-
Prevenirea si controlul integrat al poluarii (IPPC)
Document de referinta asupra celor mai bune tehnici disponibile
in industria de celuloza si hartie
Decembrie 2001
PREFATA Acest document de referinta despre cele mai bune tehnici
disponibile in industria celulozei si hartiei reflecta schimbul de
informatie realizat confoem Art. 16(2) al Directivei Consiliului
96/61/EC. Documentul trebuie vazut in lumina prefatei, care descrie
obiectivele documentului si utilitatea ei. Hartia e in esenta e o
foaie de fibre cu un numar de chimicale adaugate care afecteaza
proprietatile si calitatea foii. In afara de fibre si chimicale,
fabricarea celulozei si hartiei necesita o cantitate mare de apa de
proces si energiei sub forma de abur si curent electric. Prin
urmare, principalele probleme de mediu asociate cu productia
celulozei si hartiei sunt emisii de apa, in aer si consumul de
energie. Se asteapta ca si deseurile sa devina treptat o problema
de mediu. Celuloza pentru fabricarea hartiei poate fi produsa din
fibre intacte cu propietati chimice sau mecanice sau pot fi produse
prin refolosirea celulozei sau a hartiei recuperate. O fabrica de
hartie poate simplu reconstitui celuloza fabricata in alta parte
sau poate fi integrata in operatii de producere a celulozei pe
acelasi amplasament. Acest document cuprinde aspecte ale celulozei
si fabricarii hartiei relevante in mediu, fabricate din materiale
fibroase diferite in fabricici ale celulozei sau hartiei integrate
si non-integrate. Fabrici de celuloza non-integrate(comercializare
de celuloza) fabrica doar celuloza care este apoi vanduta pe piata
libera. Fabricile de celuloza non-integrata folosesc celuloza
obtinuta din propria productie de hartie. In fabricile integarte de
celuloza si hartie , activitatiile de fabricare a celulozei si
fabricare a hartiei sunt intreprinse pe acelasi amplasament.
Fabricile functioneaza in ambele moduri non-integrate si integrate,
fabricile de celuloza sulfat fiind integrate in mod normal in
productia de hartia. Fabricarea mecanica a celulozei si prelucrarea
fibrelor reciclate este de obicei o parte integrata a fabricarii
hartiei dar a devenit o activitate independenta in cateva cazuri
izolate. Nici procesele de mediu initiale precum silvicultura,
productia chimicalelor in afara amplasamentului si transportul de
materii prime catre fabrica, nici activitatile rezultate ulterior
cum ar fi imprimarea si transformarea hartiei nu sunt incluse in
acest document. Aspecte legate de mediu care nu au legatura
specifica cu productia de celuloza si hartie, cum af fi stocarea si
manevrarea chimicalelor, siguranta locului de munca si riscul de
accidente, termocentralele si electrocentralele, sisteme de racire
si de vacuum si tratarea apei dure nu sunt sau sunt tratate sumar.
Acest BREF contine o sectiune introductiva (informatii generale,
Capitol 1) si cinci parti majore:
- procesul de producere a celulozei (Capitol 2); - procesul de
fabricare a celulozei sulfata (capitolul 3) - producerea mecanica a
celulozie si producerea chimico-mecanica a celulozei(Capitol 4); -
prelucrarea fibrelor reciclate ( Capitol 5) si - procesele de
fabricare a hartiei si cele legate de aceasta ( Capitol 6)
Fiecare din aceste capitole au 5 sectiuni principale conform cu
liniile generale ale Documentelor de Referinta IPPC BAT. Pentru
majoritatea cititorlor nu va fi necesara citirea intregului
document ci doar acele capitole sau sectiuni care sunt de interes
pentru fabrica avuta in discutie. De exemplu, piata fabricilor in
care se produce celuloza este comentata doar in capitol 2;
fabricile integrate de producere a hartiei si a celuloziei sulftate
sunt comentate in capitolele 2 si 6, informatii relevante despre
fabricile integrate ce proceseaza hartie reciclata pot fi gasite in
capitolele 5 si 6. La sfarsitul documentului exista o lista a
referintelor si un glosar de termeni si abreveri ce faciliteaza
intelegerea.
-
Informatia generala (capitol 1) include date statistice despre
consumul de hartie in Europa, distributia geogarfica pentru
celuloza si hartie vizavi de Europa, unele aspecte economice, o
prezentare aproximativa despre productia celulozei si hartiei si
probleme de mediu majore si o clasificare a fabricilor de celuloza
si hartie din Europa. Capitolul despre informatia generala se
inchide cu niste remarci generale despre determinarea BAT pentru un
sector care este caracterizat de o diversitate ridicata a
produselor si (combinari) de procese implicate si un grad inalt de
solutii tehnice a proceselor integrate. Pentru fiecare dintre cele
5 capitole majore sunt prezentate informatii referitoare la
urmatoarele aspecte: procese si tehnici aplicate; griji majore cu
privire la mediu cum af fi cerere de resursa si energie, emisii si
deseuri, descriere a tehnicilor relevate pentru reducerea
emisiilor, minimalizarea deseurilor si economii ale energiei,
identificarea celor mai bune tehnici disponibile si tehnici
dezvoltate. Cat despre cifrele raportate emisiilor si consumului,
ar trebui sa fie avute in vedere ca, datorita folosirii unor metode
de masurare in diferitele State Membre datele nu sunt intotdeauna
strict comparabile de la o tara la alta. (Vezi Anexa III pentru mai
multe informatii despre aceasta problema insa metodele diferite
folosite nu alterneaza concluziile trase in acest document).
Discutia despre tehnici avute in consideratie in determinarea BAT
toate au aceasi structura si acopera o scurta descriere a tehnicii,
performanta principala a mediului obtinuta, aplicabilitatea,
efectele inter-media, experiente operationale, economice, stimulii
pentru implementarea acestei tehnici, exemplu; fabrici si
literatura de specialitate. Sectia despre cele mai bune tehnici
disponibile cuprinde intervale de emisie si niveluri consum
asociate cu folosirea a BAT. Concluziile BAT sunt bazate pe
experiente din exemple mondiale reale si judecate experta a TWG
Celuloza si fabricare hartiei este o arie complexa ce consta in
destule de multe stagii ale procesului si produse diferite, totusi,
largul sortiment de materii prime folosite, procesele implicate in
fabricarea celulozei si a hartiei pot fi impartite intr-un numar
unitar de operatii de dragul discutarii asupra lor. In acest
document, grija pentru mediu si tehnicilr relevante pentru
prevenirea si reducerea emisiilor si reducerea consumului de enegie
si materii prime sunt descrise separat pentru cinci clase majore
(capitolele de la 2 la 6). Unde sunt considerate adecvaate si
necesare, aceste clase principale sunt incontinuare subdivizate in
subclase. Documentul reflecta la nivelul sectorului varietatea in
termeni de materii prime, surse de energie, produse si procese
folosite in Europa in industria hartiei. Totusi, in cazuri speciale
in cadrul fiecarei categorii principale de produs exista un anumit
sortiment de materii prime si produse specifice care difera de
standardele de calitate a productiei si pot avea un impact asupra
conditiilor de operare si potentialul pentru imbunatatire. Acest
lucru este in mod special adevarat pentru fabricile de hartie
speciale ce produc un numar ridicat de calitati diferite in mod
etapizat in masinile lor sau pentru fabricile de hartie producand
hartie cu “calitati speciale”. Schimbul de informatii au permis
concluzii despre BAT. Ar trebui sa se faca referire la sectiunile
din fiecare dintre capitolele care descriu BAT pentru o intelegere
completa a BAT si a emisiilor asociate. Cercetarile esentiale sunt
rezumate mai jos. BAT generale pentru toate procesele In timpul
schimbului de informatie au scos la iveala ca cea mai eficienta
masura pentru reducerea emisiilor/ consumului si imbunatatirea
performatiei economice este implementarea celui mai bun proces
disponibil disponibil si tehnologiile de suprimare in combinatie cu
urmatoarele:
- Pregatirea, educarea si motivarea personalului si
operatorilor; - Optimizarea controlului asupra procesului; -
Intretinerea eficienta/ suficienta a unitatilor tehnice si
tehnicile de reducere asociate - Sistem de administrare a mediului
care optimizeaza administrarea, creste constiinta si
include teluri si masuri, proces si instructiuni de lucru etc.
BAT pentru procesele de fabricare a celulozei sulfate (capitolul
2)
-
Procesul de fabricare sulfat sau cu sulf este procesul de
folosire dominant in intreaga lume datorita proprietatilor
superioare de rezistenta a celulozei si aplicarea lor asupra
tuturor speciilor de lemn. In producerea sulfata de celuloza
efluentii apei reziduale , emisiile in aer incluzand gazele urat
mirositoare si consumul de energie sunt centre principale aspecte
de interes. De asemenea in unele tari deseul se asteapta sa devina
o problema de ingrijorare pentru mediu. Principalele materii prime
sunt resurse reinoibile (apa si lemn) si chimicalele pentru
fierbere si inalbire. Emisiile in apa sunt dominate de substantele
organice. Efluentii de la instalatia de inalbire, unde se
utilizeaza chimicale de inalbire ce contin clor, contin compusi de
clor se masoara ca AOX. Unii compusi devarsati din fabrici
manifesta efecte toxice asupra organismelor acvatice. Emisiile de
substante colorate pot afecta in mod negativ speciile din
recipient. Emisiile de agenti nutritivi (azot si fosfor) pot
contribui la eutoficarea in recipient. Metalele extrase din lemn
sunt devarsate in concentratii mici dar din cauza debitelor mari
cantitatea poate fi semnificativa.Reducerea semnificativa atat a
substantelor organice cu clor cat si a celor fara clor din
efluentul fabricilor de celuloza poate fi obtinuta pe o scara larga
prin masuri in proces. BAT pentru fabrici producatoare de celuloza
sulfata sunt considerate a fi: -Decojirea uscata a lemnului; -
Delignificarea crescuta inainte de procesul de inalbire prin
fierbere extinsa sau modificata si etape aditionale de oxigenare;
-Curatarea foarte eficienta materialului maro si ciclul inchis al
separarii materialului maro; -Inalbirea elementului fara clor (ECF)
cu ajutorul AOX-ului scazut sau inalbirea totala fara clor (TCF);
-Reciclarea a cateva, in principal a procesului apei alcaline din
fabrica de inalbire; - Scurgerile monitorizate eficient, sistemul
retinere si recuperare; -Striparea si refolosirea condensatorilor
de la fabrica de evaporare; -Capacitatea suficienta a fabricii de
evaporare a lesiei negre si recuperarea cazanului de a face fata la
lesiei aditionale si cantitatii de corp solid uscat; -Colectarea si
refolosirea de ape de racire curate; - Provizii de rezervoare cu
solutie-tampon suficient de mari pentru stocarea scurgerilor de
lesii de la fierbere si recuperare si condensanti murdari pentru
prevenirea incarcarilor mari neasteptate si ocazionala crestere a
efluentului extern al fabricii de tratare; - Aditional masurilor
prelucrarii integrate, tratarea primara si tratarea biologica este
considerata BAT pentru fabricile producatoare de celuloza sulfata.
Pentru fabricile producatoare de celuloza cu inalbire si neinalbire
BAT pentru nivelurile emisiei in apa ce sunt asociate cu folosirea
unei combinatii convenabile a acestor tehnici sunt urmatoarele:
Aceste niveluri de emisie se refera la medii anuale.Debitul apei
este bazat pe presupunerea ca apa de racire si alta apa curata sunt
devarsate separat.Cifrele se refera doar la contributia producerii
de celuloza.In fabricile integrate emisiile de la fabricarea
hartiei (vezi Capitolul 6) trebuie sa fie adaugate conform
prelucrarii produsului amestecat. Emisiile de gaz evacuat rezultate
de la resurse diferite sunt considerate ca alta problema relevanta
legata de mediu.Emisiile in atmostfera rezulta din cazanul
recuperator, cuptorul de var, focarul de arde a scoartei,
depozitara tocaturii, fierbere , curatarea celulozei, fabricile de
inalbire, prepararea chimicalelor de inalbire, evaporarea ,
separarea , curatarea , prepararea lesiei albe, si diferite
rezervoare.O parte din aceste sunt emisiile raspandite care sunt
eliberate prin diferite puncte ale procesului.Principalele surse
indicate sunt cazanul recuperator, cuptorului de var si a cazanele
auxiliare. Emisiile sunt formate in principal din oxizi de azot,
componente continand sulf cum ar fi dioxidul de sulf, si compusi
urat mirositori cu sulf redus. Aditional exista emisii de
particule. BAT pentru reducerea emisiilor in aer sunt: -Colectarea
si incinerarea gazalor urat mirositoare concentrate si controlul
emisiilor de SO2 rezultat. Gazele puternice pot fi arse in
cazanului recuperator, in cuptorul de var sau separat, furnalul cu
grad scazut de NOx.Gazele de evacuare a ultimulu au o concentratie
mare de SO2 care este recuperata intr-un spalator de gaze;
Celuloza inalbita Celuloza neinalbita
-
- Gazele urat mirositoare diluate din diferite surse sunt de
asemenea colectate si rezultatul SO2 controlat; -Emisiile TRS a
cazanului de recuperare sunt diminuate prin controlul eficient al
arderii si masurarea CO; -Emisiile TRS a cuptorului de var sunt
diminuate prin controlarea oxigenului in exces, prin folosirea;
combustibilului cu S scazut, si prin controlarea sodiului rezidual
solubil din namolul de var alimentat cuptorului; -Emisiile SO2 din
cuptoarele de recuperare sunt controlate prin arderea lesiei negre
concentrate cu corps solid puternic uscat din cazanul de recuperare
si/sau prin folosirea a unui epurator de gaze cu horn; -BAT este
controlul ulterior al emisiilor NOx din cazanul de recuperare(de
ex. Asigurarea amestecarii adecvate si divizarea aerului in cazan),
cuptorul de var si din cazanele auxiliare prin controlarea
conditiilor de ardere, si pentru noi sau instalatii modificate de
asemenea prin proiectarea adecvata; -Emisiile SO2 din cazanele
auxiliare sunt reduse prin folosirea scoartei, benzina, pacura cu
sulf scazut si carbune sau controlarea emisiilor S cu scruber;
-Gazele de evacuare de la cazanele de recuperare, cazanele
auxiliare (in care alti combustibili biologici si/sau combustibilii
sunt incinerati) si cuptorul de var sunt curatate cu precipitatori
electrostatici eficienti pentru a diminua emisiile de praf. Pentru
fabricile producatoare de celuloza sulfata inalbina sau neinalbita
BAT pentru nivelurile emisiilor in aer rezultate din proces ce sint
asociate cu o combinatie a acestor tehnici sunt prezentate in
tabelul urmator.Nivelurile emisiei se refera la medii anuale si
conditii standard.Emisiile de la cazanele auxiliare spre ex.
datorita productiei de abur folosit pentru uscarea celulozei si/sau
a hartiei nu sunt incluse.Pentru nivelurile emisiei de la cazanele
auxiliare sunt referiri in sectiunea BAT pentru cazanele auxiliare
in tabelul urmator.
Cifrele se refera doar la contributia productiei de celuloza.
Asta inseamna ca in fabricile integrate cifrele pentru emisiile de
productie sunt legate doar de fabricarea celulozei si nu include
emisiile in aer de la cazanele de abur sau centralele electrice ce
pot fi operate pentru a furniza energia necesara productiei de
hartie. BAT pentru reducerea deseului sunt de a minimaliza
producerea de deseu solide si recuperarea, reciclarea si
refolosirea acestor materiale oriunde posibil.Colectarea separata
si stocarea intermediara la sursa a fractiunilor de deseu pot fi
benefice pentru atingerea acestui scop. Daca deseul colectat nu
este refolosibil, utilizarea procesului extern a
rezidurilor/deseului ca substituenti sau incinerarea de materiale
organice in cazane proiectate adecvat cu recuperare de energie sunt
considerate ca BAT. Pentru a reduce consumul de abur proaspat si
curent electric, si pentru a creste producerea de abur si curent
intern, sunt disponibile un anumit numar de masuri. In fabricile de
celuloza neintegrate cu consum eficient de energie, caldura
generata de lesia neagra si arderea scoartei depaseste cerinta de
energie pentru intregul proces de productie.Totusi, pacura va fi
necesara in anumite ocazii la pornire si de asemenea la multe
fabrici in cuptorul de var. Fabricile producatoare de celuloza
sulfata si hartie eficiente dpdv energetic, consuma caldura si
curent dupa cum urmeaza: -Fabricile producatoare de celuloza
sulfata inalbita neintegrate:10-14GJ/Adt caldura proces si 0.6-0.8
MWh/Adt de curent electric; -Fabricile producatoare de celuloza
inalbita integrata (ex. hartie fina neacoperita):14-20 GJ/Adt
caldura de proces si 1.2-1.5 MWh/Adt de curent electric; -Fabricile
producatoare de celuloza inalbita integrata (ex.
sulfatliner):14-17.5 GJ/Adt caldura de proces si 1-1.3 MWh/Adt
curent electric. BAT pentru prelucrarea celulozei sulfit (Capitolul
3) Productia de celuloza sulfit este mult mai mica decat productia
de celuloza sulfat.Procesul de producere a celulozei poate fi
indeplinit cu diferite chimicale de fierbere. Documentul se
concentreaza pe productia de celuloza sulfita cu magneziu deoarece
este importanta in termeni ai capacitatii si numarul de fabrici
care functioneaza in Europa.
Celuloza sulfata neinalbita si albita
-
In multe aspecte procesele sulfat si sulfit au asemanari nu in
ultimul rand referitoare la posibilitatile de aplicare a
diferitelor masuri interne si externe de a reduce emisiile in
mediu. Diferentele majore intre cele doua procese chimice de
producere a celulozei dintr-un punct de vedere al mediului se
gasesc in chimia procesului de fierbere, sistemului de recuperare
si preparare chimica si cerinta de inalbire scazuta datorita
stralucirii initiale mai mari a celulozei sulfite. Ca si in
producerea de celuloza sulfat si in producerea de celuloza sulfita
efluentii apei reziduale si emisiile in aer sunt centre de interes.
Principalele materii prime sunt resurse regenerabile (apa si lemn)
si chimicalele pentru fierbere si inalbire.Emisiile in apa sunt
dominate de substante organice.Unii compusi devarsati din fabrici
manifesta efecte toxice asupra organismelor acvatice. Emisiile din
sustantele colorate pot afecta negativ speciile care traiesc in
receptor. Emisiile de agenti nutritivi (azot si fosfor) pot
contribui la eutroficare in recipient. Metalele extrase din lemn
sunt devarsate in concentratii mici, dar datorita debitelor mari,
cantitatea poate fi semnificativa. Pentru inalbirea celulozei
sulfite folosirea clorului continand chimicale de inalbire este
normal evitata, ex. inalbirea TCF este aplicata. Astfel efluentii
de la fabrica de inalbire nu contin cantitati considerabile de
compusi de clor legati organic. Informatii despre tehnicile ce
trebuie considerate in determinarea BAT sunt in general mult mai
putine pentru fabricile de celuloza sulfita decat pentru fabricile
de celuloza sulfat. De aceea din putinele informatii date de
membrii TWG in cursul schimbului de informatii asupra BAT doar
cateva tehnici pot fi aplicate aceluiasi domeniu ca si pentru
producerea de celuloza sulfat . Setul de date disponibil este
relativ mic. Acesta poate fi partial compensat din cauza
asemanarilor inerente dintre producerea de celuloza sulfita si
sulfat . Un numar de tehnici pentru prevenirea si controlul
poluarii pentru producerea de celuloza sulfat sunt de asemene
valabile in majoritatea aspectelor si pentru producerea de celuloza
sulfita. Acolo unde sunt diferente intre procesele de producerea
celulozei sulfita si sulfat se fac incercari pentru colectarea
informatiei. Cu toate astea, doar informatii din Austria, Germania
si Suedia se pot folosi pentru descrierea tehnicilor si
concluziilor asupra BAT. O reducere semnificativa a emisiilor in
apa a fost obtinuta prin masuri in-proces. BAT pentru fabricile de
celuloza sulfita sunt considerate a fi: -Decojirea uscata a
lemnului; -Delignificarea crescuta inainte de procesul inalbirii
prin fierbere modificata sau extinsa; -Splalarea foarte eficace a
materialului brun si separarea in circuit inchis a materialului
brun -Monitorizarea eficienta a scurgerilor din sistemele de
pastrare si recuperare; -Inchiderea procesului de inalbire cand
este folosit procesul fierberii bazat pe sodiu; -Inalbire TCF;
-Neutralizarea lesiei slabe inaintea evaporarii, urmata de
refolosirea majoritatii condensata in proces sau in tratarea
anaerobica; -Pentru prevenirea incarcarii inutile si a cresterilor
ocazionale in tratarea efluentului extern datorita procesului de
fierbere si recuperare a lesiilor si a condensatorilor murdari,
sunt considerate ca necesare rezervoare cu solutii-tampon suficient
de mari pentru stocare. -Aditional masurilor integrate procesului,
tratarea primara si biologica este considerata BAT pentru fabricile
de celuloza sulfita. Pentru fabricile de celuloza sulfita inalbita
BAT pentru nivelurile emisiilor in apa, care sunt asociate cu
folosirea unei combinatii adecvate a acestor tehnici, sunt
urmatoarele:
Aceste niveluri de emisii se refera la mediile anuale.Debitul
apei reziduale este bazat pe presupunerea ca apa de racire si alta
apa, curata, sunt devarsate separat.Valorile se refera doar la
contributia productiei de celuloza.In fabricile integrate, emisiile
din producerea hartiei (vezi Capitolul 6) trebuie sa fie adaugate
in acord cu prelucrarea procesului mixt. Emisiile gazelor evacuate
din diferite surse sunt considerate a fi alta problema relevanta a
mediului. Din emisiile in atmostfera provenite din alte surse, cea
mai importanta este emisia din cazanul de recuperare si din focarul
de ardere a scoartei. SO2 mai putin concentrat continand eliberari
provenind din operatiile de spalare si sortare si din supapele
vaporizatoarelor si diferitelor rezervoare. O parte a acestor
emisii scapa neclarificate din puncte variate a procesului.
Emisiile contin in special dioxid de sulf, oxizi de azot si
praf.
Celuloza inalbita
-
BAT , pentru reducerea emisiilor in aer, sunt: -Colectarea
eliberarilor de SO2 concentrat si recuperarea in rezervoare cu
niveluri diferite de presiune; -Colectarea eliberarilor de SO2
fugitive provenite din surse variate si introducerea lor in cazanul
de recuperare ca aer de combustie; -Controlul emisiilor de SO2 din
cazanul /cazanele de recuperare prin folosirea precipitatorilor
electrostatici si a spalatoarelor a fluxului de gaz in mai multe
trepte si colectarea si spalarea supapelor variate; -Reducerea
emisiilor de SO2 din cazanele auxiliare prin folosirea scoartei de
lemn, benzinei , pacurii cu sulf redus si carbune sau controlarea
emisiilor S; -Reducerea gazelor mirositoare prin sisteme de
colectare eficiente; -Reducerea emisiilor de NOx provenite de la
cazanul de recuperare si cazanele auxiliare prin controlarea
conditiilor de ardere; -Epurarea fluxurilor de gaz evacuat de la
cazanele auxiliare cu precipitatori electrostatici pentru a diminua
emisiile de praf; -Emisiile optimizate a incinerarii de reziduri cu
recuperarea energiei. BAT pentru nivelurile emisiilor din proces
asociate cu o combinatie a acestor tehnici sunt descrise in
urmatorul tabel. Emisiile de la cazanele auxiliare ex. datorate
productiei de abur folosit pentru uscarea celulozei si/sau hartiei
nu sunt incluse.Pentru aceste instalatii nivelurile de emisie ce
sunt asociate cu BAT sunt prezentate in sectiunea BAT pentru cazane
auxiliare, de mai jos.
Aceste niveluri de emisie se refera la mediile anuale si
conditii standard.Valorile se refera la contributia doar a
productiei de celuloza. Asta inseamna ca in fabricile integrate
valorile pentru emisiile de proces sunt legate doar de productia
celulozei si nu sunt incluse emisiile din aer de la cazanele
auxiliare sau centralele energetice ce pot fi operate pentru a
furniza energia necesara pentru productia de hartie. BAT pentru
reducerea deseului sunt de a minimaliza producerea de deseu solid
si de a recupera, recicla si refolosi aceste materiale, oriunde
este posibil. Colectarea separata si stocarea intermediara a
fractiunilor de deseu la sursa pot fi benefice pentru a indeplini
acest scop. Cand deseul colectat nu este refolosit in proces,
utilizarea externa a rezidurilor/deseului ca substituti sau
incinerarea materialelor organice in cazane proiectate adecvat cu
recuperare de energie, sunt considerate ca BAT. Pentru a reduce
consumul de abur proaspat si curent electric si pentru a creste
generarea interna de abur si curent, un numar de masuri sunt
aplicate. Fabricile de celuloza sulfita sunt propriile producatoare
de caldura si energie suficienta, prin folosirea valorii calorice a
lesiei groase, scoartei si deseu lemnos. In fabricile integrate
exista o necesitate pentru abur si electricitate aditionala
furnizata in uzinele energetice interne sau externe. Fabricile
integrate de celuloza si hartie sulfite consuma 18-24GJ/Adt caldura
de proces si 1.2-1.5 MWh/Adt. BAT pentru productia mecanica si
chimico-mecanica a celulozei (Capitolul 4) In producerea mecanica a
celulozei, fibrele de lemn sunt separate una de cealalta prin
energie mecanica aplicata matritei de lemn. Obiectivul este sa se
mentina principala parte a ligninei pentru a se obtine produse
principale cu proprietati acceptabile de duritate si stralucire.Se
disting doua procese principale: -procesarea lemnului de baza in
care bustenii sunt prelucrati prin impingerea catre a piatra de
macinare rotativa cu actiune simultana a apei si : -cuptorul pentru
rafinare mecanica a celulozei ce este produsa prin defibrizarea
aschiilor de lemn intre discurile cuptorului de rafinare.
Caracteristicile celulozei pot fi afectate prin cresterea
temperaturii de proces si, in cazul rafinarii prin pretratareaa a
aschiilor de lemn. Procesarea celulozei, in care lemnul este in
prealabil inmuiat cu ajutorul chimicalelor si purificat sub
presiune, este numita productie chimico-termo-mecanica de celuloza
si este de asemenea dezbatuta in acest document.
Pulberi
Celuloza inalbita
-
Majoritatea productiei celulozei este integrata in fabrica de
hartie. Astfel incat, nivelurile emisiei asociate cu folosirea BAT
sunt date pentru fabricile integrate de celuloza si hartie (cu
exceptia CTMP). In productia mecanica de celuloza si productia
chimico-mecanica a celulozei efluentii apei reziduale si consumul
de electricitate pentru motoarele morii sau rafinorului sunt
centrele de interes.Principalele materiale prime sunt resurse
regenerabile (apa si lemnul) si cateva chimicale pentru inalbire
(pentru CTMP de asemenea pentru pretratarea chimica a aschiilor).
Cu ajutoare pentru proces si pentru imbunatatirea proprietatilor
procesului (auxiliare hartiei) aditivi variati sunt aplicati in
timpul fabricarii hartiei. Emisiile in apa sunt substante dominante
organic care sunt pierdute in apa sub forma de substante dizolvate
sau dispersate. Daca celuloza mecanica este inalbita in unul sau
doua faza alcalin-peroxide,eliberarile de poluanti organici cresc
considerabil. Inalbirea peroxida rezulta in incarcaturile
aditionale COD inaintea tratarii a aproximativ 30 kg O2/Adt. Cateva
componente eliberate din fabrici au efecte toxice asupra
organismelor acvatice. Emisiile de agenti nutritivi (azot si
fosfor) pot contribui la eutroficarea in recipient. Metalele
extrase din lemn sunt eliberate in concentratii mici, dar datorita
debitelor mari incarcatura poate fi considerabila. O mare parte a
tehnicilor de care trebuie tinut cont in determinarea BAT se refera
la reducerea emisiilor in apa. In procesele productiei mecanice de
celuloza sistemele se apa sunt de obicei foarte aproape. Surplusul
apelor epurate de la utilajele de hartie este de obicei folosit
pentru a compensa apa care paraseste circuitul cu celuloza si
resturi. BAT, pentru fabricile mecanice de celuloza sunt
considerate a fi: -Decojirea uscata a lemnului -Minimalizarea
pierderilor rebuturilor prin folosirea etapelor eficiente de
manevrare a rebuturilor -Recircularea apei in departamentul
productiei mecanice a celulozei -Separarea eficienta a sistemelor
de apa a fabricii de hartie si celuloza prin folosirea utilajelor
de ingrosare -Sistem de apa alba contra-curent de la fabrica
celulozei la fabrica de hartie depinzand de gradul de integrare
-Folosirea de rezervoare cu solutie-tampon suficient de mari pentru
stocarea fluxurilor concentrate de apa reziduala din proces (mai
ales pentru CTMP) -Tratarea elementara/initiala si biologica a
efluentilor, si in unele cazuri de asemenea precipitarea chimica
sau cuagulare Pentru fabricile CTMP o combinatie de tratare
anaeroba si aeroba a apei reziduale este de asemenea privita ca un
sistem de tratare eficient. In final, evaporarea celei mai
contaminate ape reziduale si arderea de concentrat plus tratarea
namolului activ a restului poate fi in special o solutie
interesanta pentru imbunatatirea fabricilor. Nivelurile emisiei ce
sunt asociate cu o combinatie convenabila a acestor tehnici sunt
prezentate separat pentru fabricile CTMP neintegrate si pentru
fabricile mecanice integrate de celuloza si hartie.Aceste niveluri
de emisie se refera la valorile medii anuale.
In cazul fabricilor CTMP integrate, emisiile din fabricarea
hartiei (vezi Capitolul 6) trebuie sa fie adaugate in concordanta
cu fabricarea produsului mixt. Pentru fabricile mecanice de
celuloza si hartie integrate, nivelurile de emisie se refera si la
fabricarea celulozei si la fabricarea hartiei si sunt legate de kg
poluant pe tona de hartie produsa. In fabricarea mecanica a
celulozei, intervalele de COD depind in special de impartirea
furniturii de fibra care este inalbita cu peroxid pentru ca
inalbirea peroxida produce poluari initiale mai
Flux
Fabrici de hartie si celuloza integrate mecanice (de ziare, LWC
si hartie SC)
Fabrici CTMP neintegrate (doar celuloza)
-
mari de substante organice inaintea tratarii. Astfel, partea de
sus a intervalului de emisie asociata cu BAT este valabila pentru
fabricile de hartie cu o proportie mai mare de TMP inalbita cu
peroxid. Emisiile catre atmosfera sunt in principal emisii
provenite din generarea electricitatii si caldurii in cazane
auxiliare si compusi organici volatili (COV). Sursele de emisii COV
sunt stivele de aschii si evacuarea de aer din lazile din spalarea
aschiilor de lemn si din alte lazi si condensari din recuperarea de
abur din rafinoare care sunt contaminate cu componente de lemn
volatile.O parte a cestor emisii scapa neepurate din puncte variate
ale procesului. BAT pentru reducerea emisiilor in aer este
recuperarea eficienta a caldurii de la cuptoarele pentru rafinare
si reducerea emisiilor COV din aburul contaminat. In afara
emisiilor COV , fabricarea mecanica a celulozei produce scapari in
atmosfera care nu au legatura cu procesul, dar cauzate de
producerea energiei din incinta.Caldura si energia sunt produse
prin combustie a diferitelor tipuri de combustili fosili sau
rezuduri lemnoase regenerabile cum ar fi scoarta. BAT pentru
cazanele auxiliare sunt discutate mai jos. BAT pentru reducerea
deseului este de a minimaliza generarea de deseu solid si de a
recupera, recicla si refolosi aceste materiale, oriunde
posibil.Colectarea separata si stocarea intermediara la sursa a
fractiunilor de deseu poate fi benefica pentru a se atimge acest
scop.Cand deseul colectat nu este refolosibil, in utilizarea
externa de proces a reziduurilor/deseului ca substituti sau
incinerarea materialelor organice in cuptoare proiectate convenabil
cu recuperare de energie sunt considerate a fe BAT , astfel
minimalizandu-se eliminarea rebuturilor pe suprafete de teren.
Pentru a reduce consumul de abur proaspat si energie electrica,
sunt disponibile un numar de masuri. Fabrici mecanice eficinte
electric de celuloza si g\hartie consuma caldura si energie dupa
cum urmeaza: -CTMP neintegrate:Pentru uscarea celulozei poate fi
folosita caldura de proces recuperata spre exemplu nu este necesar
abur initial.Consumul de energie este de 2-3 MWh/Adt. -Fabricile
tiparnite integrate consuma 0-3GJ/t caldura de proces si 2-3 MWh/t
de electricitate.Cererea de abur depinde de furnizarea de fibra si
de gradul de recuperare a aburului de la cuptoarele de tafinare.
-Fabricile de hartie LCW contine de obicei doar aproximativ o
treime de PGW sauTMP restul fiind celuloza fabricata prin inalbire
si material de umplutura si culori de acoperire.Daca productia de
celuloza fabricata prin inalbire este indeplinita in acelasi
loc(integrata) contributia cererii de energie a fabricarii
celulozei trebuie sa fie adaugata conform cu fabricarea furniturii
de fibra amestecata. -Fabricile de hartie SC integrate consuma 1-6
GJ/t caldura de proces si 1.9-2.6 MWh/t de electricitate. BAT
pentru prelucrarea fibrei reciclate (Capitolul 5) Fibra recuperata
a devenit materie prima indispensabila pentru industria
producatoare de hartie din cauza pretului convenabil a fibrelor
recuperate in comparatie cu gradele corespondente de celuloza
intacta si din cauza promovarii reciclarii de hartie recuperata a
multor tari europene. Sistemele de prelucrare a hartie recuperate
variaza in functie de gradul de hartie care trebuie produs ex.
hartie de impachetat, ziare sau servetele si de tipul de furnitura
folosit. In general prelucrarea fibrei reciclate (RCF) poate fi
impartita in doua categorii principale: -prelucrari cu curatare
exclusiv mecanica spre exemplu fara deinking (indepartarea
cernelei). .Acestea cuprind produse cum ar fi testliner, materiale
ondulate, coperti si carton. -prelucrari cu procese mecanice si
element chimic spre exemplu cu deinking.Acestea cuprind produse cum
ar fi ziare, servetele, hartie pentru copiat si imprimat, reviste
(SC/LWC) , cateva tipuri de carton sau piata DIP. Matriile prime
pentru hartia din RCF insumeaza in special hartie recuperata, apa,
aditivi chimici, si energie sub forma de abur si curent. Cantitati
mari de apa sunt folosite ca apa de proces si apa de racire. Ca
ajutoare de proces pentru imbunatatirea proprietatilor produsului
(auxiliarele hartiei) aditivi variati sunt aplicati in timpul
fabricarii hartiei. Impactul asupra mediului a procesului de
recuperare a hartiei cuprinde in primul rand emisiile in apa, deseu
solid (in special daca curatarea de indepartare a cernelei este
aplicata in fabricile de servetele) si emisiile in atmosfera.
Emisiile in atmosfera sunt legate in special de generarea de
energie prin ardere de combustibili fosili in centralele
energetice. Majoritatea fabricilor prelucratoare de hartie
recuperata sunt integrate cu productia de hartie. Astfel,
nivelurile de emisii asociate cu folosirea BAT sunt date pentru
fabricile integrate.
-
O mare parte a tehnicilor ce trebuie considerate in determinarea
BAT se refera la reducerea de emisii in apa. BAT pentru fabricile
prelucratoare de hartie recuperata sunt considerate a fi:
-Separarea apei mai putin contaminate de cea contaminata si
reciclarea apei de proces; -Administrarea optima a apei (aranjarea
circuitului de apa) clarificarea apei prin sedimentare, tehnici de
plutire sau filtrare si reciclarea apei de proces pentru scopuri
diferite; -Separarea stricta a circuitelor de apa si a curgerilor
contra-curent a apei de proces; -Producerea de apa limpede pentru
fabricile indepartare a cernelei (plutire); -Instalarea unui bazin
de egalare si tratare primara; -Tratarea biologica a efluentului.O
optime eficienta, pentru tipurile cu indepartare a cernelei si ,
depinzand de conditii, deasemenea si pentru tipurile fara
indepartare a cernelei, este tratarea biologica aeroba si in unele
cazuri deasemenea cuagularea si precipitarea chimica.Tratarea
mecanica ca tratare ulterioara biologica anaeroba-aeroba este
optiunea preferabila pentru tipurile fara indepartare a cernelei.
Aceste fabrici au de tratat de obicei mai multa apa reziduala
concentrata din cauza gradului mai mare de inchidere a circuitului
de apa; -Reciclarea partiala a apei tratate dupa tratarea
biologica. Gradul posibil de reciclare a apei depinde de gradele
specifice de hartie produsa. Pentru gradele de hartie non-deinked
(fara indepartare a cernelei) aceasta tehnica este BAT. Cu toate
acestea, avantajele si dezavantajele trebuie investigate si vor
necesita de obicei lustruire aditionala (tratare tertiara);
-Tratarea circuitelor de apa interna. Pentru fabricile integrate de
hartie recuperata, nivelurile de emisii asociate cu folosirea unei
combinatii convenabile de BAT sunt urmatoarele:
BAT pentru nivelurile de emisie se refera la mediile anuale si
sunt prezentate separat pentru procese cu si fara indepartare a
cernelei (de-inking). Debitul apei reziduale se bazeaza pe
presupunerea ca apa de racire si alta apa curata sunt devarsate
separat.Valorile se refera la fabricile integrate spre exemplu
prelucrarea hartieie recuperate si fabricarea hartiei sunt
indeplinite in acelasi loc. Tratarea obisnuita a apei reziduale
dintr-o fabrica de hartie RCF sau dintr-o asociere de fabrici de
hartie RCF in fabrica municipala de tratare a apei reziduale este
deasemenea considerata BAT cand sistemul de tratare obisnuit este
adecvat pentru tratarea efluntilor fabricilor de hartie.
Eficientele de inlaturare a sistemului obisnuit de tratare a apei
reziduale pot fi calculate si eficientele comparabile ale
inlaturarii sau concentratiile eliberarilor pot fi stabilite
inaintea considerarii acestuia ca fiind BAT. Emisiile in aer din
fabricile de hartie bazate RCF sunt legate in principal de
fabricile instalate pentru producerea de caldura si in unele cazuri
pentru coproducerea de electricitate. Economia de energie
corespunde astfel cu reducerea emisiilor in aer. Centralele
energetice sunt de obicei cazane standard si pot fi tratate ca
orice alta centrala energetica. Pentru a scadea consumul de energie
si emisiile in aer, urmatoarele masuri sunt considerate a fi BAT:
cogenerarea de caldura si curent, imbunatatirea cazanelor existente
si cand echipamentul este inlocuit, folosirea de echipament cu
consum de energie mai mic. Pentru nivelurile de emisii asociate cu
folosirea BAT sunt referiri la sectiunea BAT pentru cazane
auxiliare, de mai jos. BAT pentru reducerea deseului sunt
minimalizarea procedurii de deseu solid si recuperarea, reciclarea
si refolosirea acestor materiale, oriunde este posobil. Colectarea
separata si stocarea intermadiara la sursa a fractiunilor de deseu
pot fi benefice pentru atingerea acestui
Fabrici RCF cu indepartare de cerneala (Ziare, hartie de tiparit
si scris etc) Fabrici RCF de fabricari de texturi
Fabrici RCF integrate fara indepartare de cerneala (de ex.
Ziare, hartie de tiparit si scris etc.)
-
scop. Cand deseul colectat nu este refolosibil, utilizarea
externa al rezidurilor/deseu in proces ca substituti sau materiale
organice incineraroare in cazane facute corespunzator cu recuperare
de energie sunt considerate BAT. Reducerea deseului solid poate fi
obtinuta prin optimizarea recuperarii fibrei prin retehnologizarea
fabricilor de preparare a materialului brut, optimizarea
cantitatii/valorii stadiilor de curatare in prepararea materiei
prime, aplicarea flotatiei aerului dizolvat (FAD) ca tratarea
circuitelor de apa pentru a acoperi fibrele si recipientele si
pentru procesul de epurare a apei.Trebuie gasit un echilibru intre
curatarea materiei brute, pierderii de fibre si necesarului
energetic si a costurilor, acesta depinzand de obicei de tipul
hartiei. Reducerea cantitatii de deseu solid destinat depozitarii
permanente este BAT. Aceasta poate fi realizata prin tratare
eficienta a rebuturilor si deshidratarea namolului pentru a spori
continutul de solide uscate si incinerarea ulterioara a namolului
si/ rebuturilor cu recuperare de energie. Cenusa rezultata poate fi
folosita ca materie prima in industria materialelor de
constructie.Sunt valabile optiuni diferite pentru incinerarea
rebuturilor si a noroiului. Aplicabilitatea este limitata de
marimea fabricii si de disponibilitatea combustibilul folosit
pentru generarea de abur si electricitatea respectiva. Fabricile de
hartie cu recuperare eficienta de energie consuma caldura si
electricitate in timpul procesului, dupa cum urmeaza: -Fabricile de
hartie RCF non-deinked (fara indepartare de cerneala) integrate
(ex. testliner, fluting): 6-6.5 GJ/t caldura de proces si 0.7-0.8
MWh/t de electricitate. -Fabricile de producere cu textura si
fabrica DIP integrata : 7-12 GJ/t caldura de proces si 1.2-1.4
MWh/t energie. -Fabricile de hartie integrate pentru ziare sau
imprimare sau scris cu fabrica DIP:4-6.5 GJ/t caldura de proces si
1-1.5 MWhh/t electricitate. BAT pentru producerea hartiei si
procese asociate (capitol 6) Fabricarea fibrelor folosite pentru
producerea hartiei au fost descrise in Capitolele 2 la 5. In
Capitolul 6 fabricarea hartiei si cartonului este descris
independent /separat de fata de fabricarea celulozei. Aceasta
abordare a fost aleasa deoarece aceleasi procese elementare din
jurul masini de hartie si carton sunt solicitate in toate fabricile
de hartie indiferent daca sunt integrate cu productia de celuloza
sau nu. Descrierea fabricarii de hartie ca parte a fabricilor de
celuloza integrate ar creste complexitatea descrierii tehnice. In
final, marea majoritate a fabricilor de celuloza din Europa sunt
fabrici neintegrate.
Pentru fabricile de celuloza integrata acest capitol este
important atata timp cat se discuta despre fabricarea hartiei..
Hartia este facuta din fibre, apa, si aditivi chimici. Pe deasupra,
este nevoie de multa energie pentru a conduce intregul proces.
Energia electrica este consumata in principal pentru operarea de
motoare energetice variate si pentru rafinare in prepararea
materiei prime. Caldura de proces este folosita in principal pentru
incalzirea apei, altor lesii si aerului, apa evaporata din sectia
de uscatorie a masinei de hartiei, si transformarea aburului in
energie electrica (in cazul de co-generare). Cantitati mari de apa
sunt folosite ca apa de proces si apa de racire. Pentru a sprijini
procesul si pentru a imbunatatii proprietatile produsului
(auxiliarelele pentruhartie) aditivi variati pot fi utilizati in
timpul fabricarii hartiei. Probleme legate de mediu a fabricilor de
hartie sunt dominate de emisii in aer,de consumul de energie si
chimicale. Emisiile in atmosfera sunt in principal legate de
generarea de energie de catre arderea de combustibili fosili in
fabricile electrice. BAT pentru reducerea emisiilor in apa sunt:
-Reducerea consumului de apa pentru tipuri diferite de hartie prin
cresterea reciclarii a apelor de proces si administrarea apei:
-Controlul potentialelor dezavantaje prin inchiderea sistemelor de
apa -Construirea echilibrata de sisteme pentru apa alba, sisteme de
filtrare si depozite si utilizarea constructiilor, structurilor si
masinilor cu un consum redus de apa cand este practicabil. Acest
aspect apare in mod normal cand masina si componentele sunt
inlocuite sau recostitruite. -Aplicarea de masuri pentru a reduce
frecventa si efectele descarcarilor accidentale; -Colectarea si
refolosirea apei curate de racire si a apelor din circuite inchise
sau evacuarea separata; -Pretratarea separata a apelor reziduale de
la tratare; -Sustituirea substantelor cu potential de periclitare
prin folosirea de alternative mai putin periculoase -Tratare
efluentului apei reziduale prin instalarea un bazin de
egalizare
-
-Tratarea primara, biologic secundara si/ sau in unele cazuri,
precipitare secundara chimicala sau cuagulare a apei reziduale.
Daca se aplica doar tratarea chimica, eliminarile de COD vor fi
intru-catva mai mari insa vor fi formate in principal din materiale
usor degradabile. Pentru fabricile de hartie neintegrate nivelurile
de emisii asociate cu folosirea BAT sunt reprezentate separat in
tabelul urmator pentru hartia cu tratare sau nu a suprafetei de
hartie fina si texturata. Totusi, diferentele dintre tipurile de
hartie sunt foarte distincte. Parametrii Unitati Hartie fina
netratata la suprafata
Hartie fina tratata la suprafata
Textura
BOD Kg/t de hartie 0.15-0.25 0.15-0.25 0.15-0.4 COD Kg/t de
hartie 0.5- 2 0.5- 2 0.4-1.5 TSS Kg/t de hartie 0.2-0.4 0.2-0.4
0.2-0.4 AOX Kg/t de hartie
-
-Fabricile de hartie fine netratate la suprafata neintegrate au
o cerere de caldura de proces de 7-7.5 GJ/ t si o cerera de
electricitate de 0.6 – 0.7 MWh/ t -Fabricile de hartie fina
acoperita integrate au o cerere de caldura de proces de 7-8 GJ/ t
si o cerere de electricitate de 0.7 - 0.9 MWh/ t -Fabricile de
hartie cu textura neintegrate bazate pe fibra initiala intacta au o
cerere de caldura de proces 5.5 – 7.5 GJ/ t si o cerere de
electricitate de 0.6 – 1.1 MWh/ t. BAT pentru cazane auxiliare
Depinzand de echilibrul energetic actual al fabricii de celuloza
sau hartie respectiv, de tipul de combustili externi utilizati si
de existenta combustibililor biologici ca scoarta sau deseurile
lemnoase, trebuie sa se ia in considerare emisiile atmosferice
provenite de la cazanele auxiliare.Fabricile de hartie si celuloza
ce produc celuloza din fibrele initiale intacte functioneaza de
obicei cu cazane cu ardere de scoarta. Pentru fabricile de hartie
neintegrate si fabricile de hartie RCF, emisiile in aer sunt legate
in principal de cazanele pe abur si/sau centralele energetice.
Aceste instalatii sunt standard in general si nu difera de
celelalte instalatii de ardere. Se presupune ca sunt reglementate
ca si celelalte instaaltii cu capacitati asemanatoare. De aceea,
BAT cunoscut in general pentru cazane secundare sunt descrise doar
pe scurt in acest document. Aceste tehnici sunt:
- utilizarea cogenerarii de caldura si electricitate daca
raportul de caldura/electricitate permite asa ceva
- utilizarea surselor regenerabile drept combustibil precum
lemnul si deseurile lemnoase, daca exista, pentru a reduce emisiile
de CO2 fosil
- controlul emisiilor de NOx de la cazanele suplimentare prin
controlul conditiilor de ardere si instalarea arzatoarelor cu NOx
redus
- reducerea emisiilor de SO2 prin utilizarea scoartei, gazului
si combustibililor cu continut redus de sulf sau controlul
emisiilor de S
- in cazanele suplimentare ce ard combustili solizi se va
utiliza un ESP (sau filtru sac) pentru indepartarea prafului
Nivelurile de emisii asociate din cazanele auxiliare in industria
celulozei si hartie care incinereaza diferite tipuri de
combustibili sunt enumerate in tabelul de mai jos. Valorile se
refera la valorile anuale medii si conditiile standard. Cu toate
acestea, evacuarile totale in aer specifice produsului depind de
amplasament (de ex. timpul combustibilului, marimea si tipul
instalatiei, fabrica integrata sau neintegrata, producerea de
electricitate).
note:
Carbune Substante emise Pacura grea Benzina biologic (ex.
Scoarta)
1) emisiile de sulf din cazanele pe pacura sau carbine depend de
disponibilitatea pacurii usoare si a carbunelui cu continut redus
de S. Anumite reduceri se pot realize prin injectarea de carbonat
de calciu
2) Se aplica doar tehnologie de ardere 3) Se aplica si masuri
secundare precum SNCR; in mod normal doar in instalatiile mai mari
4) Valori asociate daca se utilizeaza eficient electrofiltrele 5)
Daca se utilizeaza scruber; doar pentru instalatii mari
Trebuie mentionat faptul ca in industria de hartie si celuloza,
cazanele secundare au marimi foarte variabile (de la 10 pana la
peste 200MW). Doar pentru cele mai mici utilizarea de combustibil
cu S redus si tehnicile de ardere pot fi aplicate la costuri
rezonabile. Pentru cazanele mai mari se impun si masuri de control.
Aceasta diferenta este reflectata in tabelul de mai sus. Gama larga
de considerata BAT pentru instalatiile mai mici si este realizata
doar cand sunt utilizati combustibili de calitate si masuri interne
de calitate; nivelurile reduse (in paranteze) sunt asociate cu
masuri de control precum SNCR si scruberele si sunt considerate ca
BAT pentru instalatiile mai mari.
-
Utilizarea chimicalelor si a aditivilor In industria de celuloza
si hartie se utilizeaza un numar mare de chimicale in functie de
felul de hartie produsa, structura procesului si operatia si
calitatile produsului ce trebuie realizat. Pe de o parte sunt
neceare chimicalele pentru producerea de celuloza pe de cealalta
parte sunt necesari aditivii chimici si auxiliar pentru producerea
de hartie. Aditivii chimici sunt utilizati pentru a oferii
caracteristici variate hartiei iar chimicalele auxiliare sunt
utilizate pentru a creste eficienta si pentru a reduce
intreruperile din procesul de productie. Pentru utilizarea chimica,
sunt considerate BAT disponbilitatea bazei de date cu toate
chimicalele utilizate si aditivi si aplicarea pricipiului
substituirii. Aceasta inseamna ca se vor utiliza produse mai putin
periculoase, daca sunt disponibile. Se vor aplica de asemenea
masurile de prevenire a evacuarilor accidentale, in sol si apa,
provenite de la manipularea si depozitarea chimicalelor. Consens La
acest BREF s-a primit suport de la marea majoritate a TWG si a
participantilor la a VII-a intalnire a noului Forum de Schimb de
Informatie. Totusi, CEPI – reprezentand industria celulozei si
hartiei – si cateva State Membre nu si-au exprimat suportul lor
total pentru acest draft final si au contestat unele concluzii
prezentate in acest document. Mentiuni sunt facute in josul
paginilor iar capitolul 7 ofera si alte detalii. CEPI si un singur
Stat Membru au luat in vedere ca diferentele economice intre
noi/existente si fabricile mari/mici nu au fost considerate
suficient si diferentele clare ar fi trebuit stabilite in BREF. Mai
mult de atat, CEPI si trei State Membre cred ca o fabrica tipica nu
ar fi in stare, in acelasi timp, sa atinga toate emisiile
prezentate si nivelurile consumului asociat cu utilizarea unei
combinatii potrivite a unor tehnici variate care sunt considerate
ca BAT. Din punct lor de vedere, nu a fost acordata o evaluare
integrata suficienta a tuturor parametrilor. Contrar acestui punct
de vedere, totusi, au fost identificate fabrici care reusesc sa
indeplineasca/ atinga toate nivelulrile prezentate in acelas timp,
iar acest punct de vedere minoritar prezentat mai sus nu a fost
impartit de catre majoritataea membrilor TWG.
-
2.2 Consumul prezent / nivelul de emisie pentru fabricile
neintegrate 2.2.1 Imagine de ansamblu input/output In figura 2.4
este prezentata o imagine asupra materiei prime si a energiei
utilizate (input) precum si a produselor rezultate (output), a
produselor secundare si a emisiilor majore (emisiile, deseurile
etc.) provenite din productia de celuloza.
Figura 2.4: Debitul masic al fabricii de celuloza Prezenta unor
substante depinde de modul de delignificare s Sectiunile urmatoare
prezinta date specifice ale consumului,emisiilor pentru fiecare
etapa operationala asociata cu produ 2.2.2 Consumul si nivelurile
de emisie reiesite din unitati In producerea de celuloza, efluentii
apei uzate si emisiile dinmirosatoare stau in centrul atentiei,
preconizandu-se ca in urdeseurile sa devina o problema de mediu.
Consumul cel maiemisiile in apa, aer si sol (deseuri) precum si
aspectele energurmeaza, abordand urmatoarele aspecte:
- electricitate din retea(de obicei suficienta) - pacura, gaz,
carbune - turba - scoarta, deseuri lemnoase
E
A - Apa de racire
- Apa de proces
C
- Ulei de tal - Terpentina - Electricitate - Abur
P
P v Cf
s c asms
NCDhC
E
Fabrica de celuloza sulfurata Manipularea lemnului, fierbere,
sortare, spalare, delignificare Inalbire, uscarea celulozei
(destinata pietei), sistem de recuperare chimica si de energie
Prepararea chimicalelor de inalbire, cazan auxiliar, tratarea apei
uzate, manipularea deseurilor
Mbtr
Z
Caldura cedata catre aer si apa E
A
–––––––––
Ds
ubstante organice (COD, BOD) compusi extrasi ca acidul rezinic
etc ompusi organici clorurati (AOX), clorzot, fosfor olide
suspendate etale, sare
ubstante colorate
Ox, SO2, CO, CO2, praf ompusi de sulf redusi urat mirositori
(TRS) e ex. metil mercaptan, dimetil sulfid, idrogen sulfurat, OV
compusi clorurati pana de abur visibila
cenusa din cazan reziduuri, namol de var nisip si pietre namol
de lesie verde deseuri lemnoase, scoarta, resturi namol primar si
biologic deseuri din curatare si social mixt altele cantitati mici
de deseuri periculoase
aterii prime usteni de lemn ocatura de lemn esturi de la
joagar
nergie
pa
himicale
i inalbire
precumcerea de
le de pr
aer, inclmatorii a relevanetice su
roduse
Celuloza destinata anzarii
eluloza pompata la abrica de hartie
roduse secundare
gomot
misii in aer
pa uzata
nergie
eseuri olide
.
si date specifice ale celuloza.
oces
usiv gazele urat ni de asemenea
t de materii prime, nt discutate in cele ce
-
- consumul de lemn - consumul de apa si emisiile in apa uzata
din diferite etape de proces
o manipularea lemnului o condensatii din evaporatoare o
pierderile prin scurgeri o pierderile prin spalare o inalbirea o
evacuarile de substanta nutritiva o evacuarile de metal
- Emisiile in atmosfera o Din cazanul recuperator o Din cuptorul
de var o Din cazane auxiliare o Gaze urat mirosatoare o Compusi
clorurati de la inalbire si prepararea chimica pentru inalbire
- Generarea de deseuri solide - Consumul de chimicale -
Utilizarea energiei - Zgomotul Acolo unde exista date, emisiile in
apa, aer sau sol (deseuri) sunt mentionate inainte si dupa
instalatia de tratare externa. De asemenea pentru emisiile
raportate si datele asupra consumului ar trebui sa se tina minte
tot timpul ca datorita unor metode de masurare diferite din
diversele state membre, datele nu pot fi mereu comparabile foarte
strict de la o tara la cealalata (vezi anexa III pentru mai multe
informatii asupra acestui aspect, insa metodele diferite utilizate
nu afecteaza concluziile trase in acest document).
2.2.1 Consumul de lemn Toate speciile de lemn pot fi utilizate
ca materie prima in procesele de productie a celulozei. Resturile
provenite de la manipularea bustenilor si de la joagar pot fi de
asemenea prelucrate in procesul de fabricare a celulozei sulfat.
Utilizarea lemnului pentru producerea de celuloza inalbita depinde
de selectarea in delignificare si inalbire. Lemnul necesar pentru
fabricarea unei tone de celuloza chimica se afla in mod normal
intre 4 si 6,6 mc. In silvicultura, volumul este masurat ca lemn
sub scoarta. Densitatea lemnului variaza in functie de specii insa
este intre 0,4 si 0,6 g/cmc. Cantitatea de coaja (scoarta) variaza
de asemenea, insa este intre 12-15% din greutate. 2.2.2.2 Consumul
de apa si deseurile provenite din diferite etape de proces Asa cum
s-a aratat in figura 2.5, emisiile in apa, provenite dintr-o
instalatie de celuloza sulfat incluzand instalatia de inalbire,
rezulta din diferite etape de proces. Acestea includ de asemenea
scurgerile accidentale.
-
Figura 2.5: Emisiile in apa provenite din fabrica de celuloza
sulfat Emisiile in apa sunt dominate de substante organice ce
consuma oxigen, maBOD. Efluentii din instalatia de inalbire, unde
sunt utilizate chimicale de inalbcloruri, contin compusi clorurati
legati organic, masurati ca AOX. Unii compufabrica indica efecte
toxice asupra organismelor acvatice, ca de exemplu uneextractive
precum acidul rezinic care poate apare din coaja copacului la
manacestuia. Emisiile substantelor colorate pot afecta speciile in
viata din receptonegativ, deoarece transparenta apei este scazuta.
Emisiile de substante nutrfosfor) au un efect negativ datorita
eutroficarii. In concentratii mai mici pot fi defluent metale
individuale extrase din lemn. Consumul de apa variaza considerabil
intre diferite fabrici din UE sau mai mu10 sau intre 15 si 100
mc/t. Cantitatile mai mari de aprox. 50 mc sunt normalca este
inclusa apa de racire curata. Consumul de apa poate fi redus in
fabriceluloza prin marirea recircularii apei interne. Intr-o
fabrica de celuloza sulfatde ex. prin trecerea de la scoarta umeda
in scoarta uscata , prin schimbareaechipament de spalare mult mai
eficient, prin reciclarea filtratului alcalin de lautilizarea
condensatului de la evaporare si prin inchiderea spatiului de
sortareExista o diferenta de managementul apelor intre fabricile de
celuloza integratIntr-o fabrica integrata, celuloza rezulta din
procesul de fabricare a celulozei catre procesul de fabricare a
hartiei, avand o consistenta de 4%, iar apa uzasi formarea hartiei
este tratata de obicei intr-o singura instalatie de tratare a ade
celuloza neintegrate, celuloza destinata pietei trebuie sa fie
deshidratata s Volumul apei utilizate este transmisa atent catre
cantitatea apa uzata evacuaPoluarea depinde in principal de
constructia si operarea proceselor care caumare parte a evacuarilor
si de gradul de inchidere a fabricii. Sursa principalacantitatea de
poluanti corespunzatoare este discutata in cele ce urmeaza. Apa
uzata provenita de la manipularea lemnului Apa pluviala din spatiul
de depozitare a lemnului poate fi poluata. Sursa princin cadrul
manipularii lemnului este instalatia de decojire. Aceasta consuma
aun efluent ce contine substante nutritive, fibre si compusi
organici ce consumprecum acidul rezinic, acizii grasi etc., acestia
fiind toxici pentru mediul acvattratati. Tratamentul biologic a
dovedit o eficienta mare in toxicitate eliminata. decojire umeda la
decojire uscata, s-au redus consumul si evacuarile de apauscare al
scoartei decojite este oricum influentata doar marginal. Aceasta
sefaptului ca decojirea uscata inseamna ca apa este reciclata si nu
ca apa nu decojirea umeda se utilizeaza 0,6 - 2 mc de apa pe mc
solid de lemn. Decojutilizeaza in continuare 0,1 – 0,5 mc apa pe mc
de lemn pentru a spala buste
Apa ambientala
Manipularea lemnului
Spalarea celulozei
Delignificarea oxigenului
Sortarea celulozei
Uscarea celulozei
Fierbere Spalare Inalbire
Scoarta Fibre Nisip
Substante organice dizolvate Substante toxice
Emisii temporareEmisii temporareEmisii temporare F
SSCFAA
FibreSubstante organice dizolvate
Tratarea condensatului
Lesieneagra
rezervoaSubstante organice dizolvate
ScurgeCazan recuperator
Rearderea varului
Prepararea lesiei albe
Saruri dizolvate
ibre ubstante organice dizolvate ubstante clorurate lor osfor
zot are
surate in COD si ire cu continut de si evacuati din le
componente ipularea r in mod
itive (azot si eterminate in
lt decat factorul e datorita faptului ca de hartie si se poate
realiza cu un inalbire, prin raportat la aer. e si neintegrate. si
este trimisa ta de la celuloza pei. In fabricile i uscata.
ta din fabrica. zeaza cea mai de apa uzata si
ipala de poluare pa si formeaza a oxigen, ic, inainte de a fi In
trecerea de la . Gradul de datoreaza este utilizata. La irea uscata
nii si unele
re
ri
-
substante organice trebuie dizolvate insa intr-o cantitate mai
mica comparata cu decojirea umeda. Gradul de uscare a scoartei
poate fi marit prin presarea si uscarea scoartei. O marire a
gradului de uscare va imbunatati generarea de caldura insa va mari
poluarea. In tabelul 2.3 de mai jos sunt mentionate domeniile de
poloare in efluentul de cojire.
Tabelul 2.3: Cantitatea de pobiologice (Finnish BAT Repoformule
BOD7/1,16=BOD5, p Coaja (scoarta) de copac condecojire normala
umeda saumarit la 40-45% prin presarepresare. Efluentul din
presareputea fi rezolvat acest aspecinstalatia fierbere cu
tocaturacazanul recuperator. Pe timp de iarna, in tarile
dindecojire. Aceasta se poate epe o banda de dejivrare inainde apa
si evacuarile din decointervalului mentionat in tabe Condensatii
din fierbere si Condensatii provin din vapor10m3/ADt din totalul
condenskg/Adt din BOD5. COD este numar de compusi organici sde
azot. Condensatul murdaracizi grasi si alte gaze dizolvsulfat este
continut in conden Aprox 1 m3 de condensat pe este mai ridicat in
condensatde esenta moale. Acesti condunde randamentul de indepapH.
Sistemele de stripare indsi substantele ce contribuie laCOD/m3 din
condensat. In mcoloana de stripare. Tehnicile0,2 t abur/t de
condensat panincinerate in arzatoare specia Aprox. 7-9 m3 de
condensati kg/m3, continand un total de contin metale si de aceea
suatunci cand se are ca scop inreutilizati precum lichid de
spcircuitului. Aceasta inseamnaevacuati ca si deseuri. Alti
coinalbire, si vor transmisi, ca eevacuati direct ca deseuri.
Maprox. 4-8 kg COD/t de celulbiodegradabila.
Tehnica de decojire
n l nl n l n
Decojire uscata si presare
Decojire umeda si presare
Volumul Efluentului m3/m3 lem
luare in efluentul de decort, 1997); BOD7 a fost traropusa in
acelasi raport.
tine in mod norma 35-45 “uscata”, coaja are 30-35, insa apoi va
trebui sa fie a scoartei este toxic si
t in cadrul fabricii de celu pentru o evaporare ulter
nord bustenii ingheata iafectua intr-un tambur de te de tamburul
de decojijirea uscata vor creste slul de mai sus.
evaporare
ii procesului de fierbere satilor contin o cantitate dformat in
principal din meulfurati (1-2/Adt TRS), 1- contine mai multe
ceton
ate. O mare proportie desat.
tona de celuloza are o coii proveniti din celuloza densati
concentrati sunt t
rtare a celor mai multi coeparteaza concomitent d formarea COD.
Conden
od normal 0,2 tone de ab ce economisesc energia la 0,02-0,04 t
abur/t dele cu spalare ulterioara d
neconcentrati sunt formaaprox. 8 -12 kg de CODnt deosebit de
utili pentruchiderea acestei parti dealare pentru cuptoarele d ca
nii condesnati vor fi indensati vor fi utilizati influent impreuna
cu acei asurand in COD, condenoza, aceasta cantitate es
em
jire inainte de efecnsformat in BOD5
% continut solid (u% grad de uscare. luat in considerare
cu un COD ridicat (loza chimica prin aioara si ardere a co
r zapada trebuie sadecojire cu apa fierre. La oricare dintrei se
vor afla in parte
i din instalatia de ee COD de aprox. 2tanol (5-10 kg/Adt)2 kg
terpentina si ce, terpena, fenolics azot evacuat de fa
ncentratie COD dee lemn de esenta taratati in mod normampusi
este de peste obicei gazele urasatii stripati dupa tur/tona de
condense, permit un consum condensat. Gazele SO2 ori arse in c
ti cu COD intr-o ga/t de celuloza. Aces spalarea in instala
proces. Acestia poe var sau ca apa d
nchisi in portiuni de portiuni deschise, dcondensati, care
nusatii totali evacuatite in cea mai mare
em
tuarea tratarii prin utilizarea une
scat). Dupa o Aceasta poate in efluentul din
20-60kg/m3). Ar limentarea in ncentratului in
fie topita inainte binte sau abur sau instalatii, consuma
superioara a
vaporare. Aprox. 80-30 kg/t si 7-10 cu ceva etanol si ompusi
anorganic, acizi de rezin si brica de celuloza
10-20 kg/m3. Nivre decat din lemnl prin stripare, acoe 90%, in
functie dt mirositoare (TRSratare pot fi 1-1,5 at este alimentat
redus de abur d
e stripate sunt ori uptor de var.
ma de 0,5 – 2 ti condensati nu tiile de inalbire t fi de
asemenea e alimentare a proces si nu vor fe ex. instalatia de sunt
reutilizati ci
ca efluent sunt departe
em
i
de cu ul
-
un i
elul ul lo e )
kg in in
i
-
Alternativ, condensatii contaminati moderat pot fi stripati
intr-un sistem legat de instalatia de evaporare, asfel efectuand
tratarea fara un consum de energie suplimentar substantial. In
acest mod, cantitatea totala de COD este redusa la 5 kg/t inainte
de a fi reutilizata, aceasta insemnand o reducere de 50%
comparandu-se doar cu tratarea celor mai multi condensati
contaminati. Scurgerile de la diferite departamente de proces
Scurgerile de fibre si lesie neagra apar in instalatia de fierbere,
instalatia de sortare si in timpul spalarii. De asemenea apar
scurgeri din instalatia de evaporare si din rezervoare. Scurgerile
de apa de circuit, de lesie slaba, var etc. apar in timpul
caustificarii. Cele mai multe scurgeri pot fi colectate si
reciclate daca sunt utilizate volume tampon adecvate si exista
proceduri adecvate. Scurgerile de la componentele mecanice precum
pompele pot fi limitate de ex. prin alegerea etanseizarii corecte.
Conductivitatea sau continutul de fibre din fluxurile individuale
de apa uzata este verificata in mod normal pentru a decide ce
scurgeri de lichid se recicleaza in proces si care sunt evacuate
direct ca deseuri. Gama de scurgeri imbunatatita poate fi obtinuta
daca apa curata, precum apa de racire si cea de la etanseizare sunt
evacuate separat. Apa ramasa cu scurgeri poate fi reciclata mult
mai usor intr-o portiune adecvata de proces. Masurat in COD,
evacuarea materiei organice in scurgeri este normala intre 2 ai 10
kg/t celuloza. Extremitatea mai mica este realizata utilizand
volume tampon suficient de mari si proceduri adecvate de
monitorizare. In principiu ar trebui sa fie posibil sa se reduca
evacuarile datorate scurgerilor pana la zero daca racirea curata si
apele de la etansari sunt evacuate pe conducte separate, exista
suficient volum tampon si este practicata o buna gospodarire a
instalatiei. Colectarea imbunatatita a scurgerilor reduc nu doar
evacuarile in apa ci si reutilizeaza resurse valoroase precum
chimicalele, fibrele si energia. Reziduurile de lesie neagra
(pierderi de la spalare) provenite de la manipularea celulozei
nealbite Randamentul de spalare al celulozei in cadrul instalatiei
de celuloza chimica se refera initiala la recuperarea cat de
posibil cu putinta a chimicalelor de fierbere si a substantelor
organice dizolvate. Spalarea prin presare de la ultimul nivel poate
reduce cantitatea de apa de la 6 – 10 m3/t astfel crescand
cantitatea de chimicale si substante contaminate arse in cazanul
recuperator. Reducerea substantelor contaminate din celuloza este
totusi mai mica decat reducerea indicatorilor de flux. Spalarea nu
este 100% eficienta, astfel ca o anumita cantitate de chimicale si
poluanti este transportata cu celuloza catre etapa de inalbire unde
consuma chimicalele de inalbire si intra in efluent. Exista metode
standard pentru masurarea acestei cantitati numita deseori
“pierderi de la spalare” si a fost masurata initial in kg sulfat de
sodiu pe tona de celuloza. Deoarece aceasta pierdere de chimicale
de proces a devenit mai putin importanta pentru proces si mai mult
pentru protectia mediului, pierderea de la spalare este masurata
momentan in COD. Pierderile prin spalare sunt tipice intre 5-10 kg
din COD/tona pentru lemn de esenta moale si 7-12 kg de COD/t pentru
lemn cu esenta tare. Evacuarile de la instalatia de inalbire
Instalatia de inalbire este cel mai important punct de evacuare a
poluantilor in apa intr-o fabrica de celuloza. Daca inalbirea poate
fi inchisa complet sau partial, aceasta ar conduce la alte reduceri
substantiale in evacuarile in apa de substante organice, agenti
nutritivi si metale. Aspectele tipice pentru cantitatile de apa
uzata provenite de la inalbire sunt de 20-40 m3 apa pe tona de
celuloza. Multe fabrici au incercat sa mareasca gradul de inchidere
pentru instalatia de inalbire prin reducerea volumului de apa.
Inchiderea partiala a instalatiei de inalbire este realizata
actuala de ambele instalatii ECF si TCF. Comparandu-se cu
albitoriile deschise, reducerea cantitatii de COD a fost de 25-50%
si reducerea in flux chiar mai mare sau pana la 5 – 10 m3/t
celuloza comparata cu cantitatea mai normala de 25 m3/t celuloza.
Emisiile provenite de la instalatia de inalbire depind de un numar
de factori: gradul de delignificare atins inainte ca celuloza sa
intra in albitorie, pierderile la spalare, secventele alese de
inalbire si chimicalele de inalbire utilizate, tipul de lemn,
luminozitatea finala a celulozei albite ce trebuie obtinuta si
gradul de inchidere a instalatiei de albire. In tabelul 2.4 sunt
prezentate sintetizat exemple pentru relatia ditnre tipul de lemn,
tehnici si gradul de delignificare inainte de intrarea in
instalatia de inalbire si COD generate in timpul inalbirii. Cifrele
kappa se bazeaza pe valorile obtinute curent la scara comerciala
utilizand diferite tehnici de delignificare. Calculul pentru
evacuarea rezidului de lignina in kg COD/t celuloza presupune o
evacuare de aproximativ 2 kg COD per unitate kappa si o celuloza
de
-
inalbit la un grad de albire complet (grad complet de
luminozitate). Cu toate acestea, unde numarul kappa este mai mic de
10, evacuarea COD este mai apropiata de 1,5 kg per unitate kappa
(OSPAR, 1994).
Tabelul 2.4: Evacuari preprovenit din instalatiile d(OSPAR,
1994) Substante organice cloruDe multi ani dezbaterile
puevacuarilor de substante oclorurati in public sporeste Europei si
astfel o schimbautilizarea clorurilor moleculdioxine clorurate si
dibenzoclorurate ramase a fost resschimbare in paralele cu
recompusii fenolici cu 3-5 atofoarte usor si sunt foarte tocererile
pietei, unele fabricicloruri, prin combinarea de Pentru ambele
timpuri de cexemple pentru secvente devacuarile corespunzatoar
Tabelul 2.5: Exemple penesenta moase utilizata inpentru
substantele organ
oi
Metode de fierbere Celuloza din esenta tare m
Fierbere conventionala Fierbere conventionala Fierbere
modificata Fierbere modificata F. modificata avansat
F. modificata avansata Fierbere conventionala
D
Nota explicativa: N
D
Tehnici de fierbe
a
F
Nota: D inseamna dioxid de clo
Delignificarea xigenului/ nalbirea ozonului
conizate pentru reziduurile de lignina masurate inalbire pentru
tehnici diferite de delignifica
rate (AOX) blice asupra celulozei si industriei hartiei s-au
conrganice clorurate. O perceptie diferita a impactulu presiunea de
mediu asupra fabricilor de celulozare a conceptelor de marketing
asupra fabricilor aare pentru inalbirea celulozei. Aceasta
inseamnafurante a incetat virtual iar gradul de clorurare a pins.
In acelasi timp, componenta AOX format a ducerea de AOX evacuate
din fabricile de celulomi de clor in cercul atomic, ca ex. compusii
fenolxici, au scazut semnificant sub 1 g/t ADP. In ultim au
eliminat complet utilizarea chimicalelor de inlignificarii cu
oxigen cu treapta de ozon si/sau tre
eluloza, lemn moale si lemn tare, urmatoarele tabe albire
diferite utilizate in fabricile de celuloza di
e a substantelor organice clorurate, masurate in A
tru diferitele secvente de inalbire a celulozei d fabricile de
celuloza europene si evacuarea cice clorurate masurate in AOX
(OSPAR, 1994)
nn
a
n
Delignificare oxigen
Etape de inalbirere
g
g g
r, E este extractie; O este Oxigen; P inseamna pe
Celuloza din esenta oale
ici o informatie nu este disponibil
elignificare oxige
elignificare oxige
Delign oxigen+ozo
e in COD re
centrat asupra i compusilor din vestul oprit virtual ca formarea
de substantelor suferit o za. De exemplu, ici care se reduc ii ani,
urmand
albire ce contin ptele de peroxid.
ele ofera n Europa si OX.
Fierbere conventional
Fierb. conv. + delign oxigen
ierb. modificata. + delign oxi
Fierb. conven. + delign oxi
Fierb. modificata. + delign oxi
in lemn de orespunzatoare
roxid; Z e ozon
-
Tabmasub Celchimclormoaproconapacau Sin EvaVolpro
Tabde Difeca utimcon In psulffabrcelu EvaAgepoacelupro Perde
p
Etape de inalbireTehnici de fierbere
F
ND
Fierb. conv. + delign oxigen
g
ierb. modificata. + delign oxi
s
c
uc
c
c
g
Fierb. conven. + delign oxi
g
Fierb. modificata. + delign oxi
elul 2.6: Exemple pentru diferitele secvente pentru inalbirea
celulozei din lemn iv utilizata in fabricile europene de celuloza
si evacuarea corespunzatoare a stantelor organice clorurate
masurate ca AOX (OSPAR, 1994)
uloza ce intra in instalatia de inalbire cu un numar mic kappa
necesita mai putine icale de inalbire. De exemplu, daca numarul
kappa este sub 10, necesarul de dioxid de
ca si de clor activ poate fi limitat la aprox. 30 kg/t pentru
celuloza din lemn de esenta le, echivalentul la aprox. 6 kg
clorura. Un alt kilogram de chimicale ce contin clor intra in es o
data cu lemnul. Cantitatea clorului rezultat din etapele de
inalbire cu chimicalele cu
tinut de clor este problematica din singurul motiv din care nu a
fost posibil sa se recicleze uzata din albitorie intr-un sistem
inchis, si anume datorita continutlui de clor. Acest clor zeaza
coroziune in echipamentul de proces daca nu a putut fi evacuat in
efluent.
teza asupra evacuarii inainte de tratare
cuarile substantelor organice mul si cantitatea totala de
substante organice in efluentii eliminati din diferite etape de es,
dupa o tratare primara, sunt rezumate in tabelul 2.7.
elul 2.7: Eliminarea substantelor organice inainte de tratarea
externa de la fabricile eluloza sulfat renta intre lemnul de esenta
moale si cel de esenta tare este destul de mica, astfel rmatoarele
aspecte pentru subprocese nu sunt monitorizate pe baza continua
in
p ce indicele total se bazeaza pe date valabile in medii anuale
si in prelevare tinua si proportionala cu fluxul (OSPAR, 1994),
(Finnish BAT report 1996), (CEPI 97)
rezent, evacuarile totale cele mai reduse dupa tratarea primara
in fabricile de celuloza at cu inalbire sunt de 25-30 kg COD/t din
celuloza pentru lemnul din esenta moale. O ica de celuloza din
eucalipt (lemn de esenta tare) din Portugalia a raportat 17,3 COD/t
loza la o medie anuala in 1997 si 21,7 COD/t celuloza in 1998 doar
dupa primare tratare.
cuarile de agenti nutritivi ntii nutritivi provin in principal
din lemn masiv, chiar daca tratarea biologica a efluentului te
necesita adaugarea de agenti nutritivi daca exista deficit.
Studiile de la fabricile de loza sulfat au aratat cu evacuarile de
azot apar in principal de la partile nealbite ale esului,
evacuarile de fosfor provenind de la albitorie.
spectiva de reducere a evacuarilor de azot de la proces depind
in principal de posibilitatile rocesare in continuare a
condensatului si de delignificare in continuare a celulozei in
ota: inseamna dioxid de clor, E este extractie; O este Oxigen; P
inseamna peroxid; Z e ozon
Total din fabrica Inalbire
Pierderi prin spalare Scurgeri Condensati
Manipularea lemnului Etape de proces
-
partea inchisa a procesului. Datele de mai jos indica valorile
specifice pentru evacuarile de fosfor si azot in kg/t de celuloza
sulfata inainte de tratare.
Tabelul 2.8: Evacuarile ininte de tratarea fosforului si
azotului in kg/t de celuloza sulfata (OSPAR, 1994) Evacuarile de
metale Lemnul utilizat contine metale, evacuate cu apa uzata. Asa
cum este cazul pentru fosfor, reducerea evacuarilor de metale este
probabil posibila prin cresterea gradului de inchidere a procesului
insa optiunea pentru o tratare exterioara pentru a reduce metalele
este foarte limitata.
Tab RezTrafabrjos celureda il une
Tabcelu ExisinstnamDatfabr
TabUE Fed
tAlbit
Total din fabrica
Proces t
Nota: Utilizarea agentilor chelatici poate creste valoarea de
azot la aprox. 0,1-0,2 kg/t. Agentii chelatici vor ajunte in final
in apa de circuit. Unele fabrici adauga agenti chelatici (de
asemenea) in partile inchise ale procesului. In acest caz agentii
complcsi ajunt in cazanul recuperator si sunt incinerati
a
C
N
Celuloza nealbit
e
utaicalo
ucini
el
tao
eic
e(Fe
a
el
ot
Celuloza albit
lul 2.9: Evacuarile de metal din fabricile de celuloza sulfata
in g/Adt (OSPAR, 1994)
mat asupra evacuarilor dupa tratarea externa rea externa minima
ce trebuie sa aiba loc este sedimentarea, iar pentru efluentii din
a de celuloza se va aplica de asemenea in mod uzual tratarea
biologica. Datele de mai
rata variatii in efectele tratarii totale prin sedimentare si
tratarea biologica a fabricii de za sulfat ca % de reducere. Din ce
in ce mai multe instalatii recente au valori de ere in partea
superioara a intervalului dat. Namolul lichid aerat poate fi
modificat pentru corpora in reciclarea de slam. In acest caz,
randamentul de tratare se apropie de unul al instalatii de namol
activ.
Rata de reducere
Namol aerat
Namol activ
lul 2.10: Reducerea procentuala la instalatiile de tratare a
apei uzate la fabrica de oza chimica (OSPAR, 1994), (Finnish BAT
report, 1996)
a alternative la namolul activ, mai compacte si mai ieftine.
Experienta de la aceste latii este mai limitata insa se sustine ca
exista niveluri echivalente de reducere pentru lul activ.
le asupra evacuarilor actuale in apa, exprimate in cantitati
bazate pe date disponibile din ile de celuloza sulfata din UE, sunt
mentionate in tabelul 2.11.
Flux
a
Celuloza nealbit
Nealbi
lul 2.11: Evacuarile medii anualeinnish BAT report, 1996),
([SEPration, 98], [CEPI 97].
uloza albita
a explicatorie: 1) Valorile de peste 50m3/t sunt 2) O fabrica pe
un camp verde ce
anuala pentru 1998
Fosfor
raportate de la fabrici de celuloza suA Report 4869], [Finnish
Forestry
normale datorita apei de racire inclusa a inceput sa functioneze
in 1996 raporte
Azo
lfat din interiorul Industries
aza 4 kg COD/t ca medie
-
Valorile au fost derivate din diferite metode analitice descrise
in ANEXA III. Toate aceste metode sunt considerate a fi rezultate
obtinute echivalente. Probele de apa analizate au fost omogenizate
si sunt nefiltrate si nedecantate. Valorile date sunt valori medii
pe termen lung, valori anuale normale. 2.2.2.3 Emisiile in
atmosfera O imagine de ansamblu a emisiilor in atmosfera de la o
fabrica de celuloza sulfata este aratata in figura 2.6.
Figura. 2.6: Em Emisiile in atmtocare, instalatinalbirii,
recupeprepararea lesceluloza destincompusii de suUltimii
compusasemenea oxizcenusa zburatocompusi chimiemise in
atmosdesfasoara proin care este demajore ale em 2.2.2.3.1 Emis
Cazanul recupEmisiile sunt inde particule (inmirositori (hidr
Cazanul recupsubstanta uscadizolvate subsun continut de de corp
solid (Dmai mult abur.80+%. Emisiile
Compusi urat mirositori
Compusi urat mirositori Compusi ai clorului Pulberi
Ml
P
Pu
Rva
Compusi organici volatili
isiile in atmosfera de la fabricile de celuloza sulfata
osfera provenite de la fabrica de celuloza sulfata provine de la
depozitul de ia de fierbere, spalarea celulozei, instalatia de
inalbire, prepararea chimica a rarea chimicalelor, evaporarea,
arderea scoartei, cazanul recuperator,
iei albe, cuptorul de var, rezervoarele si uscarea celulozei
(doar pentru ata vanzarii). Ele contin compusii principali de sulf
precum dioxidul de sulf si lf redusi urat mirositori precum metil
mercaptan, dimetil sulfid, hidrogen sulfid. i se refera de obicei
la sulful total redus (TRS). Din ardere sunt emisi de i de azot si
in continuare cantitati mici de praf (particule solide) sub forma
de are. De la instalatiile de inalbire si de la albitorie sunt
emisi in atmosfera
ci clorurati preparati. Compusii Organici Volatili (COV) in
principal terpena, sunt fera de la tocatura de lemne depozitata in
stive in exteriorul salii unde se cesul. Emisiile de COV de la
stivele de tocatura variaza printre altele cu timpul pozitata
tocatura, temperatura si speciile de lemn. In cele ce urmeaza
sursele isiilor in aer sunt discutate mai in detaliu.
iile in aer de la cazanul recuperator
erator eset o sursa majora de emisii atmosferice in fabrica de
celuloza sulfata. principal reprezentate de dioxidul de sulf. Pe
langa acestea mai exista emisii primul rand sulfat de sodiu si
carbonat de sodiu), oxizi de azot si compusi urat ogen
sulfuros).
erator este alimentat cu lesie neagra evaporata. Aproximativ o
treime din ta din lichidul evaporat contine chimicale anorganice si
doua treimi sunt
tante organice. Dupa o evaporare conventionala, lesia neagra
(lesie tare) are corp solid de aprox. 65%. Scopul evaporarii este
de a atinge un continut ridicat S) in lesia groasa neagra
alimentata in cazanul recuperator pentru a genera
Prin instalarea si altui echipament, poate fi atins un continut
uscat solid de 75- de sulf din cazan vor fi reduse in mod tipic la
aprox. 80% cand continutul de
Sortarea celulozei
Spalarea celulozei
anipularea emnului
Uscarea celulozei
Fierbere Inalbire
Compusi aiclorului
Compusi urat mirositori
Prepararea chimicalelor de inalbire
Lesie neagra
Cazan coaja
ulberi Pulberi
Pulberilberi Compusi urat
mirositori Pulberi
Cazan auxiliar earderea
rului Cazan recuperator Recaustificare rezervoare
-
DS a crescut de la 65-67 la 74-76% datorita unei temperaturi
ridicate in cazanul recuperator si in conditii de incinerare mai
favorabile. Totusi unele exemple exista unde emisiile de DS nu s-au
redus sub 72-73%. Un dezavantaj fata de temperaturile inalte este
faptul ca emisiile de NOx pot creste. Cazanul recuperator este
echipat cu un electrofiltru pentru a suprima o cantitate mare de
particule (in principal de Na2SO4) din fluxul de gaz. Praful este
transmis inapoi in focar printr-un amestec cu lesia neagra groasa.
Suplimentar, cazanele recuperatoare sunt deseori echipate cu
scrubere pentru a reduce emisiile de SO2. Emisiile tipice in aer
din cazanele recuperatoare sunt date in tabelul 2.12. Fluxul de gaz
este normal de 6000 - 9000 m3 ndg/t de celuloza timp in care
productia de abur de proces este intre aprox. 13 si 18 GJ/t de
celuloza. Datorita randamentului redus pentru celuloza provenita
din lemn de esenta moale, aceasta valoare este mai mare pentru
lemnul de esenta moale decat pentru cel de esenta tare. O inchidere
crescuta a procesului are in consecinta de asemenea o productie de
energie mai mare.
Tabla un In urcazaacea Figuasemde ointrode cbaza O
toformasemgaz
H
Dioxid de sulf - fara spalare si 63-65% DS din lesia neagra - cu
spalare si 63-65% DS din lesia neagra - fara spalare si 72-80% DS
din lesia neagra
idrogen sulfuros
- Peste 90% din timp (90 percentile) - temporar
e
e
p
d
Oxizi de azot - (ca NO2)
r
xd
P
ulberi
- Dupa electrofiltru
l
mns
a
)
e
N1 e
ota: ) nivel corespunzator limitelor de emisie suedez
ul 2.12: Emisiile din cazanele recuperatoare de la instalatia de
celuloza sulfata in kg/Adt flux de gaz de aprox 6000 – 9000 m3/t
[Mainly from SEPA report 4008, 1992]
atoarele principii importante si variabile operationale ce
influenteaza emisiile de la ul recuperator, sunt discutate pentru a
explica complexitatea prevenirii poluarii la ta instalatie.
2.7 de mai jos arata unele reactii anorganice principale din
cazanul recuperator si de enea unde are loc reactia in focar.
Intr-un cazan conventional recuperator exista o zona idare in
partea superioara si o zona de reducere in partea inferioara. Lesia
groasa este usa pritr-una din mai multele duze in zona de reducere.
Aerul de ardere este alimentat le mai multe ori la trei niveluri
diferite in forma de aer primar, secundar si tertiar (de la .
itura ce contine in principal sulfit de sodiu (Na2S) si carbona
de sodiu (Na2CO3) se aza la baza focarului. Cand suful se reduce in
sulfura, in topitura se formeaza de enea hidrogen sulfurat.
Cantitati mici de hidrogen sulfuros pot fi evacuate cu fluxul de
aca furnizarea de aer nu este suficienta sau daca amestecul de aer
din focar este
-
incomplet. Emisiile ridicate temporar de hidrogen sulfurat din
topitura apar ca o consecinta a perturbarii cauzate de depozite de
substanta uscata pe peretii focarului cazand in topitura. In partea
oxidativa a focarului, sulful este oxidat in dioxid de sulf iar
sodiul in faza gazoasa reactioneaza cu dioxidul de sulf pentru a
forma sulfatul de sodiu. Un continut mare de compusi solizi conduc
la o temperatura ridicata in focar si astfel la emisii reduse de
hidrogen sulfurat si emisii ridicate de sodiu. Emisiile ridicate de
sodiu inseamna ca mai mult sulf este prezent ca sulfat de sodiu si
astfel emisiile de dioxid de sulf scad.
Figura 2.7: Unele reactii chimice conceptuale din cazanul
recuperator1992] In general emisiile de sulf de la cazanul
recuperator sunt influentate doperationale:
Abur
Apa
Topitura
- temperatura in diferite zone influentata pe de alta parte de
vacontinutul de substanta solida a lesiei negre tari si de
cantitate
- raportul sulf – sodiu (S/Na2) in lichid (sulfiditate). Un
raport ridca aparitia sodiului in focar legat de cantitate de sulf
nu este ssulful si astfel o mare parte din sulf paraseste focarul
ca dioxide sodiu. Continutul ridicat de solide uscate din lesia
neagra pefect.
- alimentare (cantitatea de exces de aer si temperatura aerului
aerului de ardere
- distributia lesiei negre prin zona cazanului - incarcarea
focarului. Operarea unui cazan recuperator intr-un
un efect advers asupra caracteristicilor emisiilor, in special
ashidrogen sulfurat produs.
O observatie generala este aceea ca fiecare cazan recuperator
esconditiile optime trebuie sa fie cautate cu atentie, chiar daca
indicnivelurilor de emisie pot fi date. Cu scopul de a reduce
emisiile de SO2 din cazanul recuperator, aechipat cu un spalator
(scruber) al fluxului de gaz ce functioneazacontrolat prin
adaugirea hidroxidului de sodiu (NaOH), a lesiei slaoxidate. Un pH
ridicat ar suprima hidrogenul sulfurat, insa dioxidu
Aer tertiar
e
l
d
u
a
bl
Aer secundar
Aer primar
Lesie groasa
[SEPA report 4008,
urmatoarele variabile
oarea calorifica si de a de aer de ardere icat de S/Na2 inseamna
uficienta pentru a lega de sulf in loc de sulfat oate compensa
acest
primar) si distributia
mod supra solicitat are pra cantitatii de
te individual si tiile generale ale
cesta este deseori la pH 6-7. pH este e sau a lesiei albe de
carbon ar fi
-
absorbit, fapt ce ar neutraliza alcalii foarte repede. Surplus
de lichid din scruber este reciclat in proces, normal la prepararea
lesiei albe.
Formarea de NOx intr-un cazan recuperator este influentata in
principal de continutul de azot in lesia neagra si de excesul de O2
din timpul arderii. Formarea de NOx per MJ input este in general
redusa datorita concentratiei de oxigen relativ redusa necesara
pentru o recuperare eficienta a chimicalelor iar emisiile de NOx
variaza in mod normal intre 1 si 2 kg/t celuloza. O crestere a
excesului de O2 de la 1.5 la 2.5% ar putea creste NOx pana la
aprox. 20% iar continutul de DS crescut de la 65% la 75% poate
creste NOx pana la 20%. Continutul de azot este mai mare in lesia
din lemnul de esenta tare decat cea din lemnul cu esenta moale,
ceea ce poate conduce la aprox. 10% mai mult NOx. NOx redus poate
fi realizat in mod normal prin modificarile aduse la sistemul de
alimentare cu aer si de conditiile optimizate de ardere. Emisiile
sunt in mod normal intre 50 si 80 mg/MJ insa cazanele recuperatoare
noi pot atinge nivele de pana la 40 mg/MJ sau cu mult sub 1 kg
NOx/t (e.g. fabrica Moensteras, Suedia). 2.2.2.3.2 Emisiile in aer
de la cuptorul de var In procesul de reardere a varului, carbonatul
de calciu format in timpul procesului de recaustificare (vezi
figura 2.3) este transformat termic inapoi in oxid de calciu
conform ecuatiei reactiei CaCO3 �CaO + CO2. Reactia are loc intr-un
cuptor rotativ unde slamul de var umed este uscat, incalzit pana la
o temperatura de reactie, calcinat si racit din nou. Reactia de
calcinare incepe de la 800C iar pentru a se finaliza reactia sunt
necesare temperaturi de pana la 1000 – 1100C in partea finala a
cuptorului. Racirea se face pe baza de aer in schimbatoarele de
caldura. Fluxul de gaz in cuptorul de var este de aprox. 1000 Nm3/t
(gaz uscat) de celuloza, iar energia utilizata este de aprox. 1,5 –
1,8 GJ/t de celuloza. Principalele emisii in aer din cuptorul de
var sunt dioxidul de sulf, oxidul de azot, compusii de sulf redus
(TRS) si pulberile. Emisiile tipice in aer de la cuptorul de var
sunt aratate in tabelul 2.13.
-
Tabelul 2.13: Emisiile tipice in aer de la cuptorul de var [SEPA
report 4008, 1992]; Valorile ridicate de SO2, cand se ard gaze
non-condensabile, sunt cauzate de faptul ca pentru a capta sulful,
capacitatea cuptorului de var deseori nu este suficient daca tot
aerul cu continut de TRS este tratat in cuptorul de var. Emisiile
din cuptorul de var intr-o fabrica de celuloza sunt afectate in
principal de timpul de retentie a substantelo solide, zona de
contact a gazului, tipul de combustibil si temperatura. Emisiile de
SO2 Emisiile de sulf de la cuptorul de var se datoreaza sulfului
din combustibil si gazelor ur