包装印刷造纸行业大气污染控制

平均42%<10
60%-66%<20
平均63%<20
70%-79%<40
平均74%<40
b.燃油锅炉
0.04-0.4 （ 干 物 质 ）
c.燃煤锅炉
3.1-3.5（干物质）
造纸行业特征污染物控制技术
•恶臭气体 •二噁英
恶臭气体控制技术
燃烧法 氧化法 吸收法 吸附法 脉冲等离子体法 微生物脱臭法
95%<5
石灰炉
90%<5
熔融物溶解
槽
动力锅炉 （巴氏分析器测得）
3-20 0.17-1.3
CaO,CaCO3,Na2CO3,Na2SO4, MgCO3,Fe2O3,Al2O3,SiO2 Na2CO3,Na2S,Na2SO4
（19-25）<5
1.3-2.4（干物质）
a.树皮锅炉 平均22%<5
34%-48%<10
造纸行业大气污染控制
造纸行业大气污染控制
造纸行业与造纸工艺概况 污染物的产生 污染物控制技术 造纸工艺改进 展望
造纸工业与造纸工艺概况
造纸工业概况
世界造纸工业概况
世界造纸业一直保持着较快的增长速度 世界纸板主要由亚洲、欧洲和北美洲 生产
中国造纸工业概况
我国纸和纸板的生产量和消费量均居世界第二 我国制浆造纸行业的产业特征中小型企业居多，并且造 纸企业的分布不均匀
0-1200 0-100
10-70
加补充燃料 0-1500 0-150
50-400
石灰炉排气 1-200
-
100-260
熔融物溶解槽 1-100
-
-
排放量/(kg/t风干浆)
SO2
SO3
NOx(以NO2 计)
0-40 0-50 0-1.4 0-0.2
0-4
0.7-5
0-6
1.2-10
-
10-25
-
-
②采用改良连续蒸煮工艺, 通过分段加入蒸煮药液使蒸煮全过程保持较 均匀的碱浓度, 在蒸煮结束的洗涤区前从浆中部分除去溶出的有机物。
③采用改良间歇蒸煮工艺, 可使蒸煮初期有较高的硫化物浓度, 以满足 硫酸盐蒸煮初期对硫化物的需求, 蒸煮后期的置换过程可使黑液中的
有机物浓度下降。
二、造纸工业中二噁英类的削减措施
含水率：生物活性、气体滞留区 堆肥填料含水率30wt%以上
pH值：通常6-7 降解H2S微生物3.2 缓冲——粉末碳酸钙
温度：中温性10-20℃
费用：比活性炭吸附低46%， 比化学洗涤低40%
制浆造纸工业 二噁英类污染物控制
一、二噁英类的来源与存在
漂白过程
◦ 在使用含氯漂白剂的传统漂白工艺中, 主要产生于纸浆的 氯化阶段。
污染物控制技术
1 硫酸盐法蒸煮过程中大气污染防 治
（1）改进制浆工艺
采用高温短时间蒸煮
尽量降低硫化度
（2） 蒸煮过程中产生的大气污染物的控制
蒸煮气体冷凝--收集和燃烧处理。
对蒸煮气体进行有效的冷凝，然后，将冷凝后的不凝性气体收集和燃烧处理。 在蒸煮针叶木时，气体从锅顶排出，经分离器将药液与气体分离，气体进入 冷凝器冷凝，所得液体通过滗析器i松节油分离器）将松节油与冷凝水分离， 而获得松节油。
采用新的漂白工艺技术
①氯化段采用多段混合器进行多段混合可以实现Cl2 的均匀加入, 防止局部过氯化, 提高氯对木素的脱除效率。
②增加ClO2 取代Cl2的量, 减少Cl2 用量, 因为ClO2比Cl2 具有 更高的氧化能力, 能与木素更多地发生氧化反应而有利于木素 溶出。
③碱处理段使用少量的O2 和H2O2, 能增加木素的脱除量, 减少 氯化段用氯量, 削减后续工段二噁英类的生成。
制浆工艺改进
PST无污染制浆法
利用热力和机械及催化剂将稻麦草等植物中的纤维与 其它非纤维素细胞分离而得草浆进行造纸
新的无硫、无污染制浆方法
美国威斯康星大学林学院A.Y.雷蒙德发明的新制浆方 法，以醋酸、醋酸乙酯和水的三元混合物作为制浆溶剂
含硫烟气和造纸黑液的综合治理
以造纸黑液处理含硫烟气的“以废治废”的综合治 理工艺 。
反应器类型
优点
缺点
适用范围
效率
生 物滤 池（ 单一 反 投资运行费用极低；占地大；定期更换填料（1- 低 于 0.5g/m3 的 恶 85%-99%
应器、微生物固定、高 效； 气液 接触 面 2年）；操作条件不易控制； 臭物质
液相固定）
积大；运行启动容 进气浓度变化后适应慢；颗
易
粒物质会堵塞
生 物滴 滤池 （单 一 微 生物 密度 高； 无 需不断投加营养物质；操作 介于0.5-1.0 g/m3 85%-99% 反 应器 、微 生物 固 须 更换 惰性 滤料 ； 复杂；传质表面积低；剩余 的恶臭物质 定、液相流动） 操作条件易于控制；污泥有待处理；营养过剩时
2 亚硫酸盐法制浆的大气污染及其控制
表5 亚硫酸盐法制浆产生的污染物及处理设备Leabharlann 污染物 SO2散发源
处理设备
① 蒸煮锅的喷放池
填料塔、文
② 废液蒸发系统
丘里吸收器、湍
③ 废液燃烧系统或废 流塔
液回收系统
粉尘
酸回收系统废渣的燃 旋风捕集器，各
烧制酸
类型洗涤器，静
电除尘器
3 制浆造纸厂其他废气的污染与控制
控制浆中二噁英类产生的外部因素
用作木材防腐的多氯酚类物质(PCP)油基消泡剂, 是影响二噁 英生成的因素之一。因此，使用不含PCP 等二噁英类前驱物 的防腐剂和减少油基消泡剂的使用，可以减少二噁英类污染 物的产生。
二噁英的末端治理技术
选择性催化还原
Weber et al.（1999）
TiO2-V2O5-WO3基催化剂，150℃以上，PCDD/Fs的分解率高于98%
微生物脱臭法：
接触
吸附、吸收
分解、利用
氧化分解：S、SO32-、SO42-
微生物脱臭法
气体与微生物接触方式的不同：
生物滤池法 生物滴滤池法 洗涤式活性污泥法 曝气式活性污泥法
生物法处理造纸废气的优势： 可同时去除多种恶臭气体 可处理高温废气 经济、高效
表8 几种微生物脱臭法的比较
污染物的产生
表2：碱法和硫酸盐法制浆各工序对空气的污染散逸
表3 硫酸盐制浆造纸厂各工段排入大气的污染物
碱回收炉、石灰炉以及熔融物溶解槽散发的硫 的氧化物及氮的氧化物数量及浓度
表4 制浆过程各处污染物排放数量及浓度
排放点
碱回收炉 无补充燃料
排放浓度/(cm3/m3)
SO2
SO3
NOx(以NO2 计)
吸收设备: 湍球塔 处理效果
S02：90%-99% 黑液COD: 50%-60%
1）粒度较大的粉尘：含碳的燃烧物质。采 用重力沉降。
2）粒度较小：浓黑液滴在激烈燃烧下，进 入气体空间的细小粒子。可部分沉降落入除灰坑。
3）粒度更小：悬浮于烟气中的细小固体粒 子。专门捕集设备回收。
表7 硫酸盐浆厂散发的粉尘特征（未经控制）
散发源
粉尘尺寸/µm
固体负荷
化学组成/%
/(g/标准/ft3)
三、小结
含氯漂白工艺不仅能够产生二噁英, 造成长期的环 境污染, 而且消耗大量的化学剂, 造成纸浆的成本 上升。因此, 解决二噁英污染问题, 已成为造纸行 业发展的战略性问题。取消氯气漂白工艺具有十分 必要的意义, 采用无元素氯漂白技术代替氯气漂白 技术是将来发展的方向。
制浆造纸工业 工艺改进
碱回收炉
50%-80%<2 (电子显微镜计数)
16.8%<0.5
3-8(干物质) 平均负荷3.8
Na2SO4:14-90一般为80 Na2CO3:2.6-73一般为11.2 NaCl:0.6-14一般为2.3
53.2%<1 30%>1(阶式碰击器测得)
Na2S:3.3-5.4一般为4.4 炭，飞灰
50%<0.95-1
(3)纸浆洗涤过程中大气污染防治 采用先粗筛后洗涤工艺流程----一般在粗筛设备（除
节机）和洗浆机
采用先洗涤后粗筛工艺流程----在洗浆机上安装排气
罩，将废气收集。
（4）碱回收炉大气污染控制 TRS控制
提高下部炉膛温度
氮氧化物（NOx）的控制
1.减小一次风和三次风风量可以减少NOx的排放量 2.控制总风量可减少NOx的排放量 3.适当的供风分配比和恰当的总风量
外部添加剂
◦ 防腐剂 ：多氯酚类物质(PCP)常用作木材防腐, 被怀疑是 形成二噁英类的一个重要来源。
◦ 油基消泡剂 ：在纸浆的氯化过程中, 使用的油基消泡剂 中含有二噁英类的前驱物。
氯漂纸浆制品 纸厂污泥
二、造纸工业中二噁英类的削减措施
蒸煮深度脱木素
①蒸煮过程添加蒽醌(AQ)或多硫化物 (PS)可在没有得率损失的情况下, 降低成浆卡伯值, 以减少有机氯化物的形成。
流动）
表面积低；剩余污泥有待处
理
曝 气式 活性 污泥 反 经 济、 简单 ；无 须 受到曝气强度的限制；需控 适 于 恶 臭 浓 度 低 、 ＞99.5%
应 器（ 类似 于污 水 新的除臭装置
制臭气与污水体积比；设备 氧浓度高的气体，
处理）
需防腐；单独用于除臭成本 常与污水处理并行
过高
生物滤塔
和高缓冲能力； 种微生物菌群; 积;
造纸，即纸浆经打浆处理，再加胶、加填料，然后 经纸机抄造成纸张的生产过程，其成品为纸。
造纸的工艺流程 如下：
制浆方法分类
制浆的方法大致分为化学法、机械法或者两种方法 的结合。
在制浆造纸的每个环节，都需要使用大量的化学药 剂。因此，几乎每个环节都会产生污染。