Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Применение новых технологий в целлюлозно-бумажном производстве.

Бисульфитная варка в сульфит-целлюлозном производстве.

Специалисты ОАО «Центральный научно-исследовательский институт бумаги» совместно со специалистами ряда целлюлозно-бумажных предприятий разработали технологию модифицированной бисульфитной варки целлюлозы на магниевом основании с регенерацией химикатов и теплоты, при использовании которой решаются многие экологические проблемы ресурсо- и энергосбережения.

Внедрять новую технологию можно поэтапно. На первом этапе целлюлозный завод переводится с сульфитной на модифицированную бисульфитную варку на натриевом основании (варочный раствор готовится с использованием кальцинированной соды). На втором этапе натриевое основание на 50 % заменяется на магниевое (для приготовления варочного раствора используют 50 % оксида магния вместо соды). На третьем этапе всё производство переводится на 100 % магниевое основание. Внедрение процесса регенерации из отработанных щёлоков позволяет вернуть в производственный цикл 70 – 85 % химикатов и получить такое количество теплоты, которого достаточно для полного обеспечения работы выпарной станции целлюлозного производства.

Первый этап внедрения новой технологии варки не требует значительных капитальных затрат. В настоящее время на модифицированную бисульфитную варку уже переведено 5 крупных предприятий отрасли.

Проведённый расчёт ущерба окружающей среде при переходе с сульфитной на бисульфитную варку применительно к Камскому ЦБК показывает, что снижение загрязнения по общим стокам составляет 12 % по взвешенным веществам, 19.2 % по сухому остатку, 19 % по БПК, 19.2 % по фенолам, столько же по аммонийному азоту. То есть в среднем по веществам, учитываемым в сбросе в водоёмы, снижение составило 17 %. Таким образом, улучшать экологию предприятия экономически выгодно. Кроме того, на Камском ЦБК в 2 раза сократились выбросы сернистого ангидрида в атмосферу, что составляет 83,3 т в год.

Получаемая по новой технологии целлюлоза имеет достаточно высокую белизну (до 70 %) и применяется для изготовления газетной, книжно-журнальной, типографской и других видов бумаги в небелёном виде. Исключение отбелки целлюлозы для газетной бумаги позволило снизить сброс органики на очистные сооружения на 88 кг/т целлюлозы.

Модифицированная бисульфитная варка позволяет перерабатывать на целлюлозу любые виды древесины, в том числе низкокачественную древесину – сухостойную, повреждённую гнилью и др.

Использование низкокачественной древесины в составе сырья сульфитных предприятий расширяет сырьевую базу, а также улучшает структуру лесопотребления. При этом снижаются выбросы парниковых газов на лесосеках от гниения низкокачественной древесины, обеспечиваются хорошие условия для роста здоровых деревьев и они вырабатывают больше кислорода.

На Камском ЦБК в настоящее время используется 75 % магниевого основания и только 25 % натриевого. Главные достоинства магниевого основания – невысокая стоимость и возможность организации простой и надёжной системы регенерации химикатов и теплоты. Варка на смешанном магниево-натриевом основании обеспечивает получение целлюлозы с пониженной жёсткостью и высокими механическими показателями. Разработан и создан циклонный сепаратор уловитель, с помощью которого достигается снижение объёма выброса золы в атмосферу в 3 раза и утилизация тепла парогазовой смеси. Разработан проект модернизации отбельного цеха Сокольского ЦБК с целью обеспечения внедрения новой технологии отбелки волокнистых полуфабрикатов с полным исключением хлора и его соединений, что предотвращает поступление в окружающую среду токсичных хлорорганических соединений, и повышает качество белёной целлюлозы. Также здесь внедрена новая технология производства газетной бумаги с микрокапсулированными продуктами в композиции, что уменьшает расход волокнистых полуфабрикатов на 5 – 8 % и повышает качество газетной бумаги.

При наличии магний-регенерационного котла (МРК) можно утилизировать 90 – 95 % образующихся сухих веществ отработанных щёлоков. Таким образом, на очистные сооружения поступает только 5 – 10 % сухих веществ.

На утилизацию и обезвреживание в МРК могут быть направлены газовые выбросы от большинства источников, а также жидкие органические фракции, образующиеся при очистке варочных растворов от цимола и грязных конденсатов варки и выпарки. Вредные летучие органические соединения, такие, как метанол, терпеновые, фурфурол и другие, сгорают в МРК с образованием воды и углекислого газа, а диоксид серы газовых выбросов утилизируется вместе с диоксидами серы, образующимися при сжигании щёлока.

В дымовых газах МРК нет твёрдых частиц, содержание SO₂ после прохождения системы абсорбции не превышает 0.005 – 0.01 %, что в 5 – 10 раз меньше, чем при сжигании угля или мазута. Сжигание щёлоков проходит при температуре более низкой, чем угля и мазута, а дымовой газ проходит 3 – 4-х ступенчатую мокрую очистку, что позволяет снизить выбросы оксидов азота.

Нейтрализация щёлоков перед их упариванием при наличии системы регенерации позволяет снизить потери SO₂ на этой стадии и на 80 – 90 % уменьшить загрязнение конденсатов летучими кислотами иSO₂. Следует отметить, что в этом случае затраченный на нейтрализацию оксид магния регенерируется при последующем сжигании щёлоков в МРК.

В России такая система регенерации применяется на ОАО «Красноярский ЦБК», а в республике Беларусь – на АО «Светлогорский ЦКК».

На АО «Светлогорский ЦКК» при степени отбора сухих веществ щёлока около 90 % степень регенерации химикатов достигает 73 – 75 %, а расходы серы и каустического магнезита составляют 28 – 30 кг/т полуфабриката, то есть в 4 раза меньше, чем на предприятии без системы регенерации. Таким образом, наиболее перспективным для решения экологических и экономических проблем сульфит-целлюлозных предприятий является перевод их на модифицированную бисульфитную варку с использованием магниевого основания с регенерацией химикатов из отработанных щёлоков.

Принципиальная схема процесса модифицированной бисульфитной варки целлюлозы с регенерацией химикатов и теплоты.

Отходящий газ в атмосферу.

Теплота. Дымовые газы. Т=50÷60⁰С, SO₂=0.005÷0.01%

Система абсорбции

Дымовая труба

Воздух

Избыточные Сырой сульфит-

30-50кг Зола газы ный раствор

мазута на

Кислотный цех

Приготовление суспензии Mg(OH)₂

1т упарен- Суспензия

ного щёлока

Сырой

бисульфитный

раствор

упарен ный Газовые выбросы Сера (20-25кг/т)

щёлок Варочный Каустический маг-

Выпарная станция.

Несконденсирован- бисульфитный незит (20-25кг/т)

-ные газы раствор Холодная вода

Т О

Щелок

Газовые

Щёлок выбросы

РН=6÷6.5 – 10% сухих веществ

Варочный цех

Нейтрализация

Тёплая вода

Избыточные газы Щёлок Щепа

Промывная станция

Жидкая органическая фракция

Переработка конденсата

Кислый Целлюлозная

конденсат масса промытая

целлюлозная масса

конденсат

На очистные сооружения (15-

Условно чистый конденсат 40кг органики /т целлюлозы)

На очистные сооружения

(1-2 кг органики /т целлюлозы)

Технология производства теплоизоляционных и отделочных материалов из отходов целлюлозно-бумажной промышленности.

Многотоннажные отходы целлюлозно-бумажной промышленности (СКОП) в последнее время всё чаще привлекают внимание исследователей и производственников. Имея в своём составе целлюлозу и каолин, эти отходы (при некоторой модификации химическими добавками) могут быть использованы для изготовления теплоизоляционных, отделочных и конструктивно-теплоизоляционных материалов и деталей.

Долгое время использование СКОПа сдерживалось его высокой влажностью (до 96 %) и необходимостью больших энергозатрат при изготовлении стройматериалов. Разработанные методы сушки материалов токами высокой частоты и горячего прессования изделий позволили частично решить этот вопрос.

На основе СКОПа с добавками (опилки, перлит, зола, антисептики, антипирены, клееканифольная эмульсия, битумная эмульсия и др.) можно получать строительные материалы прочностью от 1 до 10 МПа, плотностью 250 – 1200 кг/м³ и теплопроводностью 0.078 Вт/(м*К) (для плотности 250 кг/м³).

Введение в состав композиции клееканифольной эмульсии в количестве 2% массы сухих компонентов снижает водопоглощение на 35 – 40 %. Обязательными компонентами теплоизоляционного материала являются антисептики и антипирены. Введение в состав композиции 3% салициланилида в виде 8%-ного раствора обеспечивает биостойкость получаемых изделий. Введение добавок аммофоса, диаммония фосфата, дт, дмф и других повышает огнестойкость материала и снижает потери массы при сгорании более чем в 5 раз. Материал, включающий любую из упомянутых добавок, относится к группе трудносгораемых. Теплоизоляционный материал изготавливается по наливной технологии. Его сушка осуществляется конвективным способом в прямоточно-противоточном режиме. Время сушки 24 часа Удельный расход условного топлива составляет 230 кг/м³. При сушке материала токами высокой частоты время сушки снижается в 6 раз, в несколько раз уменьшается расход условного топлива.

Отделочные и конструктивно-теплоизоляционные материалы на основе бумажной макулатуры можно изготовлять методом горячего прессования. При этом состав материала и технология его изготовления не отличается от изготовления теплоизоляционного материала. После разрезки ковра по формату, плиты устанавливаются на поддоне и через загрузочное устройство подаются в пресс горячего формования. Температура, обеспечиваемая прессом должна быть 130 – 140 ⁰С, удельное давление 2.5 МПа, скорость прогрева 1.5 мм/мин, толщина плит 8 – 16 мм. После опрессовки и размыкания пресса плиты направляются на склад, или склеиваются до нужной толщины. Для склейки плит можно применять тот же пресс или пресс холодного прессования.

В отличие от мокрого способа, по которому изготовляются изделия из СКОПа, бумажные отходы измельчаются в молотковой дробилке, а затем смешиваются со связующим (измельчёнными отходами полиэтилена) и с огне- и био- защитными добавками. Полученная смесь формируется по технологии изготовления отделочных плит. Физико-механические свойства изделий изготовленных сухим способом, не отличаются от свойств плит, полученных из СКОПа.

Технологическая схема производства теплоизоляционных плит на основе отходов бумажных фабрик и макулатуры.