Рекуперация и очистка газовых выбросов целлюлозного производства

С.В.  Анискин; В.С.  Куров

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

Авторы

С.В. Анискин Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна https://orcid.org/0000-0001-8819-381X
В.С. Куров Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна https://orcid.org/0000-0002-7168-9613

DOI:

https://doi.org/10.37482/0536-1036-2024-1-182-194

Ключевые слова:

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

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.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Биографии авторов

С.В. Анискин, Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна

д-р техн. наук, проф.

В.С. Куров, Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна

д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: V-7289-2017

Библиографические ссылки

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. Aniskin S.V., Kurov V.S. Development of High–Reliability Direct-Flow Spray Devices Compatible with Pulp and Paper Production Technology. Vestnik of St. Petersburg State University of Technology and Design. Series 4: Industrial Technologies, 2022, no. 1, pp. 90–94. (In Russ.). https://doi.org/10.46418/2619-0729_2022_1_13

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. Barkalov B.V., Pavlov N.N., Amirdzhanov S.S., Grimitlin M.I., Moor L.F., Pozin G.M., Kreymer B.N., Rubchinskiy V.M., Sadovskaya T.I., Berezina N.I., Bychkova L.A., Ushomirskaya A.I., Finkel’ntein S.M., Pirumov A.I. Internal Sanitary Equipment: in 3 Parts. Part 3.Ventilation and Air Conditioning. Book 2. Edited by N.N. Pavlov and Yu.I. Shiller. 4th ed., revised and enlarged. Moscow, Stroyizdat Publ., 1992. 416 p. (In Russ.).

Иванов А.Н., Белоусов В.Н., Смородин С.Н. Теплообменное оборудование предприятий. СПб., 2016. 184 с. Ivanov A.N., Belousov V.N., Smorodin S.N. Heat Exchange Equipment for Industrial Enterprises. St. Petersburg, 2016. 184 p. (In Russ.).

Кочев А.Г., Сергиенко А.С. Аэродинамический расчет механических и гравитационных систем вентиляции. Н. Новгород: ННГАСУ, Деловая Полиграфия, 2015. 25 с. Kochev A.G., Sergienko A.S. Aerodynamic Calculation of Mechanical and Gravitational Ventilation Systems. Nizhny Novgorod, Nizhny Novgorod State University of Architecture and Civil Engineering, Delovaya Poligraphiya Publ., 2015. 25 p. (In Russ.).

Непенин Ю.Н. Технология целлюлозы: в 3 т. Т. II. Производство сульфатной целлюлозы. М.: Лесн. пром-сть, 1990. 600 с. Nepenin Yu.N. Cellulose Technology: in 3 vol. Vol. II: Production of Sulphate Cellulose. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1990. 600 p. (In Russ.).

Пасечник С.П., Торф А.И. Газоочистные установки растворителей плава содорегенерационных котлоагрегатов. М.: ВНИПИЭИлеспром, 1977. 30 с. Pasechnik S.P., Torf A.I. Gas Cleaning Units for Smelt Dissolving Tanks in Soda Recovery Boilers. Moscow, VNIPIEIlesprom Publ., 1977. 30 p. (In Russ.).

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. Romanova L.V., Stasyuk E.A., Rodionov V.G., Gogonin I.I. A Device for the Regeneration of Heat and Chemicals from Steam-Gas Emissions of a Smelt Dissolving Tank in a Soda Recovery Boiler. Patent RF, no. RU 2043444 BI, 1995. (In Russ.).

Сиваков В.П., Вураско А.В., Музыкантова В.И. Регенерация химикатов и тепла в содорегенерационных котлоагрегатах. Устройство и диагностирование. Екатеринбург: УГЛТУ, 2015. 141 с. Sivakov V.P., Vurasko A.V., Muzykantova V.I. Regeneration of Chemicals and Heat in Soda Recovery Boilers. Device and Diagnostics. Yekaterinburg, Ural State Forestry University, 2015. 141 p. (In Russ.).

Смородин С.Н., Иванов А.Н., Белоусов В.Н. Содорегенерационные котлоагрегаты. СПб., 2010. 164 с. Smorodin S.N., Ivanov A.N., Belousov V.N. Soda Recovery Boilers. St. Petersburg, 2010. 164 p. (In Russ.).

Технология целлюлозно-бумажного производства: в 3 т. Т. 1. Сырье и производство полуфабрикатов. Ч. 2. Производство полуфабрикатов. СПб.: Политехника, 2003. 663 с. Technology of Pulp and Paper Production. In 3 volumes. Volume 1. Production of Semi-Finished Products. Part 2. Production of Semi-Finished Products. St. Petersburg, Politekhnika Publ., 2003. 663 p. (In Russ.).

Ahtila P., Ruohola T., Tamminen A. Method and Apparatus for Preparing Green Liquor. Patent no. Europäisches patentament EP 1 193 341 B1. 2005.

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

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.

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

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

Poling B.E., Prausnitz J.M., O’Connell J.P. The Properties of Gases and Liquids. New York, McGRAW-HILL, 2001. 803 p.

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.

Smook G.A. Handbook for Pulp and Paper Technologists. TAPPI Press, 2016. 438 p.