Совершенствование эффективности переработки леса в России и за рубежом

рубкой и вывозкой древесины. В процессе лесозаготовок происходит

усиление эрозии, ухудшается структура почвы, уменьшается

устойчивость склонов, возрастает температура почвы. Потенциальная

возможность снижения плодородия почвы после лесозаготовок

является наибольшей во влажных тропических лесах, где почвы

особенно бедны питательными веществами и сильно выщелочены. В

нетронутых экосистемах содержание питательных веществ сохраняется

на необходимом уровне благодаря их быстрому кругообороту между

растительностью и почвой. Мертвые остатки быстро разлагаются, и

питательные вещества столь же быстро усваиваются растительностью

и почвенными организмами. Бесконтрольные или сплошные рубки

нарушают этот процесс, поскольку из леса удаляется биомасса,

содержащее большинство питательных веществ, и ухудшаются условия

обитания почвенных микроорганизмов. В результате уничтожения

растительного покрова почва подвергается воздействию солнечного

света и более высоких температур, изменяются популяции

микроорганизмов, происходят изменения в процессах разложения

органики и передвижения питательных веществ. Неудачно

расположенные и некачественно построенные дороги на склонах

служат причиной оползней, обвалов, эрозии и отложения наносов.

Вопрос о длительном устойчивом выходе тропической древесины

является весьма спорным. Ухудшение участков валки леса, вызванное

потерей питательных веществ и падением плодородия почвы (в

результате удаления растительности и отрицательных воздействий на

структуру почвы) может оставаться незамеченным на протяжении

сотен лет, если система лесозаготовок характеризуется длительным

оборотом рубки; поэтому крайне трудно определить степень риска.

Международная организация по тропическим лесам пришла к

заключению, что устойчивый выход древесины достигнут на

территории, составляющей менее 1 % эксплуатируемых тропических

лесов. План действий в отношении тропических лесов (1990 г.)

содержит рекомендации, согласно которым осуществление проектов в

области тропического лесного хозяйства должно быть отложено до

тех пор, пока не будет обеспечен принцип постоянного и

неистощительного использования тропических лесов.

Воздействие лесозаготовок на растительность является гораздо

более обширным, нежели всего лишь удаление деревьев,

предназначенных для рубки. В процессе лесозаготовок происходит

повреждение остальных деревьев, вызванное падением срубленных

деревьев, использованием трелевочных механизмов и других

технических средств. Количество погибших деревьев, не

предназначавшихся для рубки, может оказаться большим, чем

количество поваленных деревьев, особенно при выборочных рубках.

Выборочное удаление самых лучших деревьев может привести к

генетической эрозии пород, произрастающих на данном участке. Если

на участке не оставлены отдельные экземпляры в качестве семенных

деревьев, или же если семенные деревья гибнут вследствие

нарушения лесорастительных условий, возобновление древесных пород

маловероятно. Если рубки произведены на обширной площади, подрост

не станет таким же, каким был прежний лес, по крайней мере в

течение длительного времени. В особенности это относится к

влажным тропическим лесам, где естественное возобновление

некоторых пород весьма сомнительно. В смешанных лесах, где

взаимоотношение между породами являются чрезвычайно сложными,

удаление отдельных древесных пород, даже если оно производится по

программе выборочных рубок, может отрицательно повлиять на

состояние других пород, участвующих в системе экологических

связей. Если в результате лесозаготовок образуются обширные

просветы в пологе, сильные порывы ветра могут уничтожить

естественную растительность на большой площади.

Особо крупный ущерб причиняют рубки в мангровых болотах; при

этом не только страдает сам лес, который является тонко

сбалансированной экосистемой, чувствительной к любым изменениям,

но и происходят перемены к худшему на окружающих территориях,

защищенных болотом. Мангровые леса - чрезвычайно продуктивные

прибрежные экосистемы, которые обеспечивают физическую защиту

суши от воздействий со стороны моря и защищают прибрежные воды от

неблагоприятных воздействий со стороны суши (увеличения стока

пресной воды, усиленного отложения наносов). При проведении

лесозаготовок в манграх выход продукции может быть устойчивым,

однако, если мангры эксплуатируются неправильно, может погибнуть

само мангровое болото, которое представляет собой огромную

ценность, поскольку, во-первых, служит источником разнообразной

продукции - древесины, рыбы, крабов моллюсков, а во-вторых,

выполняет защитные функции.

В результате лесозаготовок разрушаются местообитания диких

животных, возникают преграды на путях миграции, возрастает

браконьерство, обостряются проблемы, вызванные шумом и

загрязнением, происходят изменения гидрологических условий,

которые отражаются на водных экосистемах. Необходимо вновь

подчеркнуть, что ущерб может оказаться куда более серьезным в

тропических лесах, где уничтожение местообитаний способно вызвать

своеобразную цепную реакцию, которая в конечном счете повлияет на

большое число различных видов.

1.2.3. Лесопункты и лесовозные дороги

Строительство лесопунктов порождает массу экологических

проблем, характерных для любого вида строительных работ, и

социальных проблем, характерных для любого проекта, осуществление

которого связано с притоком людей, зачастую принадлежащих к

различным этническим и социальным группам и отличающихся от

местного населения. Негативные последствия становятся еще более

ощутимыми, когда заготовки древесины производятся в естественных

лесах, расположенных на территории глубинных сельских районов,

где местное население всегда находилось в изоляции от внешнего

мира.

Лесовозные дороги оказывают непосредственное воздействие на

окружающую среду, однако гораздо более важным является их

косвенное воздействие. Прокладка дорог в отдаленных районах почти

всегда служит стимулом для бесконтрольного притока людей,

стремящихся заполучить участок земли для ведения крестьянского

хозяйства либо иные ресурсы, В результате меняется характер

землепользования; выход продукции перестает быть устойчивым,

поскольку возросла интенсивность использования земель либо методы

их использования не соответствовали специфике окружающей среды.

Рост численности населения приводит к перегрузке существующих

объектов инфраструктуры и отраслей социальной сферы (жилого

фонда, школ, медицинских учреждений); могут возникать

противоречия в борьбе за право использования земли и ресурсов,

конфликты на расовой почве и тому подобные социальные проблемы.

1.2.4. Эксплуатация вторичных лесов

Вторичные леса, то есть леса, появившиеся на месте

вырубленных первичных лесов, можно эксплуатировать с целью

получения продукции; благодаря этому уменьшается общая нагрузка

на леса естественного происхождения. Доступ к вторичным лесам из

населенных пунктов проще, чем к отдаленным лесным массивам

естественного происхождения, и вторичные леса могут быть такими

же продуктивными, как лесные плантации; вдобавок, они не требуют

начальных капиталовложений. Вовлечение этих лесных площадей в

эксплуатацию может оказаться гораздо более простой задачей и

наносит меньший ущерб окружающей среде, чем заготовки древесины в

первичных лесах, а экономический эффект может быть столь же

значительным. Целесообразно рассматривать эксплуатацию вторичных

лесов как альтернативу по отношению к лесозаготовкам в нетронутых

лесных районах.

1.2.5. Получение побочных продуктов использования леса

Побочные продукты пользования лесом довольно часто

игнорируется, хотя они могли бы принести гораздо большую прибыль,

чем лесоматериалы, при более низком уровне капиталовложений.

Латекс, масличное семя, смолы, фрукты, стебли и плоды ротанговой

пальмы являются высокоценными продуктами и пользуются большим

рыночным спросом. Орехи, танин, лекарственные растения, волокна и

прочие "второстепенные виды лесной продукции", которые нередко

играют заметную роль в местной экономике и широко применяются в

быту, можно выращивать и производить для сбыта на крупных

коммерческих рынках. Создание производственных систем, рынков и

механизмов сбыта нередко сопряжено со значительными трудностями,

однако, если эти мероприятия увенчаются успехом, они могут

гарантировать устойчивый выход продукции и принести довольно

высокую финансовую прибыль, а их воздействие на окружающую среду

не причинит ущерба. Отказ от возможностей получения и

использования подобных лесных ресурсов следует рассматривать как

издержки выбора в результате игнорирования альтернативного курса.

Проблема получения и использования побочных лесных продуктов

заключается в следующем: после создания рынков сбыта спрос на эту

продукцию может возрасти быстрее, чем предложение, и в результате

окажется подорванной ресурсная база.

В условиях РФ подсочка леса и малая лесохимия способна давать

значительную прибыль без заметного ущерба окружающей среде, так

как использует древесные растения поступающие в рубку главного

пользования и лесосечные отходы (древесная зелень, кора) [Ягодин,

1981; Грязькин и др., 1993].

1.3. ТЕХНОЛОГИЯ ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ЛЕСА

1.3.1. ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЕ ПРИ РЕГЕНЕРАЦИИ ХИМИКАТОВ В

ПРОИЗВОДСТВЕ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Пылеулавливание при сжигании щелоков в содорегенерационных

котлах (СРК). При сжигании черного щелока в СРК имеются два

источника выделения взвешенных частиц — топка и бак-растворитель

плава.

Взвешенные частицы в топке образуются как дисперсная фаза

аэрозоля конденсационного происхождения и состоят в основном из

Na2S04. Количество газов зависит от расхода черного щелока на

сжигание, содержания в нем сухих веществ, а также от степени

уплотнения газового тракта.

Температура газов на выходе из котла может составлять 140—230

°С в зависимости от наличия или отсутствия в схеме СРК каскадного

испарителя и степени развития конвективных поверхностей нагрева

котла. Влажность газов составляет в среднем 25%. Такие условия не

позволяют применять для улавливания взвешенных частиц рукавные

фильтры.

Требуемая степень очистки дымовых газов СРК от взвешенных

частиц составляет 95—97 % для предприятий большой единичной

мощности и 90—92 % для небольших предприятий, оснащенных СРК

производительностью 200—250 т абсолютно сухого вещества черного

щелока в сутки. Однако поскольку сульфат натрия является основным

химикатом, вводимым в производственный цикл для компенсации

потерь щелочи и серы, то целесообразно достижение и более высоких

значений степени очистки газов [Очистка, 1989].

Преимущественное содержание в пылевом уносе мелких частиц и

высокая требуемая степень очистки газов в сочетании с параметрами

газов за котлом обусловили повсеместное применение

электрофильтров. Исключение при выборе типа пылеуловителя

составляют СРК небольшой производительности, оснащаемые

высоконапорными скрубберами Вентури, на которых в качестве

орошающей жидкости используется черный щелок после выпарной

станции с концентрацией сухих веществ 50—55%, уплотняемый в

скруббере до концентрации 60 %.

На рис.1 приведена схема очистки дымовых газов СРК в

электрофильтре. Уловленный пылевой унос поступает в бак с

мешалкой, смешивается в нем с черным щелоком, подаваемым с

выпарной станции, затем поступает в проточный ящик каскадного

испарителя и далее, проходя через смеситель сульфата,

откачивается циркуляционными насосами в топку СРК на сжигание и

регенерирование соды. Таким образом, уловленный в электрофильтре

пылевой унос полностью возвращается в производственный цикл

регенерации соды.

Эффективность работы электрофильтра зависит от ряда факторов,

а также от качества его изготовления, ремонта и обслуживания.

Следует также отметить, что при очистке дымовых газов СРК

отрицательное влияние на эффективность и состояние электрофильтра

может оказывать: вынос капель черного щелока из каскадного

испарителя на газораспределительную решетку и в активную зону

электрофильтра вследствие увеличения скорости газов в каскадном

испарителе из-за подсосов воздуха по газовому тракту;

использование мазута для «подсветки» при работе СРК при сниженной

нагрузке, а также работа только на мазуте с направлением газов

через электрофильтр, что приводит к «зарастанию»

газораспределительной решетки продуктами недожога и

корродированию электродов.

[pic]

Рис.1. Схема очистки дымовых газов СРК в

электрофильтре:

1 — топка СРК: 2 — щелоковые форсунки, 3 -

смеситель для сульфата натрия; 4 — каскадный испаритель: 5

—- проточный ящик каскадного испарителя; 6 — электрофильтр;

7 — дымосос; 8 - бак опорожнения электрофильтра; 9 — насосы

В случаях, когда после электрофильтра устанавливается

газоочистная установка, схема пылеулавливания становится

двухступенчатой. Вторая ступень при нормальной работе

электрофильтров и использовании струйных газопромывателей может

обеспечивать степень очистки от взвешенных частиц 50— 60 %.

Газоочистная установка может также компенсировать снижение

эффективности электрофильтра из-за ухудшения работы системы

встряхивания осадительных электродов, так как в этом случае из

электрофильтра будут выноситься агрегированные частицы, которые

легче улавливаются. Однако при этом может снизиться надежность

системы циркуляции жидкости в установке, а также могут возникнуть

трудности с использованием отработанной жидкости, особенно на

предприятиях, вырабатывающих беленую целлюлозу [Мазур, 1996].

Взвешенные частицы в баке-растворителе плава образуются в

результате взаимодействия плава со струей слабого белого щелока,

подаваемого на его распыление, и массой зеленого щелока в

растворителе плава. Температура парогазов на выходе из бака-

растворителя плава составляет 90—100 °С. Количество парогазов

зависит от количества поступающего плава, температуры

взаимодействующих с плавом жидкостей, величины подсоса наружного

воздуха в растворитель плава. Основным компонентом парогазов

являются водяные пары, содержание которых может составлять 50— 70

%. Образующиеся при распылении и растворении плава взвешенные

частицы имеют размеры 5—20 мкм и состоят в основном из Na2CO3.

Схема рекуперации химикатов, уносимых с парогазами из бака-

растворителя плава, включающая улавливание взвешенных частиц в

струйном газопромывателе, показана на рис.2. Использование

теплообменника в этой схеме

[pic]

Рис.2. Схема рекуперации выбросов растворителя плава:

1 — регулирующие клапаны; 2 — труба-смеснтель: 3 —

каплоуловитель: 4 — аварийный перелив; 5 — растворитель плава; 6

— насосы; 7 — теплообменник; 8 — концентратомер

перед струйным газопромывателем позволяет не только

рекуперировать тепло от конденсации водяных паров, но и

значительно сократить количество парогазов, а значит, и размеры

струйного газопромывателя. Каплеуловитель струйного

газопромывателя может быть применен в данном случае только

гравитационного типа, так как транспортировка парогазов через

установку обеспечивается (по соображениям безопасности) только за

счет эжекции, создаваемой трубой-смесителем, и самотяги вытяжной

трубы. Для предотвращения каплеуноса скорость парогазов в

каплеуловителе не должна превышать 0,5 м/с. Условия для

эжектирования парогазов обеспечиваются при удельном расходе

орошающей жидкости (слабый белый щелок или конденсат парогазов)

не менее 1,5 л/м3 и давлении подачи жидкости около 800 кПа. При

таких условиях степень очистки от взвешенных частиц составляет

92—94 %.

Пылеулавливание при обжиге каустизационного шлама в из-

вестерегенерационных печах (ИРП). Во вращающихся ИРП, получивших

повсеместное применение на сульфатцеллюлозных предприятиях,

пылевой унос образуется в результате механического увлечения

частиц из зон обжига, подогрева и подсушки.

Количество газов на выходе из печи зависит от следующих

величин: количества сжигаемого мазута и обжигаемого

каустизационного шлама, коэффициента избытка воздуха, подсоса

наружного воздуха в холодную головку печи. Температура газов на

выходе печи определяется перечисленными соотношениями и, кроме

того, зависит от влажности шлама и величины добавки камня-

известняка, вводимого в печь для компенсации потерь шлама в

цикле. Диапазон изменения температуры газов на выходе из печи—

140—170 °С, влажность газов—в среднем 25 %.

Значительные пределы изменения температуры и влажности газов

обусловили преимущественное применение для очистки дымовых газов

ИРП метода мокрой механической очистки.

Для различных условий размещения предприятий по отношению к

жилой застройке требуемая степень очистки дымовых газов ИРП

составляет 92—97 %.

[pic]

Рис. 3. Схема очистки дымовых газов ИРП:

/ — теплообменник; 2 — струйный газопромыватель второй

ступени; 3 — струйный тазо-промыватель первой ступени; 4 — насос;

5 — дымосос; 6 — печь.

Схема очистки дымовых газов ИРП приведена на рис. 3. Очистка

газов от взвешенных частиц осуществляется в установке со струйным

газопромывателем. Удельный расход орошающей жидкости должен

составлять не менее 1,2 л/м3 при давлении подачи жидкости около

800 кПа для достижения степени очистки газов 93—94 % .

Температура газов после газоочистки 60—65 °С . Более высокая

степень очистки газов ИРП (96—97%) в установке со струйными

газопромывателями может достигаться при двух ступенях очистки.

В связи с необходимостью резкого сокращения водопотребления

орошающая жидкость должна использоваться повторно или для

орошения следует применять отработанную воду из других

технологических процессов. На некоторых предприятиях используется

схема работы струйного газопромывателя с оборотным орошением и с

осветлением циркулирующей жидкости в отделе каустизации. Такая

схема может быть применима только при наличии резервного

осветлителя и ее использование связано со значительными

затруднениями, так как оборотная осветленная жидкость будет иметь

рН не менее 11—11,5, при котором могут образовываться отложения

карбоната и сульфита кальция в трубах и форсунках.

Рекуперация пыли, уловленной жидкостью из газов, достигается

при направлении жидкости, на промывку каустизационного шлама. Без

опасности нарушения материального баланса каустизации из цикла

циркуляции может откачиваться 20— 25 % жидкости.

Применение для орошения вместо свежей воды конденсата с

выпарных станций приводит к выделению Н2S в газы и поэтому

нецелесообразно. К такому же отрицательному результату приводит

использование в качестве орошающей жидкости слабого белого щелока

из каустизации при работе с циркуляцией.

Перспективным направлением для снижения потребления воды

мокрой газоочисткой ИРП может быть применение на первой ступени

сухой очистки со степенью очистки 80—85 %. В этом случае добавку

свежей воды снижают до 0,2 л/м3 газов.

1.3.2. ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЕ В ПРОЦЕССАХ ДЕРЕВООБРАБОТКИ

Пылеулавливание при производстве древесностружечных плит

(ДСП). Источники загрязнения атмосферного воздуха в технологии

производства ДСП: операции транспортирования, загрузки и выгрузки

щепы, сырой и сухой стружки; процессы сушки и сортирования

стружки; операция обработки (шлифования) плит. Кроме того,

источниками загрязнения воздуха являются операции переработки

отходов (стружки, опилок, пыли), которые осуществляются на

различных стадиях технологического процесса с целью максимального

использования отходов для производства ДСП.

Для транспортирования щепы и стружки применяют механические и

пневматические транспортные устройства. В качестве механических

устройств используют ленточные и скребковые конвейеры.

Образование пыли при таком способе транспортирования

незначительно и не превышает 0,1—0,3 % от массы щепы или стружки.

Система пневмотранспорта является более компактной, позволяет

исключить многочисленные перегрузочные операции, характерные при

применении механических транспортных устройств, значительно

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7