< Попер   ЗМІСТ   Наст >

Характеристика впливу на довкілля

Джерела викидів та їх склад

Викиди в атмосферу крафт-процесу містять і газоподібні, і дисперсні матеріали. Головні газові компоненти – поганопахнучі сполуки відновленої сірки, такі як сірководень, метилмеркаптан, диметилсульфід і диметилдисульфід, оксиди сірки і оксиди азоту. Дисперсний матеріал викидів складається здебільшого з сульфату натрію з регенераційної печі, солі натрію і сполук кальцію з печі випалу вапняку, а також сполук натрію з резервуарів для розплаву.

Сірководень і органічні сульфіди об'єднуються в групу, звану сумарною відновленою сіркою (СВС). Вони дуже сильно пахнуть і виявляються при концентрації усього декілька частин на мільярд. Тому заглушення запаху є однією з головних проблем очищення повітря від забруднення при виробництві пульпи крафт-методом.

Головні потенційні джерела викидів газоподібних сполук відновленої сірки в атмосферу – гази продування автоклава і гази, що відходять з автоклава при його розкритті, розтруб вакуумного промивника, вентилі резервуарів, вентилі збирання гарячого конденсату багатоступеневого випарного апарата, гази, що відходять з регенераційної печі, резервуари для розчинення сплаву, вентилі гасителя вапна, резервуари скисання лугу, вихідні вентилі печі випалу вапняку, операції обробки стічних вод. Більшість з потоку газів, які утворюються в крафт-процесі, містять значні кількості водяних парів. Розглянемо їх докладніше.

Система регенераційної печі

Викиди СВС генеруються і в печі, і у випарнику прямого контакту. Концентрація СВС у газах, що відходять від печі, досягає декількох сотень мільйонів і може становити усього 1 млн-1 залежно від конструкції печі і перебігу процесів у ній. На викиди регенераційної печі мають вплив відносна кількість і розподіл повітря, що подається на спалювання, швидкість подачі магнітного шлаку, розподіл розпилення і розмір краплин рідини, що подається, турбулентність у зоні скисання, збурення шару розплаву, співвідношення вмісту сульфіду і теплота згоряння поданого шлаку. Вплив цих змінних на викиди СВС не залежить від наявності або відсутності випарника прямого контакту.

Викиди СВС, що генеруються у випарнику прямого контакту, залежать переважно від вмісту сульфіду в шлаку. Наявність таких кислих газів, як діоксид вуглецю, у відведених газах може зсувати рівновагу в шлаку, що призводить до виділення підвищеної кількості сірководню і метилмеркаптану.

Система автоклава. Неконденсівні гази в системі продування автоклава містять СВС до 30 000 млн”1. Ці гази інколи називають "неконденсівними газами автоклава". В автоклаві переважно утворюються такі СВС, як метилмеркаптан, диметилсульфід і диметилдисульфід. Робочі параметри, що впливають на вміст СВС у викидах, – це швидкість рециркуляції лугу, тривалість варіння, вміст сульфідів у варильній рідині, відсоток сульфіду в загальному вмісті лугів Na2S і NaOH у білій рідині, вміст залишкового лугу.

Випарна система. Неконденсівні гази з багатоцільової випарної системи (БВС) складаються з повітря, що проникає крізь нещільності системи, і сполук відновленої сірки, що або містилися в розбавленому лузі, або утворилися в процесі випаровування. Вміст СВС у викидах БВС досягає 44 000 млн-1.

На концентрацію СВС у викидах впливає тип використовуваного конденсатора. У конденсаторах деяких типів, наприклад конденсаторах прямого контакту, можливе змішування неконденсівних газів і конденсату, що призводить до обмеженого розчинення сірководню і меркаптану у воді. Це знижує концентрацію СВС у системі, але підвищує рівень сульфіду в конденсаті. Вміст сульфіду і pH слабкого лугу також впливають на концентрацію СВС у газах, що відходять з БВС. Більш високий рівень означає більшу кількість викидів. Рівень вмісту СВС підвищується в разі зниження pH.

Піч випалу вапняку. Сполуки відновленої сірки можуть утворюватися в печі випалу вапняку і в розташованому за нею скрубері, що призначається для уловлювання дисперсного забруднення.

На утворення СВС у печі випалу вапняку впливають вміст кисню у відхідних газах, відношення довжини печі до діаметра, вміст сульфіду у вапняковому шлаку, температура газу на холодному кінці, одночасне горіння сірковмісних матеріалів, наявних у вапняковому шлаку (зелена рідина, домішки, що вносяться під час освітлення зеленої рідини).

Якщо конденсати автоклава і випарювання використовуються як рідина, що подається в скрубер вапнякової печі, сполуки відновленої сірки можуть захоплюватися відхідними газами.

Промивна система. Викиди СВС із системи промивання зумовлені насамперед випаровуванням сполук відновленої сірки. Виділяються здебільшого диметилсульфід і диметилдисульфід. На викиди СВС із системи промивання впливають джерело промивної води, температура води, ступінь перемішування і турбулентності в резервуарі з відфільтрованим продуктом, консистенція пульпи в продувному резервуарі. Викиди СВС значно збільшуються, якщо для промивання використовують забруднений конденсат з автоклава і випарного пристрою. Більш високі температури і перемішування сприяють вивільненню СВС під час промивання.

Система скисання лугу. Викиди СВС із системи скисання зумовлені їх виносом при продуванні лугу повітрям. За відсутності уловлювання викиди містять переважно диметилсульфід і диметилдисульфід. Системи скисання, в яких використовується тільки молекулярний кисень, мають перевагу у вигляді практичної відсутності відхідних газів, оскільки весь газовий потік реагує в системі розпилення.

На викиди СВС мають вплив такі первинні фактори, як вміст сульфіду на вході, температура лугу, час перебування, обсяг повітряного потоку на одиницю об'єму. Викиди СВС зростають з підвищенням температури лугу і збільшенням швидкості повітряного потоку внаслідок зростання леткості речовин і видувної дії повітря відповідно. Викиди СВС мають тенденцію до збільшення зі зростанням концентрації сульфіду в лузі, що надходить, і зі збільшенням часу перебування.

Резервуар для розчинення розплаву. Через наявність невеликої кількості відновленої сірки в розплаві частина пахучих речовин виноситься із резервуара з продувною парою.

Декілька факторів впливають на викиди СВС. Серед них такі, як якість води в резервуарі, турбулентність розчиненої води для використання, характер скрубувальної рідини, що використовується для уловлювання дисперсних продуктів, pH скрубувальної рідини, вміст сульфідів в уловлюваних частинках. Використання забрудненого конденсату в резервуарі для розчинення або в скрубері може приводити до захоплення СВС газовим потоком. Підсилене утворення Н,8 відбувається у разі збільшення вмісту сульфіду в скрубувальній рідині і зниження її pH.

Система віддуву конденсату. При крафт-процесі утворюються два основні конденсати: конденсати автоклава і випарного апарата. Обидва потоки містять легкі сполуки, погребують хімічної обробки киснем, містять відновлену сірку, мають запах. Ці сполуки забруднюють і воду, і повітря. Загальний підхід ґрунтується на зниженні кількості конденсатів, їх збиранні і повторному використанні. Якщо використати їх повторно неможливо, то процедура обробки полягає у відпарці забруднювальних сполук і їх скисанні до менш шкідливих форм.

Головні компоненти, що зумовлюють запах конденсату крафтмлина, – це сірководень, метилмеркаптан, диметилсульфід і диметилдисульфід. Вони можуть міститися в конденсаті у різноманітній кількості залежно від місця одержання конденсату (автоклав або випарник), сировини пульпи (породи деревини), технологічних параметрів (концентрація сульфіду і тривалість варіння), стану обладнання (ємність і термін служби).

Конденсат можна відпарити в багатоступеневій колоні з протитечією повітря або пари. Ефективність віддуву перевищує 95%. За відсутності уловлювання викиди СВС у разі системи віддуву конденсату оцінюються величиною, що еквівалентна 5000 млн.

Джерела викидів аерозолів. Головні потенційні джерела викидів дисперсних продуктів із системи хімічної регенерації в крафт- процесі – це регенераційна піч, резервуар розчинення сплаву і піч випалу вапняку. Найбільше потенційне джерело – регенераційна піч. Головний хімічний компонент дисперсних викидів регенераційної топки – Na2SO4 із невеликими домішками Na2CO3 і NaCl. Викиди з резервуару для розчинення і відхідні гази з печі випалу вапняку також є невеликими джерелами дисперсних продуктів, що складаються переважно з карбонату, гідроксиду, сульфату і хлориду кальцію та натрію. Розмір часток з цих джерел – від 0,1 до 1000 мкм у діаметрі в разі відсутності уловлювання і 0,1–10,0 мкм – коли джерела оснащені добрими системами уловлювання.

Джерела інших викидів. Оксиди сірки SOx і азоту NOx можуть викидатися в різноманітній кількості різними джерелами в системі регенерації крафт-процесу. Головним джерелом викидів є регенераційна піч, оскільки в ній відбувається спалювання шлаку, що містить сульфід. За деяких умов в атмосферу можуть потрапляти певні кількості і сірчаного ангідриду, особливо коли як додаткове паливо використовують нафтові залишки. Слідові кількості оксидів сірки можуть надходити і з інших джерел при крафт-процесі. Оксиди азоту можуть утворюватися під час будь-яких процесів спалювання палива в процесі реакції між киснем і азотом за підвищеної температури. Викиди оксидів азоту з джерел крафт-процесу зазвичай менші ніж при інших процесах спалювання палива. Це пояснюється наявністю в чорній рідині більших кількостей води і вапняку, що діють як абсорбенти тепла і знижують температуру вогню. Однак більші кількості оксидів азоту можуть утворюватися, коли в регенераційну піч додають такі види палива, як природний газ або паливну нафту.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >