造紙行業(yè)大氣污染控制課件

1、造紙行業(yè)大氣污染控制造紙行業(yè)大氣污染控制造紙行業(yè)與造紙工藝概況污染物的產(chǎn)生污染物控制技術(shù)造紙工藝改進(jìn)展望造紙行業(yè)大氣污染控制造紙行業(yè)與造紙工藝概況造紙行業(yè)大氣污染控制造紙工業(yè)與造紙工藝概況造紙工業(yè)與造紙工藝概況www.themegallery.co世界造紙工業(yè)概況 世界造紙業(yè)一直保持著較快的增長(zhǎng)速度 世界紙板主要由亞洲、歐洲和北美洲 生產(chǎn)中國造紙工業(yè)概況 我國紙和紙板的生產(chǎn)量和消費(fèi)量均居世界第二 我國制漿造紙行業(yè)的產(chǎn)業(yè)特征中小型企業(yè)居多，并且造紙企業(yè)的分布不均勻 造紙工業(yè)概況世界造紙工業(yè)概況造紙工業(yè)概況圖1 2000年至2007年中國紙及紙板的生產(chǎn)和消費(fèi)情況 圖1 2000年至2007年中國紙

2、及紙板的生產(chǎn)和消費(fèi)情況 表1 2007年紙及紙板產(chǎn)量100萬噸以上的省份（單位：萬噸） 表1 2007年紙及紙板產(chǎn)量100萬噸以上的省份（單位：造紙工藝造紙工藝分兩個(gè)部分：制漿與造紙制漿是利用化學(xué)蒸煮的方法、機(jī)械磨碎的方法或者此二者不同程度相結(jié)合的方法，使植物纖維原料離解成為本色漿，再經(jīng)漂白成為漂白紙漿的生產(chǎn)過程。造紙，即紙漿經(jīng)打漿處理，再加膠、加填料，然后經(jīng)紙機(jī)抄造成紙張的生產(chǎn)過程，其成品為紙。造紙工藝造紙工藝分兩個(gè)部分：制漿與造紙www.themega造紙的工藝流程 如下：造紙的工藝流程 如下：www.themegallery.co制漿的方法大致分為化學(xué)法、機(jī)械法或者兩種方法的結(jié)合。制漿方

3、法分類制漿的方法大致分為化學(xué)法、機(jī)械法或者兩種方法的結(jié)合。www.在制漿造紙的每個(gè)環(huán)節(jié)，都需要使用大量的化學(xué)藥劑。因此，幾乎每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生污染。按照制漿方法的不同，產(chǎn)生的大氣污染也不同，下面我們來分類闡述一下幾種制漿方法產(chǎn)生的大氣污染及其治理控制方法。在制漿造紙的每個(gè)環(huán)節(jié)，都需要使用大量的化學(xué)藥劑。因此，幾乎每污染物的產(chǎn)生污染物的產(chǎn)生表2：堿法和硫酸鹽法制漿各工序?qū)諝獾奈廴旧⒁荼?：堿法和硫酸鹽法制漿各工序?qū)諝獾奈廴旧⒁?表3 硫酸鹽制漿造紙廠各工段排入大氣的污染物 表3 硫酸鹽制漿造紙廠各工段排入大氣的污染物 排放點(diǎn)排放濃度/(cm3/m3)排放量/(kg/t風(fēng)干漿)SO2SO3NOx

4、(以NO2計(jì))SO2SO3NOx(以NO2計(jì))堿回收爐無補(bǔ)充燃料加補(bǔ)充燃料石灰爐排氣熔融物溶解槽0-12000-15001-2001-1000-1000-150-10-7050-400100-260-0-400-500-1.40-0.20-40-6-0.7-51.2-1010-25-堿回收爐、石灰爐以及熔融物溶解槽散發(fā)的硫的氧化物及氮的氧化物數(shù)量及濃度表4 制漿過程各處污染物排放數(shù)量及濃度排放點(diǎn)排放濃度/(cm3/m3)排放量/(kg/t風(fēng)干漿)S污染物控制技術(shù)污染物控制技術(shù)（1）改進(jìn)制漿工藝采用高溫短時(shí)間蒸煮盡量降低硫化度1 硫酸鹽法蒸煮過程中大氣污染防治 （1）改進(jìn)制漿工藝1 硫酸鹽法蒸煮

5、過程中大氣污染防治 （2） 蒸煮過程中產(chǎn)生的大氣污染物的控制蒸煮氣體冷凝-收集和燃燒處理。對(duì)蒸煮氣體進(jìn)行有效的冷凝，然后，將冷凝后的不凝性氣體收集和燃燒處理。在蒸煮針葉木時(shí)，氣體從鍋頂排出，經(jīng)分離器將藥液與氣體分離，氣體進(jìn)入冷凝器冷凝，所得液體通過潷析器i松節(jié)油分離器）將松節(jié)油與冷凝水分離，而獲得松節(jié)油。（2） 蒸煮過程中產(chǎn)生的大氣污染物的控制對(duì)蒸煮氣體進(jìn)行有效的(3)紙漿洗滌過程中大氣污染防治采用先粗篩后洗滌工藝流程-一般在粗篩設(shè)備（除節(jié)機(jī)）和洗漿機(jī)采用先洗滌后粗篩工藝流程-在洗漿機(jī)上安裝排氣罩，將廢氣收集。(3)紙漿洗滌過程中大氣污染防治（4）堿回收爐大氣污染控制TRS控制 提高下部爐膛溫

6、度氮氧化物（NOx）的控制 1.減小一次風(fēng)和三次風(fēng)風(fēng)量可以減少NOx的排放量 2.控制總風(fēng)量可減少NOx的排放量 3.適當(dāng)?shù)墓╋L(fēng)分配比和恰當(dāng)?shù)目傦L(fēng)量（4）堿回收爐大氣污染控制2 亞硫酸鹽法制漿的大氣污染及其控制污染物散發(fā)源處理設(shè)備SO2蒸煮鍋的噴放池廢液蒸發(fā)系統(tǒng)廢液燃燒系統(tǒng)或廢液回收系統(tǒng)填料塔、文丘里吸收器、湍流塔粉塵酸回收系統(tǒng)廢渣的燃燒制酸旋風(fēng)捕集器，各類型洗滌器，靜電除塵器表5 亞硫酸鹽法制漿產(chǎn)生的污染物及處理設(shè)備2 亞硫酸鹽法制漿的大氣污染及其控制污染物散發(fā)源處理設(shè)備蒸煮3 制漿造紙廠其他廢氣的污染與控制工序污染物處理方法或設(shè)備紙漿漂白系統(tǒng)氯、二氧化氯、二氧化硫等洗滌器造紙車間少量揮發(fā)性

7、有機(jī)物冷凝法、吸附法廢水處理硫化氫、甲硫醇等污冷凝水汽提、循環(huán)利用動(dòng)力鍋爐煙塵、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等堿液吸收（二氧化硫）各類除塵設(shè)備（粉塵）表6 其他廢氣控制3 制漿造紙廠其他廢氣的污染與控制工序污染物處理方法或設(shè)備紙4 造紙粉塵治理技術(shù)硫酸鹽漿廠散發(fā)的粉塵按粒度分三類： 1）粒度較大的粉塵：含碳的燃燒物質(zhì)。采用重力沉降。 2）粒度較?。簼夂谝旱卧诩ち胰紵拢M(jìn)入氣體空間的細(xì)小粒子。可部分沉降落入除灰坑。 3）粒度更?。簯腋∮跓煔庵械募?xì)小固體粒子。專門捕集設(shè)備回收。4 造紙粉塵治理技術(shù)硫酸鹽漿廠散發(fā)的粉塵按粒度分三類：散發(fā)源粉塵尺寸/m固體負(fù)荷/(g/標(biāo)準(zhǔn)/ft3)化學(xué)組成/%堿回收

8、爐石灰爐熔融物溶解槽動(dòng)力鍋爐a.樹皮鍋爐b.燃油鍋爐c.燃煤鍋爐50%-80%2(電子顯微鏡計(jì)數(shù))16.8%0.553.2%1(階式碰擊器測(cè)得)50%0.95-195%590%5（巴氏分析器測(cè)得）（19-25）5平均22%534%-48%10平均42%1060%-66%20平均63%2070%-79%40平均74%403-8(干物質(zhì))平均負(fù)荷3.83-200.17-1.31.3-2.4（干物質(zhì)）0.04-0.4（干物質(zhì)）3.1-3.5（干物質(zhì)）Na2SO4:14-90一般為80Na2CO3:2.6-73一般為11.2NaCl:0.6-14一般為2.3Na2S:3.3-5.4一般為4.4炭，飛灰

9、CaO,CaCO3,Na2CO3,Na2SO4,MgCO3,Fe2O3,Al2O3,SiO2Na2CO3,Na2S,Na2SO4表7 硫酸鹽漿廠散發(fā)的粉塵特征（未經(jīng)控制）散發(fā)源粉塵尺寸/m固體負(fù)荷化學(xué)組成/%堿回收爐50%-80造紙行業(yè)特征污染物控制技術(shù)惡臭氣體二噁英造紙行業(yè)特征污染物控制技術(shù)惡臭氣體燃燒法氧化法吸收法吸附法脈沖等離子體法微生物脫臭法惡臭氣體控制技術(shù)燃燒法惡臭氣體控制技術(shù)燃燒法 強(qiáng)氧化反應(yīng)降解可燃性惡臭物質(zhì) 高濃度、小氣量氧化法 干氧化法：H2S SO2 S 濕氧化法：H2S S 硫氧化劑再生惡臭氣體控制技術(shù)燃燒法惡臭氣體控制技術(shù)吸收法：物理吸收有機(jī)溶液 化學(xué)吸收法弱堿溶液 吸

10、附法：水合氧化鐵 活性炭、分子篩、鈦酸鋅、氧化錫 ZnO、ZnFe2O4 造紙行業(yè)大氣污染控制課件脈沖等離子體法： 高壓脈沖電云放電 高能電子和O、HO等活性粒子 氧化、降解反應(yīng)微生物脫臭法： 接觸 吸附、吸收 分解、利用 氧化分解：S、SO32-、SO42- 脈沖等離子體法：氣體與微生物接觸方式的不同：生物濾池法生物滴濾池法洗滌式活性污泥法曝氣式活性污泥法生物法處理造紙廢氣的優(yōu)勢(shì)：可同時(shí)去除多種惡臭氣體可處理高溫廢氣經(jīng)濟(jì)、高效微生物脫臭法氣體與微生物接觸方式的不同：微生物脫臭法反應(yīng)器類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用范圍效率生物濾池（單一反應(yīng)器、微生物固定、液相固定）投資運(yùn)行費(fèi)用極低；高效；氣液接觸面積大；運(yùn)

11、行啟動(dòng)容易占地大；定期更換填料（1-2年）；操作條件不易控制；進(jìn)氣濃度變化后適應(yīng)慢；顆粒物質(zhì)會(huì)堵塞低于0.5g/m3的惡臭物質(zhì)85%-99%生物滴濾池（單一反應(yīng)器、微生物固定、液相流動(dòng)）微生物密度高；無須更換惰性濾料；操作條件易于控制；緩沖能力強(qiáng)；氣體停留時(shí)間短；運(yùn)行費(fèi)用低；低壓降需不斷投加營養(yǎng)物質(zhì)；操作復(fù)雜；傳質(zhì)表面積低；剩余污泥有待處理；營養(yǎng)過剩時(shí)微生物繁殖引起堵塞介于0.5-1.0 g/m3的惡臭物質(zhì)85%-99%洗滌式活性污泥反應(yīng)器（兩個(gè)反應(yīng)器、微生物懸浮、液相流動(dòng)）操作條件更易控制，占地小投資運(yùn)行費(fèi)用高；不斷投加營養(yǎng)物質(zhì)；操作復(fù)雜；需大量供氧維持高降解率；傳質(zhì)表面積低；剩余污泥有待處

12、理適于負(fù)荷較高、水溶性大、介于1-5 g/m3的惡臭物質(zhì)效率懸殊曝氣式活性污泥反應(yīng)器（類似于污水處理）經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單；無須新的除臭裝置受到曝氣強(qiáng)度的限制；需控制臭氣與污水體積比；設(shè)備需防腐；單獨(dú)用于除臭成本過高適于惡臭濃度低、氧濃度高的氣體，常與污水處理并行99.5%表8 幾種微生物脫臭法的比較反應(yīng)器類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用范圍效率生物濾池（單一反應(yīng)器、微生物固 填料： 高保濕能力; 高孔隙率和高緩沖能力； 能負(fù)載多種微生物菌群; 高比表面積; 低成本; 長(zhǎng)壽命 有機(jī)濾料：土壤、綠肥 無機(jī)濾料：陶瓷、木炭生物濾塔 填料： 空塔停留時(shí)間氣體表面負(fù)荷： 60-120 m2/m3hr（Dragt，1992）污染

13、物負(fù)荷：1- 5g/m3hr(Dragt，1992)污染物去除能力污染物去除效率生物濾塔設(shè)計(jì)參數(shù)空塔停留時(shí)間生物濾塔設(shè)計(jì)參數(shù)含水率：生物活性、氣體滯留區(qū) 堆肥填料含水率30wt%以上pH值：通常6-7 降解H2S微生物3.2 緩沖粉末碳酸鈣溫度：中溫性10-20費(fèi)用：比活性炭吸附低46%， 比化學(xué)洗滌低40%系統(tǒng)運(yùn)行與控制含水率：生物活性、氣體滯留區(qū)系統(tǒng)運(yùn)行與控制制漿造紙工業(yè)二噁英類污染物控制制漿造紙工業(yè)二噁英漂白過程在使用含氯漂白劑的傳統(tǒng)漂白工藝中, 主要產(chǎn)生于紙漿的氯化階段。 外部添加劑 防腐劑 ：多氯酚類物質(zhì)(PCP)常用作木材防腐, 被懷疑是形成二噁英類的一個(gè)重要來源。油基消泡劑 ：在

14、紙漿的氯化過程中, 使用的油基消泡劑中含有二噁英類的前驅(qū)物。 氯漂紙漿制品紙廠污泥一、二噁英類的來源與存在漂白過程一、二噁英類蒸煮深度脫木素 蒸煮過程添加蒽醌(AQ)或多硫化物 (PS)可在沒有得率損失的情況下, 降低成漿卡伯值, 以減少有機(jī)氯化物的形成。采用改良連續(xù)蒸煮工藝, 通過分段加入蒸煮藥液使蒸煮全過程保持較均勻的堿濃度, 在蒸煮結(jié)束的洗滌區(qū)前從漿中部分除去溶出的有機(jī)物。采用改良間歇蒸煮工藝, 可使蒸煮初期有較高的硫化物濃度, 以滿足硫酸鹽蒸煮初期對(duì)硫化物的需求, 蒸煮后期的置換過程可使黑液中的有機(jī)物濃度下降。二、造紙工業(yè)中二噁英類的削減措施 蒸煮深度脫木素 二、采用新的漂白工藝技術(shù)

15、氯化段采用多段混合器進(jìn)行多段混合可以實(shí)現(xiàn)Cl2 的均勻加入, 防止局部過氯化, 提高氯對(duì)木素的脫除效率。增加ClO2 取代Cl2的量, 減少Cl2 用量, 因?yàn)镃lO2比Cl2 具有更高的氧化能力, 能與木素更多地發(fā)生氧化反應(yīng)而有利于木素溶出。堿處理段使用少量的O2 和H2O2, 能增加木素的脫除量, 減少氯化段用氯量, 削減后續(xù)工段二噁英類的生成。控制反應(yīng)體系中的pH 值, 使Cl2和HClO 的平衡向生成次氯酸鹽的方向移動(dòng)，減少AOX 的生成。采用無元素氯漂白（ECF），甚至全無氯漂白（TCF）工藝是目前能夠最大程度削減有機(jī)氯化物生成的漂白工藝。改良的TCF 漂白能更有效提高漂白效果。 二

16、、造紙工業(yè)中二噁英類的削減措施 采用新的漂白工藝技術(shù) www.themegallery.co強(qiáng)化漂前洗漿 提高漂前紙漿的洗凈度, 降低水相中有機(jī)物的含量,可減少氯化過程中有機(jī)氯化物的形成?？刂茲{中二噁英類產(chǎn)生的外部因素 用作木材防腐的多氯酚類物質(zhì)(PCP)油基消泡劑, 是影響二噁英生成的因素之一。因此，使用不含PCP 等二噁英類前驅(qū)物的防腐劑和減少油基消泡劑的使用，可以減少二噁英類污染物的產(chǎn)生。二、造紙工業(yè)中二噁英類的削減措施 強(qiáng)化漂前洗漿二、造紙二噁英的末端治理技術(shù)選擇性催化還原 Weber et al.（1999） TiO2-V2O5-WO3基催化劑，150以上，PCDD/Fs的分解率高于

17、98%光解法 Tysklind et al. 汞燈下進(jìn)行光解 PCDD/Fs轉(zhuǎn)移到甲苯中 十四烷中進(jìn)行光解微生物 氧化作用、脫氯作用、開環(huán)作用與酶的作用二噁英的末端治理技術(shù)選擇性催化還原減少或消除造紙工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生二噁英的技術(shù)是多層次、多方面的, 具體包括:1.采用更有效的紙漿洗滌方式；2.不使用被多氯化物污染的木材或蘆葦生產(chǎn)紙漿；3.減少氯氣的使用, 更多采用二氧化氯ECF 作為替代方法；4.采用深度脫木素技術(shù), 減少進(jìn)入漂白車間的殘余木素量；5.使用氧氣處理技術(shù), 繼續(xù)脫出蒸煮后的殘余木素；6.采用生物酶預(yù)漂, 減少氯氣用量；7.采用過氧化氫、臭氧漂白；8.控制污泥的處置情況；9.合理

18、控制木漿、葦漿的堿回收燃燒工藝；10.對(duì)廢紙脫墨污泥進(jìn)行有效處置。三、小結(jié)減少或消除造紙工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生二噁英的技術(shù)是多層次、多方面含氯漂白工藝不僅能夠產(chǎn)生二噁英, 造成長(zhǎng)期的環(huán)境污染, 而且消耗大量的化學(xué)劑, 造成紙漿的成本上升。因此, 解決二噁英污染問題, 已成為造紙行業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略性問題。取消氯氣漂白工藝具有十分必要的意義, 采用無元素氯漂白技術(shù)代替氯氣漂白技術(shù)是將來發(fā)展的方向。 三、小結(jié)含氯漂白工藝不僅能夠產(chǎn)生二噁英, 造成長(zhǎng)期的環(huán)境污染, 而且制漿造紙工業(yè)工藝改進(jìn)制漿造紙工業(yè)工藝改制漿工藝改進(jìn)PST無污染制漿法 利用熱力和機(jī)械及催化劑將稻麥草等植物中的纖維與其它非纖維素細(xì)胞分離而得草

19、漿進(jìn)行造紙新的無硫、無污染制漿方法 美國威斯康星大學(xué)林學(xué)院A.Y.雷蒙德發(fā)明的新制漿方法，以醋酸、醋酸乙酯和水的三元混合物作為制漿溶劑制漿工藝改進(jìn)PST無污染制漿法含硫煙氣和造紙黑液的綜合治理 以造紙黑液處理含硫煙氣的“以廢治廢”的綜合治理工藝 。吸收設(shè)備: 湍球塔處理效果 S02：90%-99% 黑液COD: 50%-60% 含硫煙氣和造紙黑液的綜合治理 以造紙黑液處理含硫煙氣的“以廢由于生產(chǎn)規(guī)模小、生產(chǎn)工藝技術(shù)和設(shè)備落后、產(chǎn)品檔次低等客觀現(xiàn)實(shí)，我國的造紙行業(yè)成為了重污染行業(yè) 走可持續(xù)發(fā)展道路成為造紙企業(yè)發(fā)展的必然選擇, 而清潔生產(chǎn)是實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的最佳模式實(shí)例永州湘江紙業(yè)清潔生產(chǎn)由于生

20、產(chǎn)規(guī)模小、生產(chǎn)工藝技術(shù)和設(shè)備落后、產(chǎn)品檔次低等客觀現(xiàn)實(shí)劉光良，陳友地編. 制漿造紙大氣污染控制. 輕工業(yè)出版社，1983勞嘉葆主編. 造紙工業(yè)污染控制與環(huán)境保護(hù). 中國輕工業(yè)出版社，2006萬金泉，馬邕文編. 造紙工業(yè)環(huán)境工程導(dǎo)論.中國輕工業(yè)出版社，2005卓志國，張安龍.制漿造紙工業(yè)二噁英類持久性有機(jī)污染物控制和減排研究. 環(huán)境保護(hù).2008中國紙業(yè)網(wǎng). 中國造紙協(xié)會(huì). 中國造紙工業(yè)2007年度報(bào)告萬子敏. 解決蒸煮制漿廢氣臭味的初步實(shí)例. 湖南造紙 J，1996駱雪萍等.亞硫酸鹽法制漿廢氣的分析檢測(cè).廣東微量元素科學(xué)，2000周望岳. 廢氣治理工藝的選擇.中國環(huán)境保護(hù)業(yè)，2007許駿.造紙行業(yè)2008年三季報(bào)業(yè)績(jī)回顧.馬智琴.“優(yōu)”中之“憂”造紙行業(yè)208年半年報(bào)分析 .趙可卉，祝秀蓮.循環(huán)經(jīng)濟(jì)