Рекуперация и очистка газовых выбросов целлюлозного производства. C. 182-194

УДК

66.021.3.001.57:532.529

DOI:

10.37482/0536-1036-2024-1-182-194

Аннотация

Для производства целлюлозы построены крупномасштабные предприятия, к которым в процессе их эксплуатации предъявляются новые, отличающиеся от проектных, требования по экономической эффективности, безопасности труда, воздействию на местное население и окружающую среду. Значительный успех в этой работе достигнут изменением технологии регенерации щелока, переходом к сжиганию черного щелока повышенной концентрации, что позволяет практически полностью ликвидировать самый крупный источник выбросов сероводорода и метилмеркаптана с дымовыми газами, снизить потери серы и повысить энергетическую эффективность содорегенерационных котлов. Другим значимым источником выбросов содорегенерационного котла является труба бака растворителя плава. В баке происходит технологическая операция растворения расплавленных солей натрия слабым белым щелоком, который подается из цеха каустизации. Современное развитие технологии растворения плава связано с совершенствованием оборудования, совместимого с технологией регенерации химических реактивов производства целлюлозы. На вытяжной трубе бака плава устанавливают теплообменники и газоочистные аппараты систем «газ–жидкость», которые легче приспособить к технологическим требованиям по сравнению с другими системами. Установка такого оборудования приводит к изменению технологии растворения плава и затрагивает технологию каустизации и регенерации извести. Проведено исследование взаимосвязи технических решений по обеспечению безопасности персонала в помещении котельного цеха, по рекуперации тепла, химикатов и очистке газовых выбросов с изменениями технологии растворения плава содорегенерационного котла целлюлозного производства. На основе экспериментальных данных и математической модели движения парогазовой смеси в вытяжной трубе бака растворителя плава рассмотрена технологическая возможность установки теплообменников на разной высоте трубы и возможность эффективной очистки газовых выбросов с помощью прямоточного распылительного аппарата. Также изучены применяемость орошения парогазового потока слабым белым щелоком, образующимся в цикле регенерации химикатов целлюлозного производства, и условия обеспечения надежной работы газоочистного оборудования. Получены количественные характеристики необходимого изменения потребления и состава слабого белого щелока, способы его подачи в бак плава.

Сведения об авторах

С.В. Анискин*, д-р техн. наук, проф.;
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8819-381X
В.С. Куров, д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: V-7289-2017,
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7168-9613

Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна, ул. Ивана Черных, д. 4, Санкт-Петербург, Россия, 198095;
asv-47@mail.ru*, vskurov18@mail.ru

Ключевые слова

плав, раствор, слабый белый щелок, пыль, сероводород, регенерация, рекуперация, конденсат, очистка, воздух, пар

Для цитирования

Анискин С.В., Куров В.С. Рекуперация и очистка газовых выбросов целлюлозного производства // Изв. вузов. Лесн. журн. 2024. № 1. С. 182–194. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2024-1-182-194

Литература

1. Анискин С.В., Куров В.С. Разработка прямоточных распылительных аппаратов повышенной надежности, совместимых с технологией целлюлозно-бумажного производства // Вестн. СПГУТД. Сер. 4: Промышл. технологии. 2022. № 1. C. 90–94. https://doi.org/10.46418/2619-0729_2022_1_13
2. Баркалов Б.В., Павлов Н.Н., Амирджанов С.С., Гримитлин М.И., Моор Л.Ф., Позин Г.М., Креймер Б.Н., Рубчинский В.М., Садовская Т.И., Березина Н.И., Бычкова Л.А., Ушомирская А.И., Финкельнтейн С.М., Пирумов А.И. Внутренние санитарно-технические устройства. Справочник проектировщика: в 3 ч. Ч. 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн. 2 / под ред. Н.Н. Павлова, Ю.И. Шиллера. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1992. 416 с.
3. Иванов А.Н., Белоусов В.Н., Смородин С.Н. Теплообменное оборудование предприятий. СПб., 2016. 184 с.
4. Кочев А.Г., Сергиенко А.С. Аэродинамический расчет механических и гравитационных систем вентиляции. Н. Новгород: ННГАСУ, Деловая Полиграфия, 2015. 25 с.
5. Непенин Ю.Н. Технология целлюлозы: в 3 т. Т. II. Производство сульфатной целлюлозы. М.: Лесн. пром-сть, 1990. 600 с.
6. Пасечник С.П., Торф А.И. Газоочистные установки растворителей плава содорегенерационных котлоагрегатов. М.: ВНИПИЭИлеспром, 1977. 30 с.
7. Патент № 2043444 РФ, МПК D21C 11/06. Устройство для регенерации тепла и химикатов из парогазовых выбросов растворителя плава содорегенерационного котлоагрегата: № 5056154/12: заявл. 29.07.1992: опубл. 10.09.1995 / Л.В. Романова, Е.А. Стасюк, В.Г. Родионов, И.И. Гогонин.
8. Сиваков В.П., Вураско А.В., Музыкантова В.И. Регенерация химикатов и тепла в содорегенерационных котлоагрегатах. Устройство и диагностирование. Екатеринбург: УГЛТУ, 2015. 141 с.
9. Смородин С.Н., Иванов А.Н., Белоусов В.Н. Содорегенерационные котлоагрегаты. СПб., 2010. 164 с.
10. Технология целлюлозно-бумажного производства: в 3 т. Т. 1. Сырье и производство полуфабрикатов. Ч. 2. Производство полуфабрикатов. СПб.: Политехника, 2003. 663 с.
11. Ahtila P., Ruohola T., Tamminen A. Method and Apparatus for Preparing Green Liquor. Patent no. Europäisches patentament EP 1 193 341 B1. 2005.
12. Das S.K., Biswas M.N. Studies on Ejector-Venturi Fume Scrubber. Chemical Engineering Journal, 2006, vol. 119, iss. 2–3, pp. 153–160. https://doi.org/10.1016/j.cej.2006.03.019
13. Directive 2008/50/EC of the European Parliament and of the Council of 21 May 2008 on Ambient Air Quality and Cleaner Air for Europe. Official Journal of the European Union, L 152, 11.06.2008, pp.1–44.
14. Gamisans X., Sarra M., Lafuente F.J., Azzopardi B.J. The Hydrodynamics of Ejector-Venturi Scrubbers and Their Modelling by an Annular Flow/Boundary Layer Model. Chemical Engineering Science, 2002, vol. 57, iss. 14, pp. 2707–2718. https://doi.org/10.1016/S0009-2509(02)00171-9
15. Harry-Ngei N., Ubong I., Ede P.N. A Review of the Scrubber as a Tool for the Control of Flue Gas Emissions in a Combustion System. European Journal of Engineering and Technology Research, 2019, vol. 4, iss. 11, рр. 1–4. https://doi.org/10.24018/ejeng.2019.4.11.1561
16. Poling B.E., Prausnitz J.M., O’Connell J.P. The Properties of Gases and Liquids. New York, McGRAW-HILL, 2001. 803 p.
17. Sittig M. Pulp and Paper Manufacture: Energy Conservation and Pollution Prevention (Pollution Technology Preview). Park Ridge, NJ, Noyes Data Corp. / Noyes Publ., 1977. 430 p.
18. Smook G.A. Handbook for Pulp and Paper Technologists. TAPPI Press, 2016. 438 p.