• Текст документа
  • Статус
Оглавление
Поиск в тексте
Действующий


ИТС 1-2015

ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК ПО НАИЛУЧШИМ ДОСТУПНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ

ПРОИЗВОДСТВО ЦЕЛЛЮЛОЗЫ, ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ, БУМАГИ, КАРТОНА

Manufacture of pulp, paper and board

Дата введения 2016-07-01

Введение

Настоящий справочник НДТ является документом по стандартизации, разработанным в результате анализа технологических, технических и управленческих решений, применяемых при производстве целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Краткое содержание справочника

Введение. Представлено краткое содержание справочника НДТ.

Предисловие. Указана цель разработки справочника НДТ, его статус, законодательный контекст, краткое описание процедуры создания в соответствии с установленным порядком, а также взаимосвязь с аналогичными международными документами.

Область применения. Описаны основные виды деятельности, на которые распространяется действие справочника НДТ.

В разделе 1 представлена информация о состоянии и уровне развития в Российской Федерации производства целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона, а также приведен краткий обзор экологических аспектов.

В разделе 2 представлены сведения о технологических процессах, применяемых в ЦБП на отдельных технологических участках, содержащие:

- краткое описание работы основного и вспомогательного оборудования;

- информацию о расходе сырья и химикатов;

- вопросы энерго- и водопотребления, водоотведения;

- количественный и качественный состав сбросов и выбросов загрязняющих веществ;

- методы очистки сточных и оборотных вод и газовых выбросов;

- образование эмиссий, отходов и пути их утилизации.

В разделе 3 дана оценка потребления энергоресурсов и уровней эмиссий в окружающую среду, характерных для производства целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона в Российской Федерации.

Раздел подготовлен на основе данных, представленных предприятиями Российской Федерации в рамках разработки справочника НДТ, а также различных литературных источников.

В разделе 4 описаны особенности подходов, примененных при разработке данного справочника НДТ и в целом соответствующих Правилам определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии, а также разработки, актуализации и опубликования информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям (постановление Правительства Российской Федерации от 23 декабря 2014 года N 1458) и Методическим рекомендациям по определению технологии в качестве наилучшей доступной технологии (приказ Министерства промышленности и торговли Российской Федерации от 31 марта 2015 года N 665).

В разделе 5 приведено краткое описание НДТ для производства целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона, включая:

- системы экологического и энергетического менеджмента, контроля и мониторинга технологических процессов;

- технические и технологические решения для повышения энергоэффективности, ресурсосбережения, снижения эмиссий загрязняющих веществ, методы обращения с отходами и побочными продуктами производства.

В разделе 6 приведены доступные сведения об экономических аспектах реализации НДТ на предприятиях Российской Федерации.

В разделе 7 приведены сведения о новых технологических и технических решениях (не применяемых в России на момент подготовки справочника), направленных на повышение энергоэффективности, ресурсосбережения, снижение эмиссий загрязняющих веществ, эффективное обращение с отходами, промежуточными и побочными продуктами.

Заключительные положения и рекомендации. Приведены сведения о членах технической рабочей группы, принимавших участие в разработке справочника НДТ. Рекомендации предприятиям по дальнейшим исследованиям экологических аспектов их деятельности.

Библиография. Приведен перечень источников информации, использованных при разработке справочника НДТ.

Термины, определения и сокращения, используемые в настоящем справочнике НДТ, составлены в соответствии с [1], [2] и приведены в приложении А.

Предисловие

Цели, основные принципы и порядок разработки справочника НДТ установлены порядком определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии, а также разработки, актуализации и опубликования информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям (постановление Правительства Российской Федерации от 23 декабря 2014 г. N 1458).

1 Статус документа

Настоящий информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям "Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона" (далее - справочник НДТ) является документом по стандартизации.

2 Информация о разработчиках

Справочник НДТ разработан технической рабочей группой N 1 (ТРГ-1) "Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона", состав которой утвержден приказом Росстандарта от 17 июля 2015 г. N 827 "О технической рабочей группе "Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона".

Перечень организаций и их представителей, принимавших участие в разработке справочника НДТ, приведен в разделе "Заключительные положения и рекомендации".

Справочник НДТ представлен на утверждение Бюро наилучших доступных технологий (далее - Бюро НДТ) (www.burondt.ru).

3 Краткая характеристика

Справочник НДТ содержит описание применяемых при производстве целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона технологических процессов, оборудования, технических способов, методов, в том числе позволяющих снизить негативное воздействие на окружающую среду, водопотребление, повысить экономичность, конкурентоспособность, энергоэффективность, ресурсосбережение. Из описанных технологических процессов, оборудования, технических способов, методов определены решения, являющиеся наилучшими доступными технологиями (НДТ). Для НДТ в справочнике установлены соответствующие технологические показатели.

4 Взаимосвязь с международными, региональными аналогами

Справочник НДТ разработан с учетом справочника Европейского союза по НДТ "Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона" (European Commission. Best Available Techniques (BAT), Reference Document for the Production of Pulp, Paper and Board, 2015) [3] и особенностей производства целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона в Российской Федерации.

5 Сбор данных

Информация о технологических процессах, оборудовании, технических способах, методах, применяемых при производстве целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона в Российской Федерации, была собрана в процессе разработки справочника НДТ в соответствии с Порядком сбора данных, необходимых для разработки справочника НДТ и анализа приоритетных проблем отрасли, утвержденным приказом Росстандарта от 23 июля 2015 г. N 863.

6 Взаимосвязь с другими справочниками НДТ

Взаимосвязь настоящего справочника НДТ с другими справочниками НДТ, разрабатываемыми в соответствии с распоряжением Правительства от 31 октября 2014 г. N 2178-р, приведена в разделе "Область применения".

7 Информация об утверждении, опубликовании и введении в действие

Справочник НДТ утвержден приказом Росстандарта от 15 декабря 2015 г. N 1571.

Справочник НДТ введен в действие с 1 июля 2016 г., официально опубликован в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru).

Область применения

Настоящий справочник НДТ распространяется на следующие основные виды деятельности:

- древесно-подготовительное производство (ДПП);

- производство сульфатной целлюлозы (СФА);

- производство сульфитной целлюлозы (СФИ);

- производство механических видов древесной массы:

- дефибрерная древесная масса (ДДМ);

- термомеханическая масса (ТММ);

- химико-механическая масса (ХММ);

- химико-термомеханическая масса (ХТММ);

- производство бумаги, в том числе с использованием регенерированного волокна из макулатуры;

- производство картона, в том числе с использованием регенерированного волокна из макулатуры.

Справочник НДТ также распространяется на процессы, связанные с основными видами деятельности, которые могут оказать влияние на объемы эмиссий или масштабы загрязнения окружающей среды:

- подготовка сырья;

- хранение и подготовка топлива (черный щелок, коро-древесные отходы);

- производственные процессы вспомогательных производств (приготовление химикатов для отбелки, регенерация известкового шлама, очистка сточных вод).

Справочник НДТ не распространяется на:

- производство упаковки из бумаги и картона;

- процессы лесозаготовительных работ.

Дополнительные виды деятельности при производстве целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона и соответствующие им справочники НДТ (по распоряжению Правительства Российской Федерации от 31 октября 2014 г. N 2178-р) приведены в таблице 1 (при условии, что установленная мощность котельных установок относится к предприятиям 1-й категории).


Таблица 1 - Дополнительные виды деятельности

Вид деятельности

Соответствующий справочник НДТ

Выработка пара и электроэнергии на тепловых станциях

Сжигание топлива на крупных промышленных предприятиях в целях производства энергии

Промышленные системы охлаждения (градирни, пластинчатые теплообменники)

Промышленные системы охлаждения


Область применения настоящего справочника НДТ по кодам ОКПД и видам деятельности ОКВЭД представлена в таблице 2.


Таблица 2 - Область применения настоящего справочника НДТ

ОКПД

Наименование продукции по ОКПД

Наименование вида деятельности по ОКВЭД "ОК 029-2014 (КДЕС, ред.2) Общероссийский классификатор видов экономической деятельности" (утв. приказом Росстандарта от 31 января 2014 г. N 14-ст)

ОКВЭД

Раздел С

Продукция обрабатывающих производств

17

Бумага и изделия из бумаги

Производство бумаги и бумажных изделий: производство бумажной массы, бумаги или изделий из дополнительно обработанной бумаги

17

17.1

Целлюлоза, бумага и картон

Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги и картона

17.1

17.11

Целлюлоза

Производство целлюлозы и древесной массы: производство отбеленной, не полностью отбеленной или неотбеленной бумажной древесной массы и целлюлозы механическим, химическим (растворение или неполное растворение), а также полухимическим методом переработки; производство целлюлозы из хлопкового пуха; очищение от чернил и типографской краски при производстве бумажной массы из макулатуры

17.11

17.11.1

Целлюлоза древесная и целлюлоза из прочих волокнистых материалов

Производство целлюлозы

17.11.1

17.11.11

Целлюлоза древесная, растворимые сорта

17.11.12

Целлюлоза древесная натронная или сульфатная, кроме растворимых сортов

17.11.13

Целлюлоза древесная сульфитная, кроме растворимых сортов

17.11.14

Масса древесная, получаемая механическим способом; полуцеллюлоза древесная; целлюлоза из прочих волокнистых материалов, кроме древесины

Производство древесной массы

17.11.2

17.11.9

Услуги по производству целлюлозы отдельные, выполняемые субподрядчиком

Производство прочих волокнистых полуфабрикатов

17.11.9

17.11.11

Целлюлоза древесная, растворимые сорта

Раздел 1. Общая информация о российской целлюлозно-бумажной промышленности

1.1 Анализ хозяйственной деятельности

1.1.1 Положение отрасли в мировом производстве продукции целлюлозно-бумажной промышленности

Располагая огромной лесосырьевой базой (около четверти мировых запасов древесины), российский лесопромышленный комплекс и ЦБП занимают незначительное место в экономике страны: 0,8% - в ВВП, 3% - в объеме промышленной продукции и 2,5% - в объеме экспорта. Если в 1992 году Россия занимала 10-е место в мире по выпуску бумаги и картона, то в 2014 году - уже 14-е место, пропустив вперед такие страны, как Южная Корея, Бразилия, Индия и Индонезия. За указанный период объемы производства в данных странах выросли в 2, 2, 3 и 5 раз соответственно. За это же время Китай (1-е место) увеличил объемы выпуска бумаги и картона в 4,8 раза (см. рисунок 1.1). Рост производства бумаги и картона в России за четверть века составил 25%, удельный вес российской продукции в мировом объеме производства бумаги и картона снизился с 2,3% до 1,9%.

Рисунок 1.1 - Производство бумаги и картона ведущими странами в 2014 году, млн т (по данным РАО "Бумпром")

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона


Рисунок 1.1 - Производство бумаги и картона ведущими странами в 2014 году, млн т (по данным РАО "Бумпром")

1.1.2 Основные экономические показатели отраслей лесопромышленного комплекса

Несмотря на постоянно растущую конкуренцию на мировых рынках лесных товаров, ЦБП по-прежнему является наиболее эффективной основой устойчивого развития всего российского лесопромышленного комплекса.

Народнохозяйственный эффект от работы ЦБП в экономике России превышает внутриотраслевую прибыль более чем в 3 раза, поскольку продукция ЦБП находит самое широкое применение во многих отраслях народного хозяйства - строительстве, пищевой, легкой, химической, текстильной, мебельной промышленности, производстве упаковки для различных потребительских товаров и бытовой техники, создавая добавочную стоимость по всему ассортименту продукции, выпускаемой смежными производствами (см. таблицу 1.1). Поэтому оценка удельного веса ЦБП в объеме валового внутреннего продукта России, исходя только из производственных показателей отрасли, является значительно заниженной.


Таблица 1.1 - Основные экономические показатели отраслей лесопромышленного комплекса в 2013-2014 годах (источник: данные Росстата, обработка РАО "Бумпром")

Показатель

Период

ЦБП

Дерево-
обработка

Производство мебели

Лесоза-
готовки

Индексы производств, %

2014

104,5

94,7

101,5

100,5

2013

95,7

101,4

94,2

96,7

14/13, %

9,2

-6,7

7,7

3,9

Прибыль до налогообложения, млрд.руб.

2014

-11,1

-14,7

3,8

-12,2

2013

4,8

8,5

4,0

-3,2

14/13, %

-

-

-5,0

-

Уровень рентабельности, %

2014

11,3

13,0

6,4

1,9

2013

9,2

8,1

9,0

-1,0

14/13, %

122,8

160,5

71,1

-

Инвестиции в основной капитал, млрд.руб.

2014

32524,0

39174,8

-

5975,6

2013

41251,4

42655,9

-

7502,0

14/13, %

78,8

91,8

-

79,6

Численность работающих, тыс. чел.

2014

103,1

230,4

156,5

185,5

2013

107,9

237,4

144,2

192,7

14/13, %

95,6

97,1

108,5

96,3

Производительность труда (отгрузка продукции на 1 чел.), тыс.руб.

2014

4634,1

1616,7

1220,0

-

2013

4241,0

1657,2

1304,0

-

14/13, %

109,3

97,6

93,6

-

Среднемесячная зарплата работников, занятых в производстве, тыс. рублей

2014

29,5

18,4

18,1

21,6

2013

27,2

17,0

16,8

20,0

14/13, %

номинал.

108,4

108,2

108,3

108,1

реальная

100,6

100,4

100,5

100,3

1.1.3 Основные промышленные технологические процессы в целлюлозно-бумажной промышленности

В России производство бумаги и картона основано на использовании волокнистых полуфабрикатов, получаемых химическими, механическими, термомеханическими и химико-термомеханическими методами переработки растительных полимеров (древесина, камыш, злаковая и рисовая солома и др.).

Различают сульфатный, сульфитный, нейтрально-сульфитный способы производства целлюлозы, а также механический, термомеханический, химико-термомеханический способы получения древесной массы. Кроме того, в процессе подготовки бумажной массы в композиции с первичным волокном активно используется регенерированное волокно, получаемое при переработке макулатуры.

Характерной особенностью отрасли является применение технологии регенерации химикатов, которая позволяет предотвращать загрязнение окружающей среды щелоками, образующимися в процессе варки целлюлозы. Использование щелоков в качестве дополнительного источника энергии с применением современных технологий позволяет резко повысить эффективность сульфатного процесса.

1.1.4 Выпускаемая продукция

Целлюлозно-бумажные предприятия производят продукцию с высокой добавленной стоимостью, спрос на которую в России неуклонно растет на протяжении последних 18 лет. Значительно изменилась структура отечественного потребления бумаги и картона сократились объемы реализации на внутреннем рынке газетной бумаги, технических и специальных бумаг. Более чем в два раза вырос спрос на тароупаковочную, санитарно-гигиеническую и хозяйственно-бытовую продукцию, появились и сразу же стали востребованными мелованные и ламинированные бумаги, высококачественные офисные бумаги, значительно расширился ассортимент бумажно-беловых изделий.

В таблице 1.2 приведен основной ассортимент продукции целлюлозно-бумажных предприятий России.


Таблица 1.2 - Основной ассортимент продукции целлюлозно-бумажных предприятий России (тыс. т) (Источник - данные Росстата)

N

Наименование продукции

Объем производства

тыс. т

%

1.

Целлюлоза древесная и целлюлоза из прочих волокнистых материалов, в том числе:

7503,2

100

- целлюлоза древесная сульфатная и натронная

5125,7

68,3

- целлюлоза древесная сульфитная

3370

4,5

- масса древесная

2040,5

27,2

2.

Целлюлоза товарная, в том числе:

2253,3

100

- сульфатная

2219,7

98,5

- сульфитная

33,6

1,5

3.

Масса древесная, в том числе:

2040,5

100

- масса древесная термомеханическая

522,5

25,6

- масса древесная прочая

912,0

44,7

- полуцеллюлоза (полухимическая)

606,0

29,7

4.

Бумага и картон, в том числе:

8012,5

100

- бумага

4943,2

61,7

- картон

3069,3

38,3

5.

Бумага, в том числе:

4943,2

100

- газетная

1635,5

33,1

- офсетная для печати

404,9

8,2

- бумага для гофрирования

1390,7

28,1

- бумага писчая и тетрадная

5,8

0,1

- бумага типографская

11,1

0,2

- бумага мелованная для печати

90,0

1,8

- крафт-бумага мешочная

430,0

8,7

- бумага для изготовления гигиенических и косметических салфеток, полотенец или скатертей, вата целлюлозная, полотно из целлюлозных волокон

400,0

8,1

- бумага прочая

580

11,7

6.

Картон, в том числе:

3069,3

100

- картон тарный (крафт-лайнер) немелованный

1732,0

56,4

- тест-лайнер (бумага или картон для плоских слоев гофрокартона) немелованный

471,0

15,3

- картон переплетный

52,0

1,7

- картон технический прочий

61,4

2,0

- картон строительный прочий

166,0

5,4

- картон облицовочный

140,0

4,6

- картон мелованный для изготовления потребительской тары

21,6

0,7

- прочие виды картона

425,0

13,9


Потребление бумаги и картона в России в 1992-2013 годы, тыс. т приведено на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 - Потребление бумаги и картона в России в 1992-2013 годы, тыс. т

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона


Рисунок 1.2 - Потребление бумаги и картона в России в 1992-2013 годы, тыс. т

(Источник: данные Росстата, FAOSTAT DataBase, обработка РАО "Бумпром")

Несмотря на свой огромный потенциал, отечественный лесопромышленный комплекс не входит в число приоритетных отраслей экономики. В России ощущается острая нехватка мощностей по производству потребительских товаров из бумаги и картона, а возросший спрос на них удовлетворяется в основном за счет импорта.

1.1.5 Производство и потребление бумаги и картона в России

Баланс потребления бумаги и картона, сальдо внешнеэкономической деятельности по продукции ЦБП в 2006-2014 годах приведен на рисунке 1.3.

За последние 10 лет существенных изменений в объемах производства и экспорта российской продукции ЦБП не наблюдалось. Практически весь рост внутреннего потребления бумаги и картона произошел за счет роста импорта, в основном продукции высоких ценовых категорий, не производимой в России или выпускаемой в недостаточных объемах.

Рисунок 1.3 - Баланс потребления бумаги и картона, сальдо внешнеэкономической деятельности по продукции ЦБП в 2006-2014 годах (Источник: ФТС, Росстат, обработка РАО "Бумпром")

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона


Рисунок 1.3 - Баланс потребления бумаги и картона, сальдо внешнеэкономической деятельности по продукции ЦБП в 2006-2014 годах
(Источник: ФТС, Росстат, обработка РАО "Бумпром")

Существующий дисбаланс между растущим внутренним спросом российского рынка и отставанием по объемам и ассортименту производимой российскими предприятиями бумажно-картонной продукции привел к значительному увеличению объемов импорта на протяжении последних двадцати лет. В 2006 году сальдо внешней торговли целлюлозно-бумажными товарами ЦБП стало отрицательным и продолжает стремительно расти, превысив в 2014 году значение в 2,2 млрд долларов США.

1.1.6 Структура экспорта и импорта целлюлозно-бумажной продукции

Структура экспорта и импорта приведена на рисунке 1.4.

Главным объектом экспорта являются товары низких ценовых категорий: волокнистые полуфабрикаты, газетная бумага, крафт-бумага и крафт-лайнер. Импортируются в основном бумага и картон с мелованием, покрытием и пропиткой, санитарно-гигиенические изделия, обои, высококачественная потребительская упаковка.

Рисунок 1.4 - Чистый экспорт целлюлозно-бумажной продукции в 2014 году, млн долларов США (Источник: данные ФТС, обработка РАО "Бумпром")

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона


Рисунок 1.4 - Чистый экспорт целлюлозно-бумажной продукции в 2014 году, млн долларов США
(Источник: данные ФТС, обработка РАО "Бумпром")

Необходимость развития ЦБП России, внедрение НДТ и биотехнологий определяется большим потенциалом роста отечественного среднедушевого потребления бумаги и картона.

1.1.7 Среднедушевое потребление бумаги и картона в России

Среднедушевое потребление бумаги и картона приведено на рисунке 1.5.

На данном графике можно выделить три группы стран. Первая группа - со среднедушевым потреблением 150-250 кг/чел. - включает страны с развитой экономикой (США, Канаду, страны Евросоюза, Японию и Южную Корею). Для них характерно снижение объемов потребления на протяжении последних лет (за исключением Южной Кореи). Вторая группа стран - потребление на уровне 45-55 кг/чел. (включает и Россию), третья - Индия и страны Африки - на уровне 10-15 кг/чел. И эти страны располагают максимальным потенциалом для дальнейшего роста.

Рисунок 1.5 - Среднедушевое потребление бумаги и картона в мире, кг/чел. (Источник: данные ФТС, обработка РАО "Бумпром")

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона


Рисунок 1.5 - Среднедушевое потребление бумаги и картона в мире, кг/чел.
(Источник: данные ФТС, обработка РАО "Бумпром")

Таблица 1.3 - Объемы и индексы среднедушевого потребления бумаги и картона в мире в 2000-2013 гг. (Источник - данные ФАО ООН, обработка РАО "Бумпром")

Страна, регион

2000

2013

13/00, %

Финляндия

429,8

266,3

62,0

США

330,6

224,6

68,4

Сев. Америка

327,2

217,5

66,9

Япония

253,4

215,7

85,1

страны ЕС

172,7

156,8

91,5

Канада

297,3

153,6

51,7

Китай

31,8

72,6

230,2

в мире

53,0

54,9

103,5

Бразилия

40,6

49,7

122,6

Россия

23,3

50,5

216,8

Азия

27,7

43,7

157,4

Лат. Америка

34,9

41,2

118,3

Индия

4,1

9,8

233,4


В настоящее время среднедушевое потребление бумаги и картона в России отстает от среднемирового уровня примерно на 8 кг/чел. Для обеспечения растущего спроса отечественного рынка до указанного уровня необходимо нарастить внутреннее потребление на 1,12 млн т бумаги и картона. Увеличение объемов внутреннего производства востребованных российским потребителем видов бумажно-картонной продукции может стать логичным направлением реализации программы импортозамещения в Российской Федерации.

1.2 Характеристика российских предприятий целлюлозно-бумажной промышленности

1.2.1 Техническое и технологическое состояние российских целлюлозно-бумажных предприятий

Для российской ЦБП характерна значительная неоднородность. Из 212 предприятий, производящих целлюлозно-бумажную продукцию, всего 17 предприятий высокой единичной мощности (более 100 тыс. т товарной продукции в год) выпускают 79,9% от общего объема. Средние предприятия (14 единиц, годовая мощность 50-100 тыс. т) производят 9,5% продукции. Оставшиеся 10,6% выпускаемых бумаги, картона и изделий из них приходятся на долю 181 предприятия.

Это говорит о систематическом многолетнем недостатке инвестиций в развитие отрасли. Из-за нехватки средств большинство предприятий не способны ликвидировать техническую и технологическую отсталость, складывавшуюся на протяжении многих десятилетий.

Введенные в эксплуатацию в первой половине прошлого века предприятия ЦБП располагают устаревшим низкопроизводительным оборудованием с высокими затратами энергии, сырья, трудовых ресурсов. Средний возраст бумаго- и картоноделательных машин, установленных на российских комбинатах и фабриках, составляет 40 лет при средней единичной годовой мощности 65 тыс. т продукции (см. рисунок 1.6).

Рисунок 1.6 - Средний возраст и средняя единичная мощность БДМ и КДМ по странам и регионам (по данным РАО "Бумпром")

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона


Рисунок 1.6 - Средний возраст и средняя единичная мощность БДМ и КДМ по странам и регионам (по данным РАО "Бумпром")

Более 60% бумагоделательных и картоноделательных машин в российской ЦБП вступили в действие в период индустриализации (1920-1930-е годы) прошлого века. Их отличает малая обрезная ширина (до 2,5 м), низкие скорости, высокие удельные расходы энергии, сырья, химикатов.

Около 30% БДМ и КДМ были смонтированы и введены в послевоенный период (1950-1960-е годы). Эти машины были более экономичны и производительны (их обрезная ширина достигала 4,2 м), многие из них работают и сейчас после модернизации отдельных узлов (замены промышленной автоматики АСУТП).

Всего 8,5% действующих в настоящее время машин (обрезной шириной свыше 4,5 м) были введены в 1960-1980-е годы, именно на них производится около 80% всей бумаги и картона в стране.

Структура предприятий ЦБП России и производство продукции в 2014 году приведена на рисунке 1.7.

Рисунок 1.7 - Структура предприятий ЦБП и производство продукции в 2014 году, тыс. т (по данным РАО "Бумпром")

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона


Годовая мощность, тыс. т

>100

50-100

20-50

<20

Количество предприятий

17

14

19

162


Рисунок 1.7 - Структура предприятий ЦБП и производство продукции в 2014 году, тыс. т (по данным РАО "Бумпром")

1.2.2 Крупнейшие российские целлюлозно-бумажные предприятия

В таблице 1.4 приведен перечень крупных целлюлозно-бумажных предприятий, определяющих структуру производства целлюлозно-бумажной продукции в России. Многие из них являются крупными интегрированными производствами и предприятиями полного цикла, выпускающими широкий ассортимент лесобумажной продукции.


Таблица 1.4 - Производство товарной продукции ведущими предприятиями ЦБП России (годовой мощностью свыше 100 тыс. т) в 2014 году, тыс. т (по данным РАО "Бумпром")

N

Предприятие

Товарная целлюлоза

Бумага

Картон

Произведено товарной продукции, ВСЕГО

Произведено в России, всего

2253,4

4943,2

3069,3

10265,9

- произведено ведущими предприятиями

2184,1

3961,8

2059,9

8205,8

- удельный вес крупных предприятий в общем объеме производства

96,9

80,1

67,1

79,9

1.

фил. Группы ИЛИМ в Коряжме

299,0

449,5

470,9

1219,4

2.

Монди Сыктывкарский ЛПК

31,4

722,9

274,0

1028,3

3.

фил. Группы ИЛИМ в Братске

743,2

0

179,6

922,8

4.

фил. Группы ИЛИМ в Усть-Илимске

804,3

0

0

804,3

5.

Архангельский ЦБК

216,9

72,6

483,7

773,2

6.

Кондопога

0

610,3

0

610,3

7.

Волга

0

508,4

0

508,4

8.

Интернешнл Пейпер, Светогорск

0

383,6

101,4

485,0

9.

Соликамскбумпром

0

365,2

0

365,2

10.

Сегежский ЦБК

0

253,3

0

253,3

11.

Марийский ЦБК

55,9

103,8

82,8

242,5

12.

Кнауф Петроборд

0

0

240,2

240,2

13.

Каменская БКФ

0

148,0

70,3

218,3

14.

Набережночелнинский КБК

0

111,8

91,2

203,0

15.

Пермская ЦБК

0

94,5

106,0

200,5

16.

Завод Николь-Пак, Учалы

0

61,1

69,6

130,7

17.

Выборгская ЛК

0

0

130,3

130,3

18.

Сясьский ЦБК

33,5

76,9

0

110,4


Большинство малых производств являются монопредприятиями. Они производят одно-два наименования готовой потребительской бумажно-картонной продукции из закупаемого сырья. Многие из них используют физически и морально изношенное оборудование, устаревшие технологии и остро нуждаются в модернизации.

1.2.3 Географическое положение российских целлюлозно-бумажных предприятий и вопросы освоения лесосырьевой базы

Географическое расположение предприятий на карте страны говорит об основных приоритетах при его выборе - доступности сырьевой базы, энергии, водных ресурсов.

Из-за своей удаленности от основных рынков, отсутствия необходимой инфраструктуры и, прежде всего, лесных дорог, малоосвоенными остаются лесные богатства Восточной Сибири и Дальнего Востока (см. рисунок 1.8).

Рисунок 1.8 - Объемы производства продукции ЦБП в 2014 году по федеральным округам, тыс. т (по данным РАО "Бумпром")

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона


Рисунок 1.8 - Объемы производства продукции ЦБП в 2014 году по федеральным округам, тыс. т (по данным РАО "Бумпром")

Основная часть указанных предприятий находится в лесных районах Северо-Запада, Центральной России, Поволжья, вблизи от крупных населенных пунктов со сформировавшимся потребительским спросом (см. рисунок 1.9).

Рисунок 1.9 - Ведущие предприятия ЦБП России (с объемами производства товарной продукции свыше 100 тыс. т/год) (по данным РАО "Бумпром")

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона


Рисунок 1.9 - Ведущие предприятия ЦБП России (с объемами производства товарной продукции свыше 100 тыс. т/год) (по данным РАО "Бумпром")

Большинство из указанных предприятий успешно осуществили и продолжают проводить модернизацию в рамках государственной программы поддержки приоритетных инвестиционных проектов (ПИП). Крупнейшие компании на своих комбинатах приступили к реализации программы внедрения НДТ, начата подготовка к применению биотехнологий по российской лесной технологической платформе программы "Био-Тех-2030" (см. рисунок 1.10).

В последние годы основная часть инвестиций направлялась на модернизацию основного технологического оборудования (в соответствии с Перечнем приоритетных инвестиционных проектов, включающим 145 объектов лесопромышленного комплекса). Объем инвестиций составляет 428 млрд. рублей, в т.ч. 13 объектов по ЦБП с объемом финансирования 241 млрд. рублей. Предусмотренное в ПИП увеличение мощностей, объемов выпуска и потребления бумаги и картона в РФ соответствует "Прогнозу развития российского ЛПК до 2030 года", подготовленному по заказу ФАО ООН российским экспертным сообществом.

Рисунок 1.10 - Карта приоритетных инвестиционных проектов в ЦБП РФ, целевые показатели до 2020 года

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона


Рисунок 1.10 - Карта приоритетных инвестиционных проектов в ЦБП РФ, целевые показатели до 2020 года

В основу "Прогноза развития российского ЛПК до 2030 года" были заложены темпы роста ВВП, прогнозируемые Минэкономразвития России и определяющие три варианта развития целлюлозно-бумажного производства в России (см. рисунок 1.11).

В соответствии с "Прогнозом развития российского ЛПК до 2030 года" к 2030 году производство бумаги и картона планировалось увеличить:

- по инновационному сценарию - до 25,5 млн тонн (и потребление - до 20 млн тонн);

- по умеренному сценарию - 18,8 млн т (и 16,8 млн. т);

- инерционному - 14,7 млн т (и 13,9 млн т).

Рисунок 1.11 - Производство и потребление бумаги и картона в РФ, прогноз до 2030 года

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона


Рисунок 1.11 - Производство и потребление бумаги и картона в РФ, прогноз до 2030 года

При составлении Прогноза основным приоритетом для достижения намеченных показателей считалось создание преимущественно в лесоизбыточных районах новых мощностей по производству высококачественных сортов бумаги, современных упаковочных материалов, санитарно-гигиенических изделий, ориентированных, в первую очередь, на внутренний рынок. Однако наступивший кризис негативно повлиял на реализацию этих планов, и в условиях стагнации российской экономики развитие отечественного лесопромышленного комплекса фактически идет по инерционному сценарию.

Формирование новых тенденций в мировой экономике вызвало необходимость развития промышленных биотехнологий на базе возобновляемых ресурсов, и у российского ЛПК появился очередной шанс использовать свои конкурентные преимущества в виде огромных неиспользуемых запасов древесины, доступной энергии, растущего внутреннего рынка.

Из анализа представленной информации можно сделать вывод о том, что ЦБП России располагает устаревшим низкопроизводительным оборудованием с высокими удельными затратами энергии, сырья, трудовых ресурсов на единицу готовой продукции, поэтому не может в полной мере реализовать богатый потенциал, которым располагает Россия - более 83 млн мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона лесных запасов, доступная электроэнергия, полезные ископаемые, водные ресурсы и т.д.

Приоритетом развития в настоящее время становится внедрение наилучших доступных технологий, снижение материалоемкости и энергоемкости производства, увеличение использования отходов и других возобновляемых источников для производства энергии.

В рамках Государственных программ (поддержки ПИП, развития промышленности и повышения ее конкурентоспособности, Стратегии развития лесопромышленного комплекса и других), ряд ведущих компаний (предприятия ОАО Группа "Илим" в Коряжме и Братске, комбинат ЗАО "Интернешнл Пейпер" в Светогорске, АО "Монди Сыктывкарский ЛПК", Архангельский ЦБК и другие) приступили к внедрению наилучших доступных технологий по модернизации и реконструкции действующего оборудования с целью повышения своей конкурентоспособности и удовлетворения растущего потребительского спроса на качественную и экологичную продукцию.

1.2.4 Влияние деятельности предприятий ЦБП на окружающую среду, сформировавшиеся тенденции и перспективы

Таблица 1.5 - Основные показатели охраны окружающей среды в 2012-2014 годах (Источник: данные Росстата, обработка РАО "Бумпром")

ПОКАЗАТЕЛЬ

Год

ВСЕГО по России

Обраба-
тывающие производства

Обработка древесины и пр-во изделий из дерева

ЦБП, издат. д-сть, полигра-
фическая промыш-
ленность

Уд. вес ЦБП+ИД+
+ПП по РФ, %

Образование отходов, млн т

2012

5008

291

3,7

6,1

0,1

2013

5153

254

5,3

8,9

0,2

2014

5168

243

5,0

6,2

0,1

Использование и обезвреживание отходов, млн т

2012

2348

165

2,7

5,0

0,2

2013

2044

132

4,3

7,8

0,4

2014

2357

119

3,9

5,8

0,2

Выбросы в атмосферу, тыс. т

2012

19630

6407

87

129

0,7

2013

18447

6219

86

130

0,7

2014

17452

5932

90

119

0,7

Улавливание и обезвреживание выбросов, тыс. т

2012

56834

28251

661

686

1,2

2013

54384

28900

1244

651

1,2

2014

54099

29031

1264

604

1,1

Сброс загрязненных сточных вод, млн
мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

2012

15678

2882

19,7

905

5,8

2013

15189

2711

15,4

906

6,0

2014

14768

2523

21,8

860

5,8

Инвестиции в осн. капитал на охрану окр. среды, млн
рублей

2012

116543

33727

148

1121

1,0

2013

123748

42207

435

1824

1,5

2014

158589

67017

158

1325

0,8

Инвестиции в осн. капитал на охрану водных ресурсов, млн рублей

2012

52420

13989

127

250

0,5

2013

59505

17792

0

275

0,5

2014

76315

35403

59

683

0,9

Рисунок 1.12 - Объемы сбросов загрязняющих веществ в водные объекты в 2014 г., млн куб. м

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона


Рисунок 1.12 - Объемы сбросов загрязняющих веществ в водные объекты в 2014 г., млн мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

Удельный вес объемов сбросов по ЦБП, издательской деятельности и полиграфической промышленности в 2014 году составили 34,1% по всем обрабатывающим производствам и 5,8% по России в целом. Снижение физических объемов сбросов по отрасли в 2014 году составило 5% по сравнению с 2012 и 5,1% по сравнению с 2013 годами.

Рисунок 1.13 - Объемы выбросов в атмосферу загрязняющих веществ от стационарных источников в 2014 г., тыс. тонн

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона


Рисунок 1.13 - Объемы выбросов в атмосферу загрязняющих веществ от стационарных источников в 2014 г., тыс. тонн

Рисунок 1.14 - Индексы производства продукции ЦБП, объемов сбросов и выбросов загрязняющих веществ предприятиями ЦБП, % к уровню 2005 г.

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона


Рисунок 1.14 - Индексы производства продукции ЦБП, объемов сбросов и выбросов загрязняющих веществ предприятиями ЦБП, % к уровню 2005 г.

На протяжении последних 10 лет наблюдается заметное снижение негативного влияния предприятий целлюлозно-бумажной промышленности на окружающую среду. При росте объемов производства целлюлозно-бумажной продукции на 9,0%, объемы выбросов загрязняющих атмосферу веществ предприятиями отрасли снизились на 30,9%, а объемы сбросов сточных вод - на 27,4%. Отвечая на глобальные вызовы ответственного отношения к экологии, окружающей среде, борьбы с глобальными изменениями климата и максимальным повышением энергоэффективности в рамках так называемой "Зеленой экономики", ведущие компании ЦБП России осуществляют модернизацию действующих и создание новых высокоэффективных производств.

1.2.5 Основные проблемы российской ЦБП и пути их решения

Целлюлозно-бумажная промышленность является наиболее энерго-, материало- и капиталоемкой подотраслью лесопромышленного комплекса, выпускающей продукцию с высокой добавленной стоимостью в результате глубокой химической переработки древесины в ходе многооперационных, непрерывно протекающих процессов, взаимодействия сложных технологических схем. Поэтому для оборудования ЦБП характерны высокая стоимость, трудоемкость его проектирования, монтажа и наладки, долгие сроки окупаемости вложенных средств и необходимость долгосрочного планирования экономических результатов от его запуска и модернизации.

Факторы, непосредственно влияющие на развитие российской ЦБП:

- устаревшие производственные фонды;

- неблагоприятный инвестиционный климат;

- назревшая необходимость перехода на новое природоохранное законодательство, направленное на внедрение наилучших доступных технологий;

- наличие высокоемких, быстрорастущих рынков продукции ЦБП в России и в азиатском регионе;

- влияние глобальных вызовов (проблемы изменения климата и связанная с этим необходимость замены ископаемых энергоносителей возобновляемыми биоресурсами);

- устойчивое развитие лесопромышленного комплекса становится приоритетным направлением в мире. Вопросы устойчивого развития приобретают все более важное значение и в российском ЛПК.

Развитие лесопромышленного комплекса страны ограничено рамками крупных действующих предприятий, которые для поддержания конкурентоспособности своих производств реализуют приоритетные инвестиционные проекты, связанные с модернизацией и техническим перевооружением своих производственных мощностей.

Пути решения проблем, стоящих перед ЦБП России:

- создание для реализации приоритетных инвестиционных проектов условий гарантированного обеспечения древесным сырьем, энергоносителями, доступными кредитами отечественных банков;

- софинансирование создания инфраструктуры крупных ПИП с выделением средств из федерального и региональных бюджетов;

- увеличение финансирования научно-технической деятельности по созданию и освоению массового производства востребованной, конкурентоспособной продукции в целях реализации программы импортозамещения;

- создание условий для развития биотехнологий в ЛПК, включая производство биотоплива;

- стимулирование внедрения инновационных технологий, направленных на снижение удельных затрат энергии, повышение экологической эффективности производства;

- увеличение доли использования низкосортной древесины, степени переработки макулатуры для снижения удельного потребления сырья и материалов в основном производстве;

- совершенствование структуры лесопромышленного производства за счет освоения выпуска инновационных видов продукции в рамках технологической платформы "БиоТех-2030", в том числе бумаги и картона с экологически безопасными барьерными покрытиями, композиционных материалов с использованием технологий переработки побочных продуктов ЦБП и вторичных продуктов лесохимии.

Для развития лесопромышленного комплекса в масштабах всей страны необходима прозрачная, скоординированная, долгосрочная, неукоснительно проводимая государственная лесная политика. Освоение лесных богатств в необжитых районах, строительство новых современных предприятий возможно только при непосредственном участии государства в создании необходимой инфраструктуры при реализации крупных инвестиционных проектов, связанных с глубокой переработкой древесины.

Раздел 2. Описание технологических процессов, используемых в настоящее время в российской целлюлозно-бумажной промышленности

Рисунок 2.1 - Блок-схема производства сульфатной целлюлозы и НСПЦ [4, 5, 6]

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона


Рисунок 2.1 - Блок-схема производства сульфатной целлюлозы и НСПЦ [4, 5, 6]

2.1 Подготовка древесины

Общая технологическая схема процесса подготовки древесного сырья

Рисунок 2.2 - Блок-схема подготовки древесного сырья

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона


Рисунок 2.2 - Блок-схема подготовки древесного сырья

Основная информация о процессе подготовки древесного сырья, который используют в настоящее время в российской ЦБП, представлена в таблице 2.1.


Таблица 2.1 - Информация об этапах технологического процесса подготовки древесного сырья

Входной поток

Этап процесса (подпроцесс)

Выходной поток

Основное технологическое оборудование

Эмиссии

1

2

3

4

5

Длинномерная древесина неокоренная

1.1 Распиловка длинномерной древесины на короткомерные балансы

Балансы неокоренные

- устройство для приема и распиловки длинника

- отходы коры;

- опилки натуральной чистой древесины

Групповой способ окорки

- балансы неокоренные;

- пар;

- электроэнергия;

- свежая вода

1.2 Окорка древесины

- щепа несортированная;

- кора, древесный лом;

- коросодержащая вода;

- песок, камни;

- паровоздушная смесь (при сухой окорке)

- размораживающий конвейер;

- окорочный барабан;

- оборудование для сбора и подготовки коры к сжиганию (конвейеры, сортировка, пресс, корорубка;

- оборудование для сбора и очистки коросодержащих вод (дренажный конвейер, скребковый конвейер, водоотделительный барабан, фильтр, емкости, насосы)

- выбросы в атмосферу;

- паровоздушная смесь;

- сбросы в производственную канализацию (взвешенные вещества, ХПК, БПК);

- твердые отходы (камни, песок);

- шум от работающего оборудования

- балансы окоренные;

- электроэнергия

1.3 Рубка древесины

щепа несортированная

- рубительная машина;

- бункер приемный с разгрузочным шнеком

Шум от работающего оборудования

- щепа несортированная;

- электроэнергия

1.4 Сортирование щепы

щепа сортированная

- сортировка;

- дезинтегратор

Опилки натуральной чистой древесины

Индивидуальный способ окорки

- балансы неокоренные;

- электроэнергия

1.2 Окорка древесины

- щепа несортированная;

- кора

- приемный стол;

- ступенчатый питатель;

- окорочный станок;

- оборудование для сбора и подготовки коры к сжиганию (конвейеры, сортировка, корорубка)

Шум от работающего оборудования

- балансы окоренные;

- электроэнергия

1.3 Рубка древесины

Щепа несортированная

- рубительная машина;

- бункер приемный с разгрузочным шнеком

Шум от работающего оборудования

- щепа несортированная;

- электроэнергия

1.4 Сортирование щепы

Щепа сортированная

- сортировка;

- дезинтегратор

Опилки натуральной чистой древесины

2.1.1 Процесс подготовки древесного сырья

Процесс подготовки древесного сырья может включать следующие технологические подпроцессы:

- распиловка древесины;

- окорка древесины;

- рубка древесины;

- сортирование щепы.

2.1.2 Распиловка древесины

Древесное сырье на переработку может поступать в виде хлыстов, длинника и коротья.

В России наибольшее распространение получили барабаны для окорки коротья 1,2-2,2 м, которые требовали предварительного распила длинномерной древесины на слешере на указанные отрезки. В настоящее время созданы и используются барабаны для окорки древесины длиной 4,5-6 м, поэтому процесс распиловки древесины на современных предприятиях отсутствует.

2.1.3 Окорка древесины

Древесное сырье может окариваться на различном окорочном оборудовании. При групповом способе - в окорочных барабанах, при индивидуальном - окорка на роторных станках.

Барабаны предназначены для окорки мокрым, полусухим и сухим способом. В процессе мокрой окорки древесины используется большое количество воды, так как конструкция барабана помещается в ванну, заполняя барабан водой на 1/3 диаметра. При полусухом способе окорки горячая вода подается в глухую секцию барабана, что создает условия для размораживания (в зимнее время) и увлажнения коры, обеспечивая хорошую окорку любой древесины.

В последние годы на многих предприятиях стала применяться сухая окорка в барабанах. Вода используется только для промывки бревен и их размораживания. Размораживание достигается с помощью подачи пара в барабан или горячей воды на специальный конвейер, установленный перед барабаном.

Используемая в процессе вода рециркулирует при минимальном образовании сточных вод и количестве загрязняющих веществ.

Кора получается при сухой окорке с низким содержанием воды, что приводит к более выгодному энергобалансу предприятия.

Кора после окорочного барабана подается на измельчитель и, если она влажная, отжимается на прессе для последующего сжигания. В некоторых случаях она продается другим предприятиям, но при больших объемах предпочтительно сжигание на самом предприятии в специальных котлах.

2.1.4 Рубка древесины

Для получения целлюлозы окоренные круглые лесоматериалы измельчаются в щепу на рубительной машине. В основном применяются дисковые рубительные машины. По способу подачи балансов различают машины с наклонным и горизонтальным питающим патроном. В настоящее время наибольшее распространение получили рубительные машины с горизонтальной подачей древесины в машину и нижним выбросом щепы. Это обусловлено увеличением длины поступающей на рубку древесины до 4-6 м и снижением потерь древесины, так как исключается ее измельчение за счет удара лопаток при выбросе вверх.

2.1.5 Сортирование щепы

Получение щепы однородного размера необходимо для повышения эффективности процесса варки и обеспечения высокого качества целлюлозы. После рубительной машины щепа сортируется (сегодня гирационные) для удаления нестандартной по размеру щепы и опилок. Мелкую фракцию щепы желательно варить в специальном варочном котле либо сжигать вместе с опилками и корой. Крупная щепа измельчается на специальных аппаратах и возвращается в общий поток на повторное сортирование. Для улучшения качества щепы применяют сортировки для выделения из щепы толстой фракции, которая направляется на обработку на специальное оборудование и далее подается в производство. Сортирование по толщине обеспечивает равномерность провара целлюлозы, тем самым повышая ее качество и выход.

Характеристика оборудования процесса подготовки древесного сырья представлена в таблице 2.2.


Таблица 2.2 - Характеристика оборудования процесса подготовки древесного сырья

Наименование оборудования

Назначение оборудования

Технологические характеристикиИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

1

2

3

Устройство для приема и распиловки длинника

Прием пачки сортиментов, разделение пачки, подача на распиловку, распиловка длинномерной древесины на коротье

Производительность, пл. мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/час, - 125-180.

Длина бревен, м, - 6,5.

Диаметр пил, мм, - 1500-1800

Групповой способ окорки древесного сырья

Размораживающий конвейер

Промывка и размораживание древесины в зимнее время

Производительность, пл. мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/час, - 250-390.

Температура воды, °С, - 40-60.

Окорочный барабан

Окорка древесины

Производительность, пл. мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/час, - 120-390.

Длина, м, - 25,0-42,0.

Диаметр, м, - 4,0-5,2.

Скорость вращения, об/мин, - 4-9

Рубительная машина

Рубка окоренной древесины

Производительность, пл. мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/час, - 100,0-390,0.

Диаметр диска, м, - 3,0-3,87.

Число ножей, шт., - 12-18.

Частота вращения, минИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона, - 220-300

Бункер приемный для щепы с разгрузочным шнеком

Прием щепы от рубительной машины

Производительность разгрузочного шнека, нас. мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/час, - 750,0-1300,0

Дисковая сортировка

Отделение из коры крупных древесных отходов

Производительность, мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/час - до 220,0

Корорубка

Измельчение коры и древесного лома

Производительность, мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/час, - 50,0-135,0.

Размер измельченной коры, мм, - до 50,0

Короотжимной пресс (цепной, винтовой, поршневой)

Прессование коры

Производительность, мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/час, - 30,0-100,0.

Влажность коры после прессования, % - 40-55.

Остальные данные в зависимости от типа пресса

Межагрегатные связи

Конвейеры ленточные, цепные для транспортировки материала между оборудованием

Производительность, мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/час.

Длина, м.

Ширина, мм.

В зависимости от компоновки оборудования

Индивидуальный способ окорки древесного сырья

Приемный стол

Прием древесины

В зависимости от производительности линии.

Объем загрузки, мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона, - 40 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/час.

Размеры загружаемой древесины, м, - до 6,6 м

Ступенчатый питатель

Поштучная подача бревен на окорку

Скорость подачи, м/мин, - 40-75

Окорочный станок роторный

Окорка древесины

Тип.

Диаметр окариваемых лесоматериалов, см, - 10-80.

Длина бревна (наим.), м, - 1,5-3,0

Рубительная машина

Рубка окоренной древесины

Тип

Производительность, пл. мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/час.

Диаметр диска, м.

Число ножей, шт.

Частота вращения, минИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

Бункер-выравниватель со шнековым разгрузчиком

Прием щепы от рубительной машины

Производительность, пл. мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/час.

Длина шнека, м.

Диаметр шнека, см

Корорубка

Измельчение крупных отходов

Производительность, мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/час.

Размер измельченной коры, мм.

Диаметр ротора, мм.

Частота вращения, минИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

Межагрегатные связи

Конвейеры для транспортировки материала между оборудованием

Производительность, мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/час.

Длина, м.

Ширина, мм.

В зависимости от компоновки оборудования

Сортирование щепы

Сортировка щепы

Сортирование щепы

Тип - гирационная, дисковая, валковая.

Производительность, мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/час, - 120-700

Дезинтегратор

Измельчение крупной щепы

Тип.

Производительность, мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/час - 60,0-100,0

Измельчитель щепы

Измельчение толстой фракции щепы

Тип - Р-рубительная машина барабанная, валковая.

Производительность, мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/час.

Остальные данные - в зависимости от типа измельчителя

Межагрегатные связи

Конвейеры ленточные для транспортировки материала между оборудованием

Производительность, мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/час.

Длина, м.

Ширина, мм.

В зависимости от компоновки оборудования

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона Технологические характеристики зависят от видов древесины и требуемой производительности линии.



Таблица 2.3 - Природоохранное оборудование процесса подготовки древесного сырья

Наименование оборудования

Назначение оборудования

Технологические характеристикиИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

1

2

3

Система пылеудаления

Система удаления паровоздушной смеси из окорочного барабана

Производительность, мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/с, - 10,0-12,0.

Давление, Па, - 3500.

Концентрация пыли, мг/мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона - 15-50

Дренажный конвейер

Первичное обезвоживание коры

Производительность (по воде), мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/час, - 1000-1500.

Диаметр перфорации, мм, - 7,0.

Ширина, мм, - 900-1300

Водоотделительный барабан

Первичное обезвоживание коры

Диаметр, мм - 1500-2000.

Длина, м, - 4,0-5,0.

Диаметр перфорации, мм, - 6,0-8,0

Фильтр сетчатый

Локальная очистка воды

Производительность, мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/мин, 12,0-35,0.

Диаметр барабан, м, - 2,0.

Ширина сетки, м, - 8,0-10,0

Транспортер песка

Отделение осадка из бассейна коросодержащих вод

Ширина, мм, - 400-600.

Длина, м, - от компоновки цеха

Промывной рольганг с камнеловушкой

Промывка балансов перед рубкой, отделение камней

Ширина, мм, - 1200-1400.

Длина, м, - от компоновки цеха.

Скорость, м/с

Цепной конвейер для камней у размораживающего конвейера

Удаление камней при размораживании

Ширина, мм, - 650.

Длина, м, - от компоновки

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона Технологические характеристики зависят от видов древесины и требуемой производительности линии.

2.2 Процесс производства сульфатной целлюлозы

В настоящее время сульфатный способ производства целлюлозы с эффективной и хорошо апробированной системой регенерации химикатов является доминирующим химическим процессом, наиболее эффективным и экономичным способом получения технических целлюлоз с высокими прочностными характеристиками, позволяющим перерабатывать древесину практически всех пород [4, 5, 6].

На целлюлозно-бумажных предприятиях России вырабатывается:

- сульфатная беленая хвойная и лиственная целлюлоза (товарная и для производства печатных бумаг);

- товарная сульфатная небеленая хвойная целлюлоза;

- сульфатная небеленая хвойная целлюлоза для производства картона, флютинга, мешочных и упаковочных бумаг;

- нейтрально-сульфитная лиственная полуцеллюлоза (НСПЦ) и сульфатная лиственная полуцеллюлоза с зеленым щелоком.

Производство сульфатной целлюлозы включает следующие основные технологические блоки:

- подготовка древесного сырья;

- получение сульфатной небеленой и беленой целлюлозы;

- регенерация химикатов и энергии, получение побочных продуктов;

- отбелка, приготовление химикатов для отбелки;

- система очистки производственных сточных вод на внеплощадочных очистных сооружениях.

Технологический процесс получения беленой и небеленой сульфатной целлюлозы может включать следующие подпроцессы:

- варка целлюлозы;

- горячий размол, промывка и сортирование небеленой целлюлозы, сортирование и размол отходов;

- кислородная делигнификация и отбелка целлюлозы;

- очистка беленой целлюлозы;

- сушка, упаковка и хранение беленой и небеленой целлюлозы.

Комбинация подпроцессов, их аппаратурное оформление и размещение в технологической схеме процесса производства сульфатной целлюлозы зависят от конкретного вида вырабатываемой продукции и технологии ее получения (см. рисунок 2.3).

Основная информация о процессе получения сульфатной целлюлозы, который используют в настоящее время в российской ЦБП, представлена в таблице 2.4.

Рисунок 2.3 - Блок-схема технологического процесса получения сульфатной целлюлозы

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона


Рисунок 2.3 - Блок-схема технологического процесса получения сульфатной целлюлозы

Таблица 2.4 - Описание процесса получения сульфатной целлюлозы

Входной поток

Этап процесса (подпроцесс)

Выходной поток

Основное технологическое оборудование

Эмиссии

1

2

3

4

5

Щепа кондиционная.

Опилки, спички.

Сучки, непровар.

Белый щелок.

Фильтрат от промывки.

Пар.

Электроэнергия

Варка

Небеленая целлюлоза.

Черный щелок.

Грязный конденсат (для лиственной целлюлозы).

Терпентинный конденсат (для хвойной целлюлозы).

НК ДПГ.

ВК ДПГ

Система загрузки щепы в варочный котел.

Варочная установка.

Выдувной резервуар.

Система конденсации паров вскипания черного щелока.

Система сбора НК ДПГ.

Система сбора ВК ДПГ

Выбросы в атмосферу:

ДПГ, скипидар, метанол.

Сбросы в производственную канализацию: взвешенные вещества, ХПК, щелочь.

Минеральные отходы

Небеленая целлюлоза.

Фильтрат от промывки.

Электроэнергия

Промывка

Небеленая целлюлоза.

НК ДПГ.

Фильтрат от промывки

Промывной аппарат.

Насос МС

Выбросы в атмосферу: ДПГ, скипидар, метанол.

Сбросы в производственную канализацию: взвешенные вещества, ХПК, щелочь

Небеленая целлюлоза.

Фильтрат от промывки.

Электроэнергия

Сортирование

Небеленая кондиционная целлюлоза.

Сучки и непровар.

Отходы тонкого сортирования.

- НК ДПГ

Сучколовители для отделения сучков и непровара.

Промыватели сучков и непровара.

Сортировки.

Промыватели отходов.

Рафинеры для размола отходов.

Вихревые очистители для отделения песка.

Рафинеры для размола целлюлозы высокого выхода

Выбросы в атмосферу: ДПГ, скипидар, метанол.

Сбросы в производственную канализацию: взвешенные вещества, ХПК, щелочь.

Минеральные отходы.

Сучки и непровар.

Отходы тонкого сортирования

Небеленая очищенная целлюлоза.

Фильтрат от промывки/горячая вода/очищенный конденсат.

- Электроэнергия

Промывка

Небеленая промытая очищенная целлюлоза.

НК ДПГ.

Фильтрат от промывки

Промывной аппарат.

Насос МС

Выбросы в атмосферу: ДПГ.

Сбросы в производственную канализацию: взвешенные вещества, ХПК, щелочь

Промытая очищенная небеленая целлюлоза.

Окисленный белый щелок/каустик.

Кислород.

Перекись водорода.

Пар.

Сульфат магния.

Электроэнергия

Кислородная делигнификация

Небеленая целлюлоза с пониженным числом Каппа

Реакторы кислородной делигнификации (1 или 2 ст.).

Смесители с паром и кислородом.

Насосы МС.

Установка окисления белого щелока воздухом или кислородом.

Узел приема, хранения, растворения и подачи в процесс кристаллического сульфата магния

Выбросы в атмосферу: СО

Целлюлоза после КЩО.

Горячая вода/очищенный конденсат от выпарной станции.

Электроэнергия

Промывка

Промытая небеленая целлюлоза с пониженным содержанием лигнина.

Фильтрат от промывки

Промывной аппарат.

Насос МС

Сбросы в производственную канализацию: взвешенные вещества, ХПК, щелочь

Промытая небеленая целлюлоза.

Отбеливающие химикаты: хлор, диоксид хлора, кислород, пероксид водорода, едкий натр, гипохлорит натрия, серная кислота, сернистая кислота.

Свежая, теплая, горячая вода.

Пар

Электроэнергия

Отбелка

Беленая целлюлоза

Бассейн МС для хранения целлюлозы перед отбелкой.

Отбельные башни и реакторы.

Промывные аппараты.

Смесители с химикатами и паром.

Насосы МС.

Газоочистной скруббер хлорсодержащих газов

Выбросы в атмосферу: хлор, (диоксид хлора).

Сточная вода в производственную канализацию: взвешенные вещества, ХПК, АОХ

Беленая целлюлоза.

Оборотный брак.

Пар.

Оборотная вода.

Свежая вода.

Гидроксид натрия.

Сернистая кислота.

Электроэнергия.

Разбавительная вода

Сортирование

Очищенная беленая целлюлоза.

Отходы сортирования.

Оборотная вода

Напорные сортировки.

Вихревые очистители.

Фильтр для улавливания волокна

Сбросы в производственную канализацию: взвешенные вещества, ХПК

Беленая целлюлоза.

Пар.

Оборотная вода.

Свежая вода.

Электроэнергия

Формование.

Прессование.

Сушка целлюлозного полотна

Целлюлоза в рулонах.

Брак (отсечки и при обрывах).

Оборотная вода.

Конденсат

Напорный ящик.

Формующая часть.

Прессовая часть.

Сушильная часть.

Накат.

Гидроразбиватели брака

Сбросы в производственную канализацию: взвешенные вещества, ХПК.

Выбросы в атмосферу: мокровоздушная смесь, бумажная пыль

Целлюлозное полотно.

Свежая вода.

Электроэнергия

Резка и упаковка

Товарная целлюлоза.

Брак (кромка, листовой брак)

Листорезка.

Линия упаковки

Выбросы в атмосферу: бумажная пыль

Получение CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона по технологии Метисона и технологии НР-А

Химикаты:

- NaCIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона, HИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаSOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

SOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона - по методу Метисона или

HИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона - по методу НР-А

Технический воздух

Генерация CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона - газ. побочный продукт раствор: HИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаSOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона, NaИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаSOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

Первичный реактор.

Вторичный реактор.

Отдувочная колонна

Газопромывная колонна

Нет

CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона - газ.

Химикаты: раствор NaOH.

Вода охлажденная

Получение водного раствора CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона (абсорбция)

Раствор CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Хвостовые газы.

Побочный продукт: раствор гипохлорита натрия (NaCIO)

Абсорбционная колонна.

Химический скруббер

В атмосферу: ClИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона, CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

Получение CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона по интегрированной технологии Chemetics

Электроэнергия.

Химикаты:

хлорат-хлоридный раствор (NaCIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона, NaCI), гидроксид натрия (NaOH)

Производство хлората натрия (NaCIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона) методом электролиза

Хлорат натрия (NaCIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона).

HИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона - газ.

Побочный продукт: гипохлорит натрия (NaCIO)

Реактор хлората.

Электролизеры.

Дегазаторы.

Скруббер водорода

В атмосферу: ClИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

Химикаты: HИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона, ClИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Деминерализованная вода

Синтез соляной кислоты (HCI)

Соляная кислота (HCI)

Реактор синтеза HCI.

Скруббер хвостовых газов

В атмосферу: ClИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона, HCI

Химикаты: хлорат натрия (NaCIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона), соляная кислота (HCI), гидроксид натрия (NaOH).

Вода охлажденная.

Технический воздух

Генерация двуокиси хлора (CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона)

Раствор двуокиси хлора (CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона).

Побочный продукт: гипохлорит натрия (NaCIO)

Генератор двуокиси хлора.

Испаритель.

Абсорбер двуокиси хлора.

Башня гипохлорита

В атмосферу: ClИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона, CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

2.2.1 Варка целлюлозы

В процессе сульфатной варки целлюлозы древесина обрабатывается варочным щелоком в течение нескольких часов при высокой температуре (обычно 170°С).

Конкретные условия варки зависят от состава варочного раствора и определяются назначением вырабатываемой технической целлюлозы: для получения бумаги и картона или для химической переработки.

Сульфатный варочный щелок в качестве активных компонентов содержит NaOH и NaИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаS, а также примеси карбоната, тиосульфата, сульфата и полисульфидов натрия, наличие которых связано с реакциями, протекающими в процессе регенерации варочных компонентов.

В условиях сульфатной варки все компоненты древесины вступают в реакции с варочными реагентами, в результате которых большая часть лигнина, некоторая часть углеводов и экстрактивные вещества в виде продуктов деструкции переходят в раствор и образуют отработанный (черный) щелок.

Процесс варки целлюлозы сопровождается образованием летучих серосодержащих веществ, таких как метилмеркаптан, диметилсульфид, диметилдисульфид, сероводород, обладающих характерным неприятным запахом, вследствие чего их называют дурнопахнущими. Причиной образования дурнопахнущих соединений является присутствие в варочном щелоке сульфида натрия и в древесине - метоксильных групп.

Основными факторами, влияющими на процесс сульфатной варки, являются: расход щелочи и ее концентрация, температура и продолжительность варки, сульфидность щелока, пропитка щепы, порода древесины.

В результате варки хвойных пород древесины (ель, сосна) можно получить целлюлозу для отбелки с числом Каппадо 30-35, поддерживая при этом приемлемые прочностные показатели целлюлозы. Для древесины лиственных пород (осина, береза) получают целлюлозу с числом Каппа 14-22.

Варка может проводиться на варочных установках периодического или непрерывного действия.

Периодическая варка осуществляется в стационарных варочных котлах с системой принудительной циркуляции щелока и непрямым нагревом.

Основными операциями традиционной периодической варки являются: загрузка котла щепой и варочным щелоком (в течение загрузки щепа уплотняется паром), заварка (подъем температуры в котле до конечной температуры варки, терпентинные сдувки (удаление газов и воздуха), варка при конечной температуре, конечные сдувки для снижения давления (если выдувка массы не производится с полного давления варки).

Общий оборот котла составляет от 4 до 6 ч.

Применение современной "модифицированной" технологии периодической сульфатной варки с холодной выгрузкой массы из котла и рекуперацией тепла черного щелока позволяет: сократить расход пара на варку (до 50%-60%), сократить оборот варочного котла, снизить расход химикатов на варку на 5%-10%, увеличить выход целлюлозы, сократить количество непровара, повысить прочность целлюлозы на 10%-15%, улучшить промывку целлюлозы за счет стадии промывки в котле, значительно сократить газовые выбросы.

Варочные установки непрерывного действия системы Камюр подразделяются на однососудные или двухсосудные, гидравлического типа или с паровой фазой, с зоной противоточной диффузионной промывки или без.

Щепа перед загрузкой в котел для непрерывной варки предварительно пропаривается для удаления воздуха, который препятствует пропитыванию щепы химикатами.

После загрузки в котел щепа пропитывается варочным щелоком, а температура повышается до 155°С-175°С.

Время варки при максимальной температуре составляет 1-2 ч.

На российских предприятиях практически все варочные установки - непрерывного действия.

Три варочные установки работают по технологии LoSolids, одна установка - по технологии Compact Cooking G2.

Отработанный варочный раствор (черный щелок), содержащий остаточные варочные химикаты и перешедшие в раствор органические вещества древесины, после отделения целлюлозного волокна, направляется на выпарные станции, входящие в состав системы регенерации химикатов варки.

Выделяющиеся в процессе вскипания черного щелока и пропарки щепы ДПГ вместе с паром подаются в систему пропарки щепы, откуда направляются на конденсацию.

Неконденсированные высоко- и низкоконцентрированные дурнопахнущие газы (ВК ДПГ и НК ДПГ) через отдельные системы сбора и транспортировки подаются на термическое обезвреживание или выбрасываются в атмосферу после обезвреживания на газоочистной аппаратуре.

Скипидаросодержащий (терпентинный) конденсат от конденсаторов паров вскипания черного щелока и пропарочного бункера направляется на производство побочных продуктов для выделения скипидара-сырца.

Подскипидарная вода от отстаивания терпентинного конденсата и конденсат от промывки и охлаждения ДПГ на газоочистном скруббере направляются для очистки в стриппинг-колонну (в системе выпарной станции или отдельно стоящую).

2.2.2 Промывка небеленой целлюлозы

Целью промывки является максимальное отделение от целлюлозного волокна растворенных минеральных и органических веществ черного щелока для увеличения степени регенерации химикатов варки, сокращения расхода отбеливающих химикатов и снижения сброса загрязнений со сточными водами отбельной установки, сушильной или бумагоделательной машины.

Эффективность промывки небеленой целлюлозы зависит от количества ступеней промывки, эффективности используемого оборудования, концентраций входящей на промывку и промытой массы, расхода промывной воды и т.д.

Для современных промывных установок эффективность промывки оценивается по степени отбора сухих веществ и должна составлять не менее 99%.

Современные промывные устройства (диффузоры, фильтры и прессы) разработаны для промывки диффузией, отжимом и вытеснением или объединением этих трех принципов.

На российских сульфат-целлюлозных заводах применяется закрытая, противоточная промывка небеленой целлюлозы в 3-5 ступеней (включая ступень диффузионной промывки в варочном котле), с использованием в качестве промывной жидкости горячей воды, очищенного конденсата выпарной станции или промывного щелока с последующей ступени, в том числе фильтрата от ступени КЩО.

Основные типы промывного оборудования на предприятиях России - барабанные фильтры, промывные прессы, атмосферные диффузоры и диффузоры давления.

2.2.3 Сортирование небеленой целлюлозы

Цель сортирования небеленой целлюлозы - отделение сучков и непровара, пучков неразделенных волокон, коры, луба, смолы и песка от основного потока кондиционной целлюлозы с помощью различного сортирующего оборудования.

Схема сортирования целлюлозы, а также выбор оборудования зависят от вида исходной целлюлозы, ее назначения и требований, предъявляемых ГОСТ, ТУ или потребителем по остаточной сорности.

Сортирование небеленой целлюлозы, как правило, включает следующие операции:

- грубое сортирование небеленой целлюлозы (отделение сучков, непровара и тяжелых включений) на комбинированной сортировке, напорном сучколовителе, промывателе сучков, вибрационной сортировке и гидроциклоне (магноклинере);

- тонкое сортирование небеленой целлюлозы (отделение костры, коры, песка и других мелких включений) на комбинированной сортировке, сортировках давления, промывателе отходов, вихревых очистителях.

В зависимости от вида вырабатываемой целлюлозы и конкретных условий производства:

- выделенные в процессе грубого сортирования, сучки и непровар, после отделения волокна и обезвоживания ~ до 30%-ной концентрации могут направляться на повторную варку, на утилизацию в многотопливный котел или вывозиться на полигон промышленных отходов;

- отходы сортирования после отделения волокна и обезвоживания также могут подаваться на сжигание в многотопливный котел или вывозиться на полигон промышленных отходов;

- волокнистые отходы сортирования (костра и непровар) могут фибриллироваться на специальной размалывающей аппаратуре и возвращаться в основной поток массы или использоваться в картонно-бумажном производстве и т.д.

При производстве небеленой целлюлозы для выработки картона, флютинга, мешочных и упаковочных бумаг сучки и непровар обычно не отделяются, вся масса после варки подвергается горячему размолу, не размолотая фракция отделяется на сортировке и возвращается на повторный размол. Отсортированная размолотая масса возвращается в основной поток.

Оборудование для сортирования чаще всего размещается до промывки целлюлозы (горячее сортирование). Возможно также проводить сортирование после КЩО.

Сточная вода от оборудования установок промывки и сортирования, основное количество которой составляют слабощелочные воды от негерметичного уплотнения элементов, узлов оборудования, смыва полов, промывки оборудования перед ремонтным обслуживанием, случайные утечки, поступает в производственную канализацию и далее на очистные сооружения.

Щелокосодержащие воды, образующиеся при опорожнении оборудования и трубопроводов при проведении планово-предупредительных ремонтов и при аварийных ситуациях, возвращаются в процесс или подаются на выпарную станцию для последующей регенерации совместно с черным щелоком.

Источником выделения газовых выбросов на установках промывки и сортирования небеленой целлюлозы является емкостное и промывное оборудование.

Объединенные парогазовые выбросы направляются в систему сбора и транспортировки НК ДПГ и далее на обезвреживание или выбрасываются в атмосферу без очистки.

2.2.4 Кислородная делигнификация небеленой целлюлозы

Цель кислородной делигнификации - снижение числа Каппа целлюлозы перед отбельной установкой, сокращение расхода химикатов на отбелку, снижение сброса загрязняющих веществ на очистные сооружения и, соответственно, снижение воздействия отбелки на окружающую среду.

Удаление лигнина в процессе кислородной делигнификации осуществляется за счет обработки небеленой целлюлозы кислородом и щелочью в реакторах при повышенной температуре под избыточным давлением.

Процесс кислородной делигнификации проводится в одну или в две ступени при средней концентрации массы.

Двухступенчатая делигнификация обеспечивает степень делигнификации для хвойной целлюлозы 60%-70%, одноступенчатая - около 40%.

Размещение оборудования кислородной делигнификации в технологической схеме - после промывки небеленой целлюлозы.

Для обеспечения селективной делигнификации требуется эффективная промывка целлюлозы перед и после КЩО.

Перед кислородной делигнификацией требуется эффективная промывка от черного щелока, так как при высоком остаточном содержании в массе растворенных органических веществ и сульфида резко увеличиваются расходы кислорода и щелочи и снижаются механические свойства целлюлозы.

Содержание ХПК в целлюлозной массе, поступающей на КЩО, не должно превышать 100 кг/в.с.т.

Промывка целлюлозы после кислородной делигнификации также должна быть как можно более глубокой, так как качество промывки определяет величину потерь химикатов.

Эффективность промывки по фактору Norden должна составлять ~15 перед кислородной делигнификацией и ~8-10 - после.

Фильтрат от промывки целлюлозы после КЩО направляется на промывку целлюлозы после варки, таким образом щелочь, израсходованная на ступени КЩО, возвращается в цикл регенерации.

Для сохранения баланса натрия и серы в системе регенерации химикатов варки в качестве щелочного реагента кислородной делигнификации предусматривается использование окисленного белого щелока.

Предотвращение деструкции хвойной целлюлозы в процессе кислородно-щелочной обработки, обусловленной влиянием металлов переменной валентности, обеспечивается введением в процесс соединений магния (обычно MgSOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона).

На российских сульфат-целлюлозных заводах установки кислородной делигнификации небеленой хвойной и лиственной целлюлозы эксплуатируются на 6 линиях: для хвойной целлюлозы предусмотрены установки двухступенчатой кислородной делигнификации, для лиственной целлюлозы - в основном, одноступенчатые установки.

Газовые выбросы от выдувного резервуара установки OИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона-делигнификации содержащие в основном водяной пар, углекислый газ и непоглощенный кислород, а также некоторое количество окиси углерода и летучих органических соединений, направляется без очистки в атмосферу.

Использование окисленного белого щелока в качестве щелочного реагента предусмотрено на 2 заводах. Окисление проводится по разным технологиям:

- воздухом при атмосферном давлении;

- кислородом при повышенном давлении.

Парогазовая смесь от реактора окисления белого щелока, содержащая аэрозоль щелочи и остаточный кислород, после очистки на циклоне-сепараторе направляются в атмосферу.

2.2.5 Отбелка целлюлозы

Отбелка предназначена для окончательной делигнификации и придания целлюлозе белого цвета с удалением лигнина, экстрактивных и других веществ, содержащих хромофорные группы, придающие ей темный цвет, при минимальном снижении показателей механической прочности.

Число Каппа беленой целлюлозы - менее единицы.

Отбельная установка состоит из последовательности отдельных ступеней, на которых используются различные химикаты.

На каждой ступени отбелки имеются:

- смеситель целлюлозы с химикатами;

- смеситель целлюлозы с паром;

- отбельный реактор (башня) с наружной или внутренней колонками или без них, с направлением потока снизу вверх или сверху вниз, обеспечивающие требуемое для химических реакций время обработки целлюлозы;

- промывное оборудование для отделения использованных химикатов, растворенного лигнина и прочих растворенных веществ от целлюлозы (обычно промывные фильтры барабанного типа, промывные прессы, иногда диффузоры).

На российских сульфат-целлюлозных заводах отбелка хвойной и лиственной целлюлозы осуществляется по следующим схемам:

Хвойная

Лиственная

Х/Д - ЩО - Г - Д1 - Щ2 - Д2 - (К)

ОП - Д0 - ЩОП - Д1 - Щ2 - Д2 - (К) (ECF)

OO - Х/Д - ЩО - Д1 - Д2

O - Х/Д - Щ1 - Г - Д1 - Щ2 - Д2 - (К)

OO - Д0 - ЩОП - Д1 - ЩП - Д2 - (К) (ECF)

Ф - Д0 - ЩГ (Щ1) - Д1 - Щ2 - Д2 - (К)

Д1 - ЩОП - Д2 - ЩП - Д3 - (К) (ECF)

OO - А/Д0 - ЩОП- Д1 - (К) (ECF)

O - Д1 - ЩОП - Д2 - (К) (ECF)

O - одноступенчатая кислородная делигнификация;

ОП - одноступенчатая кислородная делигнификация с пероксидом водорода;

OO - двухступенчатая кислородная делигнификация;

Х/Д - хлорирование с добавлением диоксида хлора;

Д0, Д1, Д2 и Д3 - отбелка диоксидом хлора;

А - кислая обработка;

Ф - ферментативная обработка;

Щ1, Щ2, ЩО, ЩП, ЩОП - обработка гидроксидом натрия, гидроксидом натрия с кислородом, гидроксидом натрия с пероксидом водорода, гидроксидом натрия с кислородом и пероксидом водорода соответственно;

К - кисловка (обработка диоксидом серы).


На 4 предприятиях отбелка проводится по технологии ECF (без применения молекулярного хлора), основные отбеливающие химикаты - диоксид хлора, кислород, пероксид водорода.

На 2 предприятиях для отбелки применяются хлор и гипохлорит натрия.

Для промывки целлюлозы между ступенями отбелки используются в основном вакуум-фильтры. На одном предприятии установлен промыватель DDW после ступени Д0, на другом предприятии - промывные прессы на всех ступенях отбелки.

Потребление горячей воды для промывки сокращено за счет применения частичного противотока фильтратов.

Избыточные кислые и щелочные фильтраты от промывки целлюлозы, содержащие остаточные химикаты и растворенные органические вещества, направляются на сооружения биологической очистки комбината. Перед сбросом в производственную канализацию сточные воды, как правило, охлаждаются.

На 1-м предприятии предусмотрено улавливание волокна из кислых и щелочных сточных вод отбельной установки. Уловленное волокно возвращается в процесс отбелки.

Сточные воды от отбельных установок не направляются в цикл регенерации химикатов, поскольку они могут увеличить накопление хлоридов и прочих нежелательных неорганических элементов, вызывающих коррозию, образование накипи и другие проблемы в системе регенерации.

Хлорсодержащие газовые выбросы от оборудования ступеней Х/Д, D0, D1 и D2 перед выбросом в атмосферу обезвреживаются на газоочистной аппаратуре. В качестве обезвреживающих реагентов используется охлажденный щелочной фильтрат или раствор бисульфита натрия.

2.2.6 Сортирование беленой целлюлозы

После отбелки иногда проводится окончательное сортирование целлюлозы. Вторичное сортирование проходит на оборудовании того же типа, что и сортирование небеленой целлюлозы. Могут использовать центриклинеры, радиклоны (прямые и обратные), особенно для лиственной целлюлозы.

2.2.7 Сушка целлюлозы

Для получения товарной беленой или небеленой целлюлозы используют сушильные машины, на которых целлюлоза обезвоживается до воздушно-сухого состояния.

Конструкция сушильной машины аналогична конструкции бумагоделательной машины.

Состав сушильной машины:

- сеточная часть с обезвоживающими элементами и формующим устройством;

- прессовая часть;

- сушильная часть.

Высушенное целлюлозное полотно после сушильной части подается на листорезку для резки полотна на листы и формирования кип. Сформированные кипы упаковываются и формируются в транспортные пакеты.

2.2.8 Производство химикатов для отбелки

На российских сульфат-целлюлозных заводах наиболее широко используемыми химикатами для отбелки целлюлозы являются хлор, диоксид хлора, кислород, пероксид водорода, гипохлорит натрия.

Диоксид хлора, гипохлорит натрия, кислород производятся на промышленной площадке предприятия.

Пероксид водорода, хлор и гидроксид натрия в основном доставляются на завод от производителей.

На одном предприятии хлор и диоксид хлора производятся на промплощадке.

2.2.8.1 Получение диоксида хлора

В связи с термодинамической неустойчивостью диоксид хлора обычно производится на месте потребления.

На целлюлозных заводах диоксид хлора получают восстановлением хлорат-иона (CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона) в кислой среде. Источником получения хлорат-иона, используемым в промышленном масштабе, является хлорат натрия.

Большое значение имеет выбор восстановительных реагентов с точки зрения экономичности процесса и получаемых при этом побочных продуктов. В качестве восстановителя для получения диоксида хлора на отечественных предприятиях используют диоксид серы, пероксид водорода или хлорид-ионы. На зарубежных предприятиях применяют также метанол.

В общем виде процесс получения диоксида хлора можно представить в виде формулы:

хлорат + восстанавливающий агент + кислотаИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонадиоксид хлора + побочные продукты

Развитие технологий в течение многих лет было направлено на то, чтобы максимально увеличить выход диоксида хлора из хлората, минимизировать образование побочных продуктов при гарантированно устойчивом и легком управлении процессом. Добиваются этого работая при стехиометрическом избытке кислоты и восстанавливающих агентов (см. таблицу 2.5).

В технологиях, которые идут при кипящих вакуумных условиях, потребление кислоты меньше, поскольку единственным выделением из реакционного раствора является газ ClOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона, который в дальнейшем поглощается водой в абсорбционной башне, и побочный продукт - кислый реакторный остаток (соль натрия и серной кислоты), который формируется в реакционном растворе, после чего выводится из процесса.

В процессах, которые ведут под атмосферным давлением, соли побочных продуктов смешиваются с избыточной кислотой и выводятся из процесса вместе с "отработанной кислотой".

В таблице 2.5 приведены наиболее значимые современные мировые технологии производства диоксида хлора.

На российских предприятиях двуокись хлора в основном производят на установках по методу Метисона. Кроме того, в настоящее время на одном предприятии диоксид хлора производится по технологии НР-А, на другом - по методу SVP-Classic и еще на одном - по интегрированной технологии Chemetics R6.


Таблица 2.5 - Наиболее распространенные технологии получения диоксида хлора

Восстанав-
ливающий агент

Примеси в продукте CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

Побочные продукты

Технология процесса

Специфические потенциальные экологические проблемы

вакуумная

атмосферная

Метанол

Муравьиная кислота

Сульфат натрия

SVP-LITE, SVP-SCW, R8, R10

-

Перекись водорода

Сульфат натрия

SVP-HP, SVP-Pure, R11

НР-А

-

Диоксид серы

-

Сульфат натрия

-

Метисон

Обращение с SOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

Хлорид-ионы

Элементарный хлор

Хлорид натрия

R6, SVP-Total HCI, Lurgi, Chemetics

Водный раствор CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона содержит ClИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

Примечание - Источник: Best Available Techniques (ВАТ) Reference Document for the Production of Pulp, Paper and Board Industrial Emissions Directive 2010/75/EU (Integrated Pollution Prevention and Control) 2015.


В таблице 2.6 приведены показатели потребления сырья и образования побочных продуктов при разных способах производства диоксида хлора (в т/т CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона).

Основным методом, по которому производится минимальное содержание свободного хлора в растворе диоксида хлора в виде побочного продукта, является процесс Метисона, а более высокое - по методам серии R, например, R8, R10, R11, НР-А или процессам SVP.

Образование побочных продуктов важно и для экономики процесса и по качеству произведенного ClOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

В таблице 2.6 приведены для сравнения показатели потребления сырья и образования побочных продуктов при разных способах производства диоксида хлора (в т/т CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона). Эта таблица также показывает, что главным методом, который производит минимальное содержание свободного хлора в растворе диоксида хлора в виде побочного продукта, является процесс Метисона, а более высокое - методы серии R, например: R8, R10, R11, НР-А или процессы SVP.


Таблица 2.6 - Потребление сырья и выход побочных продуктов при получении двуокиси хлора по наиболее распространенным технологиям

Технология получения

Метисон

НР-А

SVP-LITE, R8

SVP-SCW, R10

SVP-HP, R11

Интегрированный Lurgi, R6 Chemetics

1

2

3

4

5

6

7

Расход химикатов (т/т CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона)

Хлорат натрия

1,8

1,65

1,65

1,64

1,65

Серная кислота диоксид серы

1,4

2,10

1,0

0,8

0,78-1,03

Метанол

0,8

Пероксид водорода

0,29

0,29-0,32

Элементарный хлор

0,73

Пар

4,2

5,5

5,5

8,0

Электроэнергия, кВт·ч

80

80

130

160

130

8900

Побочные продукты (т/т CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона)

Хлор

0

0

0

0

0

0,18-0,24

NaH(SOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона)ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

1,35

1,35

NaИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаSOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

1,20

1,10

1,1

1,1

HИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаSOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

1,5

1,3

OИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

0,26

0,26

Источник: Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Production of Pulp, Paper and Board Industrial Emissions Directive 2010/75/EU (Integrated Pollution Prevention and Control) 2015.


Принципиальная схема технологии Метисона и технологии НР-А представлена на рисунке 2.4 и в таблице 2.7, характеристика основного и природоохранного оборудования технологии по технологиям - в таблице 2.8.

Рисунок 2.4 - Блок-схема получения двуокиси хлора по технологии Метисона и технологии НР-А

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона


Рисунок 2.4 - Блок-схема получения двуокиси хлора по технологии Метисона и технологии НР-А

Принципиальная схема по интегрированной технологии Chemetics представлена на рисунке 2.5 и в таблице 2.7, характеристика основного и природоохранного оборудования технологии по технологиям в таблице 2.8.

Рисунок 2.5 - Блок-схема получения двуокиси хлора по интегрированному методу Chemetics

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона


Рисунок 2.5 - Блок-схема получения двуокиси хлора по интегрированному методу Chemetics

Побочные продукты, содержащие натрий и серу, образующиеся при производстве диоксида хлора на целлюлозном заводе, стремятся полностью использовать, например, добавлять к концентрированному черному щелоку перед подачей его на сжигание в содорегенерационном котле, используют для регулирования рН в целлюлозном производстве или при разложении мыла в производстве таллового масла.

Описание применяемого технологического оборудования


Таблица 2.7 - Характеристика основного оборудования

Наименование оборудования

Назначение оборудования

Технические и технологические характеристикиИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

1

2

3

Варка

Бункер щепы

- обеспечение кратковременного запаса щепы;

- обеспечение постоянного заполнения карманов ротора дозатора;

- предотвращение пропусков газов из ПНД в атмосферу за счет поглощения их щепой

Вместимость - 32,5-1000 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Диаметр - 4,5-6.

Высота общая - 8-15 м

Питатель низкого давления

- непрерывная подача щепы из дозатора в пропарочную камеру;

- запорный орган между избыточным давлением в пропарочной камере и атмосферным давлением в дозаторе и бункере щепы

Тип - роторный.

Число карманов - 5.

Вместимость карманов ротора - 0,295-0,779 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/об.

Частота вращения ротора - 17-29 об/мин.

Рабочее давление, не более - 0,2 МПа.

Пропарочная камера

- предварительный нагрев щепы;

- удаление из щепы воздуха

Объем - 12,8-130 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

Колонна для пропаривания и пропитки щепы

- предварительный нагрев щепы;

- удаление из щепы воздуха

Вместимость - 1455 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Диаметр - 6,3-7,5 м.

Высота - 45,7 м.

Давление - атмосферное.

Температура рабочая, не более - 100°С.

Пропарочный бункер

- предварительный нагрев щепы;

- удаление из щепы воздуха

Время обработки - 20 мин.

Вместимость - 284 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Диаметр - 4,80 м.

Высота общая - 21,00 м.

Пропиточная колонка

- пропитка щепы

Вместимость 180 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона=14 кгс/смИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Т =200°С.

Диаметр - 2 м.

Высота - 8 м.

Питатель высокого давления

Перемещение щепы из пропарочной камеры или пропиточной колонки в трубопровод верхней загрузочной циркуляции варочного котла

Тип - роторный.

Число карманов - 4.

Вместимость карманов ротора - 0,420-1,8 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/об.

Частота вращения ротора - 4-20 об/мин.

Рабочее давление, не более - 1,2 МПа.

Варочный котел

- варка щепы;

- экстракция черного щелока;

- диффузионная промывка целлюлозы в нижней части котла

Объем - 200-2697 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Производительность - 200-1931 т/сут в. с. ц.

Давление рабочее в верхней части котла макс. 0,9 МПа - 1,2 МПа.

Температура рабочая - 130°С-180°С.

Промывка

Вакуум-фильтр

Промывка целлюлозы за счет обезвоживания, диффузии и вытеснения фильтрата горячей водой, очищенным конденсатом или более чистым фильтратом последующей ступени

Производительность - 500-990 т/сут. в. с. ц.

Поверхность фильтрации 57-176 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Концентрация на входе - 1%-1,5%.

Концентрация на выходе - 10%-12%.

Фактор разбавления - 2,5 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/т в. с. ц.

EИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона - 3,0-4,0.

Промывной пресс

Промывка целлюлозы за счет обезвоживания и вытеснения фильтрата горячей водой, очищенным конденсатом или более чистым фильтратом последующей ступени

Производительность - 600-1500 т/сут. в. с. ц.

Поверхность фильтрации, мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Концентрация на входе - 2,5%-10%.

Концентрация на выходе - 25%-35%.

Фактор разбавления - 2,5 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/т в. с. ц.

EИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона - 3-6.

Напорный диффузор

Промывка целлюлозы за счет диффузии и вытеснения черного щелока более чистым промывным щелоком последующей ступени

Поверхность фильтрации, мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Концентрация на входе - 10%.

Концентрация на выходе - 10%.

Фактор разбавления - 2,5 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/в. с. т.

EИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона - 5,0-5,5.

1- и 2 ступенчатый атмосферный диффузор непрерывного действия

Промывка целлюлозы за счет диффузии и вытеснения черного щелока более чистым промывным щелоком последующей ступени

Поверхность фильтрации, мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Производительность - 200-700 т/сут. в. с. ц.

Объем - 113-222 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Концентрация на входе - 10%.

Концентрация на выходе - 10%.

Фактор разбавления - 2,5 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/т в. с. ц.

EИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона - 3,4-4,0.

Количество ступеней - 1.

DD-промыватель

Промывка целлюлозы за счет обезвоживания и вытеснения фильтрата горячей водой, очищенным конденсатом или более чистым фильтратом последующей ступени, циркуляция промывного фильтрата

Поверхность фильтрации, мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

Концентрация на входе - 4%-10%.

Концентрация на выходе - 12%.

Фактор разбавления - 2,5 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/в. с. т.

EИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона - 5-10.

Ступеней промывки - 1,5-4.

СВ (Compact Buffle)-фильтр

Промывка целлюлозы за счет обезвоживания и вытеснения фильтрата горячей водой, очищенным конденсатом или более чистым фильтратом последующей ступени

Поверхность фильтрации, мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

Концентрация на входе - 3%-4%.

Концентрация на выходе - 12%.

Фактор разбавления - 2,5 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/в. с. т.

EИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона - 3,5-4,5.

Насос средней концентрации

Подача сгущенной целлюлозной массы средней концентрации от промывного оборудования на ступень КЩО или в башни хранения

Производительность - 200-2100 т/сут в. с. ц.

Концентрация - 10%-12%.

Сортирование

Комбинированная напорная сортировка

Отделение сучков и непровара, 1-я ступень тонкого сортирования

Производительность 965,4 т/сут в. с. ц.

Сортирующее сито для грубого сортирования - диаметр отверстий 8-10 мм.

Сортирующее сито для тонкого сортирования - ширина щели 0,22-0,28 мм.

Концентрация ~3,5%-5%.

Напорный сучколовитель

Отделение сучков и непровара

Производительность - 250-1200 т/сут.

Диаметр отверстий сита - 7-12 мм.

Концентрация ~3,5%-5%.

Центробежный сучколовитель

Отделение сучков и непровара

Производительность - 420 т/сут в. с. ц.

Диаметр отверстий сита - 7-9 мм.

Концентрация ~1%-1,5%.

Гидроциклон или магноклинер

Удаление минеральных загрязнений из сучковой массы

Концентрация ~3,5%-5%

Промыватель сучков

Отделение волокна от сучков и непровара;

Сгущение сучков и непровара

Производительность - 200-300 т/сут в. с. ц.

Диаметр отверстий сита - 1,8-3,0 мм.

Концентрация ~1-1,2%.

Вибрационный сучколовитель

Отделение волокна от сучков и непровара.

Сгущение сучков и непровара

Производительность - 46,5-105 т/сут.

Диаметр отверстий сита - 6-10 мм.

Концентрация ~0,9%-1%.

Напорные сортировки тонкого сортирования

Отделение посторонних включений, в том числе костры, от волокна

Производительность - 133-1120 т/сут в. с. ц.

Ширина щели сита - 0,15-0,28 мм.

Концентрация ~2%-5%.

Промыватель отходов

Отделение волокна от костры, сгущение костры

Производительность 160 т/сут в. с. ц.

Площадь фильтрации - 20 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Диаметр отверстий сита - 2-12 мм.

Концентрация ~1%-1,2%.

Вихревой очиститель

Удаление минеральных загрязнений из отходов тонкого сортирования

Объем - 0,13 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Производительность - 162-600 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/час.

Давление на входе - 0,3-10 МПа.

Концентрация - 1%.

Рафинер массы высокой концентрации

Размол целлюлозной массы и отходов при высокой концентрации

Концентрация ~30%

Рафинер массы низкой концентрации

Размол целлюлозной массы и отходов при низкой концентрации

Концентрация ~3,5%

Кислородная делигнификация

Реактор кислородной делигнификации 1-й ступени с устройством выгрузки массы из реактора

Обработка небеленой целлюлозы кислородом в среде окисленного белого щелока/гидроксида натрия

Процесс OxyTrac.

Объем общ. - 360-400 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Концентрация - 11%-12%.

Температура - 85°С.

Давление - 8-10 бар.

Время обработки - 30 мин.

Реактор кислородной делигнификации 2-й ступени с устройствами загрузки и выгрузки массы из реактора

Обработка небеленой целлюлозы кислородом в среде окисленного белого щелока/гидроксида натрия

Процесс OxyTrac

Объем общ. - 670 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Концентрация - 11%-12%.

Температура - 95-100°С.

Давление - 3-5 бар.

Время обработки - 60 мин.

рН - 10,5-11.

Реактор кислородной 1-й ступени делигнификации с устройством выгрузки массы из реактора

Обработка небеленой целлюлозы кислородом в среде окисленного белого щелока/гидроксида натрия

Концентрация - 11%-12%.

Температура - 95°С-100°С.

Давление - 4 бар.

Время обработки - 90 мин.

рН - 10,5-11.

Смеситель с кислородом

Перемешивание целлюлозы с кислородом

Производительность - 800-2000 т/сут в. с. ц.

Концентрация массы - 11%-12%.

Насос МС

Подача целлюлозы на 2-ю ступень делигнификации

Производительность - 800-2000 т/сут в. с. ц.

Концентрация массы - 11%-12%.

Паровой смеситель

Подогрев массы паром

Производительность - 800-2000 т/сут в. с. ц.

Концентрация массы - 11%-12%.

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона=12°С-15°С.

Реактор окисления белого щелока кислородом под давлением

Окисление белого щелока кислородом

Объем - 26 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Процесс OWL.

Температура - 135°С-160°С.

Давление - 10 бар.

Время обработки - 1 ч.

Реактор окисления белого щелока воздухом

Окисление белого щелока воздухом

Объем - 320 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Температура - 80°С.

Давление - гидростатическое.

Время обработки ~20 ч.

Бункер сульфата магния

Хранение сульфата магния

Отбелка

Отбельная башня с разгружающим шабером ступени А

Обработка целлюлозы серной кислотой

Давление - гидростатическое.

Температура - 90°С-93°С.

рН - 3-3,5.

Время обработки - 90-120 мин.

Концентрация массы - 10%-12%.

Реактор ступени ДИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона с разбавительным устройством

Обработка целлюлозы диоксидом хлора

Давление - 60 кПа.

Температура - 109°С.

рН - 2-3.

Время обработки - 15 мин.

Концентрация на входе - 10%-12%.

Концентрация на выходе - 8,5%-9%.

Отбельные башни с поглотительной колонкой и разбавительным устройством ступеней Х/Д, ДИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона, ДИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона, ДИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

Обработка целлюлозы хлором и диоксидом хлора

Давление - гидростатическое.

Температура - 45°С-80°С.

рН - 2-4,5.

Время обработки - 45-180 мин.

Концентрация на входе - 10%-12%.

Концентрация на выходе - 3%-4%.

Отбельные башни с внутренней колонкой и разбавительным устройством ступеней Х/Д, ДИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона, ДИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона, ДИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

Обработка целлюлозы хлором и диоксидом хлора

Давление - гидростатическое.

Температура - 45°С-80°С.

рН -2-4,5.

Время обработки - 45-180 мин.

Концентрация на входе - 10%-12%.

Концентрация на выходе - 3%-4%.

Отбельная башня с промывным диффузором ступени ДИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

Обработка целлюлозы диоксидом хлора

Давление - гидростатическое.

Температура - 65°С-80°С.

рН - 3,5-4,5.

Время обработки - 120-180 мин.

Концентрация на входе - 10%-12%.

Колонка поглощения кислорода ступеней ЩО, ЩОП

Обработка целлюлозы гидроксидом натрия, пероксидом водорода и кислородом

Рабочее давление - гидростатическое.

Рабочая температура - 70°С-80°С.

рН - 10,5-11,5.

Время обработки ~ 30 мин.

Концентрация - 10%-12%.

Отбельные башни с разбавительным устройством ступеней Щ, ЩО, ЩОП, ЩП

Обработка целлюлозы гидроксидом натрия, пероксидом водорода и кислородом

Рабочее давление - гидростатическое.

Рабочая температура - 70°С-80°С.

рН - 10,5-11,5.

Время обработки - 60-90 мин.

Концентрация на входе - 10%-12%.

Концентрация на выходе - 3%-4%.

Реактор ступени ЩО с устройством выгрузки целлюлозы и выдувным баком

Обработка целлюлозы гидроксидом натрия, пероксидом водорода и кислородом

Объем общ. - 723 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Рабочее давление - 3 бар (в верхней части).

Рабочая температура - 70°С-80°С.

Время обработки - 60-90 мин.

Концентрация - 10%-12%.

Отбельные башни с внутренней колонкой и разбавительным устройством ступеней Щ, ЩО, ЩОП, ЩП

Обработка целлюлозы гидроксидом натрия, пероксидом водорода и кислородом

Рабочее давление - гидростатическое.

Рабочая температура - 70°С-80°С.

рН - 10,5-11,5.

Время обработки - 60-90 мин.

Концентрация на входе - 10%-12%.

Концентрация на выходе - 3%-4%.

Отбельные башни ступени Г с разбавительным устройством

Обработка целлюлозы гипохлоритом натрия

Рабочее давление - гидростатическое.

Рабочая температура - 35°С-40°С.

рН -10,5-11.

Время обработки - 90-120 мин

Концентрация на входе - 10%-12%.

Концентрация на выходе - 3%-4%.

Промывной пресс

Промывка целлюлозы между ступенями отбелки

Фактор разбавления - 2-2,5 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/в. с. т.

Концентрация на входе - 9%.

Концентрация на выходе - 30%.

Вакуум-фильтр

Промывка целлюлозы между ступенями отбелки

Поверхность фильтрации - 150-
176 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Фактор разбавления - 2-2,5 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/в. с. т.

Концентрация на входе - 1%-1,5%.

Концентрация на выходе - 10%-12%.

DD-промыватель

Промывка целлюлозы между ступенями отбелки

Поверхность фильтрации, мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Фактор разбавления - 2-2,5 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/в. с. т.

Концентрация на входе - 8,5%-9%.

Концентрация на выходе - 12%-14%.

Количество ступеней - 1.

Смесители с химикатами

Перемешивание целлюлозы с кислородом, диоксидом хлора

Производительность - 800-2000 т/сут в. с. ц.

Концентрация массы - 10%-12%.

Паровые смесители одновальные

Подогрев массы паром низкого давления

Производительность - 800-2000 т/сут в. с. ц.

Концентрация массы - 10%-12%.

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона =12°С-15°С.

Насосы МС с приемными трубами и вакуум-насосами

Транспортировка массы средней концентрации

Производительность - 800-2000 т/сут в. с. ц.

Концентрация массы - 10%-12%.

Фильтры для улавливания волокна

Улавливание волокна из сточных вод

Теплообменное оборудование для охлаждения сточных вод

Охлаждение кислых и щелочных сточных вод

Температура на входе - 70°С-80°С.

Температура на выходе - 40°С-45°С.

Сортирование беленой целлюлозы

Бассейн - аккумулятор целлюлозы

Прием и хранение целлюлозы

Вместимость - до 8000 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Концентрация - до 12%

Сортировка

Сортирование целлюлозной массы от посторонних включений и сгустков массы

Тип - вертикальная/горизонтальная напорного типа щелевая.

Габарит отверстия/щели сита - 0,2-4 мм.

Концентрация - 2%-4%.

Вихревая очистка от тяжелых и легких включений

Удаление минеральных включений из отходов сортирования

Тип - вихревые конические очистители.

Концентрация на входе грубой очистки - 0,15%-0,2%.

Концентрация на входе очистки от легких включений - до 0,15%.

Сушка целлюлозы

Сушильная машина, включая:

Отлив, прессование, сушка целлюлозного полотна

Производительность - до 1900 т/сут.

Масса целлюлозного полотна - 800-1050 г/мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Обрезная ширина - 4200, 6300 мм.

Скорость по приводу - до 250 м/мин.

- напорный ящик

Подача целлюлозной массы на формование

Закрытого типа.

Концентрация на входе - 1,2%-1,7%.

Степень рециркуляции - макс. 10%.

Предел открытия щели - до 120 мм.

- формующая часть

Формование целлюлозного полотна

Кантеливерного типа, сеточный стол с верхним (или без) формующим устройством и комплектом обезвоживающих элементов.

Сухость целлюлозного полотна на выходе - до 32%.

- прессовая часть

Прессование целлюлозного полотна

Комбинированная прессовая часть, включая вал "Пикап" и несколько прессов различного типа:

Комбипресс, башмачный пресс и др.

Сухость на входе - до 32%.

Сухость на выходе - до 48,5%.

- сушильная часть

Сушка целлюлозного полотна

Тип - конвективная сушка на воздушной подушке, цилиндровая.

Сухость на входе - до 48,5%.

Сухость на выходе - 80%-90%.

Диаметр сушильных цилиндров - 1500 мм.

Количество сушильных цилиндров - до 125 шт.

Возврат конденсата - до 90%.

Накат

Намотка целлюлозного полотна на тамбур

- тип наката.

- диаметр тамбура, мм;

- диаметр наматываемого рулона, мм.

- устройство смены тамбуров.

Гидроразбиватели брака (под машиной)

Роспуск брака (обрывы, кромки и др.)

Гауч-мешалка, вместимость - до 80 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Гидроразбиватель брака прессовой части, вместимость - до 70 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Гидроразбиватель брака сушильной части - до 85 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Концентрация - 2,5%-4%.

Вакуумные насосы

Создание вакуума для системы обезвоживания формующей и прессовой частей

Водокольцевые вакуумные насосы, водоотделители.

Количество вакуум насосов - до 5 шт.

Теплообменное оборудование

Система теплорекуперации при производстве целлюлозы

Комплектность установки: теплообменники воздух/воздух, воздух, вода, вентиляторы, скруббер.

Резка и упаковка

Листорезка

Размотка рулонов, поперечная и продольная резка, резка на форматы, формирование стоп листов, упаковка стоп, укладка стоп в коробку, штабелирование

Производительность - до 2100 т/сут.

Габарит листов - макс. 700ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона870 мм.

Масса кипы - до 250 кг.

Упаковка

Взвешивание, упаковка стоп, формирование транспортного пакета

Производительность - до 360 кип/час.

Количество линий - до 2.

Количество кип в транспортном пакете - до 8 шт.

Масса пакета - до 2000 кг.

Получение CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона по технологии Метисона и технологии НР-А

Первичный реактор

Получение газообразной двуокиси хлора

Производительность - 7ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона31 т 100% CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/сут

Вторичный реактор

Отдувочная колонна

Газопромывная колонна

Абсорбционная колонна

Получение водного раствора CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

Тип - газопоглотительная колонна.

Насадка: керамические или пластмассовые кольца.

Эффективность улавливания по ClИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона - не менее 99,0% по CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона - не менее 97,5%.

Концентрация готового раствора - CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона - 7-10 г/л.

Получение CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона по интегрированной технологии Chemetics

Реактор хлората

Получение хлората натрия (NaCIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона) и газов HИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона, ClИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

Производительность - 15 т 100% NaCIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/сут.

Выход хлората натрия по току - 94,1%.

Электролизеры

Дегазаторы

Реактор синтеза HCI

Получение соляной кислоты (HCI)

производительность - 24 т 100% HCI/сут

Генератор двуокиси хлора.

Испаритель

Получение газообразной двуокиси хлора (CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона)

производительность - 26 т 100% CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/сут

Абсорбционная колонна

Получение водного раствора CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона, отделение ClИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона газа

Насадка: пластмассовые кольца.

Концентрация готового раствора:

CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона - 10 г/л;

ClИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона - 1,8 г/л.

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона Технологические характеристики зависят от производительности линии.



Таблица 2.8 - Природоохранное оборудование

Наименование оборудования

Назначение оборудования

Технологические характеристикиИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

1

2

3

Варка, промывка, сортирование, кислородная делигнификация

Терпентинный скруббер

Промывка ВК ДПГ водой для очистки от скипидара

Объем - 0,24-0,873 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Диаметр - 800/300 мм.

Высота общ. - 5400 мм.

Давление рабочее - разряжение.

Температура рабочая - 50°С-70°С.

Газопромывной скруббер НК ДПГ

Промывка и охлаждение НК ДПГ водой

Объем - 22,5 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

Диаметр - 2000 мм.

Высота общ. - 8000 мм.

Эффективность очистки - %.

Отбелка

Газоочистной скруббер

Очистка газовых выбросов отбельных установок от хлора, диоксида хлора, двуокиси серы

Производительность - 18000-27000 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/час.

Эффективность - 90%-95%.

Концентрация активного хлора в отходящем газе - 20 мг/нмИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Обезвреживающие реагенты - гидроксид натрия, сернистая кислота.

Объем 16,5-46 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Сушка

Система удаления пыли от полотна в сушильной части

Удаление пыли с поверхности полотна и очистка загрязненного воздуха

Комплектность установки: вентилятор, сепаратор, фильтр

Система удаления пыли от полотна в узлах листорезки

Удаление пыли с поверхности полотна

Комплектность установки: отсасывающие ящики в зоне поперечной и продольной резки по ширине полотна, вентилятор, пылеотделитель

Получение CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

Химический скруббер (санитарная колонна)

Очистка хвостовых газов

Тип - насадочный скруббер.

Насадка - пластмассовые кольца.

Очистная среда - раствор NaOH.

Эффективность очистки: по ClИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона - (не менее 99,0%);

по CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона - (не менее 97,5%).

Скруббер водорода

Очистка HИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона газа от ClИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

- тип: насадочный скруббер;

- очистная среда: раствор NaOH

- содержание ClИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона в выбросах:
не более 5 мг/нмИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Скруббер хвостовых газов

Улавливание газов HCI, ClИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

Тип - насадочный скруббер.

Очистная среда - деминерализованная вода.

Содержание ClИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона в выбросах:

по HCI - не более 30 мг/нмИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

по ClИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона - не более 5 мг/нмИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Башня гипохлорита

Очистка газовых выбросов производства CIOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

Тип - насадочный скруббер.

Очистная среда - раствор NaOH.

Содержание ClИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона в выбросах - не более 10 мг/нмИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона Технологические характеристики зависят от производительности линии.

2.3 Процесс регенерации химикатов варки в производстве сульфатной целлюлозы

Процесс регенерации химикатов может включать следующие технологические подпроцессы [4, 5, 6]:

- выпарка черного щелока;

- сжигание упаренных щелоков в СРК с образованием сульфида натрия и карбоната натрия;

- каустизация карбоната натрия с целью превращения карбоната в гидроксид;

- обжиг известкового шлама в известерегенерационной печи;

- получение побочных продуктов;

- сбор и подача на обезвреживание неконденсированных дурнопахнущих газов.

2.3.1 Выпарка черного щелока

Перед выпариванием осуществляется подготовка щелока:

- фильтрация слабого черного щелока для отделения мелкого волокна. Уловленное волокно возвращается в варочный цех;

- укрепление слабого черного щелока с массовой долей а. с. в. 12%-18% полуупаренным щелоком (48% а. с. в.) до оптимальной массовой доли сухих веществ (20% а. с. в.);

- извлечение из черного щелока сульфатного мыла продолжительным отстаиванием укрепленного и полуупаренного черного щелока (от 8 до 12 ч) в баках.

В черном щелоке, отбираемом из котла после варки, содержание сухого остатка (органических и неорганических соединений) обычно составляет 12%-18%. Неотъемлемой частью сульфатного способа производства целлюлозы является регенерация химикатов, в которой предусматривается сжигание упаренного щелока. Таким образом, в цикл производства возвращаются химикаты, производство обеспечивается паром и электроэнергией, предотвращается сброс загрязняющих веществ. Перед сжиганием в СРК необходимо увеличить содержание сухих веществ в черном щелоке до 65%...75%. Упаривание щелоков производится на многокорпусных выпарных установках. Количество корпусов выпарной станции может варьироваться от 5 до 7. Каждый корпус работает при определенной температуре и давлении.

В многокорпусной выпарной станции происходит постепенное снижение температуры кипения щелока. Снижение температур в корпусах обеспечивается созданием вакуума с помощью специальной вакуумной системы.

Для обогрева первого корпуса используют соковый пар от паровых турбин давлением 0,25-0,4 МПа, а в щелоковом пространстве последнего корпуса создают вакуум, соответствующий абсолютному давлению 8-15 кПа. В результате по всей выпарной установке устанавливается общая разность температур порядка 80°С-90°С.

В процессе упаривания щелоков из щелока в соковый пар выделяются летучие серосодержащие дурнопахнущие газы с низкими температурами кипения. При конденсации соковых паров последнего корпуса большая часть этих продуктов попадает в грязный конденсат, а неконденсируемые газы направляются на очистку или сжигание.

Конденсаты обычно содержат ДМДС, ДМС, MM, HИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаS и различаются по степени загрязненности этими продуктами. Наиболее загрязненные конденсаты - конденсаты первых по ходу щелока корпусов - обрабатываются в стриппинг-колонне, обычно входящей в состав выпарной станции. В этой колонне проходит отдувка конденсатов с использованием свежего или вторичного пара, что делает возможным повторно использовать их для промывки небеленой целлюлозы, шламов зеленого щелока в отделе каустизации.

2.3.2 Сбор и подача на обезвреживание неконденсированных дурнопахнущих газов

Неконденсированные дурнопахнущие газы (ДПГ), образующиеся на варочной установке, установках промывки и кислородной делигнификации, выпарной станциии, характеризуются высоким содержанием сернистых соединений (в основном ДМС, ММ, HИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаS и скипидар).

Неконденсированные ДПГ являются взрывопожароопасными и делятся на 2 группы:

- высококонцентрированные дурнопахнущие газы (ВК ДПГ) с содержанием загрязняющих веществ выше верхнего концентрационного предела воспламенения, объемное содержание кислорода - менее 10%, транспортируются с водяными парами;

- низкоконцентрированные дурнопахнущие газы (НК ДПГ) с содержанием загрязняющих веществ ниже нижнего концентрационного предела воспламенения, объемное содержание кислорода - до 20%, транспортируются с воздухом.

ВК ДПГ транспортируются паровым эжектором, НК ДПГ - вентилятором.

Перед подачей в систему транспортировки, НК ДПГ от каждого технологического участка охлаждаются с целью отделения влаги на собственных скрубберах.

ВК ДПГ сжигаются в отдельной топке, или в известерегенерационной печи, или, чаще всего, в СРК. В топке дурнопахнущие газы окисляются до диоксида серы.

Дымовые газы от процессов сжигания в отдельной топке или в известерегенерационной печи очищаются в газопромывном скруббере, а отработанный раствор из скруббера направляется в цех каустизации.

Дымовые газы от процессов сжигания в СРК направляются на очистку на электрофильтры. При концентрации сухих веществ в черном щелоке, подаваемом на сжигание в СРК, превышающей 72%, диоксид серы обычно сорбируется щелочными пылевыми частицами в СРК, и поэтому никакой дополнительной химической очистки дымовых газов не требуется.

На некоторых предприятиях, в той или иной степени, производится сбор НК ДПГ, выделяющихся в процессе предварительной пропарки щепы, промывки и сортирования целлюлозы, от растворителей плава, из щелоковых баков и т.д.

Для обеспечения безопасности сжигания ДПГ организуются раздельные системы сбора и транспортировки ВК и НК ДПГ.

На периоды аварийного останова СРК предусмотрено обезвреживание ВК ДПГ на специальной факельной установке с применением вспомогательного топлива, НК ДПГ направляются в атмосферу без очистки.

На российских сульфат-целлюлозных заводах предусмотрено обезвреживание ВК ДПГ:

- в СРК - на 2 предприятиях;

- в ИРП - на 1 предприятии;

- в отдельном котле-утилизаторе - на 2 предприятиях;

- обезвреживание НК ДПГ (полное или частичное) в СРК - на 4 предприятиях.

Основные источники дурнопахнущих газов производства небеленой сульфатной целлюлозы представлены в таблице 2.9 и на рисунке 2.6.


Таблица 2.9 - Основные источники дурнопахнущих газов производства небеленой сульфатной целлюлозы

Наименование источника ДПГ

кг S/т в. с. ц.

Высококонцентрированные газы

Непрерывная варка

0,4

Выпарка (от гидрозатвора)

1,7

Стриппинг-колонна

1,1

Укрепление метанола

2,2

Всего

5,4

Низкоконцентрированные газы

Промывное оборудование

0,1

Баки щелоков

0,8

Каустизация и растворитель плава

0,2

Всего

1,1

Итого ДПГ на обезвреживание

6,5

Дымовые газы

СРК

0,03

Степень обезвреживания ДПГ, %

99,5

ИРП

0,01

Рисунок 2.6 - Основные источники дурнопахнущих газов производства небеленой сульфатной целлюлозы

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона


Рисунок 2.6 - Основные источники дурнопахнущих газов производства небеленой сульфатной целлюлозы

2.3.3 Сжигание упаренных щелоков в СРК с образованием сульфида натрия и карбоната натрия

В процессе сжигания черного щелока в СРК происходит процесс пиролиза органических веществ, сопровождаемый карбонизацией щелочи и выжигом углерода, протекающим совместно с восстановлением сульфата натрия.

В составе минеральной части черного щелока в основном содержится связанная щелочь, которая в процессе пиролиза и выжига органических веществ подвергается карбонизации по реакции:

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона .

В процессе пиролиза щелока выделяются различные органические и серосодержащие летучие соединения, которые в большей части сгорают в топочном пространстве. Реакция восстановления сульфата протекает в присутствии углерода по следующим реакциям:

NaИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаSOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона+2C=NaИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаS+2COИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона;

NaИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаSOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона+4C=NaИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаS+4CO.

Образующийся плав состоит в основном из карбоната (NaИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаCOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона - 70%), и сульфида натрия (NaИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаS - 20%-25%). Из СРК плав поступает в бак-растворитель, где растворяется слабым белым щелоком, образуя зеленый щелок.

2.3.4 Каустизация зеленого щелока

Процесс каустизации - это превращение карбоната натрия в гидроксид путем обработки карбоната негашеной известью - завершающий этап в цикле регенерации химикатов для варки сульфатной целлюлозы.

Зеленый щелок из растворителя плава подается на осветление в отстойники или фильтры различной конструкции. Шлам зеленого щелока (черный шлам) после промывки и обезвоживания направляется на полигон для размещения отходов. А слабый зеленый щелок после промывки шлама поступает в баки слабого белого щелока.

Для проведения каустизации осветленный зеленый щелок поступает в гасители-классификаторы, в которые непрерывно подается негашеная известь или оксид кальция. В гасителях происходит гашение извести и отделение примесей (песка, мелких камней), в том числе непогасившейся извести, от реакционной смеси.

Осадок тяжелых примесей (шлам) после промывки вывозится на полигон размещения отходов.

Реакция каустизации проходит две стадии. Первая стадия - гашение извести протекает по следующей формуле:

CaO+HИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаO=Ca(OH)ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона+270 ккал/кг.

Образующийся гидроксид кальция реагирует с карбонатом натрия зеленого щелока по следующей обратимой реакции:

NaИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаCOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона+Ca(OH)ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона=2NaOH+CaCOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Реакция протекает медленно, начинается в гасителе и продолжается в каустизаторах, пока не достигнет равновесия. Продолжительность процесса в каустизаторах - 1,5-2 ч.

Полнота реакции определяется степенью каустизации:

NaOHИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона100/(NaOH+NaИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаCOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона).

Значение степени каустизации находятся в диапазоне 75%-86%.

В процессе реакции каустизации образуется суспензия шлама в белом щелоке. Для отделения крепкого белого щелока суспензия подается на отстаивание (либо фильтрацию). В процессе отстаивания и промывки отбирается крепкий белый и слабый белый щелоки. Они направляются в баки-сборники для хранения. Далее крепкий белый щелок из баков-сборников поступает в варочный отдел на варку целлюлозы, а слабый - в цех СРК, где используется в качестве растворителя плава.

Известковый шлам подается на промывку, обезвоживание и затем на обжиг.

Основные технологические показатели работы цеха - степень каустизации зеленого щелока, а также полнота очистки белого щелока от шлама.

2.3.5 Регенерация известкового шлама в известерегенерационной печи

Каустизационный (белый) шлам, после отделения от крепкого белого и слабого белого щелоков и сгущения, направляется во вращающиеся известерегенерационные печи для обжига.

Процесс получения извести основан на реакции разложения карбоната кальция, протекающей при высоких температурах:

CaCOИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона=CaO+COИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона - 42 ккал.

Степень регенерации извести составляет 85%-95%. Потери ее пополняются добавкой в печь дробленого известняка, который обжигается вместе с каустизационным шламом. Температура обжига извести - 1000°С-1100°С. Обожженная известь охлаждается воздухом в рекуператорах.

Топливом для обжига могут быть мазут, газ, ВКДПГ, метан, талловое масло, биогазы. Основными выбросами от ИРП являются серы диоксид, окислы азота, пыль, суммарная восстановленная сера (СВС).

В подпроцессах каустизации и регенерации извести осуществляются следующие технологические операции:

- фильтрация зеленого щелока;

- промывка и сгущение шлама зеленого щелока;

- гашение извести и каустизация;

- промывка и сгущение известкового (белого щелока) шлама;

- обжиг извести;

- подача негашеной извести на каустизацию.

2.3.6 Получение побочных продуктов

2.3.6.1 Получение сырого таллового масла

Сырое сульфатное мыло - это смесь натриевых солей смоляных и жирных кислот, входящих в состав балансовой древесины. Чтобы избежать пенообразования и образования накипи в выпарных аппаратах сульфатное мыло должно быть удалено из процесса регенерации щелоков. Отделение мыла производится отстаиванием черного щелока в баках питательного и полуупаренного щелока или сепарацией.

Получение сырого таллового масла основано на обработке мыла кислотой и может осуществляться следующими способами:

- периодически - в реакторах периодического действия;

- непрерывным методом с разделением масла с помощью центрифуги;

- непрерывным методом и разделением путем декантации.

Для разложения мыла используется серная кислота на предприятиях, в состав которых входит цех по производству диоксида хлора, в качестве реагента применяется отработанная кислота.

Недостатком периодического способа получения масла являются низкий выход, высокое потребление серной кислоты (250-300 кг серной кислоты/т масла), трудность автоматизации. Эффективность промывки сульфатного мыла и способ получения (периодический или непрерывный) являются основными факторами, оказывающими воздействие на интенсивность выделения дурнопахнущих соединений. При периодическом способе получения сырого таллового масла происходят пиковые выбросы сероводорода при непрерывном способе поток газов от реактора намного меньше. Газовые выбросы очищаются в скруббере каустиком.

Выход и качество таллового масла определяется породой древесины, системой съема мыла, способом получения масла. Выход сырого таллового масла составляет от 10 до 70 кг на тонну целлюлозы.

2.3.6.2 Получение скипидара сырца

Выход скипидара-сырца определяется в основном массовой долей летучих веществ в древесине и режимом варки целлюлозы. Наибольшее содержание экстрактивных летучих веществ - в древесине сосны (до 0,55%), древесина лиственницы и ели относятся к породам с низким содержанием летучих веществ (не более 0,12%).

Скипидар выводится из системы в сконденсированном виде с так называемым терпентинным конденсатом, из которого выделяется отстаиванием за счет меньшей плотности (860 кг/мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона).

При варке целлюлозы в варочных котлах периодического действия может быть извлечено скипидара от его массы в древесине - до 75%, при варке целлюлозы непрерывным способом в аппаратах "Камюр" - не более 20%.

При непрерывной варке большая часть скипидара оказывается в черных щелоках, и единственная возможность его извлечь - дезодорация сильнозагрязненных конденсатов.

Для выделения и сбора сульфатного скипидара при непрерывной варке предусматривается:

- установка циклона-щелокоуловителя на линии отвода парогазов из расширительного циклона;

- ступенчатая дробная конденсация паров от расширительного циклона;

- узел выделения скипидарной фракции на установках очистки грязного конденсата.

Рисунок 2.7 - Блок-схема процесса регенерации химикатов

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона


Рисунок 2.7 - Блок-схема процесса регенерации химикатов

Основная информация о процессе производства регенерации химикатов, который используют в настоящее время в российской ЦБП, представлена в таблице 2.10.


Таблица 2.10 - Описание подпроцессов регенерации химикатов варки сульфатной целлюлозы

Входной поток

Этап процесса (подпроцесс)

Выходной поток

Основное технологическое оборудование

Эмиссии

1

2

3

4

5

- черный щелок от варки целлюлозы;

- кислые остатки от приготовления двуокиси хлора;

- пар;

- электроэнергия;

- свежая вода;

- сульфат натрия

Выпарка черного щелока

- крепкий черный щелок;

- терпентинный конденсат;

- загрязненный конденсат;

- слабозагрязненный конденсат;

- чистый коденсат*;

- ВК ДПГ;

- НК ДПГ;

- метанол;

- сульфатное мыло;

- теплая вода

- емкости;

- фильтры для улавливания волокна;

- выпарные установки;

- циркуляционные насосы;

- вакуум-система

- выбросы в атмосферу (ДМС, ДМДС, MM, HИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаS, скипидар, метанол);

- сбросы в производственную канализацию: взвешенные вещества, ХПК, щелочность (общ. NaИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаO)

________________
* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

- крепкий черный щелок;

- деминерализованная вода;

- слабый белый щелок;

- охлаждающая вода;

- сульфат натрия;

- ВК ДПГ;

- НК ДПГ;

- электроэнергия

СРК

- зеленый щелок;

- пар;

- теплая вода;

- зола

- СРК;

- электрофильтры;

- скруббер растворителя плава;

- скруббер;

- емкости

- выбросы в атмосферу (диоксид серы, сероводород, оксиды азота, взвешенные вещества);

- сбросы в производственную канализацию: (взвешенные вещества, ХПК, щелочность (общ. NaИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаO)

- зеленый щелок;

- известь негашеная;

- пар;

- теплая вода;

- загрязненный конденсат;

- каустик;

- электроэнергия

Каустизация зеленого щелока

- крепкий белый щелок;

- слабый белый щелок;

- отходы процесса приготовления и регенерации химических реагентов (шлам зеленого щелока, отходы от гашения извести, шлам белого щелока)

- емкости;

- гаситель-классификатор;

- каустизаторы;

- фильтры;

- центрифуги;

- бункера шлама

- выбросы в атмосферу (ДМС, ДМДС, MM, HИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаS, взвешенные вещества);

- сбросы в производственную канализацию (взвешенные вещества, щелочность (общ. NaИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаO) отходы процесса приготовления и регенерации химических реагентов (шлам зеленого щелока, отходы от гашения извести, шлам белого щелока)

- шлам белого щелока;

- горячая вода;

- известковый камень/известь;

- метанол;

- пек;

- сырое талловое масло;

- мазут;

- газ;

- электроэнергия

Регенерация извести

известь негашеная

- известерегенерационная печь;

- транспортеры;

- элеватор;

- бункера хранения извести

- выбросы в атмосферу: (диоксид серы, сероводород, оксиды азота, взвешенные вещества);

- сбросы в производственную канализацию (взвешенные вещества, ХПК, щелочность (общ. NaИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаO)

- скипидар-сырец;

- поваренная соль;

- терпентинный конденсат;

- едкий натр технический;

- сульфатное мыло;

- серная кислота;

- охлаждающая вода;

- пар;

- электроэнергия

Производство побочных продуктов

- скипидар-сырец;

- подскипидарная вода;

- сырое талловое масло;

- черный щелок;

- НК ДПГ

- флорентина;

- скруббер;

- теплообменное оборудование;

- сепараторы;

- отстойники;

- реакторы;

- емкости

- выбросы в атмосферу (ДМС, ДМДС, MM, HИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаS, скипидар, метанол);

- сбросы в производственную канализацию: (взвешенные вещества, ХПК, щелочность (общ. NaИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картонаO)


Характеристика оборудования процесса регенерации химикатов представлена в таблице 2.11.


Таблица 2.11 - Характеристика оборудования подпроцессов регенерации химикатов варки сульфатной целлюлозы

Наименование оборудования

Назначение оборудования

Технологические характеристикиИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

1

2

3

Выпарка черного щелока

Емкости

Отстаивание черного щелока.

Съем мыла.

Хранение щелоков.

Хранение мыла

Общий объем - 10350-20700 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Баки, работающие под давлением для упаренного черного щелока

Поддержание высокой температуры щелока для снижения его вязкости при концентрации сухих веществ 80%

Расчетное давление - 0,3 МПа, абс.

Температура - 140°С

Фильтры для улавливания волокна

Очистка черного щелока от волокна

Тип - барабанный.

Производительность - 2-3,9 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона/сут на 1 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона поверхности

Напорные сортировки

Очистка черного щелока от волокна

Тип - центробежный.

Температура - 80°С-90°С.

Давление - 0,5 МПа

Выпарные аппараты

Выпаривание влаги черного щелока до 47%-52% а. с. в.

Тип - трубчатый со свободно падающей пленкой.

Тип - трубчатый с принудительной циркуляцией с падающей пленкой.

Тип - трубчатый с поднимающейся пленкой.

Тип - ламельный со свободно падающей пленкой.

Производительность по выпаренной влаге - 150-600 т/час.

Количество корпусов (в том числе резервных) - 5-8 шт.

Количество потоков - 1-2.

Давление греющего пара - 0,15-0,35 МПа.

Температура греющего пара - 126°С-140°С.

Концентрация упаренного щелока - 47%-55%.

Температура исходного/упаренного щелока - 60-85/130°С

Концентраторы

Выпаривание влаги черного щелока до 67% а. с. в.

Тип - трубчатый с падающей пленкой.

Тип - трубчатый с принудительной циркуляцией.

Тип - ламельный с падающей пленкой.

Производительность по выпаренной влаге - 27-41 т/час.

Поверхность теплопередачи - 1865-4200 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

Количество корпусов (в том числе резервных) - 1-2 шт.

Количество потоков - 1-2.

Давление греющего пара - 0,15-0,35 МПа.

Температура греющего пара - 126°С-140°С.

Концентрация упаренного щелока - 57%-67%.

Температура исходного/упаренного щелока - 98/120°С

Суперконцентраторы

Выпаривание влаги черного щелока до 85% а. с. в.

Тип - ламельный, трубчатый с принудительной циркуляцией с падающей пленкой.

Производительность по выпаренной влаге - 27,2 т/час.

Поверхность теплопередачи - 3138 мИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

Содорегенерационный котлоагрегат (СРК)

Сжигание концентрированного черного щелока, восстановление сульфата натрия до сульфида натрия

Производительность - 540-1932 т/сут а. с. в.

Выработка пара - 80-230 т/час.

Давление получаемого пара - 34-90 бар.

Температура получаемого пара - 390°С-450°С.

Степень восстановления сульфата - не менее 88%-93%

Доступ к полной версии этого документа ограничен

Ознакомиться с документом вы можете, заказав бесплатную демонстрацию систем «Кодекс» и «Техэксперт».

Что вы получите:

После завершения процесса оплаты вы получите доступ к полному тексту документа, возможность сохранить его в формате .pdf, а также копию документа на свой e-mail. На мобильный телефон придет подтверждение оплаты.

При возникновении проблем свяжитесь с нами по адресу spp@kodeks.ru

ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

Название документа: ИТС 1-2015 Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона

Номер документа: 1-2015

Вид документа: Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям

Принявший орган: Росстандарт

Статус: Действующий

Дата принятия: 15 декабря 2015

Дата начала действия: 01 июля 2016