|
|
содержание .. 3 4 5 6 ..
Таблица 5.15 - Технологические показатели выбросов загрязняющих веществ в атмосфер-
ный воздух, соответствующие НДТ, при производстве сульфатной беленой/небеленой целлю-
лозы
Технологический показатель
Единица измерения
Среднегодовое значе-
ние
Сероводород
Метилмеркаптан
кг/т продукции
≤0,96
Диметилсульфид
(суммарно)
5.9.3 Снижение выбросов из содорегенерационного котла (СРК)
5.9.3.1
Выбросы SO2 и суммарной востановленной серы (СВС)
НДТ-14. Снижение выбросов SO2 и СВС из регенерационного котла, путем ис-
пользования НДТ (разделы 4.1.11, 4.1.15) и комбинации методов, приведенных в таб-
лице 5.16.
Таблица 5.16
- Методы/оборудование по снижению выбросов SO2 и СВС из
регенерационного котла
Метод/оборудование
Применимость
а
Увеличение содержания сухих твердых веществ в черном
В основном применя-
щелоке с помощью выпаривания перед сжиганием
ется
Оптимизированное сжигание
Применяется
б
(условия горения могут быть улучшены, например, с по-
мощью интенсификации перемешивания воздуха с топ-
ливом, с помощью контроля нагрузки топки и т.д.)
в
Мокрый скруббер
Применяется
299
Таблица 5.1713 - Уровни выбросов SO2 и СВС от СРК, соответствующие НДТ
Среднесуточная кон-
Среднегодовая
Среднегодовое
Параметр
центрация1), 2)
концентрация1)
значение1)
мг/Нм3 при 6 % О2
мг/Нм3 при 6 % О2
кг S/т в.с.ц.
СВ<75%
10-70
5-50
-
SО2
СВ 75-83% 3)
10-50
5-25
-
Общая восстановленная сера
1-104)
1-5
-
(ОВС)
Газообразная
СВ<75%
0,03-0,17
S (ОВС-S
+
-
-
СВ 75-83%2)
0,03-0,13
SО2-S)
1) Увеличение содержания сухого вещества черного щелока приводит к снижению выбросов
SO2 и повышению NOх, поэтому в СРК с низким уровнем выбросов SO2 уровень выбросов NOx
может быть выше и наоборот.
2) Значения верхнего уровня в НДТ не учитывают период, когда СРК разжигается, и концен-
трация сухого вещества в щелоке намного ниже, чем при нормальной работе.
3) Если в СРК сжигается черный щелок СВ> 83%, тогда уровни выбросов SO2 и газообразной S
должны быть пересмотрены в каждом конкретном случае.
4) Диапазон применим без сжигания крепких дурнопахнущих газов, мазута
СВ = концентрация сухого вещества в черном щелоке.
Формула для расчета концентрации выбросов при контрольном уровне кислорода приведена
ниже:
где:
ER (мг/нм3) - уровень концентрации, связанный с контрольным уровнем кислорода OR;
OR (% объемные) - контрольный уровень кислорода;
EM (мг/нм3) - измеренная концентрация выбросов, связанная с измеренным уровнем кислорода
OM;
OM (% объемный) - измеренный уровень кислорода.
5.9.3.2
Выбросы окислов азота NOx
НДТ-15. Снижение выбросов NOx из регенерационного котла в соответствии с
методами НДТ (Раздел 4.1.26) приведено в таблице 5.18. Уровни выбросов NOx от
СРК14, соответствующие НДТ, приведены в таблице 5.19.
13 Данные приведены справочно на основании справочного документа НДТ Европейского союза [3], так
как в России еще нет СРК, сжигающих СВ в диапазоне 75-83 %.
14 Данные приведены справочно на основании справочного документа НДТ Европейского союза [3], так
как в России еще нет СРК сжигающих СВ в диапазоне 75-83%.
300
Таблица 5.18 - Методы/оборудование, соответствующие НДТ по снижению выбросов NOx из
регенерационного котла
Метод/оборудование
Применимость
а
Автоматизированный контроль сжигания
Применимы для новых реге-
б
Эффективное перемешивание топлива с возду-
нерационных котлов и в слу-
хом
чае модернизации регенера-
в
Системы ступенчатой подачи воздуха, например,
ционных котлов, т.к. данный
метод требует значительных
с использованием различных воздушных засло-
изменений в системе подачи
нок и воздушных патрубков на различных уров-
нях и местах
воздуха и в топке
Таблица 5.1915 - Уровни выбросов NOX от СРК, соответствующие НДТ
Среднегодовая концен-
Среднегодовая величина1)
Параметр
трация1)
NOX в кг/т в.с.ц.
мг/Нм3 при 6 % О21)
120-2003)
СВ2) <75 %: 0,8-1,4
Хвойные породы
СВ 75-83 %4): 1,0-1,6
NOx
Лиственные поро-
120-2003)
СВ <75%: 0,8-1,4
ды
СВ 75-83%4): 1,0-1,7
1) Увеличение содержания сухого вещества (СВ) черного щелока приводит к снижению выбро-
сов SO2 и повышению NOх, поэтому в СРК с низким уровнем выбросов SO2 уровень выбросов
NOх может быть выше и наоборот.
2) Концентрация сухого вещества в черном щелоке.
3) Фактические уровни выбросы NOх отдельного завода зависят от концентрации сухих веществ
и содержания азота в черном щелоке, количества и состава ДПГ и других азотсодержащих по-
токов, подаваемых на сжигание (например, вентгазы от бака-растворителя плава; метанол, от-
деляемый от конденсата; биошлам). Чем выше содержание сухого вещества и азота в черном
щелоке, и количество сжигаемых ДПГ и других азотсодержащих потоков, тем уровень выбро-
сов будет ближе к верхнему значению диапазона.
4) Если в СРК сжигается черный щелок с СВ> 83%, тогда уровни выбросов должны быть пере-
смотрены в каждом конкретном случае.
5.9.4 Снижение выбросов из известерегенерационной печи (ИРП)
5.9.4.1 Выбросы суммарной восстановленной серы (ОВС)
НДТ-16. Снижение выбросов СВС (маркерное вещество) из известерегенерацион-
ной печи, НДТ заключается в использовании одного из методов или комбинации мето-
дов, приведенных в таблице 5.20.
15 Данные приведены справочно на основании справочного документа НДТ Европейского союза [3].
301
Таблица 5.20 - Методы/оборудование для снижения выбросов СВС (маркерное вещество)
из известерегенерационной печи в соответствии с НДТ
Метод/оборудование
Применимость
а
Выбор топлива/топливо с низким содержанием серы
В основном при-
б
Ограничение сжигания серосодержащих дурнопахнущих
менимы
крепких газов в известерегенерационной печи
в
Контроль содержания Na2S в подаваемом известковом шла-
ме
г
Контроль избыточного кислорода
д
Использование щелочного скруббера
Таблица 5.2116
- Уровни выбросов суммарной восстановленной серы от ИРП,
соответствующие НДТ
Среднегодовое значение
Среднегодовое значение
Параметр
мг SO2 /Нм3 при 6 % О22)
кг S/т в.с.ц.
SО2, когда ВК ДПГ1) не сжи-
5-70
-
гаются в ИРП
SО2, когда ВК ДПГ сжига-
55-120
-
ются в ИРП
Газообразная S (СВС-S +
SO2-S), когда ВК ДПГ не
-
0,005-0,07
сжигаются в ИРП
Газообразная S (СВС-S +
SO2-S), когда ВК ДПГ сжи-
-
0,055-0,12
гаются в ИРП
1) ВК ДПГ, включая метанол и скипидар.
2) Расчет уровня кислорода см таблицу 5.19.
Таблица 5.2217
- Уровни выбросов общей восстановленной серы и серы от ИРП,
соответствующие НДТ
Параметр
Среднегодовое значение
мг S/Нм3 при 6% О2
Суммарная восстановленная сера (СВС)
<1-101)
1) При сжигании ВК ДПГ (в том числе метанола и скипидара) в ИРП верхнее значение
может достигнуть 40 мг/Нм3.
5.9.4.2 Выбросы NOx
НДТ-17. Снижение выбросов NOx (не является маркерным веществом) из изве-
стерегенерационной печи, НДТ заключается в использовании комбинации методов,
приведенных в таблице 5.23.
16 Данные приведены справочно на основании справочного документа НДТ Европейского союза [3].
17 Данные приведены справочно на основании справочного документа НДТ Европейского союза [3].
302
Таблица 5.23 - Методы/оборудование для снижения выбросов NOx (не является маркерным
веществом) из известерегенерационной печи
Метод/оборудование
Применимость
а
Оптимизация и контроль горения
б
Эффективное смешивание топлива с кислородом воз-
духа
В основном применимы
в
Печи с горелками с низким выделением NOx
г
Использование топлива с низким содержанием азота
Таблица 5.2418 - Уровни выбросов NOx от ИРП, соответствующие НДТ
Среднегод.
Среднегод.
Параметр
мг/м3 норм. при 6% О23)
кг NOx/т в.с.ц.
NOx
Жидкое топливо
100-2001)
0,1-0,21)
Газообразное топливо
100-3502)
0,1-0,32)
1) При использовании жидкого топлива, получаемого из растительных материалов (например,
скипидар, метанол, талловое масло), включая топливо, получаемое в виде побочного продукта
процесса варки, могут образовываться уровни выбросов до 350 мг/м3 норм. (соответствует 0,35
кг NOx/т в.с.ц.).
2) При использовании газообразного топлива, получаемого из растительных материалов
(например, неконденсируемые газы), включая топливо, получаемое в виде побочного продукта
процесса варки, могут образовываться уровни выбросов до 450 мг/м3 норм. (соответствует 0,45
кг NOx/т в.с.ц.).
3) Расчет уровня кислорода см табл. 5.17.
5.9.5 Снижение выбросов из печей для высококонцентрированных
дурнопахнущих газов
НДТ-18. Снижение выбросов SO2 при сжигании ВК дурнопахнущих газов в специ-
альных печах (см. раздел 4.1.14). НДТ заключается в использовании щелочного скруб-
бера для отделения SO2.
Таблица 5.2519 - Уровни выбросов SO2 и общей восстановленной серы от сжигания ВК ДПГ
в отдельной печи, соответствующие НДТ
Среднегодовое
Среднегодовое
Параметр
значение
значение
мг/Нм3 при 9 % О2
кг S/т в.с.ц.
SO2
20,00-120,00
-
Суммарная восстановленная сера
1,00-5,00
(СВС)
Газообразной S (СВС-S + SO2-S)
-
0,002-0,051)
1) НДТ - верхнее значение для расхода газа в диапазоне 100,00-200,00 Нм3/т в.с.ц.
18 Данные приведены справочно на основании справочного документа НДТ Европейского союза [3].
19 Данные приведены справочно на основании справочного документа НДТ Европейского союза [3].
303
НДТ-19. Снижение выбросов NOx при сжигании крепких дурнопахнущих газов в
специальной печи путем использования НДТ (см. раздел 4.1.14) и одного из методов
или комбинации методов, приведенных в таблице 5.26.
Таблица 5.26 - Методы/оборудование для снижения выбросов NOx при сжигании крепких
дурнопахнущих газов в специальной печи, соответствующие НДТ
Метод/оборудование
Применимость
а
Оптимизация горелки/сжигания
В основном применим
б
Ступенчатое сжигание
В основном применим для
новых и модернизированных
заводов
Уровни выбросов NOx соответствующие НДТ, образующихся при сжигании ВК
ДПГ в отдельной печи, приведены в таблице 5.27.
Таблица 5.2720 - Уровни выбросов NOx соответствующие НДТ, образующихся при сжигании
ВК ДПГ в отдельной печи
Параметр
Среднегодовое
Среднегодовое значение
значение
кг NOx/т в.с.ц
мг/Нм3 при 9 % О21)
NOx
50,00-400,00 2)
0,01-0,102)
1) Расчет уровня кислорода см. таблицу 5.17.
2) Когда на действующих предприятиях переход на сжигание по зонам неосуществим, уровень
выбросов достигает 1 000 мг/Нм3 (соответствует 0,2 кг/т в.с.ц).
5.9.6 Снижение выбросов пыли
НДТ 20. Снижение выбросов пыли от СРК, ИРП при использовании электроста-
тических фильтров (ЭСФ) или сочетание ЭСФ с мокрым скруббером.
Таблица
5.28
- Технологические показатели выбросов загрязняющих веществ в
атмосферный
воздух,
соответствующие
НДТ,
при
производстве
сульфатной
беленой/небеленой целлюлозы от содорегенерационного котла
Технологический показатель
Единица измерения
Среднегодовое значение
Пыль
кг/ т продукции
≤1,95
20 Данные приведены справочно на основании справочного документа НДТ Европейского союза [3].
304
Таблица
5.29
- Технологические показатели выбросов загрязняющих веществ в
атмосферный
воздух,
соответствующие
НДТ,
при
производстве
сульфатной
беленой/небеленой целлюлозы от известерегенерационной печи
Технологический показатель
Единица измерения
Среднегодовое значение
Пыль
кг/ т продукции
≤0,63
Таблица 5.3021 - Уровни выбросов пыли (золы от сжигания кородревесных материалов) от
корьевых котлов, соответствующие НДТ
Среднегодовая
Среднегодовая
Параметр
Система удаления пыли1)
концентрация
величина
мг/Нм3 при 6 % О22)
кг пыли /т в.с.ц.
Новая или капитальный
Взвешенные
40-50
0,4-0,5
ремонт
вещества
Существующая
50-803)
0,5-0,83)
1) Без учета сжигания осадков очистных сооружений.
2) Расчет уровня кислорода см табл. 5.19.
3) Для существующего корьевого котла, оснащенного электрофильтром с большим сроком экс-
плуатации, уровень выбросов может увеличиться до 150 мг/Нм3 (что соответствует 1,5 кг/т
в.с.ц.).
5.9.7 Расход энергии и энергоэффективность
НДТ-21. Снижение потребления тепловой энергии (пара) и электроэнергии: НДТ
заключается в использовании комбинации методов, приведенных в таблице 5.31.
Таблица 5.31 - Методы/оборудование для снижения потребления тепловой энергии (пара) и
электроэнергии, соответствующие НДТ
Метод/оборудование
Применимость
а
Повышение сухости коры путем использования эффективных ко-
В
основном
роотжимных прессов или сушилок
применимы
б
Высокая эффективность паровых котлов, например, за счет сни-
жения температур дымовых газов
в
Эффективные вторичные системы отопления
г
Закрытые системы водоснабжения, в том числе и в отбелке
д
Высокая концентрация целлюлозы (средняя или высокая)
е
Высокая эффективность выпарных установок
ж
Возврат тепла от баков для приготовления раствора, например,
через вент скрубберы
21 Данные приведены справочно на основании справочного документа НДТ Европейского союза [3].
305
Окончание таблицы 5.31
Метод/оборудование
Применимость
з
Надлежащие использование тепла от потоков высокотемператур-
ных стоков, источников тепла для обогрева зданий, котловой воды
и технологической воды
и
Надлежащее использование вторичного тепла и вторичного кон-
денсата
к
Мониторинг и контроль процессов, использование передовых си-
стем управления
л
Оптимальная сетевая интеграция теплообменного оборудования
м
Рекуперация тепла дымовых газов от СРК между электрофиль-
тром и вентилятором
н
Обеспечение высокой концентрации целлюлозы, насколько это
возможно, для сортирования и очистки
о
Использование регулирования скорости вращения различных
крупных электродвигателей
п
Использование эффективных вакуумных насосов
р
Правильное определение размеров труб, насосов и вентиляторов
с
Оптимизация уровней емкостей
НДТ-22. Повышение эффективности производства электроэнергии в соответ-
ствии с НДТ путем использования комбинации методов, приведенных в таблице 5.32.
Таблица 5.32 - Повышение эффективности производства электроэнергии в соответствии с
НДТ
Метод/оборудование
Применимость
а
Высокое содержание сухих твердых веществ в черном щелоке
В основном при-
(увеличение эффективности котла, получения пара и, следова-
менимы
при
тельно, получения электроэнергии)
наличии соответ-
б
Высокое давление и температура в регенерационном котле (в
ствующего обору-
новых регенерационных котлах давление может быть, как ми-
дования
нимум 90 бар, а температура 510 ºС)
в
Давление выходящего пара из турбины с противодавлением
должно быть низким, насколько технически возможно
г
Конденсационная турбина для выработки электроэнергии из
избыточного пара
д
Высокий КПД турбины
е
Предварительный нагрев питательной воды до температуры,
близкой к температуре кипения
ж
Предварительный нагрев воздуха для сжигания и топлива, по-
даваемых в котлы
306
5.10 Выводы по НДТ для сульфитного производства
целлюлозы
Для интегрированных предприятий, включающих производство целлюлозы, про-
изводство бумаги и/или картона для снижения сбросов загрязняющих веществ в сточ-
ных водах применяются НДТ и нижеперечисленные комбинации методов/процессов.
5.10.1 Сточные воды и сбросы в водные объекты
Для интегрированных сульфитных заводов с картонно-бумажными производ-
ствами для снижения сбросов загрязняющих веществ в сточных водах применяются
НДТ и нижеперечисленные комбинации методов/процессов.
НДТ-23. Снижение сбросов загрязняющих веществ в сточных водах путем ис-
пользования НДТ (см. раздел 4) и использования комбинации методов/процессов, при-
веденных в таблице 5.33.
Таблица 5.33 - Снижение сбросов загрязняющих веществ в сточных водах в соответствии с
НДТ
Метод/оборудование
Применимость
а
Сухая окорка
Применяется широко
б
Модифицированная варка
В основном применима
в
Высокоэффективная промывка небеленой массы и сор-
В основном применим
тирование при замкнутом цикле водооборота
г
Использование бесхлорной (TCF) отбелки. Применение
Ограниченная примени-
TCF-отбелки при высокой концентрации массы позво-
мость для заводов, выпус-
ляет достичь высокой белизны целлюлозы при коротких
кающих товарную целлю-
схемах отбелки. Однако если на существующем произ-
лозу для бумаги с высокой
водстве имелась ступень (и) отбелки диоксидом хлора и
белизной, а также для
установка по его получению, то наиболее целесообраз-
специальных сортов бу-
на реализация и ECF-отбелки также по короткой схеме
маги для химического
применения
д
Первичная очистка сточных вод
Применяется широко
е
Анаэробная очистка конденсатов испарителей
В основном применим
ж
Эффективный контроль утечек и загрязнений, также в
В основном применим
системе регенерации химикатов и энергии
з
Использование достаточно больших буферных емкостей
для хранения технологических растворов и волокнистых
В основном применим
масс между основными этапами производства, а также
для концентрированных или горячих жидкостей, предна-
значенных для очистки перед их сбросом в водоем
и
Оптимальное разделение водных систем целлюлозного
и бумажного производств. рециркуляция транспортиру-
В основном применим
ющих и разбавляющих водных потоков между целлю-
лозным и бумажным заводами
307
Таблица 5.34 - Технологические показатели загрязняющих веществ в сбросах в водные
объекты, соответствующие НДТ, при производстве сульфитной беленой целлюлозы в составе
интегрированного предприятия (сбросы загрязняющих веществ в водные объекты от процесса
производства бумаги, картона, макулатурной массы включены)
Единица из-
Среднегодовое
Технологический показатель
мерения2)
значение
Расход сточных вод (потребление воды)1)
м3/т
55,00-90,00
Химическое потребление кислорода (ХПК)
кг/т
≤45,00
Биохимическое потребление кислорода (БПКполн.)
кг/т
≤2,60
Взвешенные вещества
кг/т
≤2,00
Общий азот (Nобщ)
кг/т
≤0,50
Общий фосфор (Pобщ)
кг/т
≤0,05
Адсорбируемые галогенорганические соединения
кг/т в.с.ц.3)
≤0,40
(AOX)
Токсичность
Отсутствие
1) Расход сточных вод (свежей воды) дан по всему предприятию с учетом расхода на охлажде-
ние турбин.
2) Показатели приведены по товарной продукции для интегрированных предприятий, сбросы в
воду объекты от процесса производства бумаги, картона, макулатурной массы включены.
3) На воздушно-сухую тонну беленой целлюлозы.
Таблица 5.35 - Технологические показатели загрязняющих веществ в сбросах в водные
объекты, соответствующие НДТ, при производстве сульфитной небеленой целлюлозы в
составе интегрированного предприятия (сбросы загрязняющих веществ в водные объекты от
процесса производства бумаги, картона, макулатурной массы включены)
Технологический показатель
Единица из-
Среднегодовое
мерения2)
значение
Расход сточных вод (потребление воды)1)
м3/т
40,00-90,00
Химическое потребление кислорода (ХПК)
кг/т
≤40,00
Биохимическое потребление кислорода (БПКполн.)
кг/т
≤2,50
Взвешенные вещества
кг/т
≤1,70
Общий азот (Nобщ)
кг/т
≤0,50
Общий фосфор (Pобщ)
кг/т
≤0,05
Токсичность
Отсутствие
1) Расход сточных вод (свежей воды) дан по всему предприятию с учетом расхода на охла-
ждение турбин.
2) Показатели приведены по товарной продукции для интегрированных предприятий, сбросы
в воду от процесса производства бумаги, картона, макулатурной массы включены.
308
Таблица 5.36 - Технологические показатели загрязняющих веществ в сбросах в водные
объекты, соответствующие НДТ, при производстве сульфитной беленой, небеленой
целлюлозы в составе интегрированного предприятия (сбросы загрязняющих веществ в водные
объекты от процесса производства бумаги, картона, древесной массы, макулатурной массы
включены)
Среднегодовое значение
Единица из-
Технологический показатель
Небеленая
Беленая
мерения2)
целлюлоза
целлюлоза
Расход сточных вод (потребление во-
м3/т
40,00-90,00
55,00-90,00
ды)1)
Химическое потребление кислорода
кг/т
≤40,00
≤45,00
(ХПК)
Биохимическое потребление кисло-
кг/т
≤6,00
≤2,60
рода (БПКполн.)
Взвешенные вещества
кг/т
≤2,00
≤2,00
Общий азот (Nобщ)
кг/т
≤0,50
≤0,50
Общий фосфор (Pобщ)
кг/т п
≤0,05
≤0,05
Адсорбируемые галогенорганические
кг/т в.с.ц. 3)
-
≤0,40
соединения (AOX)
Токсичность
Отсутствие
1) Расход сточных вод (свежей воды) дан по всему предприятию с учетом расхода на охлажде-
ние турбин.
2) Показатели приведены по товарной продукции для интегрированных предприятий, сбросы в
воду от процесса производства бумаги, картона, древесной массы, макулатурной массы вклю-
чены.
3) На воздушно-сухую тонну беленой целлюлозы
5.10.2 Выбросы в атмосферу при варке на магниевом основании
НДТ-24. Предотвращение и снижение выбросов SO2 (маркерное вещество)
НДТ применяет сбор всех потоков газа с высокой концентрацией SO2 с приготов-
ления варочной кислоты, с котлов, диффузоров или вымывных сцеж и направление на
регенерацию.
НДТ-25. Предотвращение и снижение сернистого ангидрида от промывки, сорти-
рования и выпарки, путем использования методов, приведенных в таблице 5.37.
Таблица 5.37
- Предотвращение и снижение сернистого ангидрида от промывки,
сортирования и выпарки
Метод/оборудование
Применимость
а
Укрепление варочной кислоты
Применим
б
Мокрые скрубберы
Применим
в
Сжигание в магний-регенерационном котле
Применим
309
Таблица 5.3822 - Уровни выбросов SO2 из магний-регенерационного котла23
Среднее за период отбора проб
Среднегодовой
(мг/нм3 при 5% О2)4)
показатель кг/т
Параметр
Среднесуточное
Среднегодовое
в.с.ц.
(мг/нм3 при 5% О2)
(мг/нм3 при 5% О2)
Серы диоксид
100-3001), 2), 3)
50-2501), 2)
≤3,00
Азота оксид
100-350
100-270
≤2,00
Азота диоксид
(суммарно)
1) Из-за более высоких специфичных выбросов уровни выбросов SO2, связанные с НДТ, не от-
носятся к регенерационным котлам, постоянно работающим в «кислых» условиях, т.е. исполь-
зуют сульфитный щелок в качестве промывной жидкости в мокрых скрубберах, как часть про-
цесса регенерации сульфита.
2) Для существующих многоступенчатых скрубберов Вентури могут наблюдаться более высокие
выбросы SO2, до 400 мг/м3 норм. в виде среднесуточной величины и до 350 мг/м3норм. в виде
среднегодовой величины.
3) Не применимо в течение «кислотной работы», т.е. для периодов, в течение которых применя-
ется превентивная очистка и отмывка отложений в скрубберах. В течение этих периодов вы-
бросы могут составлять до 300-500 мгSO2/м3 норм. (при 5% О2) для очистки одного из скруббе-
ров и до 1200 мг SO2/м3 норм. (величина за пол часа, при 5% О2), когда чистится последний
промывной аппарат.
4) Расчет уровня кислорода см. таблицу 5.17.
Уровень экологической эффективности, соответствующий НДТ, составляет
продолжительность кислотной работы около 240 часов в год для скрубберов и менее
24 часов в месяц для последнего моносульфитного скруббера.
5.10.3 Расход энергии и энергоэффективность
НДТ-26. Снижение расхода тепловой энергии (пара) электроэнергии, НДТ заклю-
чается в применении комбинации методов, приведенных в таблице 5.39.
Таблица 5.39
- Метод/оборудование для снижения расхода тепловой энергии (пара)
электроэнергии, соответствующие НДТ
Метод/оборудование
Применимость
а
Высокое содержание сухих твердых веществ в коре, с помо-
Применяется
щью эффективных прессов и сушки
б
Паровые котлы с высоким КПД, например, низкие температу-
Применяется
ры дымовых газов
в
Эффективные системы вторичного нагрева
Применяется
г
Замкнутые системы воды, включая отбельный цех
Применяется
22 Данные приведены справочно на основании справочного документа НДТ Европейского союза [3].
23 Данные приведены справочно на основании справочного документа НДТ Европейского союза [3], так как в Рос-
сии нет предприятий ЦБП, осуществляющих эксплуатацию магний-регенерационных котлов.
310
Окончание таблицы 5.39
Метод/оборудование
Применимость
д
Высокая концентрация целлюлозы (метод средней или высо-
Применяется
кой концентрации)
е
Соответствующее использование вторичного тепла и вторич-
Применяется
ного конденсата
ж
Наблюдение и контроль процессов с использованием совре-
Применяется
менных систем контроля
з
Оптимизация сети комбинированных теплообменников
Применяется
5.11 Выводы по НДТ для производства механической
(древесной) массы
5.11.1 Сточные воды и сбросы в водные объекты
НДТ-27. Снижение расхода свежей воды, количества сточных вод и нагрузки по
загрязняющим веществам. НДТ заключается в использовании подходящей комбинации
методов, описанных в НДТ (разделы 4.3.1, 4.3.2, 4.3.3 и 4.3.4), а также методов, приве-
денных в таблице 5.40.
Таблица 5.40 - Снижение расхода свежей воды, количества сточных вод и нагрузки по
загрязняющим веществам, соответствующие НДТ
Метод/оборудование
Применимость
а
Сухая окорка
Общеприменим
б
Противоточная система процесса и разделение систем во-
В основном примени-
дооборота
мо
в
Отбелка при высокой концентрации
г
Промывка щепы перед рафинированием и применение
импрегнитераторов для предварительной обработки щепы
д
Эффективное разделение водных систем процесса полу-
чения механической массы и бумажного производства по-
средством использования сгустителей. Обезвоживание
механической массы значительно снижает содержание за-
грязняющих веществ, которые попадают в водную систему
бумагоделательной машины. Фильтрат из сгустителя воз-
вращается в процесс производства механической массы.
Это не позволяет растворенным веществам древесины
проходить через весь процесс производства бумаги
ж
Первичная очистка, вторичная биологическая очистка
В основном примени-
и (или) обработка сточных вод химическими реагентами с
мо
целью осаждения загрязняющих веществ
з
Замена NaOH на Са(ОН)2 или Mg(OH)2 в качестве щелочи
Применимость
для
при отбелке перекисью водорода
высокой белизны мо-
жет быть ограничена
311
Таблица 5.41 - Технологические показатели загрязняющих веществ в сбросах в водные
объекты, соответствующие НДТ, при производстве механической (древесной) массы в составе
интегрированного предприятия (сбросы загрязняющих веществ в водные объекты от процесса
производства бумаги, картона, макулатурной массы включены)
Единица изме-
Среднегодовое
Технологический показатель
рения
значение
Расход сточных вод (потребление воды)1)
м3/т
40,00-90,00
Химическое потребление кислорода (ХПК)
кг/т
≤40,00
Биохимическое потребление кислорода
кг/т
≤6,00
(БПКполн.)
Взвешенные вещества
кг/т
≤2,00
Общий азот (Nобщ)
кг/т
≤0,50
Общий фосфор (Pобщ)
кг/т
≤0,05
Токсичность
Отсутствие
1) Расход сточных вод (свежей воды) дан по всему предприятию с учетом расхода на охла-
ждение турбин.
2) Показатели приведены по товарной продукции для интегрированных предприятий, сбро-
сы в воду от бумажного производства включены.
5.11.2 Расход энергии и энергоэффективность
НДТ-28. Снижение расхода тепловой и электрической энергии. НДТ заключается
в использовании комбинации методов, приведенных в таблице 5.42.
Таблица 5.42 - Снижение расхода тепловой и электрической энергии в соответствии с НДТ
Метод/оборудование
Применимость
а
Внедрение системы контроля энергопотребления и произ-
Применим
водственных параметров
б
Модернизация оборудования. Оборудование заменяется на
Применим
менее энергоемкое и имеющее автоматическое управление
вместо обычного
в
Использование энергоэффективных рафинеров
Применимо при за-
мене, реконструк-
ции или модерни-
зации технологиче-
ского оборудования
г
Максимальная регенерация вторичного тепла от рафинеров
В основном приме-
ТММ и ХТММ и повторное использование регенерированно-
нимо
го пара в процессах сушки бумаги и массы
д
Минимизация отходов волокна при одновременном исполь-
зовании более эффективной системы размола отходов
(вторичные рафинеры)
ж
Снижение расхода свежей воды путем внутренней очистки
технологической воды с последующей рециркуляцией
312
5.12 Выводы по НДТ для производства макулатурной массы
Выводы по НДТ в данном разделе применимы для предприятий, перерабатыва-
ющих макулатуру, выпускающих бумагу и картон.
5.12.1 Сточные воды и сбросы в водные объекты
НДТ-29. Снижение образования сточных вод: рекомендовано использование НДТ
(разделы 4.4.1, 4.4.2, 4.4.3, 4.4.4) и комбинация методов, приведенных в таблице 5.43.
Таблица 5.43 - Методы/оборудование снижения образования сточных вод с использованием
НДТ
Метод/оборудование
Применимость
а
Минимизация водопотребления в зависимости от
В основном применимо
видов перерабатываемого макулатурного сырья за
счет повышения оборачиваемости технологиче-
ской воды и мер по управлению водными ресур-
сами. Нормирование расходов потребления воды
и ее качества для различного использования фор-
мирует основу для грамотного управления водны-
ми ресурсами
б
Замкнутое сортирование и очистка, эффективная
В основном применимо
промывка макулатурного сырья
в
Системы обезвоживания грубодисперсных отхо-
Широко применимо
дов и шлама
г
Увеличение циркуляции воды для повторного ис-
В основном применимо.
пользования на стадиях подготовки макулатурного
Растворенные
органиче-
волокна
ские, минеральные и кол-
лоидные вещества могут
ограничивать
повторное
использование воды
5.12.2 Выбросы в атмосферу
Выбросы в атмосферу с не интегрированных производств бумаги и картона из ма-
кулатурного сырья не содержат маркерных серосодержащих газов, оксидов серы и азота.
5.11.3 Образование отходов.
НДТ-30. Уменьшение количества отходов, размещаемых на объектах размещения
отходов. Рекомендовано использование НДТ (разделы 4.4.1, 4.4.2, 4.4.3, 4.4.4) с исполь-
зованием комбинации методов, приведенных в таблице 5.44.
313
Таблица 5.44 - Уменьшение количества отходов, размещаемых в окружающей среде с исполь-
зованием НДТ
Метод/оборудование
Применимость
а
Многоступенчатые замкнутые системы сортирова-
В основном применимо
ния и очистки
б
Многостадийные схемы сбора и обработки отхо-
В основном применимо.
дов роспуска, грубого и тонкого сортирования и
Применимость может огра-
очистки
ничиваться требованиями
качества продукции
в
Системы обезвоживания грубодисперсных отхо-
Широко применимо
дов и шлама
г
Повторное использование волокносодержащих
Применимость может огра-
оборотных вод из системы обработки отходов
ничиваться требованиями
качества продукции
5.12.3 Расход энергии и энергоэффективность
НДТ-31. Снижение расхода тепловой и электроэнергии: рекомендовано использо-
вание НДТ (разделы 4.4.1, 4.4.2, 4.4.3, 4.4.4) и комбинации методов, приведенных в таб-
лице 5.45.
Таблица 5.45 - Снижение расхода энергии и повышение энергоэффективности с использова-
нием НДТ
Метод/оборудование
Применимость
а
Энергосберегающие методы сортирования и
Применимы на новых или
очистки (оптимизированная конструкция ротора,
модернизированных заво-
сит, вихревых очистителей) и оптимальный режим
дах
их работы
б
Фракционирование макулатурного волокна с по-
В основном применимо.
следующим раздельным размолом фракций раз-
Применимость может огра-
ной длины
ничиваться требованиями
качества продукции
в
Рекуперация тепла термодисперсионных устано-
Применимо для белых ви-
вок на последующих стадиях отбелки и облагора-
дов макулатурного сырья и
живания
готовой продукции
г
Оптимизация режима работы существующих ра-
В основном применимо
финеров (например, снижение расхода энергии на
холостом ходу, применение энергоэффективной
размалывающей гарнитуры и т.п.)
д
Оптимизация конструкции насосов, различный
В основном применимо
контроль скорости вращения роторов насосов,
безредукторный привод
314
5.13 Выводы по НДТ для производства бумаги и картона в
сопутствующих процессах
Выводы по НДТ в данном разделе применимы для картонно-бумажных произ-
водств в составе интегрированного и неинтегрированного предприятия, выпускающего
бумагу и картон.
5.13.1 Сточные воды и сбросы в водные объекты
НДТ-32. Снижение образования сточных вод: рекомендовано использование
НДТ (разделы 4.5.1, 4.5.3, 4.5.4, 4.5.6 и 4.5.7) и комбинации методов, приведенных в
таблице 5.46.
Таблица 5.46 - Методы/оборудование снижения образования сточных вод с использованием
НДТ
Метод/оборудование
Применимость
а
Минимизация водопотребления для различных видов
В основном применимо
бумаги за счет повышения оборачиваемости техноло-
гической воды и мер по управлению водными ресур-
сами.
Нормирование расходов потребления воды и ее каче-
ства для различного использования формирует основу
для хорошего управления водными ресурсами
б
Сбалансированная система использования оборотной
Применимо для новых
воды (осветленного фильтрата) и брака, оптимальное
заводов и для модерни-
устройство и конструкция баков и напорных ящиков, а
зированных существую-
также применение, по мере возможности, проектных
щих заводов
решений и оборудования с уменьшенным водопотреб-
лением
в
Максимальное удержание в сеточной части БДМ мел-
В основном применимо
кого волокна и наполнителей для снижения взвешен-
ных веществ в подсеточных водах, регенерация во-
локна и наполнителя и очистка оборотной воды
г
Увеличение циркуляции воды для повторного исполь-
В основном применимо.
зования
Растворенные органиче-
ские, минеральные и
коллоидные
вещества
могут ограничивать по-
вторное использование
воды в сеточной части
д
Оптимизация спрысков на БДМ и КДМ
В основном применимо
НДТ-33. Снижение расхода свежей воды и сбросов загрязняющих веществ в
водные объекты на предприятиях, выпускающих специальные технические виды бума-
ги. НДТ заключается в применении комбинации методов, приведенных в таблице 5.49.
315
Таблица 5.47 - Методы/оборудование для снижения расхода свежей воды и выбросов
загрязняющих веществ в воду на предприятиях, выпускающих специальные технические виды
бумаги с использованием НДТ
Метод/процесс
Применимость
а
Совершенствование планирования производства бума-
В основном применимо
ги с целью оптимизации производства
б
Управление циркуляцией воды и ее контурами при пе-
реходе на выпуск нового вида бумаги с использованием
новых добавок, красителей и т. д.
в
Локальные установки очистки сточных вод, способные
компенсировать изменения колебаний расходов, низких
концентраций и различных типов, и количества химиче-
ских добавок
г
Регулировка системы брака и объемов напорных ящиков
д
Сведение к минимуму потерь химических добавок
Применимо только для
(например, агентов для придания жиро/влагопрочности),
заводов, производящих
содержащих пер- и полифторированные соединения
жиро- и водоотталки-
или вещества, участвующие в их образовании
вающую бумагу
е
Использование химикатов для улучшения процесса
Применимо только для
производства, содержащих низкое количество АОХ
заводов, выпускающих
(например, для замены агентов для придания прочности
сорта бумаги с высокой
во влажном состоянии на основе эпихлоргидриновых
прочностью во влажном
смол)
состоянии
НДТ-34. Снижение нагрузки по выбросам компонентов меловальных суспензий и
связующих веществ, которые могут нарушать работу станции биологической очистки
сточных вод. НДТ заключается в применении методов, представленных таблице 5.48.
Таблица 5.48 - Методы/оборудование для снижения нагрузки по выбросам компонентов
меловальных суспензий и связующих веществ, которые могут нарушать работу станции
биологической очистки сточных вод с использованием НДТ
Метод/оборудование
Применимость
а
Регенерация меловальной суспензии/повторное
В случае ультрафильтрации
использование пигментов
применимость может быть
б
Отдельный сбор сточных вод от меловальной
ограничена, когда:
- объемы сточных вод очень
установки и участка подготовки покровных соста-
вов (меловальной кухни)
малы;
- сточные воды от мелования
образуются в различных ме-
стах производства;
- наблюдается много измене-
ний в процессе мелования;
- составы различных мело-
вальных суспензий несовме-
стимы
316
Окончание таблицы 5.48
Метод/оборудование
Применимость
в
Предварительная очистка сточных вод, содержа-
В основном применимо
щих компоненты меловальной суспензии (напри-
мер, метод флокуляции) с целью увеличения эф-
фективности последующей биологической очист-
ки сточных вод
НДТ-35. Предотвращение и снижение загрязнения сточных вод, попадающих в
водный объект со всего предприятия. НДТ заключается в применении подходящей
комбинации методов, представленных в НДТ (см. разделы 4.5.1, 4.5.3, 4.5.4, 4.5.6).
Уровни сбросов, соответствующие НДТ
Уровни сбросов загрязняющих веществ, соответствующих НДТ, приведены в
таблице 5.49.
Таблица 5.49 - Технологические показатели загрязняющих веществ в сбросах в водные
объекты, соответствующие НДТ, при производстве бумаги и картона в составе
неинтегрированного предприятия, производящего бумагу, картон или изделия из них
Единица
Среднегодовое зна-
Технологический показатель
измерения1)
чение
Химическое потребление кислорода (ХПК)
кг/т
≤5,00
Биохимическое потребление кислорода
кг/т
≤1,00
(БПК5)
Взвешенные вещества
кг/т
≤0,40
Общий азот (Nобщ)
кг/т
≤0,30
Общий фосфор (Робщ)
кг/т
≤ 0,03
Расход воды
м3/т
12,00-16,00
1) Значения технологических показателей приведены в расчете на одну тонну товарной продук-
ции
5.13.2 Выбросы в атмосферу
НДТ-36. Сокращение выбросов от отдельно стоящих или встроенных меловаль-
ных установок: НДТ позволяют выбрать состав меловальной суспензии, который сни-
жает выбросы.
5.13.3 Образование отходов
НДТ-37. Уменьшение количества отходов, размещаемых на объектах размеще-
ния отходов. НДТ предотвращает образование отходов и проводит операции по пере-
работке с использованием комбинации методов, приведенных в таблице 5.50.
317
Таблица 5.50 - Уменьшение количества отходов, размещаемых в окружающей среде с
использованием НДТ
Метод/оборудование
Применимость
а
Регенерация волокна и наполнителя, а также очистка обо-
В основном приме-
ротной воды
ним
б
Система циркуляции брака. Брак из различных участ-
В основном приме-
ков/стадий процесса производства бумаги собирается, рас-
ним
пускается и возвращается в поток массы
в
Регенерация меловальной суспензии/повторное использо-
вание пигментов
г
Повторное использование волокнистого шлама с первичной
Применимость мо-
очистки сточных вод
жет ограничиваться
требованиями каче-
ства продукции
5.13.4 Расход энергии и энергоэффективность
НДТ-38. Снижение расхода тепловой и электроэнергии НДТ. заключается в при-
менении комбинации методов, приведенных в таблице 5.51.
Таблица 5.51 - Методы/оборудование для снижения расхода тепловой и электроэнергии с
использованием НДТ
Метод/оборудование
Применимость
а
Энергосберегающие методы сортирования и очистки (оп-
Применимы на новых
тимизированная конструкция ротора, сит, вихревых очи-
или
модернизиро-
стителей) и оптимальный режим их работы
ванных заводах
б
Рекуперация тепла рафинеров
в
Оптимизация обезвоживания в прессовой части
Неприменим для СГБ
БДМ/расширенная зона прессования
и многих специаль-
ных сортов бумаги
г
Использование конденсата и эффективная утилизация
тепла системы рекуперации
В основном приме-
ним
д
Применение рафинеров с высокой эффективностью и оп-
Применим для новых
тимальных схем размола
заводов
ж
Оптимизация режима работы существующих рафинеров
(например, снижение расхода энергии на холостом ходу,
применение энергоэффективной разматывающей гарниту-
В основном приме-
ры и т.п.)
нимы
з
Оптимизация конструкции насосов, различный контроль
скорости вращения роторов насосов, безредукторный при-
вод
и
Применение паровых ящиков для нагрева бумажного по-
Неприменим для СГБ
лотна с целью улучшения обезвоживания
и многих специаль-
ных сортов бумаги
318
Окончание таблицы 5.51
Метод/оборудование
Применимость
к
Оптимизация вакуумной системы (например, турбовенти-
ляторы вместо водокольцевых насосов)
л
Предварительный нагрев спрысковой воды за счет ис-
пользования низкотемпературных источников тепла обо-
В основном приме-
ротных вод
нимы
м
Использование отработанного тепла для сушки шлама или
улучшения обезвоженной биомассы
н
Рекуперация тепла от сушильных колпаков БДМ и КДМ
5.14 Описание методов
5.14.1 Описание методов предотвращения и контроля выбросов в
атмосферу
5.14.1.1
Выбросы окислов азота NOx
Таблица 5.52 - Выбросы окислов азота NOx
Метод
Описание
Снижение соотношения
Метод основывается главным образом на следующих осо-
«воздух - топливо»
бенностях:
- тщательный контроль воздуха, используемого для сжига-
ния (низкий избыток кислорода);
- минимизация утечек воздуха в печи;
- измененный дизайн камеры сгорания печи
Оптимизированный кон-
Метод использует технологию управления для достижения
троль сгорания и горе-
лучших условий горения.
ния
Содержание и выбросы NOx могут быть уменьшены путем
корректировки рабочих параметров, распределения возду-
ха, избытка кислорода, формирования пламени и темпера-
турного профиля
Поэтапное сжигание
Поэтапное сжигание основано на использовании двух зон
горения с контролируемыми соотношением и температурой
воздуха в первой камере. Первая зона горения работает
при субстехиометрических условиях для преобразования
соединения аммиака в элементарный азот при высокой
температуре. Во второй зоне дополнительная подача воз-
духа завершается горением при более низкой температуре.
После двухступенчатого сжигания дымовой газ поступает во
вторую камеру для регенерации тепла от газов, производ-
ства пара в процесс
319
Окончание таблицы 5.52
Метод
Описание
Выбор топлива - низко-
Использование топлива с низким содержанием азота при-
азотное топливо
меняется для уменьшения количества выбросов оксидов
азота при окислении азота, содержащегося в топливе во
время сгорания.
Сжигание ДПГ или топлива на основе биомасс увеличивает
выбросы NOx по сравнению с мазутом и природным газом.
Из-за более высоких температур сгорания, горение газа
приводит к более высоким уровням NOx, чем горение жид-
кого топлива
Горелка с низким выхо-
Горелка с низким выходом NOX основывается на принципе
дом NOx
уменьшения пиковых температур пламени, задерживая, но
при этом завершая, сжигание и повышая теплопередачу
(увеличена излучательная способность пламени). Это мо-
жет быть связано с модифицированной конструкцией каме-
ры сгорания печи
5.14.1.2
Профилактика и контроль выбросов SO2
/
суммарной
восстановленной серы
Таблица 5.53 - Профилактика и контроль выбросов SO2 / суммарной восстановленной серы
Метод
Описание
Увеличение содер-
При более высоком содержании сухого твердого черного щелока
жания сухих ве-
увеличивается температура сгорания. При этом испаряется
ществ в черном ще-
больше натрия (Na), который может связывать SO2, образуя
локе
Na2SO4, тем самым уменьшая выбросы SO2 от СРК. Недостат-
ком более высокой температуры является то, что объем выбро-
сов NOX может увеличиться
Выбор топлива /
Использование малосернистого топлива с содержанием серы
топливо с низким
около 0,2 % - 0,5 % по весу (например, лесная биомасса, кора,
содержанием серы
нефть с низким содержанием серы, газ) уменьшает выбросы
SO2, генерируемых при окислении серы в топливе во время сго-
рания
Оптимизация про-
Такие методы, как системы контроля эффективного расхода
цесса горения
топлива (соотношение «воздух - топливо», температура, время
пребывания), контроль избыточного кислорода или хорошее пе-
ремешивание воздуха и топлива
Контроль за содер-
Эффективная промывка и фильтрация известкового шлама
жанием Na2S в из-
снижает концентрацию Na2S, таким образом уменьшая образо-
вестковом шламе
вание сероводорода в печи в процессе дожигания
320
Окончание таблицы 5.53
Метод
Описание
Сбор и восстанов-
Сбор высококонцентрированных потоков газообразного SO2 при
ление/регенерация
производстве кислого раствора, от варочных котлов, диффузо-
выбросов SO2
ров или выдувных резервуаров. SO2 восстанавливается в аб-
сорбционных емкостях с различными уровнями давления как в
экономических, так и в экологических целях
Сжигание дурнопах-
Собранные высококонцентрированные газы могут быть утилизи-
нущих газов
рованы путем сжигания их в содорегенерационном котле, в спе-
циальных котлах или в извести регенерационной печи. Собран-
ные слабоконцентрированные газы подходят для сжигания в со-
дорегенерационном котле, известерегенерационной печи, спе-
циальном котле или в горелках. Газы из бака растворителя пла-
ва содорегенерационного котла могут быть сожжены в совре-
менных СРК
Сбор и сжигание
Сжигание НК газов (большой объем, низкие концентрации SO2) в
низкоконцентриро-
сочетании с резервной системой.
ванных дурнопану-
Слабые газы и другие пахучие компоненты одновременно соби-
щих газов в регене-
раются и сжигаются в СРК. В качестве резервной системы ис-
рационном котле
пользуются скрубберы
Мокрый скруббер
Газообразные соединения растворяют в подходящей жидкости
(вода или щелочной раствор). Может быть достигнуто одновре-
менное удаление твердых и газообразных соединений. Стекая,
топочные газы от мокрого скруббера насыщаются водой, отде-
ление капель требуется перед сбросом дымовых газов. Образу-
ющуюся жидкость следует рассматривать как процесс обработки
сточных вод, нерастворимое вещество собирают путем седи-
ментации или фильтрации
Электрофильтр или
Разделение пыли осуществляется в электростатическом осади-
мультициклоны
с
теле или многоступенчатом циклоне. Для сульфитного процесса
многоступенчатыми
на Mg-основании пыль, удержанная в электрофильтре, состоит
скрубберами Венту-
в основном из MgO, но также, в меньшей степени, соединений K,
ри или многоступен-
Na или Ca. Извлеченная MgO зола находится во взвешенном
чатыми прямоточ-
состоянии в воде и очищается промывкой и гашением для фор-
ными скрубберами с
мирования Mg(OH)2, который затем используется в качестве
двойной подачей
щелочного промывного раствора в многоэтапных скрубберах,
для восстановления компонентов серы в варочных химикатах.
Для сульфитного процесса на аммонийном основании аммиак
не регенерируется.
После удаления пыли дымовой газ охлаждается при прохожде-
нии через охлаждающий скруббер и затем проходит три или бо-
лее скрубберов дымовых газов, где выбросы SO2 очищаются
щелочными растворами
321
5.14.1.3
Описание методов сокращения использования свежей воды,
количества сточных вод и снижения уровня загрязнения сточных вод
5.14.1.3.1 Методы, интегрированные в технологический процесс
Таблица 5.54 - Методы, интегрированные в технологический процесс
Метод
Описание
Сухая окорка
Сухая окорка древесины в барабанах (вода будет использо-
ваться только для промывки бревен и затем будет возвра-
щаться в процесс с минимальной очисткой на очистных со-
оружениях)
Технология ECF-
Современная ECF-отбелка минимизирует потребление диок-
отбелки
сида хлора с помощью одной или комбинации следующих
стадий отбеливания: кислород, стадия гидролиза горячей кис-
лотой, отбелка озоном при средней и высокой концентрации,
ступени отбелки с перекисью водорода при атмосферном и
повышенном давлением
Модифицированная
Модифицированная варка (периодического или непрерывного
варка (а)
действия) включает более длительный период варки в опти-
мальных условиях (например, концентрацию щелочи в вароч-
ном растворе регулируют от более низкого содержания в
начале до большего содержания к концу процесса варки), что-
бы извлечь максимальное количество лигнина перед отбелкой
без лишнего разрушения углеводов или потери прочности
целлюлозы. Таким образом, может быть уменьшено исполь-
зование химикатов в последующей стадии отбелки и загряз-
нение сточных вод органическими веществами
Кислородно-щелочная
Кислородно-щелочная делигнификация является способом
делигнификация (б)
удаления значительной части лигнина, оставшегося после
варки, в случае чего варочная установка должна работать с
более высоким числом Каппа. Целлюлоза реагирует с кисло-
родом в щелочной среде, посредством чего удаляется часть
остаточного лигнина
322
Продолжение таблицы 5.54
Метод
Описание
Замкнутая система
Сортирование небеленой массы производится при помощи
сортирования, очистки
щелевых сортировок с напорной подачей в многоступенчатом
и промывки небеле-
замкнутом цикле. Таким образом, примеси и пучки волокон
ной массы
удаляются на ранней стадии процесса.
Промывка небеленой массы отделяет растворенные органи-
ческие и неорганические химические вещества от волокон
целлюлозы. Небеленая целлюлозная масса может быть сна-
чала промыта в варочном котле, затем в промывателях высо-
кой эффективности до и после кислородно-щелочной делиг-
нификации, то есть до отбелки. Уровень загрязнения сточных
вод уменьшается за счет снижения потерь и потребления хи-
микатов для отбелки. Кроме того, это позволяет регенериро-
вать варочные химикаты из промывной воды. Эффективная
промывка осуществляется противотоком путем многоступен-
чатой промывки с помощью фильтров и прессов. Водооборот
в отделе промывки небеленой массы полностью замкнут
Частичное замыкание
Кислотные и щелочные фильтраты рециркулируют в отбелке в
водооборота в от-
противотоке к потоку целлюлозы. Вода поступает на очистку
бельном цехе
либо на очистные сооружения, или в некоторых случаях на
промывку после кислородно-щелочной ступени.
Эффективные промыватели на промежуточных стадиях про-
мывки являются необходимым условием для снижения уровня
загрязнения сточных вод
Эффективный мони-
Эффективный контроль проливов, водосбора и системы реге-
торинг утечек и про-
нерации, который предотвращает случайное выделение высо-
ливов, а также реге-
коорганических, а иногда и токсичных веществ или высоких
нерация химикатов и
значений pH (на сооружениях вторичной очистки сточных вод),
энергии
включает в себя:
- автоматизированный контроль электропроводимости или
контроль pH в ответственных местах для обнаружения потерь
и проливов;
- возвращение пролитого и собранного щелока и волокна в
технологический процесс в соответствующих местах;
- предотвращение розливов концентрированных или вредных
потоков из важнейших областей процесса (в том числе, тал-
лового масла и скипидара) на биологическую очистку стоков
323
Продолжение таблицы 5.54
Метод
Описание
Поддержание доста-
Достаточные мощности выпарной станции и содорегенераци-
точной мощности вы-
онного котла обеспечивают переработку дополнительного
парной станции и со-
объема щелока и сухих веществ за счет сбора проливов или
дорегенерационного
сточных вод от отбелки. Это снижает потери слабого черного
котла для компенса-
щелока, других концентрированных сточных и промвыных вод
ции пиковых нагрузок
процесса и возможных потерь фильтратов отбельного цеха.
Выпарная станция концентрирует слабый черный щелок от
промывки небеленой массы и, в некоторых случаях, также би-
ошлам от станции очистки сточных вод и (или) сульфата
натрия с завода по производству диоксида хлора (ClO2). До-
полнительная мощность по выпарке обеспечивает возмож-
ность к утилизации проливов и обработки возможных цирку-
лирующих потоков фильтрата отбельного цеха
Отдувка наиболее
Отдувка загрязненных конденсатов и повторное использова-
концентрированных
ния конденсатов в технологическом процессе снижает по-
загрязненных конден-
требление свежей воды заводом и уровень органических ве-
сатов и их повторное
ществ в сточных водах на очистных сооружениях.
использование
В отгонной колонне пар идет в противотоке через предвари-
тельно очищенные конденсаты, которые содержат сниженное
соединения серы, терпены, метанол и другие органические
соединения. Летучие вещества конденсата накапливаются в
парах, отводимых с верхнего участка колонны в качестве
неконденсируемых газов и метанола, и выводятся из системы.
Очищенные продукты конденсации могут быть повторно ис-
пользованы в технологическом процессе, например, для про-
мывки в отбельном цехе, при промывке небеленой массы, в
цехе каустизации (промывка и разбавление шлама, спрыски
фильтров шлама), в качестве скрубберной жидкости для
очистки ОВС от известерегенерационной печи или в качестве
воды для разбавления белого щелока.
Отобранные неконденсируемые газы из наиболее концентри-
рованных конденсатов подаются в систему сбора для сильных
дурнопахнущих газов и сжигаются. Отобранные газы из слабо-
загрязненных конденсатов собираются в системе газов высо-
кой концентрации и сжигаются
Увеличение содержа-
Отходы сначала концентрируют путем выпаривания, а затем
ния сухих веществ в
сжигают в качестве биотоплива в содорегенерационном котле.
черном щелоке
Карбонат натрия, содержащий пыль и расплав в нижней части
котла, растворяют для восстановления раствором соды.
324
Продолжение таблицы 5.54
Метод
Описание
Повторное использо-
Необходимые условия для использования этого метода - от-
вание промывной во-
носительно низкое число каппа после варки (14-16), доста-
ды от предваритель-
точный объем баков, выпарных установок и содорегенераци-
ной отбелки небеле-
онного котла, чтобы справиться с дополнительными потоками,
ной массы и выпарки
возможность очистки промывного оборудования от отложений,
для снижения загряз-
и средний уровень белизны целлюлозы (>87 % ISO), так как
нений от предвари-
данный метод может привести к небольшой потере белизны в
тельной отбелки на
некоторых случаях.
магниевом основании
Для производителей товарной целлюлозы или других продук-
(MgO)
тов, которые должны иметь высокий уровень белизны (>87 %
ISO), может быть проблематично применение отбелки на маг-
ниевом основании (MgO)
Противоточная систе-
На интегрированных предприятиях свежая вода подается в
ма технологической
основном на спрыски бумагоделательной машины, от которых
воды
она направляется в варочный цех
Разделение систем
Системы использования воды различных технологических
использования воды
установок (например, целлюлозная линия, отбеливающие
установки и бумагоделательные машины) отделяются про-
мывкой и обезвоживанием целлюлозы (например, с помощью
промывных прессов). Это отделение предотвращает прохож-
дение загрязняющих веществ в последующие стадии процес-
са и способствует удалению загрязняющих веществ из не-
больших объемов.
Отбелка перекисью
Для отбелки перекисью водорода при высокой концентрации
водорода при высокой
целлюлозу обезвоживают, например, на двухсеточном или
концентрации
другом прессе, до того, как добавляются химикаты для отбел-
ки. Это позволяет более эффективно использовать химикаты
для отбелки и позволяет получить более чистую целлюлозу,
меньшее количество вредных веществ, переданных с массой
на бумагоделательную машину, и способствует образованию
меньшего количества ХПК. Остаточная перекись может быть
возвращена в технологический процесс и повторно использо-
вана
325
Продолжение таблицы 5.54
Метод
Описание
Регенерация волокна
Оборотная вода от бумагоделательной машины может быть
и наполнителя, очист-
обработана с помощью следующих методов:
ка оборотной воды
а) водооборотные устройства (обычно барабанный или диско-
вый фильтр, или флотатор и т. п.), которые выделяют твердые
частицы (волокно и наполнитель) из технологической воды.
Флотация растворенным воздухом в контуре оборотной воды
переводит взвешенные твердые вещества, взвешенные ве-
щества, мелкие коллоидные вещества и анионные вещества
во флоккулы (хлопья), которые затем удаляются. Восстанов-
ленные волокно и наполнитель возвращаются в технологиче-
ский процесс. Очищенная вода может быть повторно исполь-
зована на спрыски с менее жесткими требованиями к качеству
воды;
б) дополнительная ультрафильтрация для предварительно
отфильтрованной оборотной воды позволяет получить филь-
трат с высокой степенью очистки с качеством, достаточным
для использования в качестве воды на спрыски высокого дав-
ления, уплотнительной воды, а также для разбавления хими-
ческих добавок
Очистка оборотной
Системы для очистки воды, используемые, как правило, в бу-
воды
мажной промышленности, основаны на осаждении, фильтра-
ции (дисковый фильтр) и флотации. Наиболее часто исполь-
зуемый метод - флотация растворенным воздухом. Анион-
ный мусор и мелочь собираются в физически обрабатывае-
мые флоккулы (хлопья) при помощи добавок и пригодны к пе-
реработке. Высокомолекулярные, водорастворимые полиме-
ры или неорганические электролиты используются в качестве
флокулянтов. Сформированные хлопья затем всплывают в
ректификационном бассейне. При флотации растворенным
воздухом взвешенные твердые вещества притягиваются к
воздушным пузырькам
Повторное использо-
Очищенная вода возвращается в качестве технической воды
вание воды
на производственном участке или на интегрированном пред-
приятии от бумагоделательной машины в целлюлозный завод
и от варки на окорку древесины. Сточные воды в основном
сбрасываются из точек с наибольшей нагрузкой по загрязня-
ющим веществам (например, чистый фильтрат дискового
фильтра на производстве целлюлозы, окорка древесины)
Оптимальный дизайн
Расходные емкости для массы и хранения оборотной воды
и конструкция баков и
проектируются таким образом, чтобы они могли справиться с
бассейнов (производ-
возможными отклонениями в процессе, а также с неравномер-
ство бумаги)
ностью потоков во время пусков и остановов
326
Продолжение таблицы 5.54
Метод
Описание
Стадия промывки пе-
Некоторые заводы проводят предварительную промывку
ред размолом дре-
хвойной щепы, объединяя предварительный нагрев под дав-
весной массы хвойных
лением, высокое сжатие и пропитку для улучшения свойств
пород
массы.
Этап промывки перед рафинированием и отбелкой значи-
тельно снижает ХПК путем удаления небольшого объема
промывной воды, содержащей высокую концентрацию загряз-
няющих веществ, которая может быть обработана отдельно
Замена NaOH на
Применение Ca(OH)2 в качестве щелочи дает в результате
Са(ОН)2 или Mg(OH)2
снижение уровня ХПК около 30 %, сохраняя при этом высокий
в качестве щелочи
уровень белизны. Mg(OH)2 также используется для замены
при отбеливании пе-
NaOH
рекисью
Замкнутая система
На сульфитных заводах, использующих Na-основание, сточ-
водооборота при от-
ные воды отбельного цеха могут очищаться, например, с по-
белке
мощью ультрафильтрации, флотации и отделения смоляных и
жирных кислот, что позволяет создать замкнутую систему во-
дооборота при отбелке. Фильтраты от отбелки и промывки ис-
пользуются повторно на первой стадии промывки после варки
и затем возвращаются на участок регенерации химикатов
Регулирование pH
Нейтрализация производится до процесса выпарки или после
слабого раствора ще-
первого этапа выпарки, чтобы сохранить органические кисло-
лока на входе в вы-
ты, растворенные в концентрате, а также, чтобы в дальней-
парную станцию и в
шем направить их с отработанным щелоком в котел-
процессе выпарки
утилизатор/содорегенерационный котел
щелоков
Анаэробная очистка
См. раздел 4.1.20.5 (комбинированная анаэробно-аэробная
конденсатов от вы-
очистка)
парных установок
Отбор и восстановле-
SO2 удаляется из конденсатов, концентраты подвергаются
ние SO2 от конденса-
биологической обработке, а SO2 направляется на восстанов-
тов выпарки
ление в качестве химиката для варки
Мониторинг и непре-
Оптимизация всей системы «волокно - вода-химикаты -
рывный контроль ка-
добавки - энергия» необходима для создания замкнутой си-
чества технологиче-
стемы водооборота. Это требует постоянного мониторинга ка-
ской воды
чества воды и мотивации персонала, их знаний и действий,
связанных с мерами, необходимыми для обеспечения требу-
емого качества воды
327
Окончание таблицы 5.54
Метод
Описание
Профилактика и лик-
Непрерывный внос микроорганизмов с водой и волокном при-
видация биопленки с
водит к специфическому микробиологическому равновесию на
помощью методов, ко-
каждом целлюлозно-бумажном комбинате. Для предотвраще-
торые минимизируют
ния роста микроорганизмов и отложений биомассы или био-
выбросы биоцидов
пленок в водных контурах и оборудовании часто используются
биодисперсанты или биоциды. При использовании каталити-
ческой дезинфекции перекисью водорода, биопленки и сво-
бодные бактерии в технологической воде и бумажной суспен-
зии устраняются с помощью методов, которые минимизируют
выбросы биоцидов
Удаление кальция из
Снижение концентрации кальция путем контролируемого уда-
технологической воды
ления карбоната кальция (например, с помощью флотации
путем контролируемо-
растворенным воздухом) снижает риск нежелательного оса-
го осаждения карбо-
ждения карбоната кальция или накипи в водных системах и
ната кальция
оборудовании, например, в прессовой части, на сетках, сук-
нах, в отверстиях спрысков, в трубопроводах или на станции
биологической очистки сточных вод
Оптимизация спрыс-
Оптимизация спрысков включает: а) повторное использование
ков бумагоделатель-
технической воды (например, очищенная оборотная вода) для
ной машины
уменьшения использования свежей воды; б) применение
насадок специальной конструкции для спрысков.
5.14.1.3.2 Очистка сточных вод
Таблица 5.55 - Очистка сточных вод
Метод
Описание
Первичная очистка
Физико-химическая обработка, такая как выравнивание, нейтра-
лизация или осаждение.
Выравнивание (например, в уравнивающем бассейне) исполь-
зуется для предотвращения больших колебаний расхода, тем-
пературы и концентрации загрязняющих веществ, а также для
того, чтобы избежать перегрузки системы очистки сточных вод
Вторичная (биоло-
Для очистки сточных вод с помощью микроорганизмов доступны
гическая) очистка
процессы аэробной и анаэробной очистки. На ступени вторично-
го осветления твердые вещества и биомасса удаляются путем
осаждения, иногда комбинированного с флокуляцией
328
Окончание таблицы 5.55
Метод
Описание
а) Аэробная очистка
При аэробной биологической очистке сточных вод биоразлагае-
мые растворенные и коллоидные вещества в воде превращает-
ся микроорганизмами в присутствии воздуха частично в твердое
вещество (биомасса) и частично в углекислый газ и воду. Ис-
пользуемые процессы:
- одно- или двухступенчатый процесс с активным илом;
- реактор с биопленкой;
- процесс с биопленкой/активным илом (компактная станция
биологической очистки). Данный метод состоит из комбинации
подвижного слоя с активным илом. Образующаяся биомасса
(избыточный ил) отделяется от стоков перед сбросом воды
б) Комбинированная
Анаэробная очистка сточных вод преобразует содержание орга-
анаэробно-аэробная
нического вещества сточных с помощью микроорганизмов в от-
очистка
сутствии воздуха, в метан, диоксид углерода, сульфид и т. п.
Процесс проводят в герметичных реакторах. Микроорганизмы
сохраняются в баке как биомасса (шлам). Биогаз, который обра-
зуется в этом процессе, состоит из метана, двуокиси углерода и
других газов, таких как водород и сероводород, и подходит для
выработки энергии. Анаэробную обработку следует рассматри-
вать как предварительную обработку перед аэробной обработ-
кой из-за оставшегося ХПК. Анаэробная обработка уменьшает
количество ила, полученного от биологической очистки
Доочистка
Доочистка включает в себя такие методы, как фильтрация для
удаления твердых частиц, нитрификация и денитрификация для
удаления азота или флокуляция с последующим фильтровани-
ем для удаления фосфора. Доочистка обычно используется в
тех случаях, когда первичной и биологической очистки недоста-
точно для достижения низкого уровня взвешенных веществ,
азота и фосфора
Надежная конструк-
Правильная организация и управление станцией биологической
ция и эксплуатация
очистки включает в себя соответствующий дизайн и расчет
станции биологиче-
очистных резервуаров/бассейнов (например, отстойников) в со-
ской очистки
ответствии с гидравлическими нагрузками и уровнем загрязне-
ния сточных вод. Низкий уровень выбросов взвешенных ве-
ществ достигается путем обеспечения хорошего осаждения ак-
тивной биомассы. Периодическая проверка конструкции, разме-
ров и работы станции очистки сточных вод облегчает достиже-
ние данных целей
329
5.14.1.4
Описание методов профилактики образования отходов и обращения
с отходами
Таблица 5.56 - Описание методов профилактики образования отходов и обращения с
отходами
Метод
Описание
Оценка отходов и
Система оценки и управления ликвидацией отходов использует-
система управления
ся для выявления возможных вариантов для оптимизации и
отходами
профилактики образования, повторного использования, восста-
новления, рециркуляции и окончательного удаления отходов.
Учет отходов позволяет идентифицировать и классифицировать
тип, характеристики, количество и происхождение каждой фрак-
ции отходов
Раздельный
сбор
Раздельный сбор различных фракций отходов в точках образо-
отходов различных
вания и при необходимости промежуточное хранение может
фракций
расширить возможности для повторного использования или ре-
циркуляции. Раздельный сбор также включает в себя разделе-
ние и классификацию фракций опасных отходов (например,
нефть и остатки смазки, гидравлических и трансформаторных
масел, аккумуляторы, лом электрооборудования, и др.)
Объединение одно-
Слияние подходящих отходов в зависимости от предпочтитель-
типных отходов
ных вариантов повторного использования/утилизации, даль-
нейшей обработки и утилизации
Предварительная
Предварительная обработка включает в себя такие методы, как:
обработка техноло-
- обезвоживание (например, ила, коры или отходов), а в некото-
гических отходов до
рых случаях сушка перед утилизацией (например, для увеличе-
повторного исполь-
ния теплотворной способности перед сжиганием);
зования или пере-
- обезвоживание для снижения веса и объема для транспорти-
работки
ровки. Для обезвоживания используются ленточные пресса,
шнековые пресса, осадительная центрифуга или камерный
фильтр-пресс;
- измельчение отходов, например, от переработки макулатуры,
и удаление металлических частей перед сжиганием для улуч-
шения характеристик сжигания;
- биологическая стабилизация перед обезвоживанием, в случае
если предусмотрено использование в сельском хозяйстве
Восстановление и
Процессы восстановления включают в себя такие методы, как:
возврат в процесс
- выделение волокна из потоков воды и возвращение в процесс;
технологических от-
- регенерация химических добавок, меловальных пигментов и т.
ходов на площадке
д.;
- регенерация варочных химикатов с помощью регенерационных
котлов, каустизации и т. д
330
Окончание таблицы 5.56
Метод
Описание
Регенерация энер-
Отходы после окорки, рубки, сортирования и т. д., такие как кора
гии на площадке или
и другие органические остатки, главным образом сжигаются
вне площадки из от-
благодаря их высокой теплотворной способности для получения
ходов с высоким со-
энергии
держанием органи-
ческих веществ
Утилизация отходов
Использование отходов целлюлозно-бумажного производства
может быть осуществлено в других отраслях промышленности,
например:
- сжигание в печах или смешивание с сырьем для производства
цемента, керамики или кирпичей (включает в себя также реге-
нерацию энергии);
- компостирование осадков очистных сооружений или удобрение
почвы подходящими фракциями отходов в сельском хозяйстве;
- использование неорганических фракций отходов (песка, кам-
ней, гравия, золы, извести) для строительных целей, таких как
бетонирование, строительство дорог, защитные покрытия и т. д.
Пригодность фракций отходов для утилизации вне завода опре-
деляется составом отходов (например, содержание неорганиче-
ских веществ) и доказательством того, что предполагаемая пе-
реработка не вызовет вреда для окружающей среды или здоро-
вья
Предварительная
Предварительная обработка отходов перед утилизацией вклю-
обработка отходов
чает в себя мероприятия (обезвоживание, сушка и т. д.) по
перед утилизацией
уменьшению веса и объема для транспортировки или утилиза-
ции
Приведенный выше перечень НДТ не является исчерпывающим, поэтому любые
другие технологии или сочетание технологий и методов, при промышленном примене-
нии которых достигается такой же или лучший результат, также могут рассматриваться
как НДТ, хотя они и не описаны в данном справочнике.
Перечень маркерных веществ и технологических показателей в ЦБП приведены
в Приложении В, перечень НДТ в Приложении Г, Методы контроля в Приложении Д.
331
Раздел 6 Перспективные технологии
В разделе 6 приводится описание технологий для целлюлозно-бумажного произ-
водства, находящихся на стадии научно-исследовательских, опытно-конструкторских и
технологических работ, опытно-промышленного внедрения, а также зарубежных техно-
логий, не получивших в настоящее время широкого внедрения на территории Россий-
ской Федерации.
Перечень Перспективных технологий приведен в Приложении Е.
6.1
Перспективные технологии в производстве первичных
волокон
Описание перспективных технологий для российских производств суль-
фатной целлюлозы (ПТ-1)
ПТ-1.1. Отбелка озоном
Описание технологии
За 18 лет, минувших с появления первой промышленной установки отбелки цел-
люлозы, включающей в свой состав озоновую ступень (получившую позднее название
легкая ЕСF отбелка), такие системы действуют не менее, чем на 22-х предприятиях на
всех континентах фактически во всех ведущих в области ЦБП странах (в том числе че-
тыре завода отбеливают хвойную целлюлозу наряду с лиственной).
Современная озоновая отбелка при высокой концентрации массы чаще всего
реализуется по технологии Ze-Trac и в одноименной установке фирмы Меtso Paper
Inc., предложенной промышленности на стыке тысячелетий. В этих установках осу-
ществляется заметно модифицированный процесс озонирования, если сравнивать его
с тем же процессом, носившим название C-Free. При этом, наряду с рядом технических
упрощений, были реализованы и вполне принципиальные изменения, связанные с
быстрой сменой рН массы от сильно кислых значений (2,5-3,5), требуемых для реак-
ции озонирования, к щелочным (10-11), необходимым для извлечения из волокна про-
дуктов окислительной деструкции лигнина.
Совершенствование ступени озонирования при отбелке массы средней концен-
трации в основном свелось к модернизации и улучшению конструкции смесителей мас-
сы и кислородноозоновой смеси, от их работы главным образом и зависит конечный
результат, достигаемый на этой ступени отбелки. Один из основных производителей
таких смесителей - фирма Andritz OY.
Работа над улучшением их конструкции позволила фирме повысить эффектив-
ность этих смесителей (смесители АМZ) за счет обеспечения дальнейшей минимиза-
ции размера пузырьков газа без их существенного увеличения в процессе смешения с
массой, за счет оптимизации уровня турбулентности при взаимодействии сред и мягко-
го воздействия ротора и других внутренних компонентов конструкции смесителя на во-
локно. В совокупности это позволило получать еще более однородную систему, сохра-
няющую свои свойства в процессе озоновой отбелки, которая в основном и завершает-
ся в смесителе, а также улучшить результаты отбелки без заметного снижения проч-
ностных свойств волокна.
332
По мнению автора, фирменные материалы и опыт работы предприятий послед-
них 8-10 лет позволяют сделать вывод, что в целом результаты отбелки с озоновой
ступенью при высокой концентрации массы по доминирующему сегодня способу
Ze_Trac несколько лучше, чем при средней концентрации. Тем не менее, на долю от-
белки озоном при средней концентрации массы также приходится вполне сопостави-
мая величина - 42 %. Однако озонирование при высокой концентрации массы требует
несколько более высоких капиталовложений, что сказывается, соответственно, на сро-
ке окупаемости у предприятий небольшой мощности.
Совершенствование технологии и аппаратурного оформления озоновой отбелки
в совокупности с химическими исследованиями и исследованиями на предприятиях,
где она была реализована, продолжавшиеся все годы с момента ее внедрения в про-
мышленность, а также значительные успехи АСУ ТП, достигнутые на основе электро-
ники, развивающейся беспрецедентными темпами, позволили на сегодняшний день
полностью снять вопрос об адекватности прочностных свойств целлюлозы, получае-
мой легкой ЕСF отбелкой с озоновой ступенью, и обычной ЕСF отбелкой.
Степень проработки
Данная технология находится в РФ на стадии научно-исследовательских и опыт-
но-конструкторских работ и может быть освоена как на новых, так и на действующих
предприятиях ЦБП. За рубежом озоновая ступень отбелки используется уже более 20
лет.
Достигаемые экологические преимущества
Способ Ze Trac позволяет снизить расход диоксида хлора с 35 до 10 кг/т в.с.
целлюлозы по активному хлору при расходе озона - 6 кг/т в.с. целлюлозы и суммарном
снижении расходов на отбелку 32%. При этом примерно на 25 % снижаются расход во-
ды на отбелку и, соответственно, количество сточных вод; на 30-40 % - показатели
ХПК и БПК; в 24 раза - показатель АОХ сточных вод и ОХ целлюлозы; на 60-65% -
цветность сточных вод.
Экономические аспекты внедрения:
- исключение применения (использования) ПАВ для ликвидации «смоляных за-
труднений»;
- исключение ступени кисловки при отбелке целлюлозы из всех пород древесины
кроме эвкалипта, где наличие Аhot (горячая кисловка при температуре 80-900С) счита-
ется целесообразной;
- исключение из схем легкой ECF-отбелки (с озоном) ступени хелатирования (при
TCF-отбелке эта ступень является необходимой);
- применение озона в технологии ECF-отбелки позволяет обеспечить целлюлозе
тот же комплекс бумагообразующих свойств, что и при использовании схем отбелки
без применения озона;
- на заводах, использующих TCF-отбелку, применение озона и прочих, не содер-
жащих хлор, отбельных химикатов делает менее сложным процесс замыкания потоков
фильтратов от ступеней промывки.
Справочные материалы:
1 Метэ, А., Осташи, Ж.-К. Легкая ЕСF отбелка. Почему практика «зеленой
отбелки» является реальным плюсом при производстве целлюлозы. //Целлюлоза.
Бумага. Картон. - 2010. - № 8. - С. 78-84.
333
2 Метэ, А., Гермер, Э.И. Использование отбелки озоном - весьма эффектив-
ный путь снижения затрат при выборе наиболее экологичных вариантов отбелки
целлюлозы. Междунар. научно практич. конф. «Лучшее в технологии, оборудовании и
экологии при производстве целлюлозы и других волокнистых полуфабрикатов». -
СПб НТО Бумдревпром - СПб ГЛТА. - СПб. - 2010. - Сборник материалов. - С. 33-37.
ПТ-1.2. Увеличение производства электроэнергии на основе продуктов био-
массы и утилизация избыточного тепла
Описание технологии
В мире наблюдается тенденция увеличения использования древесной биомассы
(БМ) в системах централизованного теплоснабжения. Станции централизованного тепло-
снабжения, сжигающие древесную щепу, создаются с целью замещения станций, работа-
ющих на мазуте или угле, соединенных с существующими теплосетями, или как новые
станции и теплосети (так называемые «урбанизационные» проекты). Котлы для сжигания
древесной щепы на станциях централизованного теплоснабжения проектируются для
производства тепла в диапазоне мощности от 1 до 10 МВт со средним значением
3,5 МВт.
На тепловых станциях конденсационного типа зачастую не требуется дополнительно-
го оборудования для очистки продуктов сгорания.
Котельные установки, сжигающие древесную БМ, могут использоваться для отоп-
ления отдельных зданий или группы зданий, а также функционировать на промышлен-
ных предприятиях для выработки тепла и технологического пара. Типичная котельная
для сжигания древесной щепы строится вокруг твердотопливного котла. Системы ко-
тельной являются высокоавтоматизированными. Например, загрузка топлива из храни-
лища на решетку осуществляется посредством управляемого компьютером крана.
Все системы имеют следующие основные компоненты:
- хранилище древесной биомассы;
- транспортно-погрузочное и дозирующее оборудование для обращения с БМ;
- топка и котел;
- система очистки дымовых газов;
- система конденсации дымовых газов.
Степень проработки
Технология реализуется на ряде предприятий.
Достигаемые экологические преимущества
Уровень эмиссии загрязняющих веществ при сжигании древесной щепы на евро-
пейских станциях составляет: SО2 - 60 мг/МДж, NO2 - 90 мг/МДж, твердых частиц - 300
мг/нм3 (после очистки в мультициклоне) и 40мг/нм3 - при использовании системы кон-
денсации продуктов сгорания, СО < 0,05 об. %.
Уровень эмиссии СО и NО поддерживается в допустимых рамках за счет соответ-
ствующего контроля за процессом горения. Для достижения допустимых концентраций
твердых частиц в основном используются мультициклоны, для более тщательной очист-
ки - рукавные и электростатические фильтры.
Экономические аспекты внедрения
За последние годы стоимость ископаемых видов топлива резко возросла, что
существенно сказалось на уровне использования БМ для производства тепла. Цена дре-
весных отходов на европейском рынке зависит от его качества и в первую очередь - от
334
влажности и зольности. Стоимость топлива определяется видом топлива в пересчете на
единицу теплоты сгорания.
Капитальные затраты тепловых станций, работающих на БМ, составляют около
320 $/кВт, включая стоимость здания, котла и системы конденсации продуктов сгора-
ния. С учетом стоимости строительства тепловой сети удельные капитальные затраты
составляют порядка 530 $/кВт.
Для обслуживания тепловой станции мощностью 1,5-5,0 МВт требуется 1-2 че-
ловека, для станций мощностью более 5,0 МВт - 2-3 человека.
ПТ-1.3. Селективное некаталитическое восстановление в регенерационных
котлах
Описание технологии
Процесс «Удаление NOx» (NOx OUT-process)
- один из нескольких
существующих процессов, использующих принцип селективного некаталитического
восстановления (СНВ или СНКВ) для сокращения выбросов NOx. Его сущность
заключается в термическом восстановлении оксидов азота до азота с помощью
аммиака в соответствии со следующими уравнениями реакций:
2NO + 2NH3 + ½ O2 2N2 + 3H2O
3NO2 + 4NH3 7/2 N2 + 6H2O
При использовании мочевины происходит следующая первичная реакция, в
результате которой образуется аммиак:
(NH2)2CO + H2O 2NH3 + CO2
В полномасштабных испытаниях, проведённых в Швеции, в качестве восстано-
вителя использовался водный раствор мочевины со специальными добавками. Про-
цесс происходит в топке котла, играющей роль химического реактора, и не требует ка-
кого-либо дополнительного оборудования в нижней части котла. Реакция обычно про-
ходит в узком температурном диапазоне в районе 1000оС. Если температура слишком
велика, образуется больше оксидов азота, если слишком низкая - образование аммиа-
ка идет по нежелательным побочным реакциям. В процессе «Удаление NOx» темпера-
турный диапазон расширен, а специальные химические добавки подавляют образова-
ние аммиака по побочным реакциям. Аммиак, образующийся по нежелательным по-
бочным реакциям, и расход химикатов - главные параметры для оптимизации процес-
са «Удаление NOx».
Степень проработки
Шведская компания по производству сульфатной целлюлозы провела всесто-
роннее испытание запатентованного процесса «Удаление NOx» в одном из ее регене-
рационных котлов. В течение испытания котел работал с нагрузкой между 95 и 105 %
от паспортной. Инжекторы, через которые подавались химикаты, были установлены на
нескольких уровнях. Проект показал, что термическое восстановление оксидов азота,
используемое процессом «Удаление NOx», может быть успешно применено в содоре-
генерационных котлах.
Достигаемые экологические преимущества
Анализ, допускающий стехиометрию 1:1, отражает следующие результаты про-
цесса «Удаление NOx»:
- средний уровень NOx (без использования процесса «Удаление NOx») - 80 мг/нм3
(сухой газ с 3% О2);
335
- средний уровень NOx (с использованием процесса «Удаление NOx») - около 55
мг/нм3 (т.е. снижение примерно на 30%);
- незначительное увеличение аммиака - примерно 3-4 мг/нм3 (стехиометрия 1:1).
В зависимости от стехиометрии достижимо сокращение NOx до 50 % (при сте-
хиометрии 2:1), несмотря на низкий уровень концентрации оксидов азота даже без об-
работки (но при этом будет наблюдаться некоторое увеличение эмиссии аммиака). В
процессе всесторонних испытаний способа не было установлено никаких нарушений
или негативных эффектов в работе регенерационного котла и в цикле регенерации хи-
микатов. Общие эксплуатационные затраты сравнительно низки. Требуемые измене-
ния в регенерационном котле могут быть произведены в течение его обычной останов-
ки для технического обслуживания.
Использование мочевины в процессах селективного некаталитического восста-
новления может быть причиной коррозии в результате возможного образования корро-
дирующих побочных продуктов.
Экономические аспекты внедрения
Единовременные затраты по реализации процесса «Удаление NOx» на регене-
рационном котле составляют примерно 2,2-2,8 млн. евро. Эксплуатационные затраты
на обслуживание системы включают затраты на химикаты (мочевина и химические до-
бавки), электричество, тепло, используемое для конденсации дополнительного количе-
ства пара от инжектированной воды, и труд. Среди указанных статей расходов наибо-
лее важный фактор - цена мочевины. Трудно дать точную оценку эксплуатационных
затрат ввиду различий в ценах в разных частях мира. Тем не менее, в Швеции в про-
цессе испытаний способа затраты на мочевину составили 154 евро/т, а общие эксплуа-
тационные затраты, рассчитанные для данного регенерационного котла, колебались в
пределах между 1,0 и 1,4 евро/кг восстановленного NOx.
ПТ-1.4. Фильтрация зеленого щелока через керамические мембраны
Описание технологии
В статье [Rohan Bandekar and all the others Crossflow filtration of green liquor for in-
creased pulp production, improved green liquor quality, and energy savings Фильтрация зе-
леного щелока через керамические мембраны для увеличения производства целлюло-
зы, улучшения качества зеленого щелока и снижения энергозатрат / OCTOBER TAPPI
JOURNAL 2020, VOL. 19 № 10 p. 527-538] показано, что с помощью микрофильтрации
удаляют почти все взвешенные частицы из зеленого щелока: от 3 000 мг/л до <6 мг/л.
Эффективное удаление непроцессных веществ максимально снижает себестоимость
производства целлюлозы и сокращает количества удаляемых отходов.
Запатентованная система CleanFlow - это технология, созданная для увеличе-
ния производительности цеха каустизации картонного завода. Керамические мембраны
Crossflow используются для очистки части зеленого щелока, устранения узких мест су-
ществующих фильтров отстойников зеленого щелока. Качество щелока улучшается за
счет снижения образования НПЭ. CleanFlow также может использоваться для очистки
белого щелока, как для всего потока для улучшения качества целлюлозы, так и ее ча-
сти, при подготовке окисленного белого щелока для кислородно-щелочной делигнифи-
кации после варки или в скруббере для очистки газов от отбельного цеха.
Щелок для варочных котлов производится в процессе рекаустизации. Зеленый
щелок от бака-растворителя очищают для того, чтобы удалить щлам и нерастворимые
336
вещества. Чистый зеленый щелок каустизируется с помощью извести (CaO), чтобы
превратить карбонат натрия (Na2CO3) в гидроксид натрия (NaOH), в соответствии с
реакциями гашения и каустизации:
Гашение: CaO (s)+H2O (aq) => Ca(OH)2(s).
Каустизация: Na2CO3 (aq)+Ca (OH)2 (s) <=>2NaOH (aq)+CaCO3 (s).
Каустический щелок, известный как белый щелок, в основном содержит NaOH,
сульфид натрия (Na2S), Na2CO3 и оседаемый карбонат кальция (CaCO3, шлам изве-
сти), который впоследствии отделяется при очистке/фильтрации. Очищен-
ный/фильтрованный белый щелок подается в варочный котел для варки. После разде-
ления шлам извести промывается и затем подвергается обезвоживанию на намывном
фильтре. Промывная вода (слабый белый щелок) возвращается в бак-растворитель на
растворение плава, в результате образуется зеленый щелок. Загустевший шлам вы-
сушивают, нагревают и обжигают в известерегенерационной печи для производства
извести, которая повторно направляется в гаситель извести. Реакция обжига:
Обжиг: CaCo3 (s) =>CaO (s)+CO2(g)
Непроцессные элементы
Непроцессные элементы (НПЭ) обычно попадают в процесс каустизации с дре-
весиной, водой и используемыми химическими реагентами. Они бывают двух видов -
растворимые и нерастворимые. Технологические изменения, произошедшие за по-
следние годы, такие как улучшение промывки массы, частичное или полное использо-
вание стоков от отбелки и технологии очистки отходящих газов СРК от пыли на элек-
трофильтрах для селективного удаления хлоридов и калия, значительно сократили по-
тери химикатов в целлюлозном производстве. Это привело к появлению непроцессных
элементов, инертных компонентов и тяжелых металлов в цикле регенерации щелоков.
Появление непроцессных элементов в цикле каустизации обычно сопровождается
следующими явлениями:
-
Промывкой/очисткой грязного шлама;
-
Потерей эффективности каустизации%;
-
Плохим оседанием шлама извести;
-
Увеличением пыли в печи и образованием колец;
-
Увеличением расхода топлива ИРП;
-
Снижением качества извести (доступности);
-
Повышенной мутностью белого щелока;
-
Уменьшением жизненного цикла огнеупорного кирпича в ИРП%;
-
Увеличением расхода привозной извести;
-
Плохими условиями варки;
-
Увеличением накипи в котле;
-
Увеличением расхода химикатов на отбелку;
-
Снижением белизны целлюлозы;
-
Увеличением накипи в цехе каустизации;
-
Увеличением содержания металлов в массе, что негативно влияет на ка-
чество целлюлозы.
Степень проработки
Была установлена, смонтирована и запущена на целлюлозном заводе Ence в го-
роде Понтеведра, Испания. Установка микрофильтрации была разработана в сотруд-
ничестве с KTH Королевским Институтом Технологии в Стокгольме, Швеция.
337
Достигаемые экологические преимущества
С помощью микрофильтрации удаляют почти все взвешенные частицы из зеле-
ного щелока: от 3 000 мг/л до <6 мг/л и сокращают количество удаляемых отходов.
Микрофильтрация белого щелока дает возможность предприятиям оптимизиро-
вать контроль химикатов вместе с эффективным удалением частиц металлов, что ве-
дет к почти нулевой концентрации металлов в массе и к высокому качеству как целлю-
лозы для бумаги, так и растворимой целлюлозы. Микрофильтрация дает дополнитель-
ную производительность фильтрационных процессов, которые могут быть использова-
ны для нужд предприятия. Система микрофильтрации может быть эффективно приме-
нена для увеличения производительности цеха каустизации вместе с увеличением ка-
чества зеленого и белого щелока, обеспечив отделение взвешенных веществ от жид-
кости.
Экономические аспекты внедрения
Эффективное удаление непроцессных веществ максимально снижает себестои-
мость производства целлюлозы и сокращает количество удаляемых отходов.
Чистота щелока способствует более низкому расходу химикатов на восполнение
потерь или низкой концентрации инертных веществ при одинаковом расходе химика-
тов. Снижение концентрации инертных веществ сокращает расход извести, улучшает
процесс обезвоживания извести и снижает расход энергии.
ПТ-1.5. Использование побочных продуктов сульфатной варки в качестве
«зеленого» топлива
Описание технологии
Некоторые побочные продукты, полученные при варке и переработке черного
щелока для использования в качестве источников жидкого или твердого топлива для
ИРП, нужно предварительно подготовить. Такими продуктами являются талловое
масло и продукт его дистилляции, такой как талловый пек, а также метанол, скипидар и
лигнин.
Талловое масло (получается из сульфатного мыла, снятого с черного щелока и
разложенного серной кислотой) и скипидар имеют высокую стоимость на рынке, как
сырье для химической переработки. Другой побочный продукт - метанол, который
собирают, чтобы достичь стандартных требований по вредным выбросам в атмосферу,
установленным для целлюлозных комбинатов. Часто для метанола требуется
дополнительная переработка или очистка, чтобы его можно было использовать в
качестве топлива для ИРП. Другой побочный продукт, полученный от
варки/регенерации, используемый в качестве топлива для ИРП, - лигнин. Лигнин
можно отделять от черного щелока и сжигать в виде порошка в специальной горелке
для твердого топлива. Требуется серьезная подготовка лигнина, чтобы получить из
него готовое «зеленое» топливо. К сожалению, системы сжигания лигнина являются
взрывоопасными и должны проектироваться, исходя из принципа, что безопасность -
главный приоритет.
Степень проработки
Используется на некоторых предприятиях в России как дополнительное топливо.
Достигаемые экологические преимущества
На предприятиях по производству сульфатной целлюлозы самым крупным по-
требителем минерального топлива является известерегенерационная печь (ИРП). В
338
статье Peter W. Hart Alternative «green» lime kiln fuels:Part I - Pulping/recovery byproducts
Альтернативное «зеленое» топливо для ИРП: Часть I - побочные продукты вар-
ки/регенерации /Journal Tappi, Vol 19, № 5, May 2020, p. 263-269 описана возможность
использования скипидара для замены минерального топлива на 10 %, метанола, что-
бы заменить 20 % минерального топлива, тогда как использование сырого таллового
масла (СТМ), таллового пека (ТП) и лигнина позволит осуществить более высокую сте-
пень замещения минерального топлива, чтобы снизить углеродный след при обжиге
извести.
Экономические аспекты внедрения
Замещение покупного минерального топлива на побочные продукты вар-
ки/регенерации.
ПТ-1.6. Производство экологически чистого топлива взамен ископаемого на
предприятиях ЦБП
Описание технологии
В статье (Katja Kuparinen, Satu Lipiӓinen, and Esa Vakkilainen Can carbon capture
be a new revenue opportunity for the pulp and paper sector? - Могут ли предприятия цел-
люлозно-бумажной промышленности получать доход от улавливания углерода?
/Journal Tappi, Vol. 20, №8, August 2021, p. 527-539), указано, что переход к углеродной
нейтральности потребует применения углерод-отрицательных технологий. Это создает
новые возможности для отрасли в ближайшем будущем. Целлюлозно-бумажная про-
мышленность уже перерабатывает огромное количество биомассы и производит
большое количество биогенного диоксида углерода. Отрасль хорошо подготовлена к
использованию биоэнергетики с улавливанием и хранением углерода, которая счита-
ется одной из ключевых технологий с отрицательным выбросом углерода. Если улав-
ливаемый углекислый газ можно будет использовать для производства экологически
чистого топлива взамен ископаемого, то это создаст огромный дополнительный рынок,
на передней линии которого находятся целлюлозно-бумажные комбинаты.
Экологически чистое производство водорода
Электролизеры для разложения воды разлагают воду на водород и кислород при
помощи электричества. Если источник электроэнергии возобновляемый, то произво-
дится зеленый водород. Щелочной электролиз является наиболее зрелой технологией
электролиза [3] и в этом исследовании он выбран в качестве эталонного метода.
Производство экологически чистого транспортного топлива
Наиболее широко предлагаемое использование уловленного биогенного CO2 за-
ключается в производстве синтетических углеводородов с использованием зеленого
водорода. Затем можно производить электротопливо (класс углеродно-нейтрального
топлива), если электроэнергия является возобновляемой, а источник CO2 из биомассы
. Синтез метанола (MeOH) был выбран здесь в качестве эталонной технологии зелено-
го топлива, потому что это более зрелая технология, чем многие другие процессы син-
теза на основе диоксида углерода. Метанол также имеет большие рынки сбыта, по-
скольку помимо использования в качестве топлива, он широко используется в химиче-
ской промышленности для получения многих других продуктов, таких как формальде-
гид, метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) и уксусная кислота. Преобладающим методом
производства метанола является каталитическая конверсия синтез-газа, полученного в
основном из природного газа.
339
Метанол может быть получен непосредственно из CO2 с помощью процесса гид-
рирования [4]. Реакция является экзотермической и может обеспечить около трети
тепла, необходимого для процесса улавливания углерода. Исходя из уровня теплоты
сгорания водорода и метанола, эффективность синтеза составляет 83 % [5]. Если КПД
для щелочного электролиза на основе теплоты сгорания водорода составляет 67 %, то
общий КПД от воды до получения метанола составляет 56 %.
Степень проработки
Данная технология в России не применяется, на зарубежных предприятиях
находится в опытно-промышленной проработке.
Достигаемые экологические преимущества
Целлюлозная промышленность может внести значительный вклад в сокращение
выбросов CO2 как в качестве крупного потребителя, в частности, биоэнергии, так и в
связи со значительными выбросами CO2 из ископаемых источников и биотоплива. Это
приводит к вопросу о выборе методов снижения этих выбросов. Этот вопрос должен
быть интересен как промышленным операторам, так и политикам.
Экономические аспекты внедрения
Цель расчетов затрат состоит в оценке возможных вариантов возмещения за-
трат на улавливание углерода и производство экологически чистого топлива. Техниче-
ская оценка улавливания углерода, электролиза и метанирования основана на описа-
ниях процессов, представленных в соответствующих предыдущих разделах. Было изу-
чено влияние следующих факторов на себестоимость продукции с применением био-
энергетики, улавливания СО2/биоэнергетики и использования углерода:
- цена системы торговли квотами на выбросы;
- кредит на отрицательные выбросы;
- стоимость электроэнергии для электролиза;
- экономические показатели комбината (хорошие/средние/низкие);
- скорость улавливания углерода.
Справочные материалы:
1
Lehtonen, J., Alakurtti, S., Arasto, A., et al., «The carbon reuse economy -
Transforming СО2 from a pollutant into a resource», VTT Technical Research Centre of Fin-
land, Espoo, Finland, 2019.
2
European Commission, “In-depth analysis in support of the COM(2018) 773: A
Clean Planet for all - A European long-term strategic vision for a prosperous, modern, com-
petitive and climate neutral economy," European Commission, Brussels, 2018.
3
Lehner, M., Tichler, R., Steinmuller, H., et al., Power-to-Gas: Technology and
Business Models, Springer, Heidelberg, 2014.
4
Van-Dal, E.S. and Bouallou, C. J. Cleaner Prod.
57:
38
(2013).
5.
Hurskainen, M. «Economic feasibility of CO2 utilization - Case pulp mill», Final
Seminar of the 〖BIOCO〗_2 project, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo,
Finland, 2018.
340
Описание перспективных технологий для российских производств
сульфитной и нейтрально-сульфитной целлюлозы (ПТ- 2)
ПТ-2.1. Отбелка озоном (см. ПТ-1.1)
ПТ-2.2. Технология бесхлорной отбелки -TCF
Описание технологии
TCF-отбелка представляет собой отбелку целлюлозы без использования
химикатов, содержащих соединения хлора. Этот процесс довольно быстро
развивается, хотя его использование требует, как правило, более существенных
изменений в технологическом процессе. При TCF-отбелке обычно используется
пероксид водорода, озон (Z) или перуксусная кислота (PA). В том случае, если
целлюлоза имеет достаточно низкое число Каппа после продленной варки и
кислородно-щелочной делигнификации, и если переходные металлы (например, Mn2+)
удаляются на необходимой хелатной ступени (Q-ступени), то в принципе существует
возможность добиться достаточно высокой белизны целлюлозы, соответствующей
требованиям рынка, с использованием пероксида водорода в качестве единственного
отбеливающего химиката. Расход Н2О2 при этом, как правило, довольно высок. Одним
из возможных вариантов снижения расхода Н2О2 является введение озонирования до
ступени обработки пероксидом (ZQP или ЗХП). Недостатком применения озона
является то, что при значительных его количествах, недостаточном перемешивании
газа с массой или при несоответствующем аппаратурном оформлении и режиме он
имеет склонность деструктирующе воздействовать на целлюлозные волокна.
Использование в качестве отбеливающего химиката перуксусной кислоты на
ступени, предшествующей отбелке пероксидом водорода, позволяет с успехом заме-
щать озон. Высокой белизны можно достичь даже в том случае, когда число Каппа не-
беленой целлюлозы не является предельно низким. Недостаток применения перуксус-
ной кислоты заключается в ее достаточно высокой стоимости.
Примеры различных схем TCF-отбелки представлены в таблице 6.1.
Таблица 6.1 - Схемы TCF-отбелки
TCF-отбелка хвойной целлюлозы
TCF-отбелка лиственной целлюлозы
Q(EP)(EP)(EP)
QPZP
Q(OP)(ZQ)(PO)
Q(OP)(ZQ)(PO)
Q(EOP)Q(PO)
Q(EOP)Q(PO)
Q(OP)ZQ(PO)
Q(OP)ZQ(PO)
Примечание:
Q - слабокислая ступень, в которой для удаления металлов используются хелатирующие
реагенты ЭДТК и ДТПК;
EP - ступень щелочной экстракции, на которой используется гидроксид натрия (NaOH) с до-
бавлением раствора Н2О2 для усиления процесса за счет окисления;
ЕОР - щелочная экстракция с добавлением кислорода и H2O2 для усиления процесса за
счет окисления
ЕО - ступень экстракции, в которой используется гидроксид натрия и газообразный кислород
в качестве;
Р - обработка Н2О2 в щелочной среде;
Z - озоновая ступень, где используется газообразный озон (О3) в составе смеси О2 - О3;
РО - отбелка Н2О2 под давлением кислорода
341
В настоящее время TCF-отбелка является хорошо освоенной технологией. Мно-
гие заводы в Европе имеют гибкие схемы отбелки, позволяющие производить или TCF-
, или ЕСF-отбелку. Некоторые заводы производят только ЕСF-целлюлозу, т.к. при TCF-
отбелке труднее достичь высокой белизны. Доля TCF-целлюлозы в мире в последние
годы не превышает 5-7 % от всей беленой целлюлозы, хотя в Скандинавии ее доля
составляет около 25 %.
Степень проработки
Данная технология находится в РФ на стадии научно-исследовательских и опыт-
но-конструкторских работ и может быть освоена как на новых, так и на действующих
предприятиях ЦБП.
При переходе от ECF- на TCF-отбелку необходимы: хелатная ступень, новая
кислородная ступень и дополнительное промывное оборудование. В случае, когда
применяется ступень обработки пероксидом водорода или озоном, необходимы две
новые отбельные башни, а также модернизация промывных фильтров, отбельного це-
ха. При отбелке озоном необходимо наличие генераторов озона и реактора для отбел-
ки массы озоном. Для отбелки перуксусной кислотой также необходима одна отбель-
ная башня.
Достигаемые экологические преимущества
При TCF-отбелке не происходит образование АОХ, диоксинов, хлорфенолов;
полное исключение АОХ в сточных водах отбельного цеха.
Экономические аспекты внедрения
Капиталовложения на реализацию отбелки Н2О2 на новых заводах с производ-
ственной мощностью в 1 500 т в.с.ц./сут. составляют 7-8 млн евро; на действующих за-
водах - 2-5 млн евро, в зависимости от материала, из которого изготовлено существу-
ющее отбельное оборудование. Если материал устойчив к Н2О2, то расходы будут со-
ставлять 2-3 млн евро. Эксплуатационные расходы при отбелке пероксидом водорода
значительно выше, чем при ECF-отбелке, из-за более высоких расходов, преимуще-
ственно на Н2О2, и составляют 1,8-2,1 млн евро/год.
ПТ-2.3. Удаление хелатирующих реагентов путем биологической очистки
при невысокой щелочности или с использованием «промышленных почек»
Повышенные концентрации хелатирующих агентов (Q) обнаруживаются в сточ-
ных водах от производства TCF и ECF-целлюлозы, если в схеме есть пероксидные
ступени и, следовательно, предшествующая им Q-ступень. При анализе сточных вод
завода, использующего для отбелки целлюлозы TCF-технологии, в них было обнару-
жено 25-40 % Q от их общей загрузки. Это соответствует содержанию в сточных водах
10-15 мг Q/л при загрузке 2 кг Q/т целлюлозы.
Для снижения потребления и сброса Q, применяемых до ступени отбелки перок-
сидом водорода, используют так называемые «промышленные почки». На шведском
заводе фирмы MoDo в г. Думшье была введена в эксплуатацию технология Kemira
NetFloc для утилизации ЭДТК из стоков от Q-ступени. На этом предприятии, применя-
ющем TCF-технологию отбелки, потребление ЭДТК было снижено на 65 %. Система
Kemira NetFloc проявила себя как очень эффективное средство для удаления из филь-
тратов целлюлозно-бумажного производства таких проблемных веществ, как экстрак-
тивные вещества и тяжелые металлы.
342
При реализации этой технологии повышают рН фильтратов и добавляют угле-
кислую соль для осаждения. Металлы, связанные с ЭДТК (или ДТПК), при этом осво-
бождаются из состава комплекса и осаждаются. Для флокуляции в отобранный филь-
трат добавляют полиэтиленоксид (ПЭО) с высоким молекулярным весом, водный рас-
твор которого производят на установке для приготовления полимера и вводят в трубу
для фильтрата. Реакция флокуляции между оксидом полиэтилена и экстрактивными
веществами завершается до того, как фильтрат покидает трубу. В последнее время
было обнаружено, что хлопья ПЭО-смолы собирают любые нерастворенные соедине-
ния в фильтрате. Это означает, что осажденные соли металлов (например, гидрокси-
ды, сульфаты) и другие нерастворимые вещества переходят в смоляной шлам. Окон-
чательная операция заключается в отделении смоляного шлама от фильтрата, напри-
мер, во флотационной установке. Очищенный фильтрат с регенерированным Q по-
вторно используется в технологическом процессе; смоляной шлам либо подается на
фильтр для отделения и промывки шлама зеленого щелока, либо сжигается, например,
в корьевом котле сразу или после обезвоживания в прессе.
Снижение количества металлов, поступающих на отбельную установку, позволя-
ет уменьшить расход хелатирующих реагентов перед ступенью отбелки пероксидом
водорода. Кроме того, регенерация Q сама по себе снижает расход этих реагентов.
Ожидаемая степень удаления из системы кальция, марганца и железа, а также экс-
трактивных веществ, составляет свыше 80%. Данная система позволяет также регене-
рировать до 75 % Q и сократить расход свежей воды на отбелку до 5-8 м3/т в.с. цел-
люлозы.
Степень проработки
Технология Kemira NetFloc для регенерации ЭДТК в сточных водах отбельной
установки уже используется на предприятиях некоторых стран.
Способность к очистке сточных вод от отбельной установки, содержащих ЭДТК,
на очистных сооружениях с использованием активного ила в умеренных щелочных
условиях была подтверждена как лабораторными исследованиями [C.G. van Ginkel,
1997 a+b], так и на заводской установке биологической очистки сточных вод.
Достигаемые экологические преимущества
На заводской установке по биологической очистке сточных вод при невысокой
щелочности (рН=8-9) было получено среднее снижение количества ЭДТК в сточных
водах на 50 % (примерно 10 % при рН=7). Результаты также указывают на то, что уве-
личение рН до 8-9 оксидом кальция (дозировка примерно 90 мг CaO/л) не мешает нор-
мальной работе биологической очистки активным илом. Концентрации ЭДТК в образ-
цах с ускоренной биодеградацией остались относительно постоянным (2-4 мг/л). Би-
одеградация ЭДТК увеличивает выход азота. Следовательно, увеличенная деградация
ЭДТК в установках активного ила выгодна не только по природоохранным причинам, но
также и как способ повышения уровня питательного азота, который обычно недостато-
чен в сточных водах ЦБК.
Экономические аспекты внедрения
Дополнительные расходы на биодеградацию ЭДТК в установках активного ила
при щелочных условиях главным образом определяются потреблением CaO.
Данных по экономическим показателям применения системы Kemira NetFloc не
представлено.
343
ПТ-2.4. Увеличение производства электроэнергии на основе продуктов био-
массы и утилизация избыточного тепла (см. ПТ-1.2)
ПТ-2.5. Делигнификация перекисью водорода в присутствии катализатора в
кислой среде
Описание технологии
Метод позволяет проводить глубокую делигнификацию после промывки как
сульфатной, так и сульфитной небелёной целлюлозы. Содержание остаточного лигни-
на после кислой перекисной обработки сравнимо с содержанием лигнина после ступе-
ни хлорирования или первой ступени двуокиси хлора.
Степень проработки
Стадия опытно-промышленных испытаний.
Достигаемые экологические преимущества
Фильтрат от промывки целлюлозы после кислой перекисной делигнификации
может направляться в противоточную промывку небелёной целлюлозы, что позволяет
значительно снизить расход химикатов на отбелку, образование АОХ в отбелке, со-
держание органических соединений в сточных водах отбельного цеха. Гидравлическая
нагрузка на выпарную станцию не увеличивается, что ведет к снижению удельного
расхода тепла на единицу продукции.
Экономические аспекты внедрения
Экономия химических реагентов на отбелку.
Описание перспективных технологий для российских производств механи-
ческой (древесной) массы (ПТ-3)
ПТ-3.1. Отбелка механической массы пероксидом водорода
Описание технологии
Процесс отбелки механической массы в принципе отличается от процесса от-
белки химической целлюлозы, так как в его основе лежит принцип сохранения лигнина,
а не его удаление, как при варке или отбелке целлюлозы. Отбелка древесной массы
реализуется путем перевода хромофорных групп лигнина в бесцветную форму. Таким
образом, при повышении белизны снижение выхода волокна минимально. Процесс от-
белки с сохранением лигнина происходит в 1-2 этапа, в зависимости от того, какая сте-
пень белизны должна быть достигнута. Процессы отбелки механической массы разли-
чаются в зависимости от вида используемого реагента.
Снижение выхода продукции при отбелке пероксидом составляет приблизитель-
но 2 %. Это происходит в основном из-за щелочной среды, сохраняемой в процессе
отбелки и приводящей к возрастанию количества растворимого органического веще-
ства древесины, что приводит к увеличению нагрузки на очистные сооружения.
Степень проработки
Технология внедрена на ряде предприятий.
Достигаемые экологические преимущества
Использование ступени промывки небеленой массы перед ее отбелкой является
эффективным методом снижения в ней содержания металлов и, таким образом, позво-
ляет снизить расход дорогостоящих хелатов. Современный процесс отбелки перокси-
дом проходит при концентрации массы 25-35 %.
344
Экономические аспекты внедрения
Отбелка пероксидом влияет на свойства массы - кроме большей белизны, по-
вышается прочность целлюлозы, при этом содержание экстрагируемых веществ сни-
жается и водный баланс улучшается. Если использовать максимально допустимое с
экономической точки зрения количество пероксида, то можно повысить белизну на 20
единиц - до 78-84 % ISO. При наличии в системе ионов тяжелых металлов в результа-
те отбелки получают механическую массу с меньшей белизной, при этом требуется
более высокий расход пероксида вследствие его частичного разложения. Поэтому до
отбелки добавляют хелаты (например, ЭДТК, ДТПК), чтобы образовать стабильные
комплексы с тяжелыми металлами (Fe, Mn, Cu, Cr). Это позволяет избежать снижения
белизны массы и деструкции пероксида. ЭДТК и ДТПК содержат азот, который в их со-
ставе появляется в сточной воде.
ПТ-3.2. Процесс Thermopulp
Описание технологии
В этом процессе на первой ступени размола имеют место относительно низкие
температура (120о - 125оС) и величина УРЭ 500-600 кВт·ч/т. Давление и температура
повышаются перед второй ступенью размола, которые достигают очень высоких зна-
чений - до 700 кПa и 170 С. По имеющимся данным использование процесса позво-
ляет экономить 10-20 % энергии. При данной технологии уменьшение расхода энергии
может сопровождаться незначительным снижением сопротивления раздиранию (при-
мерно на 5-6 %) и белизны (60 % ИСО вместо 62 %).
Основными особенностями технологии RTS по сравнению с традиционной тех-
нологией является сокращенная продолжительность гидротермической обработки ще-
пы, но при более высокой температуре, превышающей температуру стеклования лиг-
нина, а также в 1,7-2 раза более высокая скорость вращения дисков рафинера на пер-
вой ступени размола.
Особенностями технологии Thermopulp являются относительно низкая темпера-
тура щепы и малоинтенсивный размол на первой ступени при высоких значениях дав-
ления и температуры на второй ступени размола.
Технология APMP (ЩПММ) производства беленой ХТММ с использованием пе-
роксидной отбелки в щелочной среде и ее модификация - технология РRC-APMP - от-
личаются наличием одной - трех ступеней интенсивной пропитки щепы щелочным рас-
твором пероксида водорода путем предварительного вытеснения из нее воздуха и во-
ды посредством интенсивного механического сжатия в специальных аппаратах им-
пресфайнерах. Размол в две ступени ведется при атмосферном давлении с промывкой
массы между ступенями размола. Отбелка осуществляется по мере движения массы
по технологическому потоку при отсутствии отбельных башен. В способе PRC-APMP
часть отбельных химикатов вводится в рафинер первой ступени, вследствие чего по-
вышается эффективность использования энергии и химикатов. Кроме того, после ра-
финера первой ступени установлен бассейн массы высокой концентрации для более
полного завершения процесса отбелки.
Основные и побочные технологические эффекты
Если основным эффектом при реализации способов RTS и Thermopulp является
значительное снижение расхода энергии на размол, то в качестве побочных эффектов
345
можно указать повышение прочностных характеристик массы (на 6-11 %), снижение
количества отходов и особенно грубых волокон и костры, уменьшение количества экс-
трактивных веществ. В способе ЩПММ основные эффекты - возможность обойтись
без башен отбелки и низкий расход энергии на собственно размол. Побочные положи-
тельные эффекты - более высокая белимость волокна, гибкость процесса за счет ва-
рьирования расходом каустика и пероксида. Однако имеются и отрицательные побоч-
ные эффекты - повышенный расход химикатов на отбелку, возможность появления от-
ложений на рабочих поверхностях рафинеров в результате использования силиката
натрия, повышенный расход энергии в импресфайнерах и их ускоренный износ.
Степень проработки
Технология внедрена на европейских предприятиях.
Экологические аспекты
Несколько более высокий выход, снижение количества отходов приводят к
меньшим потерям волокна со сточными водами, а также к снижению их ХПК. При тех-
нологии ЩПММ выход повышается также за счет большего сохранения лигнина, что
также снижает ХПК сточных вод. Использование только окислительной отбелки перок-
сидом исключает наличие в сточных водах соединений серы.
Снижение расхода электроэнергии опосредствованно приводит к сжиганию
меньшего количества топлива при получении электричества и тем самым к снижению
эмиссий в атмосферу углекислого газа, NOx, а также золы в виде твердых отходов.
Экологические аспекты
Снижение расхода электроэнергии на размол на 15-25 %, снижение капиталь-
ных и эксплуатационных затрат (в способе ЩПММ на 25 % ниже, главным образом за
счет отсутствия отбельных башен), повышение конкурентоспособности продукции на
рынке вследствие улучшения ее показателей.
Мотивация для внедрения технологий
Основной мотивацией для внедрения этих технологий является снижение расхо-
да энергии, снижение капитальных и эксплуатационных затрат, улучшение качества
массы, повышение выхода, улучшение экологических показателей сточных вод.
ПТ-3.3. Внедрение технологии получения ТММ-ХТММ из хвойной щепы по
методу RTS (см. 4.3.3)
ПТ-3.4. Внедрение технологии получения ХТММ из лиственной щепы по
щелочно-перекисному способу (см. 4.3.4)
ПТ-3.5. Внедрение технологии получения ТММ из хвойной древесины по
методу по щелочно-перекисному методу (см. 4.3.4)
ПТ-3.6. Удаление хелатирующих реагентов путем биологической очистки
при невысокой щелочности или с использованием «промышленных почек» (см.
ПТ-2.3)
346
ПТ-3.7. Биосорбция на избыточном активном иле
Описание технологии
Метод разработан компанией KWI.
Избыточный активный ил сооружений биологической очистки сточных вод обла-
дает хорошей сорбционной способностью по отношению к трудно-окисляемым высо-
комолекулярным органическим соединениям. Метод хорошо работает как локальная
очистка сточных вод ДПЦ, ступени щелочения после первой ступени отбелки, концен-
трированных сточных вод ХТММ. Наилучшим применением метода является сочетание
биосорбции с флотацией. В этом случае коагуляция и флотация может проводиться
без использования химикатов (коагулянтов и флокулянтов).
Степень проработки
Опытно-промышленные испытания.
Достигаемые экологические преимущества
Эффективность по снижению ХПК достигает 50 %. При этом наиболее высокий
эффект наблюдается по отношению к трудно-окисляемой биологическими методами
органике. Абсорбированная на иле органика после совместной флотации, за счёт об-
разования капилляров из мелких пузырьков воздуха, обезвоживается легче, чем после
отстаивания.
Значительное снижение поступления органических соединений в систему биоло-
гической очистки, что значительно повышает общую эффективность очистных соору-
жений по снижению БПК и ХПК.
Экономические аспекты внедрения
Снижение нагрузки на биологическую очистку позволяет повышать производи-
тельность основного производства без реконструкции сооружений биологической
очистки. Применение технологии в качестве локальной очистки высококонцентриро-
ванных сточных вод позволяет значительно повысить степень водооборота за счет ис-
пользования очищенной сточной воды вместо свежей.
6.2
Перспективные технологии в производстве макулатурной
массы
ПТ-4.1. Сухой размол макулатурного сырья
Описание технологии
Сухой размол - альтернативный способ роспуска макулатуры с применением
различного оборудования, шаровые или молотковые мельницы аэродинамический
диспергатор и т.п. Сухой способ получения волокон актуален для переработки в
первую очередь марок макулатуры, содержащих Tetra Pak и др. влагопрочные виды
бумаги и картона. Наиболее эффективны схемы с аэродинамическим диспергатором, в
котором одновременно проходят процессы сушки, измельчения, инерционной сепара-
ции материалов до заданной влажности и гранулометрического состава. Принцип дей-
ствия основан на ударном воздействии ротора на материалы при интенсивном массо-
воздухообмене, обеспечивающем сушку. Вращающийся ротор с радиальными лопат-
ками создает в аппарате вихревое движение воздуха. Отбор готового продукта осу-
ществляется из центра аппарата под действием вакуума, подключаемого к каналу от-
бора измельченной массы. Происходит наложение радиального и вихревого движений
347
воздуха. При определенном соотношении скоростей вращения ротора и продува воз-
духом осуществляется сепарация готового продукта, при этом крупные и влажные ча-
стицы не будут выноситься из аппарата, т.к. обладают большей инерцией, чем мелкие
и сухие. Скорость движения частиц отличается от скорости движения ротора, что обес-
печивает энергию, необходимую для измельчения материала. Дополнительно осу-
ществляется сушка материала, которая обеспечивается интенсивным массо-
воздухообменом. Применение аэродинамического диспергатора позволяет в большей
степени сохранить длину и свойства волокна. Сухой размол в шаровых и молотковых
мельницах имеет ряд недостатков: волокна сильнее измельчаются с потерей бумаго-
образующих свойств, нет разделения по фракциям, измельчается и бумага, и поли-
мерные пленки и металлическая фольга. Требуется дополнительная очистка от поли-
мерной пленки и металла.
Степень проработки
Данная технология находится в РФ на стадии научно-исследовательских и опыт-
но-конструкторских работ и может быть освоена как на новых, так и на действующих
предприятиях ЦБП. В настоящее время сухой размол в аэродинамических сушилках -
диспергаторах применяется для роспуска макулатуры на предприятиях России и за ру-
бежом для получения теплоизоляционных материалов (эковата) и сорбента нефтепро-
дуктов. Есть положительные примеры апробации сухого размола на предприятия ЦБП
в России с добавкой волокна, полученного сухим роспуском, в композицию бумаги и
картона. Нет примеров практической реализации и внедрения сухого размола влаго-
прочной макулатуры на предприятиях переработчиках макулатуры, производящих бу-
магу, картон или формованные изделия.
Экологические аспекты
Процесс привлекателен с точки зрения резкого снижения водопотребления и как
правило уменьшения объемом образующихся стоков. Сухой размол позволит увели-
чить объемы рециклинга трудно перерабатываемой макулатуры, как следствие снизить
объемы отправляемой на свалку трудно перерабатываемой макулатуры.
Экономические аспекты внедрения
Сухой способ получения волокон обладает рядом преимуществ, а именно сни-
жением расхода воды, энергии, необходимой на транспортировку и очистку массы и
отходов, сокращением количества и объемом емкостного и другого оборудования для
переработки макулатуры, как следствие меньшими металлоемкостью и капитальными
затратами. Сухой размол можно рассматривать как наилучшую альтернативу класси-
ческому процессу гидродинамического роспуска макулатурного сырья, содержащего
Tetra Pak и влагопрочные виды бумаги и картона. Рекомендуется к применению произ-
водителям формованных изделий, бумаги или картона из макулатуры.
ПТ-4.2. Термодиспергирование макулатурного сырья в производстве кар-
тона
Описание технологии
В настоящее время термодиспергирование широко распространено в схемах пе-
реработки белых марок макулатуры и не применяется у производителей макулатурного
картона. распространение технологии полноцветной печати на коричневых видах бума-
ги и картона приводит к увеличению загрязнений макулатурного сырья. Повышение
конкуренции среди производителей и рост требований к качеству макулатурных карто-
348
нов свидетельствует о возможности применения термодиспергирования в схемах под-
готовки макулатурного сырья в производстве коричневых видов картона и бумаги из
макулатуры. Технология широко известна и описана в п. 2.6.6. Термодисперсионная
обработка (ТДО) массы базируется на общем свойстве загрязнений (битум, воски, па-
рафины, латекс, смолы и печатные краски) пластифицироваться (плавиться) и диспер-
гироваться (измельчаться) в условиях повышенных температур и проводится как для
повышения степени разволокнения, так и для равномерного диспергирования загряз-
нений в массе до размеров, которые не окажут отрицательного влияния на внешний
вид бумаги и картона.
Степень проработки
В России не применяется на предприятиях, производящих коричневые тароупа-
ковочные виды бумаги и картона, и может быть освоена как на новых, так и на дей-
ствующих предприятиях ЦБП.
Экологические аспекты
Процесс не сопровождается образованием дополнительного количества отхо-
дов, т.к. загрязнения измельчаются и выводятся с готовой продукцией. Не происходит
ухудшения качества сточных вод, нет дополнительной нагрузки на очистные сооруже-
ния.
Экономические аспекты внедрения
Внедрение в схему подготовки макулатурного сырья термодисперсионной обра-
ботки позволит улучшить внешний вид продукции.
ПТ-4.3. Комплексные линии очистки сточных вод для замыкания системы
водооборота
Описание технологии
Предлагаемое техническое решение базируется на применении уникального ре-
актора reVODA.
reVODA представляет из себя реактор замкнутого электромагнитного поля, ра-
ботающего на принципе магнитно-кавитационной обработки стоков. Внутри реактора
reVODA находятся игольчатые элементы, выступающие в качестве кавитаторов. За
счет схлопывания воздушныхпузырьков на границе разделения газ-жидкость обраба-
тываемых стоков образуется ударная волна (кавитационный эффект), которая способ-
ствует механическому разрушению органики и механическому уничтожению патогенной
микрофлоры в обрабатываемых стоках. Реактор reVODA не имеет аналогов в мире.
Степень проработки
Технология внедрена весной 2021 года на одном из предприятий РФ по перера-
ботке макулатуры, и очищенная вода в качестве оборотной воды возвращается на
производство.
Экологические аспекты
Полностью уничтожаются запахи, патогенная микрофлора, нейтрализуются тя-
желые металлы. Устраняются хлорные соединения, кислоты, соли и нефтепродукты.
Линии очистки не чувствительны к залповым сбросам и простоям.
Экономические аспекты внедрения
Имеет высокую производительность при малых размерах. Имеет низкие эксплу-
атационные затраты.
349
6.3 Перспективные технологии в производстве бумаги и
картона
Описание перспективных технологий для производства бумаги и картона (ПТ-5)
ПТ-5.1. Снижение расхода воды и удельных сбросов при организации мак-
симально возможного замкнутого цикла использования оборотной воды
Описание технологии
В статье Martin Fairbank Close the loop to reduce cost - Замкнутый водооборот
снижает затраты / Pulp & Paper CANADA, 2018, Vol. 119, № 4. - p. 12 на основе
аналитических данных PaperWeek Canada показано, что с целью сокращения расхода
свежей воды и снижения сбрасываемых сточных вод удаляемую из бумажной массы в
процессе формования полотна на БДМ или КДМ воду используют как оборотную на
стадии роспуска волокнистых полуфабрикатов при разбавлении бумажной массы пе-
ред сортированием и очисткой, регулировании концентрации бумажной массы.
В зависимости от места образования и содержания взвешенных и растворенных
веществ оборотную воду разделяют на три потока (цикла).
Первый поток образует регистровая вода из зоны формования бумажного полот-
на сеточной части, обогащенная волокном, наполнителями. Эта вода без осветления
направляется на разбавление в массоподготовительный отдел и в поток бума-
го/картоноделательной машины.
Вода второго потока (из отсасывающих ящиков, гауч-вала, прессовой части,
промывки сеток) содержит в два-три раза меньше взвешенных частиц, чем регистровая
вода. Эта вода отправляется на локальную внутрицеховую очистку, после чего освет-
ленную воду используют в технологическом процессе вместо свежей воды. Уловлен-
ное волокно от локальной очистки возвращается в поток.
Вода третьего потока содержит избыточную оборотную воду из вторичного цикла
(от очистителей, сортировок и др.). Из-за высокой степени загрязненности ее, как сточ-
ную воду, направляют на химико-механическую и/или биологическую очистку на очист-
ные сооружения предприятия.
Преимуществами использования такой технологии являются снижение потерь
сырья и энергии, снижение объема сточных вод и потребления свежей воды.
Описанные технологии внедрены на многих европейских, североамериканских
предприятиях по производству бумаги.
Степень проработки
Мероприятия по снижению потребления воды могут выполняться как на
действующих, так и на вновь создаваемых предприятиях. Однако, разделение водных
систем производств целлюлозы и бумаги на интегрированных предприятиях, или
высокая степень замыкания водной системы - мероприятия более дорогостоящие для
старых предприятий, так как для создания замкнутой системы водопользования,
весьма вероятно, потребуется реконструкция системы трубопроводов и серьезная
модернизация мокрой части БДМ.
350
Достигаемые экологические преимущества
В зависимости от начального технического состояния предприятия достижимые
уровни потребления свежей воды для разных видов бумаги составляют:
- газетная бумага: 8-13 м3/т;
- немелованная бумага высокого качества: 5-12 м3/т;
- мелованная бумага высокого качества: 5-15 м3/т;
- тонкая мелованная бумага: 10-15 м3/т;
- суперкаландрированная бумага: 10-15 м3/т;
- многослойный гофрокартон: 8-15 м3/т (из первичного волокна);
- флютинг (бумага для гофрирования): 4-10 м3/т (из первичного волокна);
- санитарно-гигиенические виды бумаги: 10-15 м3/т (из первичного волокна; про-
дукты с большой массой 1 м2 или низшие сорта); 15-25 м3/т (из первичного волокна;
продукты с малой массой 1 м2 или высшие сорта).
Экономические аспекты внедрения
Общей информации о структуре расходов для создания замкнутой системы
водооборота нет, поскольку каждое предприятие представляет собой отдельный
случай в этом отношении. Затраты зависят в основном от технических характеристик
предприятия и местных условий. Стоимость этих мероприятий зависит в каждом
конкретном случае от степени реконструкции основного и вспомогательного
оборудования.
ПТ-5.2. Проклейка бумаги и картона
Описание технологии
В мировой практике сложился следующий набор наилучших технологий проклей-
ки бумаги и картона:
- псевдонейтральная технология проклейки с использованием дисперсий кани-
фольных продуктов;
- нейтральная проклейка с использованием дисперсий алкил кетен димеров
(АКД);
- нейтральная проклейка с использованием эмульсий алкенилянтарных анигид-
ридов (АСА).
Степень проработки
В России в настоящее время реализуются все три варианта указанных техноло-
гий.
Для реализации псевдонейтральной проклейки используются преимущественно
дисперсии укрепленной канифоли под названием Сакоцелл 309 производства фирмы
Кемира. Псевдонейтральная технология пришла на смену традиционной кислой техно-
логии. Оборудование для дозирования клея Сакоцелл - простейшее: расходная ем-
кость и дозировочный насос с расходомером.
Для реализации проклейки АКД используют дисперсии АКД следующих компа-
ний: Геркулес, Кемира, Акзо-Нобель. В последние 2 года в России компанией «СКИФ»
организовано производство дисперсий АКД, по своим качествам не уступающей миро-
вым аналогам. Продукты этой фирмы под названием Ультрасайз в настоящее время
медленно вытесняют продукты указанных выше компаний. Оборудование для дозиро-
вания дисперсий АКД простейшее: расходная емкость и дозировочный стандартный
насос с расходомером.
351
Экологические аспекты
Псевдонейтральная проклейка позволила, прежде всего, минимизировать рас-
ход сульфата алюминия. Если на обычной канифольной проклейке предприятия рас-
ходовали на 1 т бумаги 25-40 кг сульфата алюминия, то с переходом на псевдоней-
тральную - 7-21 кг/т. Снизился и расход самого канифольного продукта с 9-25 кг/т до
6-16 кг/т. Кроме того, предприятия стали производить продукцию при рН 5,5-6.5, вме-
сто 4,3-5,5. Следовательно, уменьшилась концентрация сульфат ионов в процессной и
сточной воде.
Экономические аспекты внедрения
Проклейка с помощью АКД многовариантна, но наиболее распространенный ва-
риант включает следующую комбинацию химикатов: катионный крахмал средней сте-
пени замещения, который дозируют в густую бумажную массу в количестве 5-7 кг/т, за-
тем дозируют карбонат кальция, далее вводят дисперсию АКД и, наконец, перед сме-
сительным насосом в оборотную воду вводят либо силиказоль 1-4 кг/т, либо бентонит
1-4 кг/т. В оборотную воду иногда вводят полиалюминий хлорид в количестве до 1 кг/т.
Оборудование для обеспечения данной технологии:
- автоматический джет-кукер, который производит варку крахмала в автоматиче-
ском режиме по заданной программе. Джет-кукеры изготавливают многие компании
(например, BVG, Германия, Valmet-Raisio, Финляндия, Cerestar (Германия) и др. В Рос-
сии джет-кукеры не производятся;
- емкости с мешалками и насосы для приготовления суспензии карбоната каль-
ция и подачи его в массу;
- расходная емкость и дозировочный насос для подачи АКД в массу;
- расходная емкость и дозировочный насос для подачи силиказоля в массу;
- автоматическая установка для приготовления суспензии бентонита и подачи
его в массу;
- расходная емкость и дозировочный насос для подачи полиалюминий хлорида в
массу.
Основные преимущества проклейки АКД вместо канифольной:
- бумага изготавливается в слабощелочной среде, что очень способствует по-
вышению устойчивости бумаги к старению;
- бумагу можно производить с большим содержанием наполнителя, при этом
можно отказаться от каолина и перейти на более дешевый и оказывающий меньшее
влияние на прочность бумаги карбонат кальция;
- расход дисперсии АКД существенно ниже (2-4 кг/т), чем расход канифольного
клея, а применение сульфата алюминия не требуется;
- технология исключительно экологически дружественна, так как сточные воды
содержат лишь взвешенные вещества.
Этот метод проклейки на крупных предприятиях постепенно замещается
проклейкой АСА, как еще более экономичной.
Для реализации проклейки АСА используют АСА-масла различных компаний:
Кемира, Акзо-Нобель и др. Данная технология довольно уверенно распространяется на
предприятия России, так как она позволяет получать требуемые показатели впитывае-
мости при расходах АСА масла 1,0-1,5 кг/т. Она дешевле, чем проклейка дисперсиями
АКД. Однако использование АСА требует комбинации специального оборудования:
352
- кукера для приготовления специализированного катионного крахмала для
эмульгирования АСА;
- эмульгатора, в котором с помощью раствора крахмала АСА - масло переводят
в очень тонкую эмульсию, которую немедленно направляют к точке дозировки. Техно-
логия может быть отнесена к наилучшим технологиям проклейки по своей наиболее
высокой экономичности (АСА дешевле, чем АКД; приготовление эмульсии АСА на
предприятии дешевле, чем приготовление дисперсии АКД у изготовителя) и экологиче-
ской безопасности. По всем другим параметрам данная технология мало отличается от
проклейки АКД.
ПТ-5.3. Регулирование удержания компонентов бумажной массы на сетке
БДМ
Описание технологии
Для удержания компонентов бумажной массы при формовании бумажного по-
лотна на сеточном столе используются следующие наиболее прогрессивные варианты
удерживающих систем:
- система Композил (комбинация катионного крахмала и силиказоля);
- система, в которой комбинируются катионный крахмал и анионный бентонит;
- система, в которой комбинируются катионный полиакриламид и бентонит.
Система Композил предусматривает обработку массы последовательным вве-
дением катионного крахмала и силиказоля. Оборудование для реализации этой систе-
мы простейшее, за исключением джет-кукера для варки катионного крахмала. Эта си-
стема в России в основном внедрена специалистами компании Ека-Нобель.
Система, комбинирующая катионный крахмала и суспензию бентонита, преду-
сматривает последовательное введение в массу сначала раствора крахмала, а затем
бентонита. Эта система имеет очевидное преимущество над системой Композил. Бен-
тонитовый порошок привозят на предприятие сухим, что особенно важно для России,
где минусовые температуры (недопустимые для водных дисперсий силиказоля) явля-
ются обычным делом. Для варианта наилучшей технологии для данного случая необ-
ходимы джет-кукер для варки крахмала и автоматическая установка для приготовления
суспензии бентонита. Такая система реализуется, например, на предприятии Монди
Сыктывкар. Система очень компактна, предельно легка в управлении, требует мини-
мального внимания, надежна в эксплуатации. Такая система может работать годами
без ремонта. Используя данную технологию, можно получать весьма высокий уровень
удержания (до 82 %) при минимальных затратах на химикаты.
Степень проработки
Все эти системы удержания освоены главным образом на крупных предприяти-
ях. На мелких и средних предприятиях используются либо более простые однокомпо-
нентные системы, либо многокомпонентные на основе полиакриамидов (Кемира).
Система, комбинирующая катионный полиакриламид и бентонит, находится в
стадии опытно-промышленных исследований. В отличие от системы катионный крах-
мал-бентонит, эта система требует, кроме джет-кукера, еще автоматической установки
для приготовления раствора полиакриламида. Такие установки поставляют компании
Кемира, Налко и др.
353
Экологические аспекты
За счет повышения удержания компонентов бумажной массы в сеточной части
БДМ/КДМ снижается содержание взвешенных веществ в подсеточной воде и соответ-
ственно снижается нагрузка на очистные сооружения.
Экономические аспекты внедрения
Увеличение скорости обезвоживания бумажного полотна в сеточной части. Уве-
личение удержания мелкого волокна и наполнителей снижает нагрузку на очистные
сооружения и тем самым экономится энергия на перекачку меньших объемов сточных
вод на очистку.
Описание перспективных биотехнологий, технологий, основанных на но-
вых физико-химических методах (ПТ-6)
ПТ-6.1. Биоотбеливание сульфатной небеленой целлюлозы
Описание технологии
При предварительной обработке сульфатной небеленой целлюлозы ксиланаза-
ми, процесс отбеливания проходит заметно интенсивнее. Это позволяет разработать
технологию отбеливания, которая дает возможность вовсе отказаться от применения
элементарного хлора и полностью перейти на отбеливание двуокисью хлора и перок-
сидом водорода. (или технология отбеливания, в которой потребление двуокиси хлора
меньше на 15-20 %, а каустика - на 10-15 %. Ксиланазы эффективны и при кислород-
но-щелочной отбелке. Все это привело к резкому снижению диоксиновой опасности. В
настоящее время заводы в Финляндии, производящие сульфатную небеленую целлю-
лозу, используют ферменты ксиланазы и не используют элементарный хлор. Расход
фермента ксиланазы составляет 100-300 г/т целлюлозы в зависимости от эффектив-
ности фермента и подготовленности целлюлозного потока для данной технологии.
Сущность технологии с следующем.
В целлюлозу после промывки и сгущения вводят небольшие количества кислоты
для регулирования рН до необходимого уровня и затем вводят ксиланазу в количестве
100-300 г/т целлюлозы. Далее в отдельной башне в течение 30-90 минут при темпера-
туре 50-70 °С проводят ферментацию и далее, не отделяя продуктов расщепления,
направляют массу на процесс отбеливания двуокисью хлора. Дозировка ферментного
препарата позволяет обходиться самым простейшим набором оборудования.
Степень проработки
В настоящее время ксиланазы для отбеливания целлюлозы производит множе-
ство компаний. Ферменты производят из культуральных жидкостей в основном грибов
и бактерий. Эффективность ферментного препарата сильно зависит от технологии из-
готовления препарата и присутствия других ферментов. В Финляндии и др. странах
ксиланазы находят применение при отбеливании как лиственной сульфатной небеле-
ной целлюлозы, так и хвойной главным образом по экологическим соображенниям.
Процесс биоотбеливания постепенно распространяется по странам мира. В
настоящее время, кроме Финляндии, этот процесс освоен на некоторых предприятиях
Канады, США, Швеции и других стран.
354
В России технология биоотбелки опытно-промышленных масштабах внедрена на
двух заводах: Ксиланазы для отбеливания поставляет компания Банмарк. Расход
ферментов на тонну целлюлозы - до 300 г.
Экологические аспекты
Технология с применением ксиланаз позволяет сэкономить 15-20 % дорогосто-
ящей двуокиси хлора, расход каустика на 10-15 % и практически избежать образова-
ния хлорлигнинов, которые, попадая в сточные воды, служат источником опаснейших
ядов диоксинового типа.
Экономические аспекты внедрения
Применение ксиланаз снижает расход двуокиси хлора на 15-20 % и позволяет
отказаться от применения элементарного хлора и таким образом резко повысить уро-
вень безопасность технологии отбеливания и экологическую безопасность сточных вод
от отбельного производства.
Оборудование, используемое для дозировки ферментов, простейшее: к контей-
неру на 1 м3 подключен дозировочный микронасос с расходомером.
ПТ-6.2. Биодеинкинг (производство бумаги/картона из макулатуры)
Описание технологии
Деинкинг - это процесс удаления печатной краски из макулатуры в процессе ее
переработки на волокнистую массу. В стандартной технологии деинкинга используют:
1-3 % каустика, 1-3 % силиката натрия, 0,5-1 % перекиси водорода и около 0,5 % по-
верхностно-активных веществ на 1 т полученного волокна. Обработка макулатуры та-
кой системой приводит к сильному загрязнению и минерализации процессной воды,
очистка которой требует немалых затрат. Кроме того, классическая система деинкинга
малоэффективна при переработке офисной макулатуры, в которой тонер глубоко про-
никает в толщу бумаги и даже отдельных волокон. Более того, у классического процес-
са деинкинга есть довольно слабое место - это измельчение частиц краски в процессе
механического воздействия на волокнистую массу. В результате возрастает доля
очень дисперсных частиц краски, которые плохо поддаются процессу пенной флотации
и плохо удаляются из волокнистой массы.
Использование целлюлаз интенсифицирует процесс отделения краски от по-
верхности волокон в отсутствии других химикатов при мягком механическом воздей-
ствии на отделяемую печатную краску и особенно тонер. Исследования показали, что
если подобрать условия, благопритяные для гидролитического воздействия ферментов
целлюлаз на волокнистую матрицу, то возможет хороший деинкинг с использованием
одних ферментов без добавления щелочи и других химикатов.
Степень проработки
В настоящее время процесс биодеинкинга в ряде случае доведен до практиче-
ской реализации и его можно рассматривать как наилучшую альтернативу классиче-
скому процессу деинкинга.
Экологические аспекты
Процесс привлекателен с точки зрения резкого снижения ресурсоемкости про-
цесса деинкинга и резкого уменьшения минерализации процессной воды. Особенно
важно то, что процесс можно проводить совершенно без применения традиционных
сильно щелочных химикатов: силиката натрия и каустика.
355
Экономические аспекты внедрения
Биодеинкинг не требует какого-либо сложного и дорогого оборудования. Процесс
можно осуществлять в обычных емкостях при слабом перемешивании.
Сущность процесса биодеинкинга: в волокнистую массу с максимальной концентраци-
ей (6-15 %) и температурой 40-60 °С водят 300-500 г/т целлюлазы и ферментируют
при мягком перемешивании 30-90 минут. Затем массу разбавляют до требуемой кон-
центрации и направляют на флотацию. Исследования показали, что биодеинкинг
вполне может конкурировать с классическим деинкингом в части удаления краски, а по
экологической и экономической эффективности его превосходит. Поскольку дозировка
фермента невелика, для хранения и дозирования фермента не требуется специально-
го оборудования. Ферментный препарат поставляется в емкости на 1 м3 и устанавли-
вается в удобном месте поблизости от места дозирования. Для дозирования исполь-
зуют стандартный дозировочный микронасос с расходомером.
Технология биодеинкинга позволяет снизить потери волокна с флотационной
пеной, отказаться от использования большого количества экологически недружестен-
ных химикатов (20-40 кг/т), получить продукт с меньшей себестоимостью. Используе-
мый же ферментный препарат на основе целлюлюлаз является абсолютно безвред-
ным биологически разлагаемым продуктом.
В настоящее время целлюлазы для биодеинкинга производят многие фирмы.
В России биодеинкинг пока не используется прежде всего потому, что деинкинг
как таковой практически отсутствует (работает лишь небольшой цех на Каменногор-
ской бумажной фабрике). Однако в ближайшие 4-5 лет развитие деинкинга неизбежно.
Следовательно, найдут применение и целлюлазы.
ПТ-6.3. Ферментативное расщепление крахмала при приготовлении кле-
ильных растворов для клеильных прессов
Описание технологии
Для поверхностной проклейки упаковочных материалов, а также печатных видов
бумаги и офисной бумаги в массовом количестве используют модифицированные
крахмалы. Модификация направлена на снижение вязкости клеильных растворов и
улучшение связующего потенциала крахмального покрытия.
Существуют следующие схемы реализации процесса получения модифициро-
ванного крахмала для приготовления клеильного раствора:
- модифицированный крахмал закупается у изготовителя модифицированного
крахмала в бумажных мешках по 20-25 кг; этот крахмал подвергается варке в кукере
периодического или непрерывного типа (джет-кукер), и полученный раствор направля-
ют на клеильный пресс;
- нативный крахмал подвергают окислительной варке непосредственно на пред-
приятии (окисление гипохлоритом или персульфатом аммония) и полученный раствор
крахмала направляют на клеильный пресс;
- нативный крахмал подвергают ферментативному расщеплению с помощью
фермента альфа амилазы в специальном аппарате, где это процесс производится ав-
томатически по специально разработанной программе.
Практика показала, что наилучшая технология - это автоматическая технология
получения крахмального раствора с помощью гидролитического расщепления альфа
356
амилазами. Эта технология имеет следующие преимущества перед другими имеющи-
мися:
- расход альфа амилазы ничтожен (первые сотни граммов на 1 т), что обуслав-
ливает дешевизну модификации;
- альфа амилаза абсолютно безвредный бесхлорный продукт и не представляет
никакой потенциальной опасности (в отличие от гипохлорита натрия);
- автоматическое проведение процесса по установленной программе гарантиру-
ет получение раствора со стабильными свойствами и минимальные потери крахмала
(менее 0,5 %).
Когда мы говорим о наилучшей технологии биорасщепления крахмала для полу-
чения клеильного раствора для клеильного пресса, то мы имеем в виду комбинацию
следующих наилучших элементов:
- альфа амилазы;
- оборудования (установки) для реализации процесса расщепления;
- программного обеспечения процесса;
- технологической и экологической безопасности процесса и оборудования.
Степень проработки
В настоящее время установки и технологию для ферментативного расщепления
крахмала предлагает несколько компаний, в том числе Metso Paper, Ciba-Raisio,
Cerestar, BVG и др.
В России технология ферментативного расщепления крахмала для поверхност-
ной обработки используется пока на двух предприятиях: на заводе Интернешнл Пэйпа
и Монди Сыктывкар.
Экологические аспекты
Крахмальные растворы легко комбинируются с гидрофобирующими дисперсия-
ми, и это позволяет в ряде случаев вообще отказаться от проклейки (гидрофобизации)
в массе. Особенно это важно для предприятий, на которых волокнистая масса сильно
загрязнена анионными веществами и проклейка в массе, а также использование кати-
онных крахмалов в массу практически не дают экономически приемлемых результатов.
Экономические аспекты внедрения
Технология поверхностной проклейки, при которой приготовленный крахмальный
раствор комбинируют с небольшим количеством гидрофобирующего агента, очень эко-
номична. Действительно, если проклеивать сильно загрязненную бумажную массу «в
массе», то для получения показателя впитываемости не более 30 г/м2 потребуется 15-
16 кг канифольных продуктов и применения сульфата алюминия 18-22 кг/т, в то время
как поверхностная проклейка с добавлением в состав гидрофобирующего агента поз-
воляет обеспечить показатель впитываемости 23-27 г/м2 при расходе гидрофобирую-
щего агента всего 1,5-2,0 кг/т.
ПТ-6.4. Вторичная или биологическая очистка аэробным способом
Описание технологии
В основном применяется для предприятий, использующих вторичное волокно.
Возможно комбинировать биологическую ступень с озонной очисткой или мембранной
фильтрацией. Эффективность очистки достигается системами активного ила с низкой
нагрузкой, в зависимости использования оборудования (биофильтров, реакторов с по-
движным биослоем, реакторами с подвижными питателями, погружным фильтрами).
357
Соотношение ХПК/БПК в отфильтрованных пробах сточной воды после биологической
очистки от 4 до 7 или от 7 до 10.
Степень проработки
Частичное внедрение.
Достигаемые экологические преимущества
Система активного ила с высокой нагрузкой потребляет 0,3-0,5 кг О2/кг удален-
ного БПК5. Система активного ила с низкой нагрузкой требуют 1,5-2. Удельное энерго-
потребление на разложение (удаление) 1 кг БПК5 составляет 0,3-3,0 кВт·ч.
Экономические аспекты внедрения
Затраты (по опыту работы бумажной фабрики Франции для системы очистки ак-
тивного или в производстве печатных видов бумаги мощностью 300 тонн бумаги в сут-
ки - 3 млн евро, гофрированной бумаги (100 т/сутки) -1,5 млн евро.
ПТ-6.5. Физико-химическая очистка сточных вод ДПЦ
Описание технологии
В процессе подготовки сырья: от окорочных барабанов, размораживающего кон-
вейера, короотжимных прессов образуются сточные воды, содержащие большое коли-
чество трудно окисляемых органических соединений. После грубой механической
очистки на барабанных решётках, где удаляются крупные включения, сточные воды
поступают в приёмный резервуар, куда подаются реагенты (коагулянт и флокулянт)
или избыточный активный ил, который хорошо адсорбирует на себя высокомолекуляр-
ные органические соединения. Из приемной камеры сточные воды подаются в смеси-
тель, где смешиваются с циркулирующей водой, насыщенной воздухом, и поступают во
флотатор. Растворённый в циркулирующей воде под давлением воздух при смешении
со сточными водами выделяется в виде мельчайших пузырьков, которые прилипают к
скоагулированным органическим загрязнениям, в результате чего они всплывают и в
сгущённом виде удаляются с поверхности флотатора.
Степень проработки
Проводятся опытно-промышленные работы по внедрению способа.
Достигаемые экологические преимущества.
Сточные воды древесно-подготовительного цеха содержат большое количество
трудно окисляемых органических соединений и для полного окисления требуют значи-
тельно более долгой биологической обработки, чем это происходит на традиционных
сооружениях биологической очистки. Кроме того, при разбавлении в общем объеме
сточных вод концентрация таких загрязнений снижется, что так же приводит к сниже-
нию эффективности очистки. Удаление значительного количества трудно окисляемых
органических соединений физико-химическим способом позволяет заметно снизить
нагрузку на сооружения биологической очистки и объём прироста активного ила, что
положительно сказывается на его дальнейшей утилизации.
Экономические аспекты внедрения
Традиционно сточные воды древесно-подготовительного производства подвер-
гаются механической очистке от крупных включений и сбрасываются в общезаводскую
канализацию. Очищенные сточные воды можно использовать повторно, что снижает
общее потребление воды и уменьшает гидравлическую нагрузку на очистные сооруже-
ния.
358
Снижение на 20-30 % трудно окисляемых органических загрязнений, сбрасыва-
емых на очистные сооружения от цеха подготовки древесного сырья.
ПТ-6.6. Очистка сточных вод
Описание технологии
Наилучшими технологиями при очистке сточных вод являются:
- организация раздельного обезвоживания осадков первичных отстойников и из-
быточного активного ила;
- устранение условий образования вторичных загрязнений (застойные зоны, по-
дача уловленных на последних ступенях загрязнений на вход очистки и т.п.);
- применение физико-химических методов (флотация) уплотнения избыточного и
циркулирующего активного ила. Это позволяет избежать содержания активного ила в
анаэробных условиях и снизить гидравлическую нагрузку на сооружения биологической
очистки;
- применение флото-фильтров для доочистки сточных вод после ступени биоло-
гической очистки;
- применение биосорбции с использованием избыточного активного ила с после-
дующим физико-химическим методом удаления взвешенных веществ из сточных вод
перед подачей на биологическую очистку;
- применение в качестве оборудования для обезвоживания избыточного активно-
го ила аппаратов, не допускающих попадания в фильтрат мелкодисперсной части ила;
- применение локальных физико-химических систем очистки особо загрязнённых
сточных вод производства;
- организация отдельного потока сточных вод, не содержащих органические со-
единения (например, сточные воды с повышенным солесодержанием от продувки ба-
рабанов котлов) в обход системы биологической очистки.
Степень проработки
Внедрено частично.
Достигаемые экологические преимущества
Снижение загрязнений в сточных водах за счет избирательной системы очистки.
Увеличение количества неутилизируемых отходов, увеличение площадей для
размещения шламов от физико-химической очистки.
Экономические аспекты внедрения
Снижение расхода воды за счет комбинированного использования водооборота.
Увеличение расходов на химикаты.
ПТ-6.7. Водный пиролиз органических отходов
Описание технологии
Обработка органических отходов в водной среде при сверхкритических парамет-
рах. Смесь органических отходов (опилки, осадки, ил и т.п.) с водой - реакционная
смесь, обрабатывается при высокой температуре под давлением.
При высоких температурах происходит термическое разложение органических
веществ, сходное с пиролизом. Вода играет роль теплоносителя с хорошим коэффи-
циентом теплопередачи. После проведения разложения смесь поступает в теплооб-
менник, в котором основная часть тепла возвращается в процесс для предварительно-
го нагрева реакционной смеси. Таким образом в процесс возвращается значительное
359
количество тепла, которое безвозвратно теряется при обычном пиролизе. Охлаждён-
ная смесь поступает на сепарирование, а вода возвращается в процесс.
Использование последовательной каталитической обработки горячей реакцион-
ной смеси позволит из продуктов разложения органических соединений синтезировать
нерастворимые в воде или легко летучие органические соединения, которые легко от-
делить от воды, и которые могут использоваться в качестве топлива.
Степень проработки
На стадии экспериментальных исследований.
Достигаемые экологические преимущества
Утилизация древесных отходов для получения альтернативного вида топлива.
Экономические аспекты внедрения
Вовлечение отходов основного производства для получения энергоресурсов и
возможности использования для других целей.
ПТ-6.8. Пропитка щепы перед варкой
Описание технологии
Противоточная пропитка проводится в пропиточной колонне, устанавливаемой
перед варочным котлом непрерывного действия способствует улучшению пропитки
щепы перед варкой и равномерности ее провара.
Горячий щелок из зоны отбора крепкого щелока поступает в нижнюю часть про-
питочной колонны и двигается навстречу столбу щепы, загружаемой в верхнюю часть
пропиточной колонны. При этом щепа по мере движения сверху вниз пропитывается,
нагревается. Остаточная активная щелочность частично расходуется на омыление
легкоомыляемых компонентов (органических, жирных и смоляных кислот), которые вы-
водятся вместе со щелоком из верхней части пропиточной колонны.
Противоточная пропитка позволяет лучше использовать остаточную щелочность
и тепло щелока, отбираемого из котла. При этом сокращается удельный расход белого
щёлока на варку, а также расход тепла на нагрев щепы в котле до температуры варки.
Улучшается равномерность провара щепы. Снижается удельная гидравлическая
нагрузка на выпарную станцию. Улучшается степень провара, повышаются выход и
механическая прочность целлюлозы. Снижаются количество отходов сортирования и
расход реагентов на отбелку.
Степень проработки
Проводятся опытно-промышленные работы по внедрению способа.
Достигаемые экологические преимущества
Улучшение равномерности провара щепы снижает удельный вынос органических
веществ в отбелку, снижает удельный расход химикатов на отбелку и количество орга-
нических соединений в сточных водах отбельного цеха.
Экономические аспекты внедрения
За счет увеличения выхода полуфабриката снижаются удельные расходы сырья
и химикатов на варку.
360
ПТ-6.9. Альтернативное «зеленое» топливо для ИРП: часть II - древесная
биомасса, биомасла, газификация
Описание технологии
В статье, Peter W. Hart «Alternative “green” lime kiln fuels»: Part II - Woody biomass,
bio-oils, gasification, and hydrogen» «Альтернативное “зеленое” топливо для ИРП: часть
II - древесная биомасса, биомасла, газификация» Journal Tappi, Vol 19, № 5, May 2020,
p. 271-279 расматривается применение различных видов топлива на ИРП.
Для того, чтобы сократить количество непроцессных элементов в цикле регене-
рации извести, некоторые предприятия начали газификацию древесной биомассы,
чтобы полученный синтез-газ (иначе называемый рабочим газом) использовать для
сжигания в ИРП. Это не новая технология, и стационарные газификаторы, работающие
на остатках древесины, использовались в Швеции во время Второй мировой войны. В
Южной Африке использовали угольные газификаторы, а некоторые предприятия в Ев-
ропе использовали газификацию древесины и коры в 1980-х, по меньшей мере два та-
ких предприятия все еще используют эту технологию. В последнее время поставщики
оборудования предлагали технологию газификации с циркулирующим кипящим слоем
для производства синтез-газа в комплекте с ИРП. Исторически существует три основ-
ных типа газификаторов, используемых в подаче синтетического газа в ИРП: с восхо-
дящим потоком, с нисходящим потоком и устройства с кипящим слоем. Из всех вариан-
тов древесина - самый распространенный источник топлива для газификационной
установки, интегрированной с ИРП, а уголь (минеральное топливо) - на втором месте.
Степень проработки
Самая стандартная газификационная установка, интегрированная с ИРП, - это
система с кипящим слоем. Первая такая установка была запущена в 1983 году на
предприятии W Schauman в Пиетарсаари, Финляндия. Эта установка работает практи-
чески без проблем в течение многих лет.
Достигаемые экологические преимущества
При сжигании древесных отходов выбросы SO2 значительно ниже, чем при сжи-
гании мазута. Снижение использования ископаемого топлива снижает выбросы парни-
ковых газов при производстве.
Экономические аспекты внедрения
Применение в качестве топлива сжигаемого в форсунках мазута требует нали-
чия сложной и дорогой системы приемки, разгрузки, хранения, постоянного подогрева и
циркуляции. Стоимость единицы тепла, полученной от сжигания мазута, значительно
превышает стоимость тепла, полученного от сжигания древесных отходов.
ПТ-6.10. Переработка осадков сточных вод (кек - уплотненный или высу-
шенный ил и осадок) методом сверхкритических технологий (СКТ)
Описание технологии
Процесс СКТ заключается в обработке (в проточном режиме) углеродсодержа-
щей биомассы около 90 % влажности (сгущенного ила и осадка, кека) без доступа воз-
духа при температурах 300-500 ºС и давлении 220-250 атм., что формирует условия
при которых отсутствует процесс образования канцерогенов (фуранов и диоксинов).
После СКТ процесса получаются технически чистая вода, минеральный остаток
и газообразная составляющая с последующей ее утилизацией в различные виды энер-
гоносителей.
361
Степень проработки
На стадии опытных работ.
Экологические аспекты
СКТ обеспечивает низкий уровень негативного воздействия на окружающую сре-
ду в расчете на объем производимой продукции сульфатной целлюлозы.
Дополнительно эта технология позволяет исключить стадии уплотнения и меха-
нического обезвоживания с добавлением флокулянтов, снизить объемы потребления
воды и сократить затраты на утилизацию осадков сточных вод на 20-30 %.
Экономические аспекты внедрения
Капитальные затраты в 25 раз ниже затрат на сжигание осадка и в 10 раз ниже
затрат на термическую сушку осадка, эксплуатационные расходы в 3 раза ниже затрат
при сжигании осадка и в 1,3 ниже эксплуатационных затрат при термической сушке
осадка.
ПТ-6.11. Композитные материалы при совместном измельчении минералы /
микрофибриллированная целлюлоза: макулатурные волокна, искусственные
минералы и новые формы продукции
Описание технологии
Использование микрофибриллированной целлюлозы (МФЦ) для упрочне-
ния бумажного полотна известно более 20 лет, но значительные затраты на ее произ-
водство не позволили МФЦ широко использовать в промышленности. Однако появи-
лась новая промышленная технология производства МФЦ, по которой она получается
при совместном размоле целлюлозы с минералами. Минерал действует как дополни-
тельное дефибриллирующее средство, добавляемое к размалываемой целлюлозе, что
обеспечивает экономически эффективное производство композитного материала ми-
нерал/микрофибриллированная целлюлоза (МФЦ). Для этой обработки используется
существующее размольное оборудование. Полученные композиты можно использо-
вать во многих областях, в том числе в качестве добавок, повышающих прочность по-
лотна во влажном и сухом состоянии, при производстве бумаги и картона с сопутству-
ющими возможностями для экономии затрат, улучшения механических свойств или
улучшения качества продукции.
Было показано, что композиты минералы/МФЦ, изготовленные из переработан-
ного макулатурного сырья, обеспечивают, по крайней мере, эквивалентные характери-
стики повышения прочности по сравнению с композитами, изготовленными с использо-
ванием первичных волокон.
Выбор минерала и волокна позволяет получать композиты минералы/МФЦ с ря-
дом свойств. Например, было показано, что вязкость таких составов контролируется
фактором формы выбранного минерала, были приготовлены эффективные барьерные
составы, а также были приготовлены композиты минералы/МФЦ с графитом в качестве
минерала.
Гели - композиты с высоким содержанием минералов/МФЦ были получены с со-
держанием 75 % общего количества твердых веществ (при содержании 37,5 % целлю-
лозных волокон). При повторном получении геля и его использовании в производстве
бумаги эти композиты с высоким содержанием твердых частиц обеспечивали эквива-
лентную производительность продукции, аналогичную композитам, которые ранее не
подвергались сушке.
362
Степень проработки
Существует множество способов использования композитов минерал/МФЦ в
производстве бумаги и картона, которые позволяют увеличить количество наполните-
ля, получить улучшенные сорта как для печати/письма, так и для упаковки, а также
разработать совершенно новые виды упаковки, в которых для барьерных свойств ис-
пользуются композиты из минерального сырья/МФЦ.
Экологические аспекты
Использование композитов минералы/МФЦ с сопутствующим увеличением коли-
чества наполнителя в композиции бумажной массы способствует удержанию мелкого
волокна и наполнителей в сеточной части БДМ. Ускоряются процессы образования
межволоконных связей, что способствует более эффективному структурированию,
уплотнению бумажного полотна и снижению «провала» в подсеточные воды мелких
волокон, наполнителей на 15-20 %, тем самым снижает нагрузку на очистные соору-
жения.
Экономические аспекты внедрения
Было показано, что композиты минералы/МФЦ улучшают механические свойства
бумажного полотна как во влажном, так и сухом состоянии. Как правило, при этом уве-
личивается количество наполнителя и наблюдается стабильность характеристик по-
лотна, минимальное влияние на химический состав мокрой части, общее положитель-
ное влияние на обезвоживание, улучшение непрозрачности. Образуется гораздо более
плотный лист (уменьшенная пористость), улучшается стойкость покрытия и улучшается
гладкость. Сохранение объема полотна при замене волокна наполнителем с более вы-
соким удельным весом является сложной задачей, но и эта задача решается.
Перечень перспективных технологий приведен в Приложении Е.
363
Заключительные положения и рекомендации
Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям
«Целлюлозно-бумажное производство» (далее - справочник НДТ) разработан в соот-
ветствии с Поэтапным графиком актуализации информационно-технических справоч-
ников по наилучшим доступным технологиям, утвержденным распоряжением Прави-
тельства Российской Федерации от 10 июня 2022 года № 1537-р [43], на основании по-
рядка разработки, актуализации и опубликования справочников по НДТ [44].
Справочник разработан с соблюдением требований Федерального закона Рос-
сийской Федерации от 29 июня 2015 года № 162-ФЗ [45] и соответствует федерально-
му законодательству, нормам и правилам, принятым Федеральными органами испол-
нительной власти.
Справочник НДТ «Целлюлозно-бумажное производство» разработан в соответ-
ствии с Федеральным законом Российской Федерации от 10 января 2002 года № 7-ФЗ
[46] на основе результатов анализа ЦБП в Российской Федерации.
Справочник НДТ разработан технической рабочей группой (ТРГ 1) «Производ-
ство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона», состав которой утвержден прика-
зом Минпромторга России от 15 марта 2022 года № 808 о создании технической рабо-
чей группы «Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона» (в редакции
приказа Минпромторга России от 25 июля 2022 года № 3097).
В целях сбора информации о применяемых на промышленных предприятиях
технологических процессах, оборудовании, об источниках загрязнения окружающей
среды, технологических, технических и организационных мероприятиях, направленных
на снижение загрязнения окружающей среды и повышение энергоэффективности и ре-
сурсосбережения, был подготовлен унифицированный отраслевой шаблон (анкета),
содержащий формы для сбора данных, необходимых для разработки проекта отрасле-
вого справочника НДТ».
Сведения, полученные в результате анкетирования предприятий, были исполь-
зованы при разработке справочника НДТ.
При подготовке справочника НДТ использованы материалы, полученные от рос-
сийских производителей целлюлозно-бумажной продукции в ходе обмена информаци-
ей, организованного Бюро НДТ в 2022 году. При обсуждении предварительных версий
разделов справочника представители предприятий, научных организаций и члены
ТРГ1 высказали обоснованные замечания и предоставили дополнительные материа-
лы. В справочнике НДТ учтены результаты реализованных инвестиционных проектов в
ЦБП, отраслевые обзоры, статьи, опубликованные в последние годы.
Необходимая информация была собрана в процессе разработки справочника
НДТ на основе данных отраслевого анкетирования, данных профессиональной ассо-
циации РАО «Бумпром» и сведений аналогичного Справочника Европейского союза по
наилучшим доступным технологиям «Производство целлюлозы, древесной массы, бу-
маги, картона», 2015 (European Commission. Best Available Techniques (BAT) Reference
Document for the Production of Pulp, Paper and Board, 2015).
Справочник НДТ содержит описание применяемых при производстве целлюло-
зы, механической (древесной) массы, макулатурной массы, бумаги и картона техноло-
гических процессов, оборудования, технических способов, методов, в том числе позво-
364
ляющих снизить негативное воздействие на окружающую среду, потребление воды и
сырья, повысить энергоэффективность. Из описанных технологических процессов,
оборудования, технических способов, методов определены решения, являющиеся
наилучшими доступными технологиями (далее НДТ). Для НДТ в справочнике установ-
лены соответствующие технологические показатели НДТ по сбросам, выбросам и об-
разующимся отходам производства.
При описании каждого технологического процесса дана комплексная оценка воз-
действия на окружающую среду. Указаны источники образования и точки выбросов и
используемые природоохранные мероприятия и оборудование.
Приведены критерии наилучших доступных технологий (НДТ), экономические ас-
пекты реализации НДТ, определены перечень перспективных технологий для Россий-
ской ЦБП и степень их коммерческой доступности.
Для оценки соответствия справочника НДТ современному состоянию технологи-
ческого развития проведено сравнение с аналогичным Европейским Справочником
(BREF 2015).
На основании анализа отечественных и зарубежных информационных данных, а
также полученных в последние годы результатов комплексных исследований разрабо-
тан перечень маркерных веществ для выбросов в атмосферный воздух, сбросов в вод-
ные объекты.
Федеральным законом Российской Федерации от 21 июля 2014 года № 219-ФЗ
[47] определено, что измерения при осуществлении производственного экологического
контроля производятся в отношении маркерных загрязняющих веществ, определяемых
для контроля загрязнения окружающей среды в зависимости от применяемых техноло-
гических процессов. Под маркером понимается наиболее значимый представитель
группы веществ, внутри которой наблюдается тесная корреляционная взаимосвязь,
выбираемый по определенным критериям. Особенностью маркерного вещества явля-
ется то, что по его значению можно оценить значения всех веществ, входящих в груп-
пу.
Данные по ключевым вопросам - сфера распространения справочника, перечень
маркерных веществ, технологические показатели НДТ, их удельные значения, - явля-
ются согласованной позицией отрасли и принимались путем электронного голосования
в личных кабинетах на информационном портале Бюро НДТ.
Разработанный справочник НДТ является документом по стандартизации и
предназначен в первую очередь для предприятий, научных и проектных организаций,
предприятий и государственных структур для регулирования промышленной и приро-
доохранной деятельности с целью повышения конкурентоспособности отечественной
промышленности.
365
Приложение А
(справочное)
Термины, определения и сокращения
Суммарное содержание азота в виде органических и неорганиче-
Азот общий (Nобщ)
ских соединений сточных вод
АОХ
Показатель, характеризующий содержание в сточных водах низ-
ко- и высокомолекулярных органических соединений, содержа-
щих в своем составе атомы хлора. Параметр, учитывающий пол-
ное количество хлорорганики, которая может быть адсорбирова-
на активным углем
Биохимическое потребле-
Количество растворенного кислорода, потребляемого за уста-
ние кислорода (БПК)
новленное время и в определенных условиях, при биохимиче-
ском окислении содержащихся в воде органических веществ
Вторичный ресурс
Отходы, которые или части которых могут быть повторно исполь-
зованы для производства товаров, выполнения работ, оказания
услуг или получения энергии и которые получены в результате
раздельного накопления, сбора или обработки отходов либо об-
разованы в процессе производства
Вторичное сырье
Вид продукции, полученной из вторичных ресурсов непосред-
ственно (без обработки) или в соответствии с технологическими
процессами, методами и способами, предусмотренными доку-
ментами в области стандартизации Российской Федерации, кото-
рая может использоваться в производстве другой продукции
и(или) иной хозяйственной деятельности
Загрязняющее
Вещество или смесь веществ, количество и (или) концентрация
вещество
которых превышают установленные для химических веществ, в
том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов,
нормативы и оказывают негативное воздействие на окружающую
среду
Захоронение отходов
Изоляция отходов, не подлежащих дальнейшему использованию,
в специальных хранилищах в целях предотвращения попадания
вредных веществ в окружающую природную среду
Интегрированное предпри-
Предприятия, включающие производство одного или нескольких
ятие в ЦБП
волокнистых полуфабрикатов (целлюлоза, механическая (дре-
весная) масса), бумаги и/или картона и изделий из них
Неинтегрированное пред-
приятие в ЦБП, производя-
Предприятие, осуществляющее только производство товарной
щее товарные волокнистые
целлюлозы, механической (древесной) массы
полуфабрикаты
Неинтегрированное пред-
Предприятие, осуществляющее только производство бумаги
приятие в ЦБП, производя-
и/или картона и/или изделий из них из товарных полуфабрикатов
щее бумагу, картон или из-
и/или макулатуры
делия из них
366
Продолжение таблицы
Мониторинг воздействия
Комплексная система наблюдений за состоянием окружающей
на окружающую среду
среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей сре-
ды под воздействием природных и антропогенных факторов
Наилучшая доступная тех-
Технология, основанная на последних достижениях науки и тех-
нология (НДТ)
ники, направленная на снижение негативного воздействия на
окружающую среду и имеющая установлений срок практического
применения с учетом экономических и социальных факторов
Взвешенные
вещества
Органические и неорганические частицы, содержащиеся в сточ-
(ВВ)
ной воде во взвешенном состоянии
Пыль (взвешенные веще-
Частицы неорганических и/или несгоревших органических ве-
ства)
ществ, содержащиеся в отходящих газах
Расход сточных вод
Объем сточных вод, протекающий в единицу времени, величина
которого является базовой при расчете канализационных и
очистных сетей и сооружений
Общая восстановленная
Совокупность газообразных соединений серы, состоящих при
сера
сульфитном производстве преимущественно из сернистого ан-
гидрида, а при сульфатном включающее в свой состав также се-
роводород и его органические производные (метилмеркаптан,
диметилсульфид, диметилдисульфид, которые восстанавлива-
ются до SO2)
Фосфор общий (Робщ)
Суммарное содержание фосфора в сточных водах в виде орга-
нических и неорганических соединений
Химическое потребление
Количество кислорода, потребляемого при химическом окисле-
кислорода (ХПК)
нии содержащихся в воде органических и неорганических ве-
ществ под действием различных окислителей. Выражают в мил-
лиграммах эквивалента кислорода на литр исследуемой воды и
при необходимости пересчитывают в кг/т продукции. Принято
считать, что показатель ХПК является обобщающим показате-
лем, характеризующим степень загрязненности воды вещества-
ми органической природы. Установлено, что интегральный пара-
метр ХПК является наиболее информативным и приоритетным
показателем экологического состояния локальных, оборотных и
сточных вод
NOx
Сумма оксидов азота, образующихся при сжигании различных
топлив в топках котлоагрегатов как из азотсодержащих соедине-
ний, входящих в их состав, так и из азота воздуха, подаваемого в
котлоагрегат для поддержания горения
Интегральные показатели
Показатели, характеризующие группы индивидуальных веществ
со сходными свойствами, характеристиками или признаками
Комплексное
экологиче-
Документ, который выдается уполномоченным федеральным ор-
ское разрешение
ганом исполнительной власти юридическому лицу или индивиду-
альному предпринимателю, осуществляющим хозяйственную и
(или) иную деятельность на объекте, оказывающем негативное
воздействие на окружающую среду, и содержит обязательные
для выполнения требования в области охраны окружающей сре-
ды
367
Продолжение таблицы
Кородревесные материалы
Кора, ощеп, отсев щепы, костра и т.д., образующиеся в техноло-
гических и/или связанных с ними процессах обработки древесины
в целлюлозно-бумажном производстве, требования к обращению
с которыми устанавливаются в зависимости от направления
дальнейшего применения
Макулатурное сырье
Сортированная и маркированная макулатура бумажная или кар-
тонная, применяемая в качестве вторичного сырья для перера-
ботки на бумагу, картон и другие изделия в народном хозяйстве и
поставляемая на экспорт
Маркерные вещества (или
Наиболее яркий представитель корреляционной плеяды, который
маркер)
выбирается исходя из определенных критериев. Особенностью
маркерного вещества является то, что по его значению можно
оценить значения всех веществ, входящих в корреляционную
плеяду
Национальная стратегия
Стратегия, целью которой является выявление самых актуаль-
охраны природы
ных потребностей в области окружающей среды, стимулирова-
ние широкого обсуждения экологических проблем в стране, раз-
витие экологического сознания, выделение трудовых и финансо-
вых ресурсов и т. д.
Обезвреживание отходов
Обработка отходов, в том числе сжигание и обеззараживание от-
ходов на специализированных установках, в целях предотвраще-
ния вредного воздействия отходов на здоровье человека и окру-
жающую природную среду
Обращение с отходами
Деятельность, в процессе которой образуются отходы, а также
деятельность по сбору, использованию, обезвреживанию, транс-
портированию, размещению отходов
Объект по размещению от-
Специально оборудованное сооружение, предназначенное для
ходов
размещения отходов (полигон, шламохранилище, хвостохрани-
лище, отвал горных пород и другое)
Отходы производства и по-
Вещества или предметы, которые образованы в процессе произ-
требления
водства, выполнения работ, оказания услуг или в процессе по-
требления, которые удаляются, предназначены для удаления
или подлежат удалению в соответствии с требованием законода-
тельства
Охрана окружающей среды
Деятельность органов государственной власти Российской Феде-
рации, органов государственной власти субъектов Российской
Федерации, органов местного самоуправления, общественных и
иных некоммерческих объединений, юридических и физических
лиц, направленная на сохранение и восстановление природной
среды, рациональное использование и воспроизводство природ-
ных ресурсов, предотвращение негативного воздействия хозяй-
ственной и иной деятельности на окружающую среду и ликвида-
цию ее последствий
Очистка газа
Отделение от газа или превращение в безвредное состояние за-
грязняющих атмосферу веществ
368
Продолжение таблицы
Очистные сооружения
Специальные инженерные конструкции, предназначенные для
проведения последовательной очистки сточных вод от загрязня-
ющих веществ. В комплекс очистных сооружений могут входить
сооружения механической (сита, решетки, ловушки и т. п.), физи-
ко-химической (хлораторы, испарители, освежители, озонаторы,
ультразвуковые и бактерицидные установки и т. п.), биологиче-
ской (биофильтры, поля орошения, аэротенки, поля фильтрации
и т. д.) очистки
Очищенный газ
Газ, подвергнутый очистке в очистных сооружениях до требуемой
чистоты
Предотвращение загряз-
Использование процессов, практических методов, материалов
нения
или продукции, которые позволяют избегать загрязнения, умень-
шать его или бороться с ним, а также могут включать рециклинг,
очистку, изменения процесса, механизмы управления, эффек-
тивное использование ресурсов и замену материала
Переработка (утилизация)
Получение дополнительной готовой продукции по определенной
отходов
технологии с использованием отходов в качестве сырья.
Промышленная пыль
Пыль, входящая в состав промышленного выброса
Развивающаяся техноло-
Технология, основанная на новейших достижениях науки и тех-
гия
ники, позволяющая ожидать получение значительного экологиче-
ского, экономического и технологического эффекта, находящаяся
в стадии доработки и освоения, и не прошедшая достаточно ши-
рокую апробацию в промышленности
Рациональное
природо-
Система деятельности, призванная обеспечить экономную экс-
пользование
плуатацию природных ресурсов и условий и наиболее эффек-
тивный режим их воспроизводства с учетом перспективных инте-
ресов развивающегося хозяйства и сохранения здоровья людей
Сброс
Сбрасывание отработавших вод промышленного предприятия,
сельского или коммунального хозяйства в природные водные
объекты после очистки или без очистки
Стационарный источник
Источник загрязнения окружающей среды, местоположение кото-
рого определено с применением единой государственной систе-
мы координат или который может быть перемещен посредством
передвижного источника загрязнения окружающей среды
Технологические нормати-
Нормативы выбросов, сбросов загрязняющих веществ, нормати-
вы
вы допустимых физических воздействий, которые устанавлива-
ются с применением технологических показателей
Технологические показате-
Показатели концентрации загрязняющих веществ, объема и (или)
ли
массы выбросов, сбросов загрязняющих веществ, образования
отходов производства и потребления, потребления воды и ис-
пользования энергетических ресурсов в расчете на единицу вре-
мени или единицу производимой продукции (товара), выполняе-
мой работы, оказываемой услуги
369
Продолжение таблицы
Технологический норматив
Норматив допустимых выбросов и сбросов веществ и микроорга-
низмов, который устанавливается для стационарных, передвиж-
ных и иных источников, технологических процессов, оборудова-
ния и отражает допустимую массу выбросов и сбросов веществ и
микроорганизмов в окружающую среду в расчете на единицу вы-
пускаемой продукции
Удельные выделения за-
Количество вредного вещества, выделяющееся в ходе перера-
грязняющего вещества
ботки или перемещения единицы массы материала или в едини-
цу времени работы единицы оборудования
Удельный расход сточных
Объем воды, поступающей в водоем, в расчете на тонну выраба-
вод
тываемой продукции
Устойчивое развитие
Осуществление деятельности общества таким образом, чтобы
удовлетворить основные жизненные потребности нынешнего и
будущих поколений людей без причинения необратимого ущерба
биосфере (указом Президента Российской Федерации от 1 апре-
ля 1996 года № 440 и Постановлением Правительства Россий-
ской Федерации от 8 мая 1996 года № 559 была принята Страте-
гия устойчивого развития Российской Федерации)
Развитие, при котором удовлетворяются потребности настоящего
времени, но права будущих поколений на такие возможности не
должны находиться под угрозой
Хранение отходов
Содержание отходов в объектах размещения отходов в целях их
последующего захоронения, обезвреживания или использования
Обозначения и сокращения
ВАТ - best available techniques, наилучшая доступная технология.
BREF - BAT reference documents, справочные документы Европейского союза по наилучшим
доступным технологиям для отдельных отраслей промышленности.
ISO, ИСО - Международная организация по стандартизации.
OSPAR Convention - Конвенция по защите морской окружающей среды Северо-Восточной Ат-
лантики, 1992 год.
ОКВЭД - общероссийский классификатор видов экономической деятельности.
ОКПД - общероссийский классификатор продукции по видам экономической деятельности.
НСТ - наилучшая существующая технология.
НДТ - наилучшая доступная технология.
ИП - интегрированное предприятие.
ИТС - информационно-технический справочник.
ТРГ - техническая рабочая группа.
ПТ - перспективные технологии.
а.с.д. - абсолютно сухая древесина.
а.с.ц. - абсолютно сухая целлюлоза.
в.с.ц. - воздушно-сухая целлюлоза.
в.с.м. - воздушно-сухая масса.
а.с.в. - абсолютно сухое вещество.
к.щ.д. - кислородно-щелочная делигнификация (КЩД).
Свпт - среднесуточный выход продукта в тоннах.
370
СФА - варка целлюлозы сульфатным способом
СФИ - варка целлюлозы сульфитным способом.
НСПЦ - нейтрально-сульфитная полуцеллюлоза.
ДДМ - дефибрерная древесная масса.
РММ - рафинерная механическая масса.
ТММ - термомеханическая масса.
КЩО - кислородно-щелочная обработка.
ECF - технология отбелки целлюлозы без использования молекулярного хлора и гипохлорита.
TCF - технология отбелки целлюлозы с полным исключением хлорсодержащих реагентов.
МРК - магнийрегенерационные котлы.
СРК - содорегенерационный котел.
ИРП - известерегенерационная печь.
ЭСФ - электростатический фильтр.
ДПГ- дурнопахнущие газы.
ВК - высококонцентрированные.
НК - низкоконцентрированные.
СВС - суммарная восстановленная сера.
ЛОУ - летучие органические углероды.
ОПП - отходы производства и потребления.
ОРО - объект размещения отходов.
ПДК - предельно допустимая концентрация.
ПДВ - предельно допустимый выброс.
НДВ - нормативы допустимых выбросов.
НДС - норматив допустимого сброса.
ЗВ - загрязняющие вещества.
в.с.м. - воздушно-сухая масса.
к.щ.д. - кислородно-щелочная делигнификация (КЩД).
ВВ - взвешенные вещества.
АОХ (АОГ) - адсорбированные органические галогены. Общее содержание хлора в органиче-
ских веществах сточных вод.
БПКполн. - биохимическое потребление кислорода (полное).
ХПК (COD) - химическое потребление кислорода. Количество кислорода, потребляемое при
полном химическом окислении вещества, присутствующего в сточных водах.
Nобщ - (Ntot) - Азот. Общее количество органического и неорганического азота, измеряемого как
общее содержание азота (Nобщ).
Робщ (Ptot) - Фосфор. Общее количество органического и неорганического фосфора, измеряемо-
го как общее содержание фосфора (Pобщ).
БДМ - бумагоделательная машина.
КДМ - картоноделательная машина.
АСОДУ - автоматизированная система оперативного диспетчерского управления.
371
Приложение Б
(справочное)
Уровни эмиссий и потребления, соответствующие наилучшим
доступным технологиям (НДТ) в соответствии со справочным
документом НДТ Европейского союза BREF (EU), 2015 [3]
Расходные показатели приведены согласно справочнику BREF (EU), 2015 [3].
Таблица Б.1 - Основные расходные показатели по производству щепы
Наименование
Единицы измерения
Расход
Расход балансов на 1т в.с.ц.
пл.м3/т в.с.ц
3÷6
Электроэнергия
на
кВт/м3
10
1м3.древесины
Электроэнергия на 1т в.с.ц.
кВт/т в.с.ц.
60
Объем стокообразования:
- при влажной окорке
м3/т в.с.ц
3-10
- при сухой окорке
м3/т в.с.ц
0,5-2,5
Таблица Б.2 - Расход основных химикатов при производстве беленой и небеленой суль-
фатной целлюлозы
Расход, кг/т в.с.ц.,
Наименование химиката
при производстве целлюлозы сульфатной:
небеленой
беленой
NaOH
10-20
25-30
O2
NA -
5-25
NaClO3
NA -
15-50
EDTA
NA -
0-4
SO2
NA -
2-10
H2O2
NA -
2-30
O3
NA -
0-5
MgSO4
NA -
0-3
CaO
5-10
5-10
Примечание:
Абсолютные значения расхода химикатов приведены в пересчете на 100 -процентную концен-
трацию.
NA = не имеется.
372
Таблица Б.3 - Расход сырья и количество образующихся побочных продуктов при производ-
стве диоксида хлора разными способами
SVP-
SVP-
Способ
HP-
SVP-HP,
интегрированныйSVPHCl
Мэтисон1)
LITE,
SCW,
производства
A
R112)
или R6
R8
R10
Сырье (т/т ClO2)
Хлорат натрия
1,8
1,65
1,65
1,64
1,65
NA
Серная кислота
1,40
2,10
1
0,8
0,78-
NA
1,032)
Диоксид серы
0,8
NA
NA
NA
NA
NA
Метанол
NA
NA
0,17
0,17
NA
NA
Пероксид водорода
NA
0,29
NA
NA
0,29-
NA
0,32
Элементарный хлор
NA
NA
NA
NA
NA
0,73
Пар
NA
NA
4,2
5,50
5,5
8
Электрическая
80
80
130
160
130
8 900
энергия (кВт/ч)
Побочные продукты (т/т ClO2)
Хлор в ClO2
0
0
0
0
0
0,24
Na2SO4
1,20
1,10
NA
1,10
1,102)
NA
H2 SO4
1,50
1,30
NA
NA
NA
NA
O2
NA
0,26
NA
NA
0,26
NA
Примечание:
NA = не имеется.
1) Используется без добавления соли.
2) Количество кислоты, потребляемое в процессах на основе пероксида водорода, зависит от
операционной деятельности.
Таблица Б.4 - Расход пара на энергоэффективных предприятиях по производству товарной
сульфатной беленой целлюлозы (среднегодовая величина)
Кислородная
Процесс
Варка
Отбелка
Сушка
Выпарка
Остальное
Итого
делигнификация
Расход па-
ра (ГДж /т
1,6-2,0
0,2-0,4
1,5-2,0
2,2-2,6
4,0-4,5
1,5-2,0
11,0-12,0
в.с.ц)
373
Таблица Б.5 - С равнение расходов пара в соответствии с BREF (EU), 2015 на предприяти-
ях, производящих сульфатную целлюлозу и имеющих в своем составе ECF отбелку.
Расход пара
KAM2
SödraVärö
(Лето)
(по прогнозам)
Подготовка древесины
0
ND
Варка
1,6
2,25
Подготовка горячей воды
-
0,05
Кислородная делигнификация
0,14
0,08
Отбелка
1,37
1,33
Подготовка химикатов для отбелки
0,10
0,14
Итого по волокнистой линии
3,21
3,85
Выпарка + стриппинг-колонна
4,01
3,78
Сушка
2,20
2,17
Сажеобдувка + обдувка
1,01
1,23
Итого по выпарке и регенерации
7,21
7,18
Прочие, потери
0,37
0,39
Всего по комбинату
10,8
11,4
Покупное топливо
0
ND
Примечание:
ND = Нет данных
Таблица Б.6 - Расход электроэнергии в соответствии с EU ВАТ на предприятиях, имеющих
ECF отбелку (данные 2002 года)
Расход эл. энергии
Технологические переделы
(кВт·ч/т в.с. целлюлозы)
Подготовка древесины
45,0
Варка
44,0
Промывка и сортирование небеленой целлюлозы
60,0
КЩО
60,0
Отбелка
80,0
Сортирование беленой целлюлозы
45,0
Сушка
120,0
Выпарка
30,0
СРК
60,0
Каустизация и обжиг извести в ИРП (включая газификацию коры как
57,0
топлива)
Охлаждающая башня (градирня)
20,0
Водоподготовка
20,0
Очистка сточных вод
30,0
Производство отбельных химикатов (включая химикаты для КЩО)
10,0
Прочие потребители, потери в сетях
30,0
Всего
712,0
374
Таблица Б.7 - Средний уровень расхода электроэнергии для производства химикатов для
отбелки
Расход эл. энергии
Химикаты для отбелки и стадия отбелки (буквенный код)
(кВт·ч/кг химиката)
Диоксид хлора (D)
10,0
Кислород (O)
0,4
Озон (Z)
10,0
Пероксид (P)
3,5
Гидроксид натрия (E)
1,6
Таблица Б.8 - Расход сточных вод в соответствии с EU ВАТ для видов продукции (средне-
годовая величина)
Вид продукции / производство
Расход сточных вод
Беленая сульфатная целлюлоза
25-50 м3/т
Небеленая сульфатная целлюлоза
15-40 м3/т
Беленая сульфитная целлюлоза для произ-
25-50 м3/т
водства бумаги
Небеленая сульфитная целлюлоза для произ-
20-45 м3/т
водства бумаги
Сульфитная целлюлоза на магниевом осно-
45-70 м3/т
вании
Растворимая целлюлоза
40-60 м3/т
НСПЦ
11-20 м3/т
Механическая масса
9-16 м3/т
ХТММ и ТММ
9-16 м3/т
Производство бумаги с использованием маку-
1,5-10 м3/т
латуры, не очищенной от типографской краски
(более высокий предел диапазона в основном
связан с производством картона для складных
коробок)
Производство бумаги с использованием маку-
8-15 м3/т
латуры, очищенной от типографской краски
Производство
бумаги
санитарно-
10-25 м3/т
гигиенического назначения, с использованием
макулатуры, очищенной от типографской
краски
Неинтегрированные бумажные производства
15-30 м3/тонну
375
Таблица Б.9 - Сбросы загрязняющих веществ сточных вод в соответствии с EU ВАТ-AEL1),
2015 год, от предприятий по производству беленой сульфатной целлюлозы
Показатель
Средний уровень загрязнений, кг/т в.с.ц
Химическое потребление кислорода (ХПК)
7,00-20,00
Взвешенные вещества (ВВ)
0,30-1,50
Общий азот (Nобщ)
0,05-0,252)
Общий фосфор (Pобщ)
0,01-0,032)
Эвкалипт: 0,02-0,113)
AOX4), 5)
0,00-0,20
1) ВАТ-АЕL - уровень сбросов, соответствующий ВАТ, определенный в соответствии со статьей
3(12) Директивы 2010/75/ЕС на промышленные сбросы (IED).
2) Компактные сооружения очистки сточных вод могут приводить к незначительному повыше-
нию показателей сбросов.
3) Верхняя граница диапазона относится к предприятиям, использующим эвкалипт в качестве
сырья из регионов с высоким уровнем содержания фосфора (в частности, Пиренейского эвка-
липта).
4) Для предприятий, использующих хлор в составе отбеливающих химикатов.
5) Для предприятий, производящих целлюлозу с повышенной прочностью, жесткостью и высо-
кой чистотой (в частности, целлюлоза для производства упаковки жидких продуктов и легкоме-
лованной бумаги), уровень сбросов АОХ может доходить до 0,25 кг/в.с.т целлюлозы.
Таблица Б.10 - Сбросы загрязняющих веществ сточных вод в соответствии с EU ВАТ-AEL1),
2015 год, от предприятий по производству небеленой сульфатной целлюлозы
Показатель
Средний уровень загрязнений, кг/т в.с.ц.
2)
Химическое потребление кислорода (ХПК)
2,50-8,00
Взвешенные вещества (ВВ)
0,30-1,00
Общий азот (Nобщ)
0,10-0,203)
Общий фосфор (Pобщ)
0,01-0,023)
1) ВАТ-АЕL - уровень сбросов, соответствующие ВАТ, определенный в соответствии со статьей
3(12) Директивы 2010/75/ЕС на промышленные сбросы (IED).
2) Уровень сбросов BAT-AEL варьируется в диапазоне в связи с тем, что учтены неинтегриро-
ванные предприятия по производству товарной целлюлозы, а также интегрированные пред-
приятия, имеющие в своем составе производство целлюлозы (сбросы от бумажных произ-
водств включены).
3) Компактные сооружения очистки сточных вод могут приводить к незначительному повыше-
нию показателей сбросов.
376
Приложение В
(обязательное)
Перечень маркерных веществ и технологических
показателей
В.1 Перечень маркерных веществ
Таблица В.1 - Перечень маркерных веществ для производства сульфатной целлюлозы, суль-
фитной целлюлозы, механической (древесной) массы, макулатурной массы, бумаги, картона24
СБРОСЫ В ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ
Производство сульфатной беленой целлюлозы
Химическое потребление кислорода (ХПК)
Биохимическое потребление кислорода (БПКполн.)
Взвешенные вещества
Общий азот (Nобщ)
Общий фосфор (Pобщ)
Адсорбируемые галогенорганические соединения (AOX)
Производство сульфатной небеленой целлюлозы
Химическое потребление кислорода (ХПК)
Биохимическое потребление кислорода (БПКполн.)
Взвешенные вещества
Общий азот (Nобщ)
Общий фосфор (Pобщ)
Производство сульфитной беленой целлюлозы
Химическое потребление кислорода (ХПК)
Биохимическое потребление кислорода (БПКполн.)
Взвешенные вещества
Общий азот (Nобщ)
Общий фосфор (Pобщ)
Адсорбируемые галогенорганические соединения (AOX)
Производство сульфитной небеленой целлюлозы
Химическое потребление кислорода (ХПК)
Биохимическое потребление кислорода (БПКполн.)
Взвешенные вещества
Общий азот (Nобщ)
Общий фосфор (Pобщ)
Производство механической (древесной) массы
Химическое потребление кислорода (ХПК)
Биохимическое потребление кислорода (БПКполн.)
Взвешенные вещества
Общий азот (Nобщ)
Общий фосфор (Pобщ)
24 Общий азот (Nобщ) и общий фосфор (Pобщ) не включены в распоряжение Правительства Российской
Федерацииот 08.07.2015 № 1316-р
377
Продолжение таблицы В.1
Производство макулатурной массы
Химическое потребление кислорода (ХПК)
Биохимическое потребление кислорода (БПКполн.)
Взвешенные вещества
Общий азот (Nобщ)
Общий фосфор (Pобщ)
Производство бумаги и картона
Химическое потребление кислорода (ХПК)
Биохимическое потребление кислорода (БПК5)
Взвешенные вещества
Общий азот (Nобщ)
Общий фосфор (Pобщ)
ВЫБРОСЫ В АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ
Производство сульфатной беленой/небеленой целлюлозы
Сероводород
Метилмеркаптан
Диметилсульфид
(суммарно)
Производство сульфатной беленой/небеленой целлюлозы. Процесс регенерации щело-
ка (от содорегенерационного котла)
Пыль
Производство сульфатной беленой/небеленой целлюлозы. Процесс регенерации изве-
сти (от известерегенерационной печи)
Пыль
378
содержание .. 3 4 5 6 ..
|
||
|
|
|