Воздействие целлюлозно-бумажной промышленности на окружающую среду. Природосберегающие технологии

предприятий, а также токсичности  выпускаемой продукции.

 

                    Очистка выбросов в атмосферу  на ЦБК.

 

        Очистка  газов от паров летучих органических  соединений (ЛОС).

Общая методология.

Адсорбционные методы: это, прежде всего классические рекуперационные  методы

очистки, основанные на улавливании  паров ЛОС активным углем,  с  последующей

десорбцией уловленных веществ  водяным  паром  при  повышенных  температурах

(105 – 120 0С). После совместной  конденсации паров  воды  и   десорбированных

ЛОС, полученный конденсат  органических соединений отделяют в  сепараторе  от

водной фазы. Если десорбируемые  органические соединения растворимы  в  воде,

то для выделения органических соединений конденсат подвергают дистилляции.

Если в очищаемом газе концентрация ЛОС мала (<1  г/м3),  то  нецелесообразно

проводить  регенерацию  адсорбента  водяным  паром,  а  необходимо  провести

десорбцию горячим (200 – 250  0С) инертным газом (обычно дымовыми газами).

Десорбированные пары ЛОС  не  утилизируют,  а  сжигают  каталитическим  либо

термическим методом.

Адсорбционной   разновидностью   очистки   газов   является    адсорбционно-

каталитический процесс. В этом случае  в  качестве  адсорбента  используются

оксидные катализаторы, которые  в процессе очистки накапливают  пары  ЛОС,  а

при регенерации, за счёт  нагрева  катализатора,  происходит  каталитическое

окисление  уловленных  ЛОС,  на   этом   же   бифункциональном   адсорбенте-

катализаторе.

Окислительные методы:  эта  группа методов основана на  полной  окислительной

деструкции молекул ЛОС  до СО2 и Н2О.

- Термические методы –  методы сжигания органических  загрязнителей  воздуха.

   Обычно  используется,  когда  источник  выделения   загрязнённого  воздуха

   располагается вблизи  какого-либо  топочного  устройства.  В  этом  случае

   загрязнённый воздух  используется как дутьевой.

-  Каталитические  методы  –  методы  дожигания   конкретных   органических

   соединений на известных  катализаторах, в том числе  блочных.

- Гомогенные низкотемпературные  окислительные процессы.

   1. Введение озона  в очищаемый газ. При концентрации  озона 10  –20  мг/м3

      очищаемого  газа,  эффективность  очистки  90  –95  %  по  фенолу   и

      формальдегидам.

   2. Очистка  с   помощью  высокочастотного  стримерного   разряда.  В  зоне

      действия   разрядов   происходит   эффективная   очистка   от   паров

      органических  соединений, таких как бензол, толуол, фенол, стирол. При

      этом фенол  конвертируется в аэрозоль гидрохинона,  а стирол в аэрозоль

      полистирола.  Диоксины  и   фураны   переходят   в   конденсированные

      соединения.

- Жидкофазное окисление.

   1. Процессы, основанные  на абсорбции и последующем  окислении паров  ЛОС,

      обычно используют  для очистки отходящих газов  с  малой  концентрацией

      веществ  с резким неприятным запахом.

   2. Очистка водным  раствором гипохлорита натрия. Так  сернистые соединения

      улавливаются  на 99 %, карболовые кислоты на 98 %, альдегиды и  кетоны

      на 90 %, а  фенолы и спирты на 85 %.

- Биохимические методы  –  методы,  основанные  на  способности  некоторых

   организмов поглощать  и окислять ЛОС.

 

                     Особенности очистки воздуха  на ЦБК.

 Из  приведённого  ранее,  очевидна  необходимость  разработки   несложного,

 доступного и  эффективного  способа  и  аппарата  для   очистки  выбросов  в

 атмосферу от пыли  и серосодержащих соединений, ликвидации  избыточной  влаги

 парогазового потока  и теплового загрязнения.  Отличительными  особенностями

 выбросов  сульфатно-целлюлозного  производства  являются   многочисленность

 источников и многокомпонентность  выбрасываемых газовых смесей. Кроме   того,

 выбросы от различных  источников отличаются по объёму, качественному составу

 и концентрациям вредных  веществ. Подход  к  очистке   выбросов  в  атмосферу

 различен   в   зависимости   от   качественных   характеристик    выбросов,

 подразделяемых на  две группы, парогазовые и газопылевые.  Такое  разделение

 основывается на различных  методах подхода к обезвреживанию  выбросов  данных

 групп. Парогазовым  выбросам присуще наличие значительных  количеств водяного

 пара, а для ряда  выбросов характерно  состояние   насыщения  водяным  паром.

 Большинство вредных  веществ в выбросах  представляет  собой  серосодержащие

 соединения,  которые   являются   токсичными   веществами,   неблагоприятно

 влияющими на жизнедеятельность  растительного и животного мира.

 В настоящее время  к  вопросу  очистки  дурнопахнущих   парогазовых  выбросов

 сульфат-целлюлозного  производства  существует  двоякий   подход:  первое  –

 обезвреживание с получением  какого-либо ценного побочного  продукта;  второе

 – доведение выбросов  вредного вещества до санитарных  норм, в лучшем  случае

 с рекуперацией уловленного  компонента в производство.

 Очистка газопылевых  выбросов предусматривает несколько  иной подход.

  Используют   пылеулавливающие   установки.   Современные   установки   для

улавливания  серосодержащих  газообразных  компонентов,   присутствующих   в

дымовых газах СРК, основаны на  абсорбционном  методе  очистки.  Различаются

эти установки между собой  аппаратурным оформлением,  режимами  управления  и

свойствами абсорбента, причём последние являются  определяющими  при  выборе

схемы  газоочистки.  В  настоящее  время  для  промывки  дымовых  газов  СРК

применяются как щёлочные, так и  нейтральные  растворы,  в  ряде  случаев  в

щёлочную  орошающую  жидкость  добавляются   твёрдые   вещества,   способные

сорбировать и окислять серосодержащие газообразные компоненты.

Однако возникает ряд  трудностей,  сопряжённых  с  традиционным  подходом  к

проблеме очистки:  образование  труднообрабатываемых  стоков  и  шламов  при

абсорбционном методе очистки, необходимость регенерации адсорбента,  влияния

высокого  содержания  водяных  паров   на   эффективность   пылеулавливания,

отсутствие утилизации тепла  парогазовых выбросов и, как следствие,  тепловое

загрязнение атмосферы.

В настоящее время в  ЦБП для очистки выбросов из РП СРК применяются:

- Одноступенчатые схемы  в целях утилизации  тепла   и  очистки  от  пылевых

   частиц плава и  серосодержащих газов;

- Двухступенчатые схемы,  где  первая  ступень  (секционный  кожухотрубный

   теплообменник) служит  для утилизации тепла, а вторая  –  для  очистки  от

   загрязняющих веществ.

Двухступенчатые схемы обычно состоят из теплообменных устройств  в  качестве

первой ступени и  скруббера  или  струйного  газопромывателя  –  в  качестве

второй, например, принципиальная двухступенчатая схема: трёхходовой  по  ходу

газов теплообменник является первой  ступенью,  струйный  газопромыватель  –

второй.  Анализ  работы  установок  на  Братском  ЛПК  и   Байкальском   ЦБК

показывает, что эффективность  улавливания пылевых  частиц  составляет  70…80

%, а  абсорбция  сероводорода  92…95  %.  Реализация  двухступенчатой   схемы

очистки выбросов из РП СРК  связана со значительными капиталовложениями,  так

как кроме теплообменника и струйного  газопромывателя  он  включает  в  себя

каплеуловитель,  промежуточные  ёмкости,   насосы,   разветвлённую   систему

трубопроводов. Установка  энергоёмка  и  металлоёмка,  требует  значительного

количества  свежей  воды   для   теплообменника   и   орошающих   растворов.

Необходимость применения тягодутьевых устройств в данной  схеме  приводит  к

большому  выносу  щёлочной  капельной  влаги  в   атмосферу,   что   снижает

надёжность работы  тягодутьевых  устройств,  увеличивает  потери  химикатов,

разрушает кровлю цеха и загрязняет атмосферу.

 

 

        Конденсационный  метод очистки газов и аппарат  – поверхностный

                                конденсатор.

 

Метод основан  на  конденсации  водяного  пара  на  охлаждённой  поверхности

конденсатора.  При  этом  пар,  охлаждаясь,  переходит  в  жидкую  фазу,   а

образующийся  конденсат  непрерывно   отводится.   Аппарат   действует   при

использовании   самотяги   вытяжной   трубы.    Симметричное    расположение

конденсатора и вытяжной трубы относительно оси  движения  парогазовой  смеси

вверх в межтрубном пространстве позволяет  избежать  застойных  зон.  Работа

установки  заключается  в  следующем:  конденсатор  представляет  собой  две

трубы, одна внутри другой, между  которыми располагается  вытяжная  труба,  в

которой  идёт  пылепарогазовая  смесь.  В  полости  двух  труб  конденсатора

подаётся охлаждающий  агент – вода, в результате находящийся  внутри  вытяжной

трубы  пылепарогаз  начинает  конденсироваться  на  охлаждаемых  стенках   и

стекать по ней в отборник конденсата. Процесс  газоочистки  регулируется  по

температуре  воды  на   выходе   из   аппарата.   Большое   значение   имеет

осуществление  тепло-  и  массообмена  в  конденсаторе,  где  можно  достичь

взаимодействия  между  плёнкой  конденсата,  образующегося  на   поверхности

охлаждаемых  труб,  и   потоком   пылепарогазовой   смеси   с   минимальными

энергозатратами.

 В аппаратах этого  типа можно достичь:

-   Интенсивного   взаимодействия   между   стекающей   плёнкой   жидкости,

   образующейся при   конденсации  паров  воды  из  парогазовых  выбросов  на

   охлаждаемых трубах  и парогазовой смесью;

-  Наименьшего  удельного   сопротивления  аппарата.  Когда   паровая   смесь

   движется меж охлаждаемых   труб  (в  межтрубном  пространстве),  её  объём

   уменьшается в процессе  конденсации водяного пара.

Трудности, возникающие при  осуществлении метода:

Основной  сложностью  является  определение  площади  теплообмена,   которая

должна  обеспечить  конденсацию  парогазовой  смеси  при  заданном   расходе

охлаждающей воды  с  заданной  её  температурой.  Интенсивность  конденсации

парогазовых смесей обусловлена: изменением по высоте  скорости  парогазового

потока и плотности  орошения; диффузионными  процессами  на  границе  раздела

пар –  жидкость;  влиянием  поперечного  потока  вещества  на  гидродинамику

плёнки;  возможностью  уноса  жидкой  фазы  в  поток  пара  и  срыва  плёнки

парогазовым потоком  –   это  сложные  факторы,  определяющие  интенсивность

тепломассоотдачи, и которые  проявляются  в  зависимости  от  геометрических

характеристик трубного пучка  конденсатора.

Достоинства метода и установки:

- Уменьшение вредного  воздействия на атмосферу содовой  пыли и дурнопахнущих

   серосодержащих газов.  Так как  эффективность пылеуловителя  95 – 99 %.

- Уменьшение наличия водяного  пара в парогазовой смеси,  что  облегчает  её

   очистку.

- Возврат в производство  ценного химического компонента  – карбоната натрия.

- Возможность использования  тепла конденсации. Охлаждающая  вода, проходя по

   трубам   конденсатора,   подогревается   до   температуры   требуемой   в

   технологическом цикле.

- Для транспортировки  выбросов  по  межтрубному   пространству  конденсатора

   можно пользоваться  самотягой вытяжной трубы, предусмотренной  в технологии

   растворения плава,  так  как  поверхностный   конденсатор  обладает  низким

   гидравлическим сопротивлением.

 

                     Очистка сбросов в гидросферу  с ЦБК.

 

Наиболее эффективным  следует считать  включение  в  технологический  процесс

замкнутой  системы  водоснабжения  ЦБК,  где   вода   многократно   проходит

технологический  цикл.  После  каждого  цикла  производится  её  очистка   и

отстаивание. Воду  необходимо  очищать  от  волокон,  наполнителей,  клейких

веществ,  загрязнений  различными  примесями   и   остаточными   химикатами.

Обработка воды осуществляется в несколько операций:  сортирование,  очистка,

флотация, промывка. Одним  из действенных методов очистки  воды  является  её

фильтрация через фильтр, но метод ограничен величиной  дисперсности  фильтра

и наличием загрязнителей, диаметр  молекул которых, меньше  диаметра  молекул

воды. Другой метод – отстаивание  воды позволяет  только  удалить  взвешенные

частицы. Также часто используются химические  методы  очистки  сточных  вод,

где в воду добавляют химические  вещества,  которые  вступают  в  химические

реакции с  загрязнителями,  что  приводит  к  их  разложению  до  безопасных

компонентов,  нейтрализации  либо  выпадению  в  осадок.  Существуют   также

биологические  методы   очистки,   связанные   со   способностью   некоторых

организмов (бактерий, водорослей, микроорганизмов и  др.)  аккумулировать  и

перерабатывать отдельные  химические соединения и элементы.

 

      Метод очистки  сточных вод предприятия с  помощью ультрафиолетового

                                 облучения.

Одним  из  эффективных  методов  является   облучение   воды   бактерицидным