Воздействие целлюлозно-бумажной промышленности на окружающую среду. Природосберегающие технологи

Загрузка...

головна сторінка Реферати Курсові роботи текст файли додати матеріалПродать работу

пошук рефератів

Реферат на тему Воздействие целлюлозно-бумажной промышленности на окружающую среду. Природосберегающие технологи

завантажити
Знайти інші подібні реферати.
подібні якісні роботи

Розмір: 46.14 кб.
Мова: російська
Розмістив (ла): Zeus
16.04.2011
1 2 3    

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






                                             O

                                      ПХДД (I)



   Cln                                                                 Cln
                                       O

                                    ПХДФ (II)
Здесь n = 2…4. Причём фуранами мы называем дибензофураны, хотя это не совсем корректно. Диоксины и фураны могут иметь в своём составе чётное (обычно 4,  6 и 8) или нечётное (как правило, 5 или 7) число атомов хлора. Для обозначения положения атомов хлора в бензольных кольцах диоксинов и фуранов используют цифры в соответствии с правилами «Женевской номенклатуры органических соединений». Нас интересуют следующие изомеры хлорзамещённых соединений:

ТХДД (III) – тетрахлор дибензодиоксин, ПХДФ (IV) – пентахлор дибензофуран, ГкХДД (V) – гексахлор дибензодиоксин, ГпХДФ (VI) – гептахлор дибензофуран и ОХДФ (VII) – октахлор дибензофуран.

Необходимо заметить, что предельно допустимая концентрация (ПДК) диоксинов и фуранов для взрослого человека составляет 320 триллионных частей грамма в день и что такая ежедневная доза приводит к риску возникновения рака и других онкологических заболеваний. Если сопоставить два вида смертельных доз диоксинов и фуранов: минимальную летальную дозу MLD (характеризующую общую токсичность) и половину полной летальной дозы LD50 (при которой погибнет 50 % исследуемых живых организмов). Оказалось, что по общей токсичности (MLD, моль/кг) диоксины и фураны (3.1*10-9) превосходят самые сильные химические яды: кураре (7.2*10-7), стрихнин (1.5*10-6), цианистый натрий (3.1*10-4) и боевое отравляющее вещество диизопропилфторфосфат (1.6*10-5). Что касается значений LD50 (мг/кг), то они для диоксинов и фуранов изменяются следующим образом: 0.5 (куры), 0.3 (собаки), 0.1 (кошки и мыши), 0.05 (крысы) и 0.001 (морские свинки).
Допустимая суточная доза диоксинов и фуранов.

 В США эта доза равна 0.006 пкг на килограмм веса человека, тогда как в России она существенно выше – 10 пкг/кг. Норма загрязнения питьевой воды в нашей стране – 20 пкг/л, а ПДК для атмосферы – 0.5 пкг/м3. Поэтому человек весом в 60 кг при условии, что он потребляет три литра воды в день, может получить с водой лишь 10 % диоксинов и фуранов от суточной нормы. В тоже время расчёты показывают, что при потреблении даже нежирной рыбы (с количеством жира до 5 %), в которой количество диоксинов и фуранов может быть около 50 пкг/г жира, 500 граммов рыбы даст уже 1250 пкг токсикантов, что в 2 раза превышает допустимую суточную дозу, а если речь идёт о рыбе с количеством жира 50 %, которая легко биоаккумулирует хлорорганические экотоксиканты, в этом случае имеют место существенно более высокие уровни накопления диоксинов и фуранов, а, следовательно, более серьёзные экотоксилогические эффекты.

Кроме химического загрязнения водоёмов происходит тепловое загрязнение воды. Это происходит вследствие использования больших объёмов воды в течение технологического процесса, а также использования воды в теплообменниках и конденсаторах для охлаждения, после чего нагретая вода попадает со стоком предприятия в гидросферу.
    продолжение
1 2 3    

Добавить реферат в свой блог или сайт
Удобная ссылка:

Завантажити реферат безкоштовно
подобрать список литературы


Воздействие целлюлозно-бумажной промышленности на окружающую среду. Природосберегающие технологи


Постійний url цієї сторінки:
Реферат Воздействие целлюлозно-бумажной промышленности на окружающую среду. Природосберегающие технологи


Разместите кнопку на своём сайте:
Рефераты
вгору сторінки


© coolreferat.com | написать письмо | правообладателям | читателям
При копировании материалов укажите ссылку.