Наилучшие доступные технологии (НДТ), которые можно применить на предприятие по производству бумаги из термомеханической массы для снижения негативного воздействия на окружающую среды, на примере АО «Волга»

При изготовлении бумаги и гофробумаги на производстве АО «Волга» образуются различные виды отходов и выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух, которые оказывают значительное негативное воздействие на окружающую среду. По результатам выполненного анализа негативного воздействия на окружающую среду и анализа используемых наилучших доступных технологий, для снижения негативного воздействия, может быть предложено внедрение наилучших доступных технологий, обеспечивающих снижение массы выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. В процессе производственной деятельности выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух метана превышают установленный норматив допустимого выброса.

В данном случае для контроля выбросов метана можно предложить к внедрению систему автоматического контроля и мониторинга выбросов данного вещества. В качестве источника информации о данной технологии (НДТ-7 «Контроль ключевых параметров технологического процесса на предприятиях (давление, температура, количество загрязнений в дымовых газах, прочие ключевые индикаторы согласно технологическим регламентам предприятия) был использован справочник ИТС 1–2023 «Целлюлозно-бумажное производство», пункт 5.7 «Управление системой контроля ключевых параметров процессов производства», утверждённый приказом Росстандарта от 26 декабря 2023 года № 2795.

Для внедрения систем автоматического контроля и мониторинга выбросов метана на предприятие АО «Волга» был проведен анализ процессов, при которых производится выброс метана. Произведён выбор оборудования для контроля и мониторинга.

На этапе анализа технологических процессов и источников выбросов метана было выявлено, что метан выбрасывается при измельчении древесины и варки полученной щепы. Кроме того, выбросы метана происходят при сжигании топлива и при хранении и транспортировке древесины.

На этапе выбора оборудования для контроля и мониторинга были выбраны датчики - Honeywell (устройства, которые измеряют концентрацию метана в воздухе), которые позволяют измерять концентрацию метана в выбросах. После установки их в зоне пунктов загрузки и выгрузки сырья, области измельчения древесины (рубительная машина), в зоне варки щепы и интеграции в систему управления оборудования, при настройке параметров контроля и мониторинга выбираются пороговые значения концентрации метана, что позволяет своевременно обнаруживать превышение выбросов метана над установленным нормативом.

Также необходимо обеспечить регулярную эксплуатацию системы и техническое обслуживание оборудования. Заключающим этапом является анализ о выбросах метана.

В рамках данного исследования, выявлено, что большее количество массы метана выбрасывается при обработке древесины, с учётом необходимости снижения выбросов данного вещества в окружающую среду, требуется осуществить интеграцию фильтров внутренней очистки в систему оборотной воды, что соответствует НДТ – 6 «Предотвращение и снижение газовых выбросов, образующихся в системе сточных вод, путем использования комбинации методов», пункту 5.6 «Управление снижением выбросов в атмосферу» из ИТС 1-2023 «Целлюлозно-бумажное производство».

Для снижения выбросов метана в системе оборотной воды эффективнее внедрить угольный фильтр, который позволит удалить органические загрязнения, которые в процессе разложения образуют метан. Установить данный фильтр следует на трубопроводе, через который проходит оборотная вода перед оборудованием, используемым для измельчения древесины и варки щепы. Что способствует улавливанию органических загрязнений и химических веществ, которые могут способствовать образованию метана в системе оборотной воды. Если данная система не оборудована для улавливания и использования метана в качестве энергетического ресурса, он может выйти в атмосферу как парниковый газ, что способствует увеличению парникового эффекта и изменению климата. Таким образом, установка угольного фильтра перед системой оборотной воды помогает предотвратить попадание органических материалов, содержащихся в древесных отходах или других органических компонентах, в воду и последующее образование метана. Это в свою очередь помогает снизить выбросы метана в атмосферу, уменьшая негативное воздействие на окружающую среду и способствуя более экологичному и устойчивому производству на АО «Волга».

Для снижения выбросов взвешенных веществ в атмосферном воздухе на предприятии АО «Волга» при производстве бумаги необходимо оптимизировать технологический процесс производства бумаги. Внедрение современных методов очистки и фильтрации воздуха, таких как электрофильтры или мокрые газоочистители, снизит количество выбросов взвешенных веществ.

Использование эффективного оборудования является ключевым для уменьшения выбросов. В данном случае важно обратить внимание на оборудование, связанное с обработкой материалов и выбросами в процессе производства бумаги.

Установка систем воздушной фильтрации: в процессе обработки термомеханической массы и сушки бумаги можно установить электрофильтры. Одним из наиболее эффективных методов очистки воздуха от твердых частиц являются электрофильтры. Компания Mitsubishi Electric является одним из ведущих производителей систем воздушной фильтрации, включая электрофильтры.

Эффективность очистки: фильтры Mitsubishi Electric обладают высокой эффективностью в удалении твердых частиц из газовых выбросов, что позволяет снизить уровень загрязнения воздуха.

Надежность и долговечность: продукция Mitsubishi Electric известна своей высокой надежностью и долговечностью, что обеспечивает стабильную и эффективную работу системы воздушной фильтрации на протяжении длительного времени.

Технологии управления: фильтры Mitsubishi Electric обычно оснащены современными технологиями управления, позволяющими эффективно контролировать процесс очистки и обеспечивать оптимальную производительность.

Энергоэффективность: продукция Mitsubishi Electric обычно отличается высокой энергоэффективностью, что позволяет сократить энергопотребление и операционные расходы.

Поддержка и сервис: компания Mitsubishi Electric предоставляет качественную техническую поддержку и сервисное обслуживание, что обеспечивает надежную работу оборудования и оперативное реагирование.

Оптимизация процессов сушки: процесс сушки бумаги может быть оптимизирован с целью снижения выбросов взвешенных веществ. Например, использование более эффективных систем вентиляции и управления температурой (датчики, которые были предложены для снижения и контроля выбросов метана) также позволит сократить количество выбросов взвешенных веществ в процессе сушки.

Помимо этого, можно также рассмотреть возможность внедрения систем обратного осмоса для очистки сточных вод, что также позволит уменьшить выбросы вредных веществ в окружающую среду. Обновление оборудования на более современное и эффективное также сочетается с обучением персонала по правильной эксплуатации и технике безопасности, что обеспечит максимальную производительность и снижение негативного воздействия на окружающую среду.

Таким образом, внедрение электрофильтров приведет к снижению выбросов взвешенных веществ при производстве бумаги из термомеханической массы.

В результате проведенного исследования образующихся на предприятии отходов было установлено, что количество коры, образующейся на предприятии, превышает установленный лимит на размещение отходов. Для решения данной проблемы был применен метод неразрушающего контроля (НДТ) 6.1 «Технология газификации твердых топлив и горючих отходов производства и потребления», описанным в Инструкции по техническому состоянию (ИТС) 9-2020. Данное руководство было введено в действие с 1 июля 2021 года и регламентирует процессы утилизации и обеззараживания отходов с использованием термических методов. Настоящий справочник НДТ содержит информацию об уровне технического и технологического развития сферы утилизации и обезвреживания отходов термическими способами, применяемых наилучших доступных технологиях (далее - НДТ) и различных аспектах их применения, а также перспективных наилучших доступных технологиях.

Для внедрения технологии газификации необходимо выбрать и установить соответствующее оборудование.

Газификатор ГХК 8/1 – это оборудование, предназначенное для преобразования биомассы, включая древесные отходы, в синтез-газ (газовое топливо). Газификатор ГХК 8/1 представляет собой установку, в которой происходит термохимическое разложение отходов коры при высоких температурах и в отсутствие кислорода. Твердое топливо загружается в газификатор в виде кусков или гранул. Перед загрузкой топливо может быть подготовлено путем измельчения или сушки для улучшения процесса газификации.

Оптимизировать процесс сжигания кородревесных отходов для уменьшения образования отходов золы можно следующим образом:

• обеспечить контроль качества кородревесных отходов, используемых в качестве топлива, так как отходы с высоким содержанием влаги или зольности могут привести к образованию большего количества отходов золы;
• применение технологии пиролиза также позволит уменьшить образование отходов золы, так как она основана на термическом разложении топлива без доступа кислорода, что позволяет получить горючий газ и жидкое топливо, которые затем могут быть использованы для генерации энергии.

Применение пиролиза можно разделить на 5 этапов:

1. предварительная подготовка отходов – необходимо измельчить кородревесные отходы до нужного размера, что позволит ускорить процесс пиролиза и получить более однородное сырьё;
2. пиролизная установка – отходы загружаются в реактор, где происходит их термическое разложение (реактор может быть оборудован системой охлаждения и фильтрации для получения продуктов пиролиза высокого качества);
3. контроль процесса – необходимо контролировать температуру, давление и время процесса пиролиза, чтобы получить продукты нужного состава и свойств;
4. очистка продуктов – полученные в результате пиролиза газы и жидкости могут содержать примеси, которые необходимо удалить, для этого используются системы очистки, такие как фильтры или дистилляция;
5. использование продуктов – горючий газ и жидкое топливо можно использовать для генерации энергии, а твёрдые продукты – в промышленности или для производства активированного угля.

Таким образом, применение различных наилучших доступных технологий на предприятие позволит снизить негативное воздействие на окружающую среду, улучшить экологические показатели и повысить конкурентоспособность предприятия.