Воздействие целлюлозно-бумажной промышленности на окружающую среду

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО  И СРЕДНЕ СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ  РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕКСТИЛЬНОЙ  И ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Самостоятельная работа

По предмету

 Проектирование предприятия  по производству целлюлозы, 

бумаги и бумажных изделий

 На тему:

Воздействие целлюлозно-бумажной промышленности на окружающую среду.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент группы 21р-10

Малюхин В.А.

Приняла: Амирова Н.С.

 

 

 

 

Ташкент-2014

 

 

План:

1. Введение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

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: