Реферат: Воздействие целлюлозно-бумажной промышленности на окружающую среду. Природосберегающие технологии
Реферат: Воздействие целлюлозно-бумажной промышленности на окружающую среду. Природосберегающие технологии
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/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 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
Страницы: 1, 2, 3, 4
|