Способ и устройство для обработки жидких потоков на целлюлозном заводе
Изобретение относится к способу обработки жидких потоков на целлюлозном заводе.
Способ обработки жидких потоков на целлюлозном заводе, при котором устройство включает блок подготовки древесины, блок получения небеленой целлюлозы, включающий стадии варки, промывки, сортировки и кислородной делигнификации, для получения целлюлозной массы, блок отбелки для отбелки полученной целлюлозной массы, блок регенерации химикатов, пресспат, содорегенерационный котел, генерирующий продувочную воду котла, выпарной аппарат, генерирующий конденсаты, установку обработки сточных вод и установку водоподготовки, где способ включает транспортировку из по меньшей мере одного из следующих источников воды:
A) фильтратов EOP (щелочь-кислород-пероксид) отбелки из блока (30) отбелки,
B) уплотняющих вод насоса Нэша из блока (30) отбелки,
C) конденсатов из выпарного аппарата (40),
D) вод из второго отстойника установки (50) обработки сточных вод,
E) охлаждающих вод струйного конденсатора из блока (60) регенерации химикатов,
F) уплотняющих вод вакуумного насоса из блока (60) регенерации химикатов, и
G) продувочных вод содорегенерационного котла (70)
по меньшей мере в один из следующих пунктов использования:
H) промывка бревен в блоке (10) подготовки древесины,
I) рубка в блоке (10) подготовки древесины,
J) сортировка щепы в блоке (10) подготовки древесины,
K) конвейер для щепы в блоке (10) подготовки древесины,
L) промывка при кислородной делигнификации в блоке (20) получения небеленой целлюлозы,
M) вода для разбавления в блоке (20) получения небеленой целлюлозы,
N) пластины барабанного устройства для промывки вытеснением блока (30) отбелки,
O) стадия (стадии) промывки в блоке (30) отбелки,
P) вода для разбавления в блоке (30) отбелки,
Q) воды для орошения сушильной установки пресспата (80),
R) вода для орошения гравитационного стола установки (50) обработки сточных вод,
S) емкость для разбавленного щелока блока (60) регенерации химикатов,
T) емкость для конденсата белого щелока блока (60) регенерации химикатов, и
U) система водоснабжения завода
путем соединения источников воды с пунктами ее использования в соответствии со следующими парами:
- из источника A или D в пункт H,
- из источника A или D в пункт I,
- из источника A или D в пункт J,
- из источника A или D в пункт K,
- из источника A, В или D в пункт L,
- из источника A, В или D в пункт M,
- из источника B в пункт N, O, P или Q,
- из источника A, B, C, D, E или F в пункт R,
- из источника G в пункт S или T, или
- из источника E или F в пункт U,
при этом связь можно осуществлять в соответствии с одной или большим количеством пар, выбранных из вышеперечисленных пар. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.
Область техники
Изобретение относится к способу и устройству для обработки жидких потоков на целлюлозном заводе.
Уровень техники
Сточные воды целлюлозных заводов обычно обрабатывают на установках для обработки сточных вод, чтобы снизить количество соединений, опасных для окружающей среды. Существует много причин для снижения использования воды и объема стоков, таких как стоимость подаваемой свежей воды, возможные ограничения водоснабжения, экономия энергии и возможность снизить потери волокна и химикатов. В настоящее время целлюлозные заводы часто строят в областях и в окрестностях с очень строгим природоохранным законодательством. Например, количество воды, используемой на целлюлозном заводе, может быть строго ограничено. Таким образом, может случиться, что из-за водных ресурсов невозможно построить целлюлозный завод в месте, которое в остальных отношениях удовлетворяет требованиям. Во многих областях желательно иметь более чистую окружающую среду, и, следовательно, целлюлозные заводы должны производить вещества, менее опасные для окружающей среды. Таким образом, в настоящее время важно искать решения для нахождения процессов с более высокой степенью рециркуляции воды.
Сущность изобретения
Изобретение раскрывает способ и устройство для обработки жидких потоков на целлюлозном заводе. Аспекты изобретения охарактеризованы тем, что указано в независимых пп. 1 и 12 формулы изобретения. Различные примеры воплощения данного изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
Устройство согласно изобретению включает:
- по меньшей мере один блок подготовки древесины;
- блок получения небеленой целлюлозы, включающий стадии варки, промывки, сортировки и кислородной делигнификации для получения целлюлозной массы;
- блок отбелки, включающий стадии отбелки, для отбелки полученной целлюлозной массы, причем блок отбелки содержит уплотняющие воды насоса Нэша (жидкостно-кольцевой насос) и/или фильтраты процесса отбелки;
- блок регенерации химикатов, который может содержать охлаждающие воды струйного конденсатора и/или уплотняющие воды вакуумного насоса;
- содорегенерационный котел, который также производит продувочную воду котла; и
- выпарной аппарат, который производит конденсаты.
Устройство может включать пресспат. Однако возможно также, чтобы устройство не включало указанного пресспата.
Преимущественно по меньшей мере часть технологических вод направляют на повторное использование в качестве технологической воды целлюлозного завода.
Преимущественно способ обработки жидких потоков на целлюлозном заводе включает направление фильтратов ЕОР-отбелки (щелочь-кислород-пероксид отбелки) из блока отбелки на повторное использование в качестве технологической воды по меньшей мере на одной технологической стадии целлюлозного завода. Это использование может представлять собой подготовку древесины в блоке подготовки древесины; воду для промывки на стадии кислородной делигнификации или для разбавления в блоке получения небеленой целлюлозы; или воды для орошения гравитационного стола в установке обработки сточных вод. В качестве альтернативы или в дополнение способ обработки жидких потоков на целлюлозном заводе включает транспортировку уплотняющих вод насоса Нэша из блока отбелки на повторное использование в качестве технологической воды по меньшей мере на одной технологической стадии целлюлозного завода. Это использование может представлять собой воду для промывки на стадии кислородной делигнификации или воду для разбавления в блоке получения небеленой целлюлозы; использование на пластинах барабанного устройства для промывки вытеснением в блоке отбелки; на стадии (стадиях) промывки или в качестве воды для разбавления в блоке отбелки; в качестве воды для орошения сушильной установки пресспата; или воды для орошения гравитационного стола в установке обработки сточных вод. В качестве альтернативы или в дополнение способ обработки жидких потоков на целлюлозном заводе включает направление конденсатов из выпарного аппарата для повторного использования в качестве технологической воды по меньшей мере на одной стадии процесса на целлюлозном заводе. Это использование может представлять собой воду для орошения гравитационного стола в установке обработки сточных вод. В качестве альтернативы или в дополнение способ обработки жидких потоков на целлюлозном заводе включает направление вод из второго отстойника установки обработки сточных вод на повторное использование в качестве технологической воды по меньшей мере на одной технологической стадии целлюлозного завода. Это использование может представлять собой подготовку древесины в блоке подготовки древесины, воду для промывки при кислородной делигнификации или воду для разбавления в блоке получения небеленой целлюлозы; или воду для орошения гравитационного стола в установке обработки сточных вод. В качестве альтернативы или в дополнение способ обработки жидких потоков на целлюлозном заводе включает направление охлаждающих вод струйного конденсатора из блока регенерации химикатов на повторное использование в качестве технологической воды по меньшей мере на одной технологической стадии целлюлозного завода. Это использование может представлять собой воду для орошения гравитационного стола в установке обработки сточных вод или систему водоснабжения завода. В качестве альтернативы или в дополнение способ обработки жидких потоков на целлюлозном заводе включает направление уплотняющих вод вакуумного насоса из блока регенерации химикатов на повторное использование в качестве технологической воды по меньшей мере на одной технологической стадии целлюлозного завода. Это использование может представлять собой воду для орошения гравитационного стола в установке обработки сточных вод или систему водоснабжения завода. В качестве альтернативы или в дополнение способ обработки жидких потоков на целлюлозном заводе включает направление продувочных вод котла из содорегенерационного котла на повторное использование в качестве технологической воды по меньшей мере на одной технологической стадии целлюлозного завода. Это использование может представлять собой емкость для разбавленного щелока или емкость для конденсата белого щелока в блоке регенерации химикатов.
Предпочтительно в данном изобретении используют одну, две или три из вышеупомянутых вод, более предпочтительно четыре или пять, и наиболее предпочтительно шесть или семь из вышеупомянутых вод. Однако «воды из второго отстойника установки обработки сточных вод» предпочтительно исключают из вышеперечисленных, так как их использование может быть не столь преимущественным, как другие.
Преимущественно по меньшей мере одну из вышеупомянутых вод направляют на использование для промывки бревен в блоке подготовки древесины. В качестве альтернативы или в дополнение по меньшей мере одну из вышеупомянутых вод направляют на использование в блоке подготовки древесины при рубке древесины на щепу. В качестве альтернативы или в дополнение по меньшей мере одну из вышеупомянутых вод направляют на использование при сортировке щепы в блоке подготовки древесины. В качестве альтернативы или в дополнение по меньшей мере одну из вышеупомянутых вод направляют на использование на конвейере для щепы в блоке подготовки древесины. В качестве альтернативы или в дополнение по меньшей мере одну из вышеупомянутых вод направляют на использование при промывке в ходе кислородной делигнификации в блоке получения небеленой целлюлозы. В качестве альтернативы или в дополнение по меньшей мере одну из вышеупомянутых вод направляют на использование в качестве воды для разбавления в блоке получения небеленой целлюлозы. В качестве альтернативы или в дополнение по меньшей мере одну из вышеупомянутых вод направляют на использование в пластинах барабанного устройства для промывки вытеснением блока отбелки. В качестве альтернативы или в дополнение по меньшей мере одну из вышеупомянутых вод направляют на использование на стадии (стадиях) промывки в блоке отбелки. В качестве альтернативы или в дополнение по меньшей мере одну из вышеупомянутых вод направляют на использование в качестве воды для разбавления в блоке отбелки. В качестве альтернативы или в дополнение по меньшей мере одну из вышеупомянутых вод направляют на использование в качестве воды для орошения в сушильной установке пресспата. В качестве альтернативы или в дополнение по меньшей мере одну из вышеупомянутых вод направляют на использование в качестве воды для орошения гравитационного стола на участке обработки сточных вод. В качестве альтернативы или в дополнение по меньшей мере одну из вышеупомянутых вод направляют на использование в емкости для разбавленного щелока блока регенерации химикатов. В качестве альтернативы или в дополнение по меньшей мере одну из вышеупомянутых вод направляют на использование в емкости для конденсата белого щелока блока регенерации химикатов.
Однако «промывку в ходе кислородной делигнификации в блоке получения небеленой целлюлозы» и «воду для разбавления в блоке получения небеленой целлюлозы» предпочтительно исключают из вышеприведенного перечня, так как эти виды использования могут быть не столь преимущественными, как другие.
Дополнительно или в качестве альтернативы данный способ преимущественно включает направление по меньшей мере части технологических вод, поступающих из уплотняющих вод насоса Нэша, на одну, две или три из следующих стадий:
- по меньшей мере на одну стадию получения небеленой целлюлозы;
- по меньшей мере на одну стадию отбелки, и
- в качестве воды для орошения сушильной установки пресспата.
Дополнительно или в качестве альтернативы способ преимущественно включает направление по меньшей мере части технологических вод, поступающих из охлаждающих вод струйного конденсатора стадии каустизации и/или продувочных вод котла, на одно или два из следующих применений:
- на установку обработки сточных вод в качестве вод для орошения гравитационного стола, и/или
- на регенерацию химикатов.
Дополнительно или в качестве альтернативы способ преимущественно включает направление по меньшей мере части продувочных вод котла в емкость для конденсата белого щелока стадии регенерации химикатов. Это может увеличить запасы щелока и позволить использовать большее количество вторичного конденсата при промывке после О2 стадии. В качестве альтернативы или в дополнение способ преимущественно включает направление по меньшей мере части охлаждающих вод струйного конденсатора и/или воды из вакуумного насоса фильтра для шлама на стадию промывки в зоне обработки отстоя.
Преимущественно устройство для обработки жидких потоков на целлюлозном заводе включает:
- блок подготовки древесины;
- блок получения небеленой целлюлозы, включающий стадии варки (включая варочный котел), промывки, сортировки и кислородной делигнификации, для получения целлюлозной массы;
- блок отбелки;
- блок регенерации химикатов, и
- выпарной аппарат.
Кроме того, устройство преимущественно включает перекачивающее оборудование для перекачивания по меньшей мере части технологических вод, поступающих из выпарного аппарата, в блок подготовки древесины, и/или в блок получения небеленой целлюлозы, и/или в блок отбелки, и/или в пресспат, и/или в блок регенерации химикатов.
Кроме того, устройство преимущественно включает перекачивающее оборудование для перекачивания по меньшей мере части технологических вод, поступающих из пресспата, по меньшей мере на одну стадию отбелки блока отбелки.
Кроме того, устройство преимущественно содержит перекачивающее оборудование для перекачивания по меньшей мере части технологических вод, поступающих из содорегенерационного котла, по меньшей мере на одну стадию регенерации химикатов блока регенерации химикатов, и/или в пресспат.
Кроме того, устройство преимущественно содержит перекачивающее устройство для перекачивания по меньшей мере части охлаждающей воды из струйного конденсатора стадии каустизации и/или продувочных вод котла в блок подготовки древесины, и/или в блок получения небеленой целлюлозы, и/или в блок отбелки, и/или в качестве воды для орошения гравитационного стола участка обработки сточных вод, и/или на стадию регенерации химикатов блока регенерации химикатов.
Кроме того, устройство преимущественно содержит перекачивающее устройство для перекачивания по меньшей мере части технологических вод, поступающих из блока отбелки, например, уплотняющей воды насоса Нэша в блок получения небеленой целлюлозы, и/или в блок отбелки, и/или в блок регенерации химикатов.
Перекачивающие устройства предпочтительно содержат по меньшей мере трубу (трубы) и насос (насосы).
Таким образом, в соответствии с данным изобретением по меньшей мере часть свежей воды, необходимой на целлюлозном заводе, замещают за счет циркуляции технологических вод. Другими словами, часть технологических вод циркулирует между различными стадиями процесса и/или в пределах какой-либо стадии процесса, наиболее преимущественно без какой-либо обработки на участке обработки сточных вод. Таким образом, благодаря настоящему изобретению можно значительно снизить количество производимых сточных вод.
Таким образом, благодаря настоящему изобретению можно обеспечить устройство, которое способно:
- уменьшить нагрузку на окружающую среду, создаваемую целлюлозным заводом, и
- снизить количество свежей воды, используемой целлюлозным заводом.
Кроме того, также можно сэкономить энергию и химикаты, что может привести к существенному сокращению эксплуатационных расходов.
Данное изобретение можно осуществить на целлюлозном заводе, имеющем процесс варки, по меньшей мере одну стадию отбелки, регенерацию химикатов и различные реакторы, емкости, насосы, смесители, фильтры и т.д., которые известны сами по себе.
Описание чертежей
Далее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, в которых:
Фиг. 1-2 изображают примеры воплощения изобретения в виде упрощенных технологических схем.
Подробное описание изобретения
В данной заявке сделаны ссылки на Фиг. 1-2, в которых применяют следующие численные обозначения:
10 подготовка древесины,
20 получение небеленой целлюлозы, включающее варочный котел, промывку небеленой целлюлозы, кислородную делигнификацию и относящиеся к ней стадии промывки,
30 отбелка, включающая стадии отбелки и относящуюся к ним промывку,
40 выпарной аппарат,
50 установка обработки сточных вод, включающая второй отстойник,
60 регенерация химикатов, включающая растворение расплава, фильтрацию зеленого щелока, стадии каустизации и рециркуляции извести, и
70 содорегенерационный котел, и
80 пресспат.
Термин «установка водоподготовки» относится к установке для обработки свежей воды.
Термин «установка для обработки стоков» означает установку для обработки сточных вод.
Термин «ECF» означает «не содержащий элементарного хлора».
Термин «TCF» означает «полностью свободный от хлора».
Термин «NPE» означает «не участвующие в процессе элементы». NPE представляют собой неорганические вещества, происходящие из технологических устройств, некоторые - также из древесины, необработанной воды и химикатов, которые не участвуют в процессе.
Термин «вст» означает метрическую тонну воздушно-сухой целлюлозной массы с содержанием сухого вещества 90%.
Уплотняющие воды - это воды, применяемые для герметизации в вакуумных насосах.
Охлаждающие воды струйного конденсатора представляют собой воды, которые приведены в непосредственный контакт с паром в струйных конденсаторах, или воды, которые являются результатом такого непосредственного контакта с паром.
Гравитационный стол представляет собой устройство, применяемое для обезвоживания отстоя при обработке сточных вод с помощью проницаемой ленты конвейера. Воды для орошения гравитационного стола используют для промывки ленты.
Барабанное устройство для промывки вытеснением представляет собой вращающийся барабан, где слой целлюлозы, образованный на внешней фильтрующей поверхности барабана из целлюлозной массы, промывают, чтобы вытеснить находящуюся в слое осадка жидкость внутрь барабана.
Продувочные воды котла представляют собой воды, выпущенные из котла, чтобы избежать концентрирования примесей в ходе непрерывного испарения пара.
Емкость для конденсата белого щелока блока регенерации химикатов представляет собой емкость в установке для белого щелока, содержащая вторичный конденсат из выпарного аппарата. Технологическую воду, направляемую в этот пункт, можно использовать совместно с конденсатом для операций промывки в установке каустизации.
Емкость для разбавленного щелока представляет собой емкость для разбавленного белого щелока в установке для белого щелока. Вторичный конденсат из выпарного аппарата направляют в эту емкость для разбавления.
Термин «сток» относится к сточным водам. Стоки направляют в установку обработки сточных вод для проведения процесса очистки. Стоки могут содержать, например, стоки процесса отбелки и промывные воды от выщелачивания зольного остатка. Кроме того, стоки могут содержать стоки подготовки древесины.
Термин «стоки процесса отбелки» относится к стокам из блока отбелки и имеющихся в нем стадий промывки. Стоки процесса отбелки преимущественно содержат фильтраты процесса отбелки. Наиболее предпочтительно стоки процесса отбелки состоят из фильтратов процесса отбелки. Фильтраты процесса отбелки содержат кислый и/или щелочной потоки. Преимущественно стоки процесса отбелки не содержат волокон.
Термин «ЕОР» относится к стадии экстракции щелочью при отбеливании целлюлозной массы с использованием в качестве дополнительных химикатов кислорода и пероксида.
Общая задача варки при получении беленой целлюлозы заключается в получении волокон из щепы, которую подают в варочный котел, путем использования химикатов и тепла для удаления лигнина, связывающего волокна, и, кроме того, для удаления древесных экстрактивных веществ, которые впоследствии могут вызвать образование пены и осадков в процессе. Таким образом, в процессе варки целлюлозы обычно используют химикаты, которые растворяют как можно больше лигнина и как можно меньше целлюлозы. Обычно процесс изготовления беленой целлюлозы включает стадии варки, промывки, сортировки, отбелки и очистки. В настоящее время наиболее широко применяемым способом получения целлюлозы является сульфатная варка, также называемая крафт-варкой, в которой применяют смесь гидроксида натрия (NaOH) и сульфида натрия (Na2S). Процесс варки может быть основан на периодической варке или на непрерывной варке, включающей варочный котел или несколько варочных котлов.
Обработка небеленой целлюлозы после процесса варки предпочтительно включает процесс промывки, кислородную стадию и сортировку с последующей промывкой. Обычно последний промывной аппарат на кислородной стадии принимает самую чистую промывную жидкость для облегчения отбелки целлюлозы, и фильтрат, полученный из этого последнего аппарата для промывки, используют в соответствии с принципом промывки противотоком в качестве промывной жидкости и при разбавлениях. Когда получают фильтрат из первого аппарата для промывки небеленой целлюлозы, его можно или направить непосредственно в установку выпаривания черного щелока, или использовать в процессах, происходящих на участке варки, для разбавления и вытеснения, после чего он оказывается в потоке черного щелока. После последней стадии промывки целлюлозу можно направить на отбелку.
Стадии отбелки используют для улучшения степени белизны, чистоты и стабильности степени белизны целлюлозы. Основным фактором, влияющим на цвет, является остаточный лигнин, поэтому обычно необходимо удалить или осветлить его. Обычно задачей отбелки целлюлозы является продолжение делигнификации и путем использования отбеливающих химикатов удаление любых количеств лигнина, известного как остаточный лигнин, который остается в целлюлозе после стадии варки и кислородной стадии и который невозможно разрушить и растворить на стадии варки и на кислородной стадии, не жертвуя выходом целлюлозы или свойствами волокна. Кроме того, при отбелке хромофорные соединения удаляют и окисляют до бесцветных соединений. Обычно важной частью отбелки является вымывание растворенного лигнина из целлюлозы в промывном устройстве, следующем за стадией отбелки.
С целью отбелки:
- для реакции с ароматическими блоками лигнина можно использовать хлор (Cl2), озон (O3) и/или перокси-кислоты (Раа (перуксусная кислота) и Саа (пероксомоносерная кислота)); и/или
- для реакции в целом со структурами лигнина, которые имеют свободные фенольные гидроксильные группы, можно использовать диоксид хлора (ClO2) и/или кислород (О2); и/или
- для реакции с некоторыми функциональными группами можно использовать гипохлорит (Н) и/или перекись водорода (Н2О2).
Однако в целлюлозной промышленности желательно сохранять технологию, в которой целлюлозу отбеливают хлорсодержащими химикатами по меньшей мере на одной стадии, таким образом, чтобы диоксид хлора был основным химикатом в процессе отбелки на целлюлозном заводе. Таким образом, для целей отбелки применяют преимущественно по меньшей мере диоксид хлора (ClO2).
Поток, выходящий со стадии отбелки, обычно является существенным источником как биологического, так и химического потребления кислорода. Например, в процессе могут оставаться хлорсодержащие неорганические соединения и органические соединения хлора, полученные при реакциях с диоксидом хлора и/или хлором. Отбелка отделяет различные соединения лигнина от волокон, и эти соединения остаются в выходящем потоке в форме органических молекул. Кроме того, на стадии (стадиях) отбелки можно использовать серную кислоту для регулирования рН и в качестве основного химиката при гидролизе гексенуроновых кислот. Можно также использовать гидроксид натрия - для регулирования рН и экстракции лигнина на щелочных стадиях. В дополнение к этому в зависимости от последовательности процесса отбелки при отбелке можно использовать кислород и/или пероксид. Однако при проведении элементарного анализа они оказываются такими веществами, что их вклад, например, в процессы очистки является незаметным.
В одном из примеров для регулирования рН используют соляную кислоту, и/или диоксид серы, и/или другие восстановители используют для устранения химических веществ, оставшихся после отбелки, то есть для устранения непрореагировавших химикатов, применяемых при отбелке.
Целлюлозный завод имеет не только сточные воды после отбелки, но также и технологические воды, такие как охлаждающие воды, уплотняющие воды, потоки отходов, дренажные воды, промывные воды установки и дождевые воды, а также воду, образующуюся при подготовке древесины. Упомянутые технологические воды обычно не находятся в контакте с процессом варки целлюлозы, за исключением воды для подготовки древесины и некоторых дренажных вод, которые происходят из технологических перетоков и, следовательно, находятся в контакте с процессом варки целлюлозы. Таким образом, накапливающиеся здесь выбросы в основном представляют собой утечки и перетоки, случайные выбросы, вызванные неисправностями аппаратов, промывные воды устройств, текстильные материалы (сетку и сукно) или контейнеры, происходящие из непрерывных или периодических процессов промывки, а также утечки из системы отходов.
Как было упомянуто, обработка небеленой целлюлозы включает по меньшей мере один процесс промывки. Преимущественно обработка небеленой целлюлозы включает:
- процесс сортировки;
- стадию кислородной делигнификации; и
- по меньшей мере одну стадию промывки после стадии кислородной делигнификации.
Процесс сортировки может быть размещен после продувки варочного котла, в середине или после процесса промывки, или после кислородной делигнификации. Обычно за этими технологическими стадиями следует процесс отбелки предпочтительно на основе технологии ECF, которая включает установку для отбелки целлюлозы с одной или большим количеством стадий отбелки, основанных на использовании диоксида хлора, в дополнение к другим возможным стадиям, применяющим другие известные химикаты для отбелки. Преимущественно последовательность отбелки включает по меньшей мере одну щелочную стадию, в которой предпочтительно используют по меньшей мере кислород и/или пероксид. Также можно использовать стадию (стадии) с озоном, кислую стадию (стадии) и хелатную стадию (стадии) для удаления тяжелых металлов.
Способ по данному изобретению включает по меньшей мере процесс щелочной варки для получения целлюлозы; установку для отбелки, использующую преимущественно ECF отбелку, при которой образуются содержащие хлориды стоки; и блок очистки стоков (установка очистки сточных вод), для обработки сточных вод установки отбелки и/или других сточных вод, образующихся на целлюлозном заводе. В качестве альтернативы вместо ECF отбелки можно использовать TCF отбелку.
Преимущественно используют ECF отбелку, при этом упомянутая отбелка включает как кислую стадию, так и щелочную. ECF отбелка охватывает все такие последовательности отбелки, которые включают по меньшей мере одну стадию с диоксидом хлора, и на которых не используют элементарный хлор на какой-либо из стадий отбелки. Современная ECF отбелка, применяемая для отбелки целлюлозы, обычно состоит по меньшей мере из двух, более предпочтительно по меньшей мере из трех стадий отбелки, включающих предпочтительно по меньшей мере три промывных устройства. Если на одной стадии отбелки используют диоксид хлора, наиболее типично дозы составляют от 5 до 15 кг акт. Cl/вст целлюлозы. Дозировка диоксида хлора для хвойной древесины обычно составляет от 25 до 35 кг/вст, а для лиственной древесины - от 20 до 30 кг/вст. Если целлюлозный завод должен дополнительно снижать количество органических соединений хлора, то задачей завода обычно является обрабатывать их в пределах завода, а не снижать применение диоксида хлора.
Целлюлозный завод обычно включает установку регенерации химикатов, включающую процесс выпаривания, обычно с последовательно соединенными выпарными установками, содорегенерационным котлом, удалением хлоридов из процесса и установкой получения химической продукции, для получения химикатов для варки.
Системы с по меньшей мере частично замкнутым циклом для изготовления беленой целлюлозы применяют процессы, в которых по меньшей мере часть воды и других химикатов рециркулируют и повторно используют, что сводит к минимуму размещение отходов. Упомянутые системы в особенности предполагают минимизировать водные стоки и, следовательно, защитить окружающую среду от воздействия размещения стоков, не подвергая в значительной степени риску стоимость переработки или ценность продуктов, предназначенных для продажи. Хлор, калий, кальций, марганец, кремний, алюминий, фосфор, железо и барий представляют некоторые элементы, о которых идет речь на заводе для получения беленой целлюлозы.
Преимущественно по меньшей мере одна линия обработки стоков установки для обработки сточных вод снабжена биологической обработкой. Биологическая обработка является эффективной особенно в том случае, когда снижена доля опасных органических веществ, которые в основном включают соединения лигнина, отделенные при отбелке, гемицеллюлозы и компоненты, происходящие из экстрактивных веществ, которые составляют значительную часть стоков, поступающих с установки отбелки. Имеются различные происходящие из древесины соединения, и часть этих соединений является хлорированной, а часть их представляет собой низкомолекулярные соединения углерода и водорода. Поскольку микроорганизмы действуют так, что они используют в качестве питательных веществ только органическую часть стоков, все неорганические вещества, по меньшей мере неорганические элементы, остаются в стоках. Таким образом, биологически обработанная вода после разделения твердой и жидкой фракций, например, путем седиментации имеет такое количество органических веществ, которое делает ее явно чище, чем стоки, обработанные другими способами, но из-за неорганических веществ ее обычно необходимо выводить из процесса.
В дополнение к биологической обработке или вместо нее стадия очистки может быть, например, химической, и ее задачей является удаление, например, металлов путем осаждения, в результате чего удаляют также часть органических веществ. В качестве альтернативы или в дополнение к вышеупомянутым стадиям можно применить способ фильтрации, например ультрафильтрации, и/или способ на основе мембранной технологии и/или осмоса. Другими словами, в дополнение к биологической обработке или вместо нее для обработки стоков можно использовать ультрафильтрационные мембраны, ионный обмен, химическое осаждение, седиментацию, флотацию и/или фильтрацию.
Фиг. 1 изображает пример целлюлозного завода. Обычно на целлюлозном заводе щепу и белый щелок подают в варочный котел для варки целлюлозы. После варки сваренную целлюлозу, так называемую небеленую целлюлозу, подают на стадию промывки и на кислородную стадию. Обычно для упомянутой стадии (стадий) промывки используют горячую воду. Разбавленный черный щелок, поступающий со стадии варки, направляют со стадии варки на стадию выпаривания, на которой из разбавленного черного щелока удаляют некоторое количество воды, и, таким образом, получают концентрированный черный щелок. Воду, удаленную из разбавленного черного щелока, то есть конденсаты со стадии выпаривания, предпочтительно направляют на стадии промывки небеленой целлюлозы. Концентрированный черный щелок, полученный на стадии выпаривания, обрабатывают, чтобы получить зеленый щелок. Зеленый щелок дополнительно обрабатывают, чтобы получить белый щелок, который можно повторно использовать для варки. Целлюлозу со стадий промывки и кислородной стадии для небеленой целлюлозы направляют в блок отбелки. Блок отбелки обычно включает несколько стадий отбелки для отбелки целлюлозы. Блок отбелки обычно производит в ходе отбелки целлюлозы кислые и щелочные стоки, и эти стоки обычно направляют в установку для обработки сточных вод. Отбеленную целлюлозу обычно направляют на бумажную фабрику и/или в пресспат.
Фиг. 2 изображает несколько примеров циркуляции технологической воды в виде упрощенной технологической схемы. Это можно осуществить, например, на целлюлозном заводе по Фиг. 1.
Преимущественно по меньшей мере часть технологических вод направляют на подготовку 10 древесины. Технологическую воду предпочтительно используют для промывки бревен. В качестве альтернативы или в дополнение технологическую воду предпочтительно используют для рубки древесины. В качестве альтернативы или в дополнение технологическую воду предпочтительно используют для сортировки щепы. В качестве альтернативы или в дополнение технологическую воду предпочтительно используют на конвейере для щепы.
Преимущественно часть стоков, которую следует направить на подготовку 10 древесины, включает фильтрат второго отстойника установки обработки сточных вод.
Преимущественно по меньшей мере часть технологических вод направляют в блок 20 получения небеленой целлюлозы. Предпочтительно технологическую воду используют для промывки при кислородной делигнификации и/или в качестве разбавляющих жидкостей. В качестве альтернативы или в дополнение технологическую воду предпочтительно используют в качестве промывной жидкости для пластины барабанного устройства для промывки вытеснением.
Технологическая вода, которую рециркулируют в блок 20 подготовки небеленой целлюлозы, предпочтительно содержит уплотняющие воды насоса Нэша, применяемого на стадии отбелки.
Преимущественно по меньшей мере часть технологических вод рециркулируют на по меньшей мере одну стадию 30 отбелки, и предпочтительно используют для одного, двух или трех из следующих применений:
- промывная жидкость для пластин барабанного устройства для промывки вытеснением;
- промывная жидкость устройства промывки под давлением, и
- стадии промывки и разбавления жидкостей на этих стадиях.
Технологическая вода, которую рециркулируют по меньшей мере на одну стадию 30 отбелки и относящиеся к ней стадии промывки, предпочтительно включает одну, две, три или четыре из следующих:
- воды вторичного конденсата из выпарного аппарата, и/или
- охлаждающие воды струйного конденсатора стадии каустизации, и/или
- уплотняющие воды насоса Нэша стадии отбелки, и/или
- продувочные воды котла.
Вышеупомянутая технологическая вода предпочтительно представляет собой уплотняющую воду насоса Нэша стадии отбелки.
Преимущественно по меньшей мере часть технологических вод направляют в пресспат 80, и предпочтительно ее используют там в качестве воды для орошения. Технологическая вода, которую рециркулируют в пресспат 80, предпочтительно включает одну, две, три или четыре из следующих:
- воды вторичного конденсата из выпарного аппарата,
- продувочные воды котла,
- уплотняющие воды насоса Нэша стадии отбелки, и
- охлаждающие воды струйного конденсатора стадии каустизации.
Вышеупомянутая технологическая вода предпочтительно представляет собой уплотняющую воду насоса Нэша стадии отбелки.
Преимущественно по меньшей мере часть технологических вод направляют в установку 50 обработки сточных вод, в которой технологическую воду предпочтительно используют в качестве воды для орошения гравитационного стола. Технологическая вода, используемая в качестве вод для орошения гравитационного стола установки обработки сточных вод, предпочтительно включает одну, две, три или четыре из следующих:
- уплотняющие воды насоса Наша блока 30 отбелки,
- охлаждающие воды струйного конденсатора со стадии каустизации,
- сточные воды после второго отстойника,
- вторичные конденсаты выпарного аппарата.
Преимущественно по меньшей мере часть технологических вод рециркулируют в блок 60 регенерации химикатов и предпочтительно используют там в емкости для разбавленного щелока и/или в находящейся там емкости для конденсата белого щелока. Технологическая вода, используемая в упомянутом блоке 60 регенерации химикатов, предпочтительно включает продувочные воды котла.
Преимущественно по меньшей мере часть технологических вод, которые следует рециркулировать на целлюлозном заводе, включает один, два, три, четыре или пять из следующих источников воды:
- стадия (стадии) 30 отбелки, предпочтительно включающая фильтраты ЕОР отбелки и/или уплотняющие воды насоса Нэша,
- пресспат, предпочтительно содержащий очищенные от волокнистой массы воды,
- выпарной аппарат 40, предпочтительно содержащий конденсаты,
- содорегенерационный котел 70, предпочтительно содержащий продувочные воды котла, и
- регенерация химикатов, предпочтительно включающая охлаждающие воды струйного конденсатора и/или уплотняющие воды вакуумного насоса.
Преимущественно по меньшей мере часть технологических вод циркулирует в пределах стадии (стадий) 30 отбелки. В качестве альтернативы или в дополнение преимущественно по меньшей мере часть технологических вод циркулирует в пределах стадии (стадий) 60 регенерации химикатов. Таким образом, на этих стадиях снижают общее количество полученных сточных вод и общее количество необходимой свежей воды. В качестве альтернативы или в дополнение в одном из примеров по меньшей мере часть технологической воды рециркулируют в пределах стадии (стадий) обработки сточных вод. Однако последний вариант может быть не таким преимущественным примером воплощения, как другие.
Благодаря циркуляции по меньшей мере части технологических вод общее количество стоков, которые должны быть очищены в установке для обработки сточных вод, может быть снижено. Кроме того, обычно снижается общее количество необходимой неочищенной воды (также называемой свежей водой).
Преимущественно по меньшей мере часть воды, поступающей из насосов Нэша, используют в качестве промывной воды для перфорированной пластины барабанного устройства для промывки вытеснением; таким образом, на этой стадии обычно снижается общее количество образованных стоков и количество необходимой свежей воды.
В контуре циркуляции технологической воды может быть предусмотрено фильтрующее устройство. В этом случае фильтрующее устройство предпочтительно используют для вод, орошающих гравитационный стол. Обычно не требуется какого-либо другого очистного устройства. Таким образом, если воды для орошения гравитационного стола не являются повторно используемой водой, то технологические воды, рециркулируемые в соответствии с данным изобретением, обычно не нуждаются в какой-либо стадии очистки перед тем, как их снова используют в качестве технологических вод.
Также можно объединять воды с различными уровнями чистоты, так, чтобы они удовлетворяли уровню чистоты, необходимому для данного пункта использования.
Таблицы 1-3 демонстрируют несколько примеров сокращения количества сточных вод в соответствии с настоящим изобретением. «Осуществленное сокращение сточных вод [м3/т]» относится к ситуации в примере целлюлозного завода, имеющего в начале количество сточной воды примерно 22,5 м3/т.
Специалист легко может понять, что различные примеры воплощения данного изобретения могут находить применение в областях, где желательно провести оптимизацию жидких потоков на целлюлозном заводе. Таким образом, очевидно, что данное изобретение не ограничено только представленными выше примерами воплощения, но его можно модифицировать в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.
1. Способ обработки жидких потоков на целлюлозном заводе, при котором устройство включает:
- блок (10) подготовки древесины,
- блок (20) получения небеленой целлюлозы, включающий стадии варки, промывки, сортировки и кислородной делигнификации, для получения целлюлозной массы,
- блок (30) отбелки для отбелки полученной целлюлозной массы,
- блок (60) регенерации химикатов,
- пресспат (80),
- содорегенерационный котел (70), генерирующий продувочную воду котла,
- выпарной аппарат (40), генерирующий конденсаты,
- установку (50) обработки сточных вод, и
- установку водоподготовки,
где способ включает транспортировку из по меньшей мере одного из следующих источников воды:
- A) фильтратов EOP (щелочь-кислород-пероксид) отбелки из блока (30) отбелки,
- B) уплотняющих вод насоса Нэша из блока (30) отбелки,
- C) конденсатов из выпарного аппарата (40),
- D) вод из второго отстойника установки (50) обработки сточных вод,
- E) охлаждающих вод струйного конденсатора из блока (60) регенерации химикатов,
- F) уплотняющих вод вакуумного насоса из блока (60) регенерации химикатов, и
- G) продувочных вод содорегенерационного котла (70),
по меньшей мере в один из следующих пунктов использования:
- H) промывка бревен в блоке (10) подготовки древесины,
- I) рубка в блоке (10) подготовки древесины,
- J) сортировка щепы в блоке (10) подготовки древесины,
- K) конвейер для щепы в блоке (10) подготовки древесины,
- L) промывка при кислородной делигнификации в блоке (20) получения небеленой целлюлозы,
- M) вода для разбавления в блоке (20) получения небеленой целлюлозы,
- N) пластины барабанного устройства для промывки вытеснением блока (30) отбелки,
- O) стадия (стадии) промывки в блоке (30) отбелки,
- P) вода для разбавления в блоке (30) отбелки,
- Q) воды для орошения сушильной установки пресспата (80),
- R) вода для орошения гравитационного стола установки (50) обработки сточных вод,
- S) емкость для разбавленного щелока блока (60) регенерации химикатов,
- T) емкость для конденсата белого щелока блока (60) регенерации химикатов, и
- U) система водоснабжения завода,
путем соединения источников воды с пунктами ее использования в соответствии со следующими парами:
- из источника A или D в пункт H,
- из источника A или D в пункт I,
- из источника A или D в пункт J,
- из источника A или D в пункт K,
- из источника A, В или D в пункт L,
- из источника A, В или D в пункт M,
- из источника B в пункт N, O, P или Q,
- из источника A, B, C, D, E или F в пункт R,
- из источника G в пункт S или T, или
- из источника E или F в пункт U,
при этом связь можно осуществлять в соответствии с одной или большим количеством пар, выбранных из вышеперечисленных пар.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что источники воды связывают с пунктами использования в соответствии со следующими парами:
- из источника A или D в пункт H,
- из источника A или D в пункт I,
- из источника A или D в пункт J,
- из источника A или D в пункт K,
- из источника A, B или D в пункт L,
- из источника A, B или D в пункт M,
- из источника B в пункт N, O, P или Q,
- из источника A, B, C, D, E или F в пункт R, или
- из источника G в пункт S или T.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что уплотняющие воды насоса Нэша направляют из блока (30) отбелки в пресспат (80) и используют указанную часть в качестве воды для орошения сушильной установки (из источника B в пункт Q).
4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере часть уплотняющих вод насоса Нэша, поступающих из блока отбелки, направляют на стадию щелочной экстракции, на которой в качестве дополнительных химикатов используют кислород и пероксид (из источника B в пункт O или P).
5. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере часть уплотняющих вод насоса Нэша, поступающих из блока отбелки, направляют на перфорированную пластину барабанного устройства для промывки вытеснением, при получении (20) небеленой целлюлозы (из источника B в пункт N).
6. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что блок регенерации химикатов содержит емкость для разбавленного белого щелока и вакуумный насос фильтра для известкового отстоя, и способ включает:
- транспортировку по меньшей мере части вод из вакуумного насоса фильтра для известкового отстоя и/или охлаждающих вод струйного конденсатора в емкость для разбавленного белого щелока (из источника E и/или F в пункт S).
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что воды из вакуумного насоса фильтра для известкового отстоя и охлаждающие воды струйного конденсатора объединяют и направляют в емкость для разбавленного белого щелока.
8. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что блок регенерации химикатов содержит емкость для конденсата белого щелока, и способ включает:
- направление по меньшей мере части продувочных вод котла в емкость для конденсата белого щелока (из источника G в пункт T).
9. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что устройство включает вакуумный насос фильтра для осадка и зону обработки отстоя установки для обработки сточных вод; и способ включает:
- направление по меньшей мере части охлаждающих вод струйного конденсатора и/или вод из вакуумного насоса фильтра для осадка на стадию промывки в зоне обработки отстоя (из источника E и/или F в пункт R).
10. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере часть технологических вод рециркулируют в пределах блока отбелки.
11. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере часть технологических вод рециркулируют в пределах блока (60) регенерации химикатов.
12. Устройство для обработки жидких потоков на целлюлозном заводе, включающее:
- блок (10) подготовки древесины,
- блок (20) получения небеленой целлюлозы, включающий стадии варки, промывки, сортировки и кислородной делигнификации, для получения целлюлозной массы,
- блок (30) отбелки для отбелки полученной целлюлозной массы,
- блок (60) регенерации химикатов,
- содорегенерационный котел (70),
- выпарной аппарат (40),
- пресспат (80),
- установку (50) для обработки сточных вод, и
- установку водоподготовки,
где указанное устройство дополнительно содержит по меньшей мере одно из следующего:
- A) аппарат, выполненный с возможностью перемещения фильтратов EOP отбелки из блока (30) отбелки,
- B) аппарат, выполненный с возможностью транспортировки уплотняющих вод насоса Нэша из блока (30) отбелки,
- C) аппарат, выполненный с возможностью транспортировки конденсатов из выпарного аппарата (40),
- D) аппарат, выполненный с возможностью транспортировки вод из второго отстойника установки (50) обработки сточных вод,
- E) аппарат, выполненный с возможностью транспортировки охлаждающих вод струйного конденсатора из блока (60) регенерации химикатов,
- F) аппарат, выполненный с возможностью транспортировки уплотняющих вод вакуумного насоса из блока (60) регенерации химикатов, и
- G) аппарат, выполненный с возможностью транспортировки продувочных вод котла из содорегенерационного котла (70),
по меньшей мере в одно из следующих рабочих местоположений:
- H) промывка бревен в блоке (10) подготовки древесины,
- I) рубка древесины в блоке (10) подготовки древесины,
- J) сортировка щепы в блоке (10) подготовки древесины,
- K) конвейер для щепы в блоке (10) подготовки древесины,
- L) промывка при кислородной делигнификации в блоке (20) получения небеленой целлюлозы,
- M) вода для разбавления в блоке (20) получения небеленой целлюлозы,
- N) пластины барабанного устройства для промывки вытеснением блока (30) отбелки,
- O) стадия (стадии) промывки в блоке (30) отбелки,
- P) вода для разбавления в блоке (30) отбелки,
- Q) воды для орошения сушильной установки пресспата (80),
- R) вода для орошения гравитационного стола установки (50) обработки сточных вод,
- S) емкость для разбавленного щелока блока (60) регенерации химикатов,
- T) емкость для конденсата белого щелока блока (60) регенерации химикатов, и
- U) система водоснабжения завода,
при этом указанное устройство содержит по меньшей мере одно из следующих соединений устройств:
- от A или D в местоположение H,
- от A или D в местоположение I,
- от A или D в местоположение J,
- от A или D в местоположение K,
- от A, B или D в местоположение L,
- от A, B или D в местоположение M,
- от B в местоположение N, O, P или Q,
- от A, B, C, D, E или F в местоположение R,
- от G в местоположение S или T, или
- от E или F в местоположение U,
при этом соединения можно осуществлять в соответствии с одной или большим количеством пар, выбранных из вышеперечисленных пар.
