1 – 2.0|Токсичные выбросы |
|Топливная; | | |
|Теплоэнергетическая. | | |
|Машиностроение и |КТ2 =0.5 – 1.0|Менее токсичные выбросы |
|металлообработка; | | |
|Лёгкая; | | |
|Стройматериалов. | | |
Классификация отраслей промышленности по экологической опасности для
природной среды.
Таблица 3.
|Отрасли промышленности |Индекс экологической |Оценка опасности |
| |опасности, |отрасли |
| |рассчитанный по | |
| |отношению к валовой | |
| |продукции | |
|Цветная металлургия; |ИЭ › 10.1 |Особенно опасные |
|Микробиологическая. | | |
|Химическая; |ИЭ =5.1 – 10.0 |Очень опасные |
|Нефтехимическая; | | |
|Чёрная металлургия; | | |
|Теплоэнергетика | | |
|Лесная, |ИЭ =1.1 – 5.0 |Опасные |
|деревообрабатывающая, | | |
|целлюлозно-бумажная; | | |
|Топливная. | | |
|Промышленность |ИЭ =0.05 – 1.0 |Менее опасные |
|стройматериалов; | | |
|Пищевая промышленность; | | |
|Машиностроение и | | |
|металлообработка; | | |
|Лёгкая промышленность. | | |
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/нм3 сухого 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 |0.5 |
| |карбонат натрия) СРК, | |
| |соли натрия из РП, пыль| |
| |(соли кальция) ИРП. | |
|Диоксид серы |СРК, ИРП |0.5 |
|Сероводород |Дымовые газы СРК, ИРП, |0.008 |
| |парогазы РП. | |
|Метилмеркаптан |Сульфат-целлюлозное |0.9*10-9 |
| |производство. | |
|Диметилсульфид | |0.08 |
|Диметилдисульфид |
|
