Производство вискозного волокна как источник воздействия на окружающую среду

 

Следует отметить, что приведенный выше баланс справедлив для хорошо отлаженного производства, оснащенного комплексом установок для дегазации технологических растворов, возврата сероуглерода от ксантогенаторов, установок обезвоздушивания и очистки промышленных стоков.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Производство  вискозной кордной нити как  источник воздействия на                 окружающую среду

 

1. Анализ эффективности использования сырья и материалов

 

По результатам материальных балансов, представленных в разделе 2.3, видно, что при производстве вискозной высокомодульной нити потребляется большое количество различных химических продуктов (целлюлоза, серная кислота, гидроксид натрия, сероуглерод, сульфат цинка, замасливатели и др.). Производство также характеризуется высокой тепло- и энергоемкостью.

Можно сделать вывод о том, что производство вискозных волокон относится к числу материалоемких: на 1 кг волокна расходуется до 3,5 кг сырья, к качеству которого предъявляются высокие требования, обусловленные особенностями технологии получения вискозных волокон.

Данные об удельном расходе основных видов сырья при получении вискозного волокна на современном передовом предприятии, оборудованном регенерационными и другими установками, приведены в таблице3.1.

 

Таблица 3.1 – Удельный расход основных видов сырья в производстве вискозной кордной нити (в кг на 1 кг продукции) [2]

Сырье	Удельный расход
Целлюлоза (95%-ная, влажность 12%)	1,095
Гидроксид натрия (в пересчете на 92%-ный)	0,77
Сероуглерод, ректификат с рекуперацией	0,202
Серная кислота (в пересчете на 100%-ную) при полной регенерации	0,972

 

Кроме того, в вискозном производстве потребляется большое количество воды (300 – 1000 м3 на тонну готовой продукции), что приводит к образованию больших объемов сточных вод, содержащих различные химические продукты.

При общем расходе химического сырья, примерно равном 3,5кг/кг волокна [3], выход полезного продукта составляет всего около 30%.

Потери и отходы производства по полезному веществу представлены в таблице 3.2.

Для расчета коэффициента безотходности и определения категории безотходности вискозного производства используют данные, приведенные в таблице 3.3.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.2 – Потери и отходы при производстве вискозного волокна.

№ стадии	Наименование технологи-ческого перехода	Потери и отходы по полезному веществу, %	Содержание, %
			Примесей и добавок в полуфабрикате	полезного вещества
1	Складирование целлюлозы	0	7	93
2	Мерсеризация	0,15	94,2	5,8
3	Отжим, измельчение	1,2	67,5	32,5
4	Предсозревание	0,6	67,5	32,5
5	Ксантогенирование	0,1	72	28
6	Растворение	0,1	91,5	8,5
7	Подготовка вискозы к формованию	0,45	91,5	8,5
8	Формование	1,5	215,88	100
9	Отделка, сушка	0,5	8,0	92
10	Перемотка, сортировка	0,8	12,0	88

 

Таблица 3.3 – Исходные данные для расчета коэффициента безотходности

Наименование	Обозна-чение	Количество на 1т волокна, кг
1	2	3
Материал основного производства: целлюлоза каустик сероуглерод серная кислота (моногидрат) сульфат цинка	М00 М001 М002 М003 М004 М005	3283,75 1128 754 214 1147 40,75
Материал вспомогательный основного производства: замасливатель фильтр-материал парафиновая шлихта	Мво Мво1 Мво2 Мво3	31,6 25,8 3,0 2,8
Материал основной и вспомогательный дополнительных производств: Серная кислота на очистку стоков Гидроксид натрия на очистку вентвыбросов	Мвд   Мв1 Мв2	23,7   16,7 7
Потенциальный вторичный ресурс основного и дополнительного производства: Цинкосодержащий шлам	Рп   Рп1	200   200
Отходы основного и дополнительного производства: Отходы со СВ и газовыми выбросами	Б Б10	1256,4 1256,4
Продолжение таблицы 3.3
1	2	3
Потери основного и дополнительного производств: Вода	Т Т10	307,5 307,5
Продукция основного производства: Вискозное волокно	П0 П01	1000,0 1000,0
Продукция дополнительная дополнительных производств: Сульфат натрия Волокнистые отходы сероуглерод	Пд   Пд1 Пд2 Пд3	559,3   495,0 35,4 28,9

 

Исходные данные для расчёта коэффициентов соответствия экологическим требованиям по отношению к гидросфере (nг) и атмосфере (nа) приведены в таблице 3.4.

 

Таблица 3.4 - Исходные данные для расчёта коэффициентов соответствия экологическим требованиям

Наименование загрязняющих веществ	Фактический сброс загрязняющих веществ в единицу времени (Вi), кг/ч	Предельно допустимые концентрации (ПДКi), мг/л, мг/м3	Предельно допустимый сброс вредных веществ (ПДСi, ПДВi), кг/ч
1	2	3	4
Загрязняющие вещества в сточных водах
1. Взвешенные вещества	29,840	20	38
2. Хлориды	488	300	898
3. Сульфаты	3288,0	10,0	9,5
4. Соли аммония	3,2	0,5	0,076
5. Цинк	0,142	0,01	0,076
6.Неионогенные примеси	2,068	0,1	1,3
Загрязняющие вещества в газовых выбросах
1. Зола	3144,549	0,04	0
2. Пыль неорганическая	0,716	0,05	0
3.Сернистый ангидрид	14587,664	0,05	808,0
4. Оксиды азота	251,748	0,04	95,08
5. Серная кислота	723,901	0,10	100
6. Сероугдлерод	1831,506	0,005	1563,5
Продолжение таблицы 3.4
1	2	3	4
7. Сероводород	246,968	0,008	604,3

 

Расчёт. Составляют уравнение материального баланса:

                                             А                                                   В

А=3283,75+31,6+23,7=3339,05

В=1000,0+559,3+200+1256,4+307,5=3323,2

Оценивают несходимость уравнения в %, равную [(A–B)/B]×100%

[(3339,05–3323,2)/3323,2]×100=0,47%

Расчет полноты использования материальных ресурсов производится по следующим формулам:

Расчет коэффициентов соответствия экологическим требованиям по отношению к гидросфере (лг) и атмосфере (п,) производится по следующим формулам:

          

Коэффициент соответствия экологическим требованиям (Ка) равен:

Ка= nг nа=0,333×0,522=0,174

Коэффициент безотходности с учётом полноты использования материальных ресурсов и соотвеиствия экологическим требованиям (Кф) составляет:

Кф=КмфКа=0,467×0,174=0,08

 

3.2 Характеристика выбросов, сбросов, отходов производства

 

При производстве вискозных волокон расходуется большое количество химикатов, но они не могут быть возвращены в производственный цикл, так как в большинстве случаев они взаимодействуют друг с другом, превращаясь в новые химические соединения.

Так, например, потребление свежей воды при производстве вискозных волокон составляет 300 – 1000 м3 на 1 тонну выпускаемой продукции в зависимости от ассортимента используемого оборудования. Существующие системы водоснабжения при производстве вискозных волокон являются, как правило, прямоточными и малоэффективными по использованию свежей воды. Коэффициент водооборота составляет 12 – 27%. [6]

Производство вискозных волокон связано с выбросом в атмосферу сероводорода и сероуглерода. В среднем на 1 тонну волокна выбросы сероуглерода составляют 27,5 кг, а сероводорода – 3 кг. [6]

При производстве вискозных волокон образуется значительное количество отходов. В таблице 3.5 приводится их характеристика в сравнении с производствами других волокон.

 

Таблица 3.5– Отходы производства вискозных волокон [6]

Волокно	Выбросы, %
	в атмосферу	со сточными водами	твердые отходы
вискозное	82,2 (69 % Н2 и С2)	56,1	97,73
ацетатное	13,5	4,9	0,07
медно-амиачные	2,4	3,3	1,8
синтетические	2,9	35,7	1,40