1.2. Источники выбросов сульфатно-целлюлозного производства

Основными источниками выбросов в атмосферу в сульфатно-целлюлозном производстве являются содорегенерационный, варочно-промывной, известерегенерационный и отбельный цехи, окислительная установка, цех приготовления отбельных растворов.

Варочно-промывной цех. Сульфид натрия в варочном щёлоке и метоксильные группы у различных компонентов исходного сырья приводят к образованию производных метила и сульфидной серы (S^--) – метилсернистых соединений: метилмеркаптана (ММ), диметилсульфида (ДМС) и диметилдисульфида (ДМДС). Вследствие гидролиза сульфида натрия образуется сероводород.

В варочно-промывном цехе имеется несколько источников выбросов.

При периодическом способе варки с терпентинной сдувкой вместе с паром удаляются остаточный воздух из щепы, скипидар, сероводород, ММ, ДМС, ДМДС. Состав пара конечной сдувки несколько иной: содержание скипидара значительно меньше, а наибольшее количество серы содержится в виде ММ, ДМДС.

При выдувке выделяется значительное количество парогазовой смеси. Основное количество паров конденсируется в струйных конденсаторах.

При непрерывной варке выдувочные пары направляются в цистерну пропаривания щепы. Отсюда избыток паров направляется в холодильник, аналогичный терпентинному конденсатору.

Кроме того, существуют вентиляционные выбросы из-под колпаков вакуум-фильтров, вытяжки из выдувного резервуара (при холодной выдувке), из баков слабых щелоков, из бака-пеносборника.

Выпарной цех. Главным источником выбросов в этом цехе является парогазовая смесь, которая удаляется вакуум-насосом из межтрубного пространства корпусов. Основной загрязняющий воздух компонент – сероводород. Кроме того, в выбросах также содержатся ММ и в незначительных количествах ДМС и ДМДС. Появление сероводорода и ММ обусловлено изменением рН при упаривании и воздействием температуры и разрежения. Это приводит к разложению сульфида и меркаптида натрия и выделению этих кислых газов в паровое пространство.

Окислительная установка. Общее количество выбрасываемой ею газовоздушной смеси (сероводород, ММ, ДМС, ДМДС) зависит от расхода воздуха на окисление, от количества газов, подаваемых на установку, и типа окислительной установки.

Содорегенерационный цех. Дурнопахнущие компоненты в дымовых газах появляются в тех местах, где чёрный щёлок соприкасается с газами: в топке и газоконтактном испарителе. В содорегенерационном котлоагрегате (СРКА) протекают химические реакции, в результате которых образуются сероводород, ММ, диоксид серы. Избежать их образования невозможно. Для их обезвреживания перед выходом из топки предусмотрена зона окисления. Кроме того, в дымовых газах СРКА содержатся твёрдые частицы, составляющие пылевой унос. Пылевые частицы получаются в топке СРКА в процессе образования плава и, частично, в объёме топки – в процессе сушки капель чёрного щёлока. В состав пыли входят следующие компоненты (в %): Na₂SO₄ – 85, NaCO₃ – 12, Na₂S – 2, прочие вещества – 1. Удельный вес пыли 2,46 т/м³. Пылевой унос СРКА состоит в основном из сульфата натрия и представляет собой высокодисперсные частицы. Следовательно, основное количество пылевых частиц – сконденсировавшийся продукт возгона натриевых солей.

Из всего образующегося уноса часть осаждается в топке, а часть, удаляемая затем из котла через бункера-зольники, - на конвективных поверхностях нагрева. Остальное количество уноса с дымовыми газами поступает в газоочистку.

Газоконтактный испаритель. Такой испаритель, в котором щёлок уплотняется от 50 до 65 % сухих веществ, значительно увеличивает надёжность работы выпарного и содорегенерационного цехов. Вместе с тем он является источником дополнительного выделения дурнопахнущих компонентов в дымовые газы. Щёлок, находясь в газоконтактном испарителе, поглощает из дымовых газов углекислый газ, сернистый и серный ангидриды. При этом в результате химических процессов в газовую фазу выделяются дурнопахнущие вещества. Выделению сероводорода при газоконтактной выпарке способствуют повышение концентрации остаточного сульфида натрия в чёрном щёлоке и понижение рН.

Растворитель плава. Плав, образующийся при сжигании чёрных щелоков в СРКА и состоящий из карбоната и сульфида натрия с небольшой примесью невосстановленного сульфата натрия, поступает в растворитель. Здесь плав растворяется в зелёном щёлоке. Температура щёлока – около 368 К, а плава – примерно 1273 К. Во избежание взрыва струя плава в растворителе дробится струёй пара на капли.

При контакте плава со щелоком выделяется значительное количество парогазовой смеси, которая удаляется из растворителя плава через вытяжные трубы и выбрасывается в атмосферу.

Парогазовая смесь при движении из растворителя подхватывает частицы плава, образующиеся при дроблении его струи паром, и уносит их с собой. Этим объясняется значительная запылённость смеси. Пылевой унос из растворителя плава на 90 % состоит из соды.

В зелёном щёлоке содержится значительное количество сульфида и меркаптида натрия, что обусловливает содержание сероводорода в газовой фазе.

Известерегенерационные печи. В печах при обжиге каустизационного шлама и природного известняка образуются дымовые газы. Основными вредными компонентами дымовых газов являются пыль кальциевых солей (12 г/нм³), образующаяся в результате механического уноса газовым потоком, и сернистый ангидрид (0,86 г/нм³ сухого газа), образующийся при сжигании высокосернистого мазута, а также сероводород и другие серосодержащие газы. Серосодержащие газы образуются при обжиге недостаточно промытого шлама. Если печь используется для сжигания несконденсированных парогазовых смесей варочного и выпарного цехов и окислительной установки, происходит неполное сгорание серосодержащих газов и они в этом случае также будут в составе дымовых газов.

Завод побочных продуктов. При производстве целлюлозы по сульфатному способу образуются технологические отходы (побочные продукты), которые на крупных предприятиях подвергаются переработке с целью получения ценных соединений: скипидара из сдувочных конденсатов, талового масла-сырца и продуктов его дистилляции из сульфатного мыла и др. При этом появляются выбросы в атмосферу летучих веществ, содержащихся в отработанном отходе.