Баннер 10

 

72. Бумажная и целлюлозная промышленность

Редакторы глав: Кей Тешке и Пол Демерс


Содержание

Таблицы и рисунки

Общий Профиль
Кей Тешке

Основные секторы и процессы

Источники волокна для целлюлозно-бумажной промышленности
Аня Киф и Кей Тешке

Обработка древесины
Аня Киф и Кей Тешке

варка
Аня Киф, Джордж Астракианакис и Джудит Андерсон

Отбеливание
Джордж Астракианакис и Джудит Андерсон

Операции с переработанной бумагой
Дик Хидерик

Производство и переработка листового металла: товарная целлюлоза, бумага, картон
Джордж Астракианакис и Джудит Андерсон

Производство электроэнергии и водоподготовка
Джордж Астракианакис и Джудит Андерсон

Химическое и побочное производство
Джордж Астракианакис и Джудит Андерсон

Профессиональные опасности и средства контроля
Кей Тешке, Джордж Астракианакис, Джудит Андерсон, Аня Киф и Дик Хидерик

Паттерны болезней и травм

Травмы и незлокачественные заболевания
Сьюзан Кеннеди и Кьелл Торен

рак
Кьелл Торен и Кей Тешке

Вопросы окружающей среды и общественного здравоохранения
Аня Киф и Кей Тешке

таблицы

Щелкните ссылку ниже, чтобы просмотреть таблицу в контексте статьи.

1. Занятость и производство в отдельных странах (1994 г.)
2. Химические составляющие источников целлюлозно-бумажного волокна
3. Отбеливатели и условия их использования
4. Добавки для производства бумаги
5. Потенциальные угрозы здоровью и безопасности по областям процесса
6. Исследования рака легких и желудка, лимфомы и лейкемии
7. Суспензии и биологическая потребность в кислороде при варке целлюлозы

цифры

Наведите курсор на миниатюру, чтобы увидеть подпись к рисунку, щелкните, чтобы увидеть рисунок в контексте статьи.

ППИ010Ф1ППИ010Ф2ППИ010Ф3ППИ010Ф4ППИ020Ф1ППИ030Ф1ППИ020Ф1ППИ040Ф1ППИ040Ф2ППИ070Ф1ППИ070Ф2ППИ100Ф1ППИ140Ф1


Нажмите, чтобы вернуться к началу страницы

Основная структура листов целлюлозы и бумаги представляет собой валяный мат из волокон целлюлозы, скрепленных водородными связями. Целлюлоза представляет собой полисахарид, содержащий от 600 до 1,500 повторяющихся единиц сахара. Волокна обладают высокой прочностью на растяжение, абсорбируют добавки, используемые для модификации целлюлозы в изделиях из бумаги и картона, они гибкие, химически стабильные и белые. Целью варки является отделение целлюлозных волокон от других компонентов источника волокна. В случае с древесиной к ним относятся гемицеллюлозы (с 15–90 повторяющимися сахарными звеньями), лигнины (высокополимеризованные и сложные, в основном фенилпропановые звенья; они действуют как «клей», склеивающий волокна вместе), экстрактивные вещества (жиры, воск). , спирты, фенолы, ароматические кислоты, эфирные масла, олеорезины, стеаролы, алкалоиды и пигменты), а также минералы и другие неорганические вещества. Как показано в таблице 1, относительные пропорции этих компонентов варьируются в зависимости от источника волокна.

Таблица 1. Химический состав источников целлюлозно-бумажного волокна (%)

 

Хвойные

Древесины

Солома

бамбук

хлопок

Углеводы

         

а-целлюлоза

38-46

38-49

28-42

26-43

80-85

гемицеллюлоза

23-31

20-40

23-38

15-26

nd

лигнин

22-34

16-30

12-21

20-32

nd

Экстрактивные

1-5

2-8

1-2

0.2-5

nd

Минералы и прочее
неорганические вещества


0.1-7


0.1-11


3-20


1-10


0.8-2

nd = данные отсутствуют.

Хвойные и лиственные деревья являются основным источником волокна для производства целлюлозы и бумаги. Вторичные источники включают солому из пшеницы, ржи и риса; трости, такие как багасса; одревесневшие стебли бамбука, льна и конопли; и семена, листья или лубяные волокна, такие как хлопок, абака и сизаль. Большая часть целлюлозы производится из первичного волокна, но доля переработанной бумаги в производстве увеличивается с 20 % в 1970 г. до 33 % в 1991 г. В 88 г. на производство древесной массы приходилось 1994 % мировых мощностей по производству тонн, рис. 176); поэтому описание целлюлозно-бумажных процессов в следующей статье сосредоточено на производстве древесины. Основные принципы применимы и к другим волокнам.

Рисунок 1. Производственные мощности по производству целлюлозы по всему миру в разбивке по типам целлюлозы

ППИ020Ф1

 

Назад

Понедельник, Март 28 2011 20: 06

Обработка древесины

Древесина может поступать на лесопилку целлюлозного завода в виде необработанных бревен или в виде щепы с лесопилки. На некоторых целлюлозных предприятиях есть лесопильные заводы (часто называемые «деревянными цехами»), которые производят как товарные пиломатериалы, так и сырье для целлюлозного завода. Лесопиление подробно обсуждается в главе Пиломатериалы. В данной статье рассматриваются те элементы подготовки древесины, которые характерны для работы целлюлозного завода.

Участок подготовки древесины на целлюлозном заводе выполняет несколько основных функций: прием и дозирование подачи древесины для процесса варки целлюлозы со скоростью, требуемой комбинатом; подготовить древесину так, чтобы она соответствовала техническим условиям завода по породе, чистоте и размерам; и собрать любой материал, отклоненный предыдущими операциями, и отправить его на окончательное удаление. Древесина превращается в щепу или бревна, подходящие для варки, в несколько этапов, которые могут включать окорку, распиловку, измельчение и сортировку.

Бревна окоривают, потому что кора содержит мало волокон, высокое содержание экстрактивных веществ, темная кора и часто содержит большое количество песка. Окорка может производиться гидравлически с помощью водяных струй под высоким давлением или механически путем трения бревен друг о друга или с помощью металлических режущих инструментов. Гидравлические окорочные машины могут использоваться в прибрежных районах; однако образующиеся сточные воды трудно поддаются очистке и способствуют загрязнению воды.

Окоренные бревна можно распилить на короткие отрезки (от 1 до 6 метров) для получения целлюлозы из каменной древесной массы или расколоть для рафинирования механическим или химическим методами варки. Измельчители, как правило, производят щепу со значительным диапазоном размеров, но для производства целлюлозы требуется щепа очень специфических размеров, чтобы обеспечить постоянный поток через рафинеры и равномерную варку в варочных котлах. Таким образом, щепа проходит через серию сит, функцией которых является разделение стружки по длине или толщине. Крупногабаритная щепа повторно измельчается, а менее крупная щепа либо используется в качестве отработанного топлива, либо дозируется обратно в поток щепы.

Требования конкретного процесса варки и условия щепы будут определять продолжительность хранения щепы (рис. 1; обратите внимание на различные типы щепы, доступные для варки). В зависимости от предложения волокна и спроса на заводе, завод будет поддерживать запас непросеянной щепы на срок от 2 до 6 недель, обычно в больших штабелях щепы на открытом воздухе. Щепа может разлагаться в результате реакций автоокисления и гидролиза или грибкового поражения компонентов древесины. Во избежание загрязнения краткосрочные запасы (от часов до дней) просеянной щепы хранятся в силосах или бункерах для стружки. Щепа для сульфитной варки может храниться на открытом воздухе в течение нескольких месяцев, чтобы обеспечить улетучивание экстрактивных веществ, что может вызвать проблемы при последующих операциях. Щепа, используемая на крафтовых заводах, где скипидар и талловое масло извлекаются как коммерческие продукты, обычно направляется непосредственно на варку целлюлозы.

Рис. 1. Зона хранения щепы с фронтальными загрузчиками

ППИ030Ф1

Джордж Астракианакис

 

Назад

Понедельник, Март 28 2011 20: 09

варка

Измельчение – это процесс, при котором связи в структуре древесины разрушаются либо механически, либо химически. Химическая целлюлоза может быть получена либо щелочным (т.е. сульфатным или сульфатным), либо кислотным (т.е. сульфитным) способами. Наибольшая доля целлюлозы производится сульфатным способом, затем следуют механический (в том числе полухимический, термомеханический и механический) и сульфитный способы (рис. 1). Процессы варки целлюлозы различаются выходом и качеством продукта, а химические методы — используемыми химическими веществами и долей, которую можно восстановить для повторного использования.

Рисунок 1. Производственные мощности по производству целлюлозы по всему миру в разбивке по типам целлюлозы

ППИ020Ф1

Механическое измельчение

Механическая пульпа производится путем измельчения древесины о камень или между металлическими пластинами, в результате чего древесина разделяется на отдельные волокна. Действие сдвига разрушает волокна целлюлозы, так что полученная целлюлоза слабее, чем целлюлоза, разделенная химическим путем. Лигнин, связывающий целлюлозу с гемицеллюлозой, не растворяется; он просто размягчается, позволяя волокнам отделяться от древесной матрицы. Выход (доля исходной древесины в целлюлозе) обычно превышает 85%. В некоторых методах механического производства целлюлозы также используются химические вещества (например, химико-механическая целлюлоза); их выход ниже, поскольку они удаляют больше нецеллюлозных материалов.

При варке древесной массы (SGW), старейшем и исторически наиболее распространенном механическом методе, волокна удаляются из коротких бревен путем прижимания их к вращающемуся абразивному цилиндру. При механической обработке целлюлозы на рафинере (RMP, рис. 2), которая приобрела популярность после того, как стала коммерчески жизнеспособной в 1960-х годах, древесная щепа или опилки подаются через центр дискового рафинера, где они измельчаются на более мелкие кусочки по мере того, как они выталкиваются наружу. постепенно сужающиеся стержни и канавки. (На рис. 2 рафинеры заключены в центре рисунка, а их большие двигатели слева. Стружка подается по трубам большого диаметра, а пульпа выходит из труб меньшего диаметра.) Модификацией RMP является термомеханическая обработка целлюлозы (TMP ), в котором щепа пропаривается до и во время рафинирования, обычно под давлением.

Рисунок 2. Механическая варка целлюлозы на рафинере

ППИ040Ф1

Библиотека Канфора

Один из самых ранних методов производства химико-механической целлюлозы включал предварительное пропаривание бревен перед кипячением их в растворах для химической варки, а затем их измельчение в каменных мельницах для получения целлюлозы «химико-молотая древесина». В современном химико-механическом производстве целлюлозы используются дисковые рафинеры с химической обработкой (например, бисульфитом натрия, гидроксидом натрия) до, во время или после рафинирования. Целлюлоза, полученная таким образом, называется либо химико-механической целлюлозой (ХМЦ), либо химико-термомеханической целлюлозой (ХТММ), в зависимости от того, проводилась ли рафинация при атмосферном или повышенном давлении. Ряд организаций разработали и запатентовали специализированные варианты ХТММ.

Химическая варка и восстановление

Химическая целлюлоза производится путем химического растворения лигнина между древесными волокнами, что позволяет волокнам разделяться относительно неповрежденными. Поскольку в этих процессах удаляется большая часть неволокнистых компонентов древесины, выход обычно составляет порядка 40–55%.

При производстве химической целлюлозы стружка и химикаты в водном растворе варятся вместе в автоклаве (варочном котле, рис. 3), который может работать в периодическом или непрерывном режиме. При периодическом приготовлении варочный котел заполняется стружкой через верхнее отверстие, добавляются химические вещества для пищеварения, и содержимое готовится при повышенной температуре и давлении. После завершения варки давление сбрасывается, «выдувая» делигнифицированную пульпу из варочного котла в сборный резервуар. Затем последовательность повторяется. При непрерывном варке предварительно пропаренная щепа подается в варочный котел с постоянной скоростью. Стружка и химикаты смешиваются в зоне пропитки в верхней части варочного котла, а затем проходят через верхнюю зону варки, нижнюю зону варки и зону промывки, после чего попадают в продувочный резервуар.

Рис. 3. Варочный котел непрерывного действия со строящимся конвейером для стружки.

ППИ040Ф2

Библиотека Канфора

В настоящее время химические вещества, используемые для пищеварения, извлекаются в большинстве операций по производству химической целлюлозы. Основными задачами являются извлечение и восстановление химических веществ для пищеварения из отработанного варочного щелока, а также получение тепловой энергии путем сжигания растворенного органического материала из древесины. Полученный пар и электричество обеспечивают некоторые, если не все потребности завода в энергии.

Сульфатная варка и извлечение

Сульфатный процесс дает более прочную и темную целлюлозу, чем другие методы, и требует химического восстановления, чтобы конкурировать с экономической точки зрения. Этот метод произошел от содовой варки (при которой для пищеварения используется только гидроксид натрия) и начал приобретать известность в промышленности с 1930-х по 1950-е годы с развитием процессов отбеливания диоксидом хлора и химического восстановления, которые также производили пар и электроэнергию для мельницы. Свою роль также сыграла разработка коррозионно-стойких металлов, таких как нержавеющая сталь, для работы в кислых и щелочных средах на целлюлозных заводах.

Варочная смесь (белый щелок) представляет собой гидроксид натрия (NaOH, «едкий») и сульфид натрия (Na2С). Современное производство сульфатной целлюлозы обычно осуществляется в варочных котлах непрерывного действия, часто футерованных нержавеющей сталью (рис. 3). Температуру варочного котла медленно повышают приблизительно до 170°С и поддерживают на этом уровне в течение приблизительно 3-4 часов. Целлюлоза (называемая коричневой массой из-за ее цвета) просеивается для удаления сырой древесины, промывается для удаления отработанной варочной смеси (теперь это черный щелок) и отправляется либо на отбеливающий завод, либо в цех по производству целлюлозы. Необработанная древесина либо возвращается в варочный котел, либо отправляется на сжигание в энергетический котел.

Черный щелок, собранный из варочного котла и промывочных машин бурого сырья, содержит растворенные органические вещества, точный химический состав которых зависит от породы древесины, из которой производится варка, и условий варки. Щелок концентрируется в испарителях до содержания воды менее 40%, а затем распыляется в котел-утилизатор. Органический компонент расходуется в качестве топлива, выделяя тепло, которое утилизируется в верхней части топки в виде высокотемпературного пара. Несгоревший неорганический компонент собирается на дне котла в виде расплавленного расплава. Расплав вытекает из печи и растворяется в слабом растворе щелочи, образуя «зеленый щелок», содержащий в основном растворенный Na.2S и карбонат натрия ( Na2CO3). Этот раствор перекачивают на завод повторного каустификации, где он осветляется, а затем вступает в реакцию с гашеной известью.
(Са(ОН)2), образуя NaOH и карбонат кальция (CaCO3). Белый щелок фильтруют и сохраняют для последующего использования. СаСО3 направляется в печь для обжига извести, где нагревается для регенерации извести (CaO).

 

Сульфитная варка и извлечение

Производство сульфитной целлюлозы доминировало в промышленности с конца 1800-х до середины 1900-х годов, но метод, использовавшийся в то время, был ограничен типами древесины, из которых можно было производить целлюлозу, и загрязнением, создаваемым сбросом неочищенных отходов варочного раствора в водные пути. Новые методы позволили решить многие из этих проблем, но производство сульфитной целлюлозы в настоящее время составляет небольшой сегмент рынка целлюлозы. Хотя при сульфитной варке обычно используется кислотное выщелачивание, существуют как нейтральные, так и основные варианты.

Варочный раствор сернистой кислоты (H2SO3) и бисульфит-ион (HSO3) готовится на месте. Элементарную серу сжигают с получением диоксида серы ( SO2), который проходит через абсорбционную колонну, содержащую воду и одно из четырех щелочных оснований (CaCO3, исходное сульфитное основание, Na2CO3, гидроксид магния (Mg(OH)2) или гидроксид аммония (NH4OH)) которые производят кислоту и ион и контролируют их пропорции. Сульфитную варку обычно проводят в варочных котлах периодического действия с кирпичной футеровкой. Чтобы избежать нежелательных реакций, варочный котел медленно нагревают до максимальной температуры 130–140°C и варят чипсы в течение длительного времени (от 6 до 8 часов). По мере увеличения давления в метантенке газообразный диоксид серы ( SO2) стравливается и снова смешивается с сырой кулинарной кислотой. Когда остается от 1 до 1.5 часов времени приготовления, нагрев прекращают, а давление снижают путем выпуска газа и пара. Пульпа выдувается в сборный резервуар, затем промывается и просеивается.

Отработанная смесь сбраживания, называемая красным щелоком, может использоваться для регенерации тепла и химических веществ во всех операциях, кроме операций на основе бисульфита кальция. При варке сульфитной целлюлозы на основе аммиака сначала отгоняют разбавленный красный щелок для удаления остаточного SO.2, затем сконцентрировали и сожгли. Дымовой газ, содержащий SO2 охлаждается и проходит через абсорбционную колонну, где свежий аммиак соединяется с ним для регенерации варочного раствора. Наконец, ликер фильтруют, обогащают свежим SO.2 и хранится. Аммиак не может быть рекуперирован, потому что он превращается в азот и воду в котле-утилизаторе.

При варке сульфитной целлюлозы на основе магния сжигание концентрированного варочного раствора дает оксид магния (MgO) и SO.2, которые легко восстанавливаются. В этом процессе не образуется корюшка; скорее MgO собирают из дымовых газов и гасят водой для получения гидроксида магния (Mg(OH)2). ТАК2 охлаждают и объединяют с Mg(OH)2 в абсорбционной башне для восстановления варочного раствора. Бисульфит магния (Mg(HSO3)2) затем обогащается свежим SO2 и хранится. Возможна рекуперация от 80 до 90% химикатов для приготовления пищи.

Восстановление сульфитного варочного раствора на основе натрия является более сложным. Концентрированный отработанный щелок сжигают, и примерно 50% серы превращается в SO.2. Остаток натрия и серы собирается на дне котла-утилизатора в виде расплава Na.2С и На2CO3. Корюшку растворяют с получением зеленого щелока, который превращают в бисульфит натрия (NaHSO).3) в несколько шагов. NaHSO3 укрепляется и хранится. В процессе регенерации образуются восстановленные сернистые газы, в частности сероводород ( H2S).

 

Назад

Понедельник, Март 28 2011 20: 13

Отбеливание

Отбеливание представляет собой многоэтапный процесс, который очищает и осветляет сырую целлюлозу. Цель состоит в том, чтобы растворить (химическая целлюлоза) или модифицировать (механическая целлюлоза) лигнин коричневого цвета, который не был удален во время варки целлюлозы, сохраняя при этом целостность волокон целлюлозы. Мельница производит целлюлозу по индивидуальному заказу, варьируя порядок, концентрацию и время реакции отбеливающих агентов.

Каждая стадия отбеливания определяется отбеливающим агентом, pH (кислотностью), температурой и продолжительностью (таблица 1). После каждого этапа отбеливания целлюлоза может быть промыта щелочью для удаления отработанных отбеливающих химикатов и растворенного лигнина, прежде чем она перейдет к следующему этапу. После последней стадии целлюлоза прокачивается через серию сит и очистителей для удаления любых загрязнений, таких как грязь или пластик. Затем его концентрируют и отправляют на хранение.

Таблица 1. Отбеливатели и условия их применения

 

Символ

Концентрация
агента (%)

pH

Последовательность*
(%)

Температура
(° C)

Время (ч)

Хлор (Cl2)

C

2.5-8

2

3

20-60

0.5-1.5

Гидроксид натрия (NaOH)

E

1.5-4.2

11

10-12

1-2

Диоксид хлора (ClO2)

D

~1

0-6

10-12

60-75

2-5

Гипохлорит натрия (NaOCl)

H

1-2

9-11

10-12

30-50

0.5-3

Кислород (O2)

O

1.2-1.9

7-8

25-33

90-130

0.3-1

Перекись водорода (H2O2)

P

0.25

10

12

35-80

4

Озон (O3)

Z

0.5-3.5

2-3

35-55

20-40

Кислотная промывка (SO2)

A

4-6

1.8-5

1.5

30-50

0.25

Дитионит натрия (NaS2O4)

Y

1-2

5.5-8

4-8

60-65

1-2

* Концентрация клетчатки в водном растворе.

Исторически сложилось так, что наиболее распространенная последовательность отбеливания, используемая для производства товарной беленой сульфатной целлюлозы, основана на пятистадийном процессе CEDED (определение символов см. в таблице 1). Первые две стадии отбеливания завершают процесс делигнификации и считаются продолжением варки целлюлозы. Из-за экологических опасений по поводу хлорированных органических соединений в сточных водах целлюлозных заводов многие заводы заменяют диоксид хлора (ClO2) на часть хлора (Cl2), используемые на первой стадии отбеливания (CDЭДЭД) и использовать кислород (O2) предварительная обработка во время первой экстракции щелочью (CDEOДЭД). Текущая тенденция в Европе и Северной Америке заключается в полной замене ClO.2 (например, DEDED) или устранение обоих Cl2 и ClO2. Где ClO2 используется диоксид серы ( SO2) добавляется на заключительном этапе промывки в качестве «антихлора», чтобы остановить ClO2 реакцию и контролировать рН. Недавно разработанные последовательности отбеливания без хлора (например, OAZQP, OQPZP, где Q = хелатирование) используют ферменты, O2, озон (О3), перекись водорода (H2O2), надкислоты и хелатирующие агенты, такие как этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА). К 1993 году на восьми фабриках по всему миру было принято отбеливание без использования хлора. Поскольку эти новые методы исключают этапы кислотного отбеливания, кислотная промывка является необходимым дополнением к начальным этапам крафт-отбелки, позволяющим удалить металлы, связанные с целлюлозой.

Сульфитную целлюлозу обычно легче отбеливать, чем крафт-целлюлозу, из-за более низкого содержания в ней лигнина. Короткие последовательности отбеливания (например, CEH, DCEHD, P, HP, EPOP) можно использовать для большинства сортов бумаги. Для растворимой сульфитной целлюлозы, используемой в производстве искусственного шелка, целлофана и т. д., удаляются как гемицеллюлоза, так и лигнин, что требует более сложных последовательностей отбеливания (например, C1C2ЭХДА). Окончательная промывка кислотой предназначена как для контроля металлов, так и для защиты от хлора. Нагрузка сточных вод для растворимой сульфитной целлюлозы намного больше, потому что потребляется очень много сырой древесины (типовой выход 50%) и используется больше воды.

Термин подсветка используется для описания отбеливания механической и другой высокопродуктивной целлюлозы, поскольку они отбеливаются путем разрушения хромофорных групп без растворения лигнина. Осветляющие агенты включают H2O2 и/или гидросульфит натрия (NaS2O4). Исторически сложилось так, что гидросульфит цинка (ZnS2O4) широко использовался, но был в значительной степени устранен из-за его токсичности в сточных водах. Перед отбеливанием добавляют хелатирующие агенты, чтобы нейтрализовать любые ионы металлов, тем самым предотвращая образование окрашенных солей или разложение H2O2. Эффективность механического отбеливания целлюлозы зависит от породы древесины. Твердые породы (например, тополь и тополь) и мягкие породы (например, ель и бальзам) с низким содержанием лигнина и экстрактивных веществ могут быть отбелены до более высокого уровня белизны, чем более смолистые сосна и кедр.

 

Назад

Понедельник, Март 28 2011 20: 15

Операции с переработанной бумагой

Использование макулатуры или переработанной бумаги в качестве сырья для производства целлюлозы увеличилось за последние несколько десятилетий, и некоторые бумажные фабрики почти полностью зависят от макулатуры. В некоторых странах макулатуру перед сбором отделяют от других бытовых отходов у источника. В других странах разделение по сортам (например, гофрокартон, газетная бумага, высококачественная бумага, смешанная) происходит на специальных заводах по переработке.

Переработанная бумага может быть переработана в относительно мягкий процесс, в котором используется вода, а иногда и NaOH. Мелкие куски металла и пластика могут быть отделены во время и/или после репульпации с помощью веревки для мусора, циклонов или центрифугирования. Наполнители, клеи и смолы удаляются на этапе очистки путем продувки пульпы воздухом, иногда с добавлением флокулянтов. Пена содержит нежелательные химические вещества и удаляется. Из целлюлозы можно удалить краску, используя ряд стадий промывки, которые могут включать или не включать использование химикатов (например, поверхностно-активных веществ, производных жирных кислот) для растворения оставшихся примесей и отбеливающих агентов для отбеливания целлюлозы. Отбеливание имеет тот недостаток, что оно может уменьшить длину волокна и, следовательно, ухудшить качество конечной бумаги. Отбеливающие химикаты, используемые при производстве вторичной целлюлозы, обычно аналогичны тем, которые используются при отбеливании механической целлюлозы. После операций репульпации и удаления краски следует производство листа способом, очень похожим на производство целлюлозы из первичных волокон.

 

Назад

Конечная продукция целлюлозно-бумажных комбинатов зависит от процесса производства целлюлозы и может включать товарную целлюлозу и различные виды изделий из бумаги или картона. Например, относительно слабая механическая масса перерабатывается в продукты одноразового использования, такие как газеты и салфетки. Крафт-целлюлоза перерабатывается в многоцелевые бумажные изделия, такие как высококачественная писчая бумага, книги и пакеты для продуктов. Сульфитная пульпа, которая в основном представляет собой целлюлозу, может использоваться в ряде разнообразных конечных продуктов, включая специальную бумагу, вискозу, фотопленку, тротил, пластмассы, клеи и даже мороженое и смеси для тортов. Химико-механическая целлюлоза исключительно жесткая и идеально подходит для структурной поддержки, необходимой для гофрированного тарного картона. Волокна в целлюлозе из переработанной бумаги обычно короче, менее гибки и менее водопроницаемы, и поэтому их нельзя использовать для производства высококачественной бумажной продукции. Поэтому переработанная бумага в основном используется для производства изделий из мягкой бумаги, таких как папиросная бумага, туалетная бумага, бумажные полотенца и салфетки.

Для производства товарной целлюлозы суспензию целлюлозы обычно еще раз просеивают и регулируют ее консистенцию (от 4 до 10%), прежде чем она будет готова для целлюлозно-бумажной машины. Затем пульпа распределяется на движущееся металлическое сито или пластиковую сетку (известную как «сетка») в «мокрой части» машины для производства целлюлозы, где оператор контролирует скорость движущейся сетки и содержание воды в пульпе ( 1; прессы и крышка сушилки видны вверху слева; на современных мельницах операторы проводят много времени в диспетчерских). Вода и фильтрат протягиваются через проволоку, оставляя паутину из волокон. Лист целлюлозы проходит через серию вращающихся валков («прессов»), которые выжимают воду и воздух до тех пор, пока консистенция волокна не составит 40-45%. Затем лист пропускается через многоуровневую последовательность сушилок с горячим воздухом до тех пор, пока консистенция не достигнет 90–95%. Наконец, непрерывный лист целлюлозы разрезают на куски и укладывают в тюки. Кипы целлюлозы прессуют, заворачивают и упаковывают в пачки для хранения и транспортировки.

Рис. 1. Влажный конец целлюлозно-бумажной машины с волокнистым матом на сетке.

ППИ070Ф1

Библиотека Канфора

Хотя в принципе это похоже на изготовление листов целлюлозы, производство бумаги значительно сложнее. Некоторые фабрики используют различные виды целлюлозы для оптимизации качества бумаги (например, смесь твердой и мягкой древесины, крафт-бумаги, сульфитной, механической или переработанной целлюлозы). В зависимости от типа используемой целлюлозы перед формированием бумажного листа необходимо выполнить ряд шагов. Как правило, высушенную товарную целлюлозу регидратируют, а целлюлозу высокой консистенции из хранилища разбавляют. Волокна целлюлозы можно измельчать для увеличения площади соединения волокон и, таким образом, повышения прочности бумажного листа. Затем пульпа смешивается с «мокрыми» добавками (таблица 1) и проходит через последний набор сит и очистителей. Затем целлюлоза готова для бумагоделательной машины.

Таблица 1. Добавки для производства бумаги

Добавки

Местоположение применено

Назначение и/или примеры конкретных агентов

Наиболее часто используемые добавки

Тальк

Мокрый конец

Контроль смолы (предотвращение отложения и накопления
шага)
Наполнитель (сделать ярче, ровнее, матовее)

Диоксид титана

Мокрый конец

Пигмент (осветление листа, улучшение печати)
Наполнитель (сделать ярче, ровнее, матовее)

«Квасцы» (Al2(ТАК4)3)

Мокрый конец

Осаждает проклейку канифоли на волокнах
Удерживающая добавка (фиксация добавок к волокнам, улучшение целлюлозы
задержка волокон)

канифоль

Мокрый конец

Внутренний размер (сопротивление проникновению жидкости)

Глина (каолин)

Влажный/сухой

Наполнитель (сделать ярче, ровнее, матовее)
Пигмент или поверхностное покрытие (придание цвета)

Крахмал

Влажный/сухой

Размер поверхности (сопротивление проникновению жидкости)
Добавка для повышения прочности в сухом состоянии (увеличение прочности, снижение
поверхностный ворс)
Удерживающая добавка (связывает добавки с бумагой, улучшает
удержание волокон пульпы)

Красители и
Пигменты

Влажный/сухой

например, кислотные, основные или прямые красители, цветные лаки,
СаСО3, может также включать платежеспособные транспортные средства

латекс

Сухой конец

Клей (армировать лист, связывать добавки с бумагой,
заполнить поры)
Гидроизоляция (противодействие проникновению жидкости)

Другие добавки

Слимициды

Мокрый конец

например, тионы, тиазолы, тиоцианаты, гиокарбаматы, тиолы, изотиазолиноны,
формальдегид, глутаровый альдегид, гликоли, нафтол,
хлорированные и бромированные органические вещества, органические
соединения ртути

Пеногасители

Мокрый конец

например, сосновое масло, мазут, переработанные масла, силиконы, спирты

Обработка проволоки
агенты

Мокрый конец

например, имидазолы, бутилдигликоль, ацетон, скипидар,
фосфорная кислота

Мокрый и сухой
добавки для повышения прочности

Мокрый конец

например, формальдегидные смолы, эпихлоргидрин, глиоксаль,
камеди, полиамины, фенолы,
полиакриламиды, полиамиды, производные целлюлозы

Покрытия,
клеи и
пластификаторы

Сухой конец

например, гидроксид алюминия, поливинилацетат,
акрил, льняное масло, камедь, протеиновый клей, воск
эмульсии, азит, глиоксаль, стеараты, растворители,
полиэтилен, производные целлюлозы, фольга, каучук
производные, полиамины, полиэфиры,
бутадиен-стирольные полимеры

Другое

Влажный/сухой

Ингибиторы коррозии, диспергаторы, огнезащитные,
средства против потускнения, дренажные добавки, дефлокулянты, рН
регулирующие агенты, консерванты

 

Распределитель потока и напорный ящик распределяют тонкую суспензию (от 1 до 3%) рафинированной целлюлозы на движущуюся сетку (аналогично целлюлозной машине, только с гораздо большей скоростью, иногда превышающей 55 км/ч), которая формирует волокна в тонкий фетровый лист. Лист проходит через ряд прижимных валов в секцию сушки, где ряд валов с паровым нагревом испаряет большую часть оставшейся воды. На этой стадии полностью сформировались водородные связи между волокнами. Наконец, бумага каландрируется и наматывается. Каландрирование — это процесс, при котором поверхность бумаги гладится и уменьшается ее толщина. Высушенный, каландрированный бумажный лист наматывается на рулон, маркируется и транспортируется на склад (рис. 2; обратите внимание на макулатуру под рулоном и открытую панель управления оператора). Добавки «сухого конца» могут быть добавлены перед каландрированием на бумагоделательной машине или в отдельных «внемашинных» операциях нанесения покрытия в перерабатывающем секторе промышленности.

Рис. 2. Сухой конец бумагоделательной машины: полная рулонная бумага и оператор, использующий пневматическую продольно-резательную машину для обрезки конца.

ППИ070Ф2

Джордж Астракианакис

В процессе производства бумаги используются различные химические вещества, чтобы придать бумаге определенные характеристики поверхности и свойства листа. Наиболее часто используемые добавки (таблица 1) обычно используются в процентах, хотя некоторые из них, такие как глина и тальк, могут составлять до 40% от сухой массы некоторых видов бумаги. В таблице 1 также указано разнообразие химических добавок, которые могут быть использованы для конкретных производственных целей и продуктов; некоторые из них используются в очень низких концентрациях (например, слимициды добавляют в технологическую воду в частях на миллион).

Процесс изготовления картона аналогичен процессу изготовления бумаги или целлюлозы. Суспензию пульпы и воды распределяют по движущейся проволоке, воду удаляют, лист сушат и хранят в виде рулона. Процесс отличается способом формирования листа для придания толщины, объединением нескольких слоев и процессом сушки. Доска может быть изготовлена ​​из однослойных или многослойных листов с сердцевиной или без нее. Листы обычно представляют собой высококачественную крафт-целлюлозу (или смесь крафт-целлюлозы и CTMP), а сердцевина изготавливается либо из смеси полухимической и недорогой переработанной целлюлозы, либо из полностью переработанной целлюлозы и других отходов. Покрытия, пароизоляция и несколько слоев добавляются в зависимости от конечного использования для защиты содержимого от воды и физического повреждения.

 

Назад

Помимо извлечения щелока, целлюлозные заводы извлекают значительную часть энергии из сжигания отходов и побочных продуктов процесса в энергетических котлах. Такие материалы, как кора, древесные отходы и сухой шлам, собранные из систем очистки сточных вод, могут сжигаться для получения пара для питания электрических генераторов.

Целлюлозно-бумажные комбинаты потребляют огромное количество пресной воды. Завод по производству беленой крафт-целлюлозы мощностью 1,000 тонн в день может потреблять более 150 миллионов литров воды в день; бумажная фабрика тем более. Для предотвращения неблагоприятного воздействия на мельничное оборудование и поддержания качества продукции поступающая вода должна очищаться от загрязняющих веществ, бактерий и минералов. В зависимости от качества поступающей воды применяется несколько обработок. Отстойники, фильтры, флокулянты, хлор и ионообменные смолы — все это используется для обработки воды перед ее использованием в технологическом процессе. Вода, используемая в энергетических котлах и котлах-утилизаторах, дополнительно обрабатывается поглотителями кислорода и ингибиторами коррозии, такими как гидразин и морфолин, чтобы избежать образования отложений в трубах котла, уменьшить коррозию металла и предотвратить попадание воды в паровую турбину. .

 

Назад

Понедельник, Март 28 2011 20: 19

Химическое и побочное производство

Поскольку многие отбеливающие химикаты химически активны и опасны при транспортировке, они производятся на месте или поблизости. Диоксид хлора (ClO2), гипохлорит натрия (NaOCl) и надкислоты всегда производятся на месте, а хлор (Cl2) и гидроксид натрия или едкий натр (NaOH) обычно производятся за пределами площадки. Талловое масло, продукт, полученный из смолы и жирных кислот, которые извлекаются во время крафтовой варки, может быть очищено на месте или за его пределами. Скипидар, более легкая побочная фракция крафт-бумаги, часто собирают и концентрируют на месте, а очищают в другом месте.

Двуокись хлора

Диоксид хлора (ClO2) представляет собой высокореактивный зеленовато-желтый газ. Он токсичен и вызывает коррозию, взрывается при высоких концентрациях (10%) и быстро восстанавливается до Cl.2 И O2 в присутствии ультрафиолета. Его необходимо готовить в виде разбавленного газа и хранить в виде разбавленной жидкости, что делает невозможным транспортировку в больших объемах.

ClO2 образуется путем восстановления хлората натрия ( Na2ClO3) либо с SO2, метанол, соль или соляная кислота. Газ, выходящий из реактора, конденсируют и хранят в виде 10% жидкого раствора. Современный ClO2 генераторы работают с эффективностью 95% или выше, а небольшое количество Cl2 то, что производится, будет собираться или очищаться от отходящего газа. Побочные реакции могут возникать в зависимости от чистоты исходных химикатов, температуры и других параметров процесса. Побочные продукты возвращаются в процесс, а отработанные химикаты нейтрализуются и удаляются.

Гипохлорит натрия

Гипохлорит натрия (NaOCl) получают путем объединения Cl2 разбавленным раствором NaOH. Это простой автоматизированный процесс, который практически не требует вмешательства. Процесс контролируется поддержанием такой концентрации щелочи, чтобы остаточный Cl2 в технологическом сосуде сводится к минимуму.

Хлор и каустик

Хлор (Cl2), используемый в качестве отбеливателя с начала 1800-х годов, представляет собой высокореактивный, токсичный газ зеленого цвета, который становится коррозионно-активным при наличии влаги. Хлор обычно производится электролизом рассола (NaCl) в Cl.2 и NaOH на региональных установках, и транспортируется к потребителю в чистом виде. Для производства Cl используются три метода.2 в промышленных масштабах: ртутная ячейка, диафрагменная ячейка и самая последняя разработка - мембранная ячейка. Кл2 всегда производится на аноде. Затем его охлаждают, очищают, сушат, сжижают и транспортируют на мельницу. На крупных или удаленных целлюлозных заводах могут быть построены местные объекты, а2 можно транспортировать в виде газа.

Качество NaOH зависит от того, какой из трех процессов используется. В старом методе ртутных элементов натрий и ртуть объединяются, образуя амальгаму, которая разлагается водой. Полученный NaOH почти чист. Одним из недостатков этого процесса является то, что ртуть загрязняет рабочее место и приводит к серьезным экологическим проблемам. NaOH, полученный из диафрагменной ячейки, удаляют с отработанным солевым раствором и концентрируют, чтобы позволить соли кристаллизоваться и отделиться. В качестве диафрагмы используется асбест. Чистейший NaOH производится в мембранных клетках. Полупроницаемая мембрана на основе смолы позволяет ионам натрия проходить без солевого раствора или ионов хлора и соединяться с водой, добавляемой в катодную камеру, с образованием чистого NaOH. Водородный газ является побочным продуктом каждого процесса. Обычно его обрабатывают и используют либо в других процессах, либо в качестве топлива.

Производство таллового масла

Крафт-варка высокосмолистых пород, таких как сосна, дает натриевые мыла из смолы и жирных кислот. Мыло собирается из резервуаров для хранения черного щелока и из резервуаров для сбора мыла, которые расположены в испарительной линии процесса химической регенерации. Рафинированное мыло или талловое масло можно использовать в качестве добавки к топливу, агента для борьбы с пылью, дорожного стабилизатора, вяжущего вещества для дорожного покрытия и кровельного флюса.

На перерабатывающем заводе мыло хранится в первичных резервуарах, чтобы черный щелок мог осесть на дно. Мыло поднимается и переливается во второй резервуар для хранения. Серную кислоту и декантированное мыло подают в реактор, нагревают до 100°С, перемешивают и дают отстояться. После отстаивания в течение ночи неочищенное талловое масло декантируют в сосуд для хранения и оставляют там еще на сутки. Верхняя фракция считается сухим нерафинированным талловым маслом и перекачивается в хранилище, готовая к отгрузке. Вареный лигнин в нижней фракции станет частью последующей партии. Отработанную серную кислоту перекачивают в резервуар для хранения, а лигнину дают осесть на дно. Лигнин, оставшийся в реакторе, концентрируют в течение нескольких варок, растворяют в 20%-ном растворе каустика и возвращают в первичный мыльный бак. Периодически собранный черный щелок и остаточный лигнин из всех источников концентрируются и сжигаются в качестве топлива.

Восстановление скипидара

Газы из автоклавов и конденсат из испарителей черного щелока могут собираться для извлечения скипидара. Газы конденсируют, объединяют, затем очищают от скипидара, который повторно конденсируют, собирают и направляют в декантер. Верхняя фракция декантера отводится и направляется на хранение, а нижняя фракция возвращается в стриппер. Скипидар-сырец хранится отдельно от остальной части системы сбора, поскольку он ядовит и легко воспламеняется, и обычно перерабатывается за пределами площадки. Все неконденсирующиеся газы собираются и сжигаются либо в энергетических котлах, либо в печи для обжига извести, либо в специальной печи. Скипидар можно перерабатывать для использования в камфоре, синтетических смолах, растворителях, флотоагентах и ​​инсектицидах.

 

Назад

В таблице 1 представлен обзор типов воздействия, которое можно ожидать в каждой области производства целлюлозы и бумаги. Хотя облучение может быть указано как специфическое для определенных производственных процессов, облучение работников из других областей также может иметь место в зависимости от погодных условий, близости к источникам облучения и от того, работают ли они более чем в одной технологической области (например, контроль качества, общие трудовые отношения). бассейн и обслуживающий персонал).

Таблица 1. Потенциальные угрозы здоровью и безопасности в целлюлозно-бумажном производстве в разбивке по технологическим процессам

Область процесса

Угроза безопасности

Физические опасности

Химическая опасность

Биологические опасности

Подготовка древесины

       

Бревенчатый пруд

Утопление; мобильное оборудование;
скольжение, падение

Шум; вибрация; холодный; нагревать

Выхлоп двигателя

 

Деревянная комната

Зажимные точки; скольжение, падение

Шум; вибрация

Терпены и другие экстракты древесины; древесная пыль

бактерии; грибы

Скрининг чипа

Зажимные точки; скольжение, падение

Шум; вибрация

Терпены и другие экстракты древесины; древесная пыль

бактерии; грибы

Чип двор

Зажимные точки; мобильное оборудование

Шум; вибрация; холодный; нагревать

выхлоп двигателя; терпены и другие экстракты древесины; древесная пыль

бактерии; грибы

варка

       

Каменная древесина
варка

Поскользнуться, упасть

Шум; электрические и магнитные поля; высокая влажность

   

РМП, ЦМП, СТМП

Поскользнуться, упасть

Шум; электрические и магнитные поля; высокая влажность

Кулинарные химикаты и побочные продукты; терпены и другие экстракты древесины; древесная пыль

 

Сульфатная варка

Поскользнуться, упасть

Шум; высокая влажность; нагревать

Кислоты и щелочи; кулинарные химикаты и побочные продукты; восстановленные сернистые газы; терпены
и другие древесные экстракты; древесная пыль

 

Восстановление сульфата

Взрывы; точки защемления; скольжение,
падение

Шум; нагревать; пар

Кислоты и щелочи; асбест; пепел; кулинарные химикаты и побочные продукты; топливо; уменьшенный
сернистые газы; сернистый газ

 

Сульфитная варка

Поскользнуться, упасть

Шум; высокая влажность; нагревать

Кислоты и щелочи; кулинарные химикаты и побочные продукты; сернистый газ; терпены и другие экстракты древесины; древесная пыль

 

Извлечение сульфита

Взрывы; точки защемления; скольжение,
падение

Шум; нагревать; пар

Кислоты и щелочи; асбест; пепел; кулинарные химикаты и побочные продукты; топливо; сернистый газ

 

Репульпация/удаление краски

Поскользнуться, упасть

 

Кислоты и щелочи; отбеливающие химикаты и побочные продукты; красители и чернила; целлюлозно-бумажная пыль; слимициды; растворители

Бактерии

Отбеливание

Поскользнуться, упасть

Шум; высокая влажность; нагревать

Отбеливающие химикаты и побочные продукты; слимициды; терпены и другие экстракты древесины

 

Формование листа и
преобразование

       

Целлюлозная машина

Зажимные точки; скольжение, падение

Шум; вибрация; высокий
влажность; нагревать; пар

Кислоты и щелочи; отбеливающие химикаты и побочные продукты; флокулянт; целлюлозно-бумажная пыль; слимициды; растворители

Бактерии

БДМ

Зажимные точки; скольжение, падение

Шум; вибрация; высокий
влажность; нагревать; пар

Кислоты и щелочи; отбеливающие химикаты и побочные продукты; красители и чернила; флокулянт; целлюлоза/бумага
пыль; бумажные добавки; слимициды; растворители

Бактерии

Отделка

Зажимные точки; мобильное оборудование

Шум

Кислоты и щелочи; красители и чернила; флокулянт;
целлюлозно-бумажная пыль; бумажные добавки; слимициды; растворители

 

Склады

Мобильное оборудование

 

Топливо; выхлоп двигателя; целлюлозно-бумажная пыль

 

Другие операции

       

Выработка энергии

Зажимные точки; скольжение, падение

Шум; вибрация; электрические и
магнитные поля; нагревать; пар

Асбест; пепел; топливо; терпены и другие экстракты древесины; древесная пыль

бактерии; грибы

Очистка воды

утопление

 

Отбеливающие химикаты и побочные продукты

Бактерии

Очистка сточных вод

утопление

 

Отбеливающие химикаты и побочные продукты; флокулянт; восстановленные сернистые газы

Бактерии

Диоксид хлора
поколение

Взрывы; скольжение, падение

 

Отбеливающие химикаты и побочные продукты

Бактерии

Восстановление скипидара

Поскользнуться, упасть

 

Кулинарные химикаты и побочные продукты; восстановленные сернистые газы; терпены и другие экстракты древесины

 

Производство таллового масла

   

Кислоты и щелочи; кулинарные химикаты и побочные продукты; восстановленные сернистые газы; терпены и другие экстракты древесины

 

RMP = рафинирование механической варки целлюлозы; CMP = химико-механическая варка целлюлозы; ХТММ = химико-термомеханическая варка.

 

Воздействие потенциальных опасностей, перечисленных в таблице 1, вероятно, зависит от степени автоматизации установки. Исторически промышленное производство целлюлозы и бумаги было полуавтоматическим процессом, требующим значительного ручного вмешательства. На таких объектах операторы будут сидеть за открытыми панелями рядом с процессами, чтобы наблюдать за результатами своих действий. Клапаны вверху и внизу варочного котла открываются вручную, и на этапах заполнения газы в варочном котле вытесняются поступающей щепой (рис. 1). Уровни химических веществ будут регулироваться на основе опыта, а не отбора проб, а корректировка процесса будет зависеть от навыков и знаний оператора, что иногда приводило к сбоям. Например, чрезмерное хлорирование целлюлозы может привести к тому, что рабочие, расположенные ниже по течению, будут подвергаться воздействию повышенного уровня отбеливающих веществ. На большинстве современных заводов переход от насосов и клапанов с ручным управлением к насосам и клапанам с электронным управлением позволяет осуществлять дистанционное управление. Спрос на управление технологическим процессом в пределах узких допусков потребовал компьютеров и сложных инженерных стратегий. Отдельные диспетчерские используются для изоляции электронного оборудования от среды целлюлозно-бумажного производства. Следовательно, операторы обычно работают в диспетчерских с кондиционированием воздуха, которые обеспечивают защиту от шума, вибрации, температуры, влажности и химического воздействия, характерных для операций на мельнице. Другие элементы управления, которые улучшили рабочую среду, описаны ниже.

Рисунок 1. Рабочий открывает крышку варочного котла периодического действия с ручным управлением.

ППИ100Ф1

Архивы Макмиллана Блоделя

Угрозы безопасности, включая точки защемления, мокрые поверхности для ходьбы, движущееся оборудование и высоту, являются общими для целлюлозно-бумажной промышленности. Ограждения вокруг движущихся конвейеров и частей машин, быстрая уборка разливов, пешеходные поверхности, которые обеспечивают дренаж, и ограждения на проходах, прилегающих к производственным линиям или на высоте, — все это имеет важное значение. При обслуживании конвейеров для стружки, валов бумагоделательных машин и всего другого оборудования с движущимися частями необходимо соблюдать процедуры блокировки. Мобильное оборудование, используемое в местах хранения щепы, доков и отгрузочных площадок, складских и других операций, должно иметь защиту от опрокидывания, хорошую видимость и звуковые сигналы; полосы движения для транспортных средств и пешеходов должны быть четко обозначены и подписаны.

Шум и жара также являются повсеместными опасностями. Основным инженерным средством контроля являются кабины оператора, как описано выше, обычно имеющиеся в зонах подготовки древесины, варки целлюлозы, отбеливания и формовки листов. Также доступны закрытые кабины с кондиционером для мобильного оборудования, используемого для складирования щепы и других операций во дворе. Вне этих ограждений работникам обычно требуются средства защиты органов слуха. Работа в горячем технологическом процессе или на открытом воздухе, а также в операциях по техническому обслуживанию судов требует, чтобы рабочие были обучены распознавать симптомы теплового стресса; в таких районах график работы должен предусматривать периоды акклиматизации и отдыха. Холодная погода может создать опасность обморожения при работе на открытом воздухе, а также туман вблизи штабелей щепы, которые остаются теплыми.

Древесина, ее экстракты и сопутствующие микроорганизмы характерны для операций подготовки древесины и начальных стадий варки целлюлозы. Контроль воздействия будет зависеть от конкретной операции и может включать в себя кабины оператора, кожух и вентиляцию пил и конвейеров, а также закрытое хранилище щепы и низкий запас стружки. Использование сжатого воздуха для удаления древесной пыли создает сильное воздействие, и его следует избегать.

Операции химической варки целлюлозы представляют собой возможность воздействия химических веществ, а также газообразных побочных продуктов процесса варки, включая восстановленные (сульфатная варка) и окисленные (сульфитная варка) соединения серы и летучие органические соединения. На газообразование может влиять ряд условий эксплуатации: используемая порода древесины; количество измельченной древесины; количество и концентрация применяемого белого щелока; количество времени, необходимое для варки целлюлозы; и достигается максимальная температура. В дополнение к автоматическим запорным клапанам варочных котлов и диспетчерским пунктам, другие элементы управления для этих зон включают местную вытяжную вентиляцию в варочных котлах периодического действия и продувочные резервуары, способные вентилировать со скоростью выпуска газов из сосуда; разрежение в котлах-утилизаторах и сульфит-SO2 кислотные башни для предотвращения утечек газа; вентилируемые полные или частичные ограждения над промывочными машинами после сбраживания; непрерывные газоанализаторы с сигнализацией о возможных утечках; и планирование аварийного реагирования и обучение. Операторы, берущие пробы и проводящие тесты, должны знать о возможном воздействии кислоты и щелочи в технологических потоках и потоках отходов, а также о возможности побочных реакций, таких как газообразный сероводород (H2S) производство при контакте черного щелока сульфатной варки с кислотами (например, в канализации).

В зонах химической регенерации кислотные и щелочные химикаты и их побочные продукты могут находиться при температурах выше 800°C. Рабочие обязанности могут потребовать от рабочих прямого контакта с этими химическими веществами, что делает необходимость в сверхпрочной одежде. Например, рабочие разгребают разбрызгивающуюся расплавленную корюшку, которая скапливается у основания котлов, рискуя тем самым получить химические и термические ожоги. При добавлении сульфата натрия к концентрированному черному щелоку рабочие могут подвергнуться воздействию пыли, и любая утечка или открытие приведет к выделению ядовитых (и потенциально смертельных) восстановленных газов серы. Вокруг котла-утилизатора всегда существует вероятность взрыва талой воды. Утечки воды в стенках труб котла привели к нескольким взрывам со смертельным исходом. Котлы-утилизаторы следует останавливать при любом признаке утечки, а для перекачки расплава следует применять специальные процедуры. Погрузку извести и других едких материалов следует производить закрытыми и вентилируемыми конвейерами, элеваторами и накопительными бункерами.

На отбеливающих установках полевые операторы могут подвергаться воздействию отбеливающих агентов, а также хлорированных органических веществ и других побочных продуктов. Переменные процесса, такие как химическая сила отбеливания, содержание лигнина, температура и консистенция целлюлозы, постоянно контролируются, при этом операторы собирают образцы и проводят лабораторные испытания. Из-за опасности многих используемых отбеливающих средств должны быть установлены устройства непрерывной сигнализации, всем сотрудникам должны быть выданы спасательные респираторы, а операторы должны быть обучены действиям в чрезвычайных ситуациях. Навесы со специальной вытяжной вентиляцией являются стандартными инженерными средствами управления, которые находятся в верхней части каждой отбельной колонны и ступени промывки.

Химическое воздействие в машинном отделении целлюлозно-бумажного комбината включает перенос химических веществ с завода по отбеливанию, добавки для производства бумаги и химические смеси в сточных водах. Пыль (целлюлоза, наполнители, покрытия) и выхлопные газы от мобильного оборудования присутствуют в сухом отделе и отделочных операциях. Очистка между циклами продукта может выполняться растворителями, кислотами и щелочами. Элементы управления в этой области могут включать полное ограждение сушилки для листов; вентилируемое ограждение участков выгрузки, взвешивания и смешивания добавок; использование добавок в жидкой, а не порошковой форме; использование чернил и красок на водной основе, а не на основе растворителей; отказ от использования сжатого воздуха для очистки обрезков и макулатуры.

Производство бумаги на предприятиях по переработке бумаги, как правило, более пыльное, чем обычное производство бумаги с использованием вновь произведенной целлюлозы. Воздействие микроорганизмов может происходить от начала (сбор и разделение бумаги) до конца (производство бумаги) производственной цепочки, но воздействие химических веществ менее важно, чем при обычном производстве бумаги.

На целлюлозно-бумажных комбинатах работает обширная группа технического обслуживания для обслуживания своего технологического оборудования, в которую входят плотники, электрики, механики по приборам, изоляторы, машинисты, каменщики, механики, слесари, маляры, трубопроводчики, механики по холодильному оборудованию, жестянщики и сварщики. Наряду с их торговыми рисками (см. Металлообработка и металлообработка и Профессии главы), эти рабочие могут подвергаться любой из опасностей, связанных с процессом. Поскольку производственные операции стали более автоматизированными и закрытыми, операции по техническому обслуживанию, очистке и обеспечению качества стали наиболее уязвимыми. Остановы производства для очистки сосудов и машин вызывают особую озабоченность. В зависимости от организации фабрики эти операции могут выполняться собственным обслуживающим или производственным персоналом, хотя распространен субподряд с персоналом, не работающим с фабрикой, который может иметь меньше вспомогательных услуг по охране труда и технике безопасности.

В дополнение к технологическому воздействию, операции на целлюлозно-бумажных комбинатах влекут за собой некоторые заслуживающие внимания воздействия на обслуживающий персонал. Поскольку варка целлюлозы, рекуперация и работа котлов связаны с высокой температурой, асбест широко использовался для изоляции труб и сосудов. Нержавеющая сталь часто используется в сосудах и трубах при варке целлюлозы, восстановлении и отбеливании, а также в некоторой степени в производстве бумаги. Известно, что при сварке этого металла образуются пары хрома и никеля. Во время остановов на техническое обслуживание можно применять спреи на основе хрома для защиты пола и стен котлов-утилизаторов от коррозии во время пусковых операций. Измерения качества процесса на производственной линии часто выполняются с использованием инфракрасных и радиоизотопных датчиков. Хотя датчики обычно хорошо экранированы, механики, обслуживающие их, могут подвергаться воздействию радиации.

Некоторые особые виды воздействия могут также иметь место среди работников, занятых в других вспомогательных операциях завода. Рабочие энергетических котельных обрабатывают кору, древесные отходы и шлам из системы очистки сточных вод. На старых заводах рабочие удаляют золу со дна котлов, а затем снова герметизируют котлы, нанося смесь асбеста и цемента на решетку котла. В современных энергетических котлах этот процесс автоматизирован. Когда материал подается в котел со слишком высоким уровнем влажности, рабочие могут подвергаться ударам продуктов неполного сгорания. Рабочие, ответственные за очистку воды, могут подвергаться воздействию таких химических веществ, как хлор, гидразин и различные смолы. Из-за реакционной способности ClO2, ClO2 Генератор обычно располагается в ограниченном пространстве, а оператор находится в удаленной диспетчерской с выездами для сбора проб и обслуживания фильтра соляной корки. Хлорат натрия (сильный окислитель), используемый для получения ClO.2 может стать опасно воспламеняющимся, если его пролить на любой органический или горючий материал, а затем высушить. Все разливы следует смочить перед началом любых работ по техническому обслуживанию, а после этого все оборудование следует тщательно очистить. Мокрая одежда должна храниться влажной и отдельно от уличной одежды до стирки.

 

Назад

Травмы

Доступны лишь ограниченные статистические данные о частоте несчастных случаев в целом в этой отрасли. По сравнению с другими отраслями обрабатывающей промышленности уровень аварийности в Финляндии в 1990 г. был ниже среднего; в Канаде показатели с 1990 по 1994 год были аналогичны другим отраслям; в Соединенных Штатах показатель 1988 г. был немного выше среднего; в Швеции и Германии ставки были на 25% и 70% выше среднего (ILO 1992; Workers' Compensation Board of British Columbia 1995).

Наиболее часто встречающимися факторами риска серьезных несчастных случаев со смертельным исходом в целлюлозно-бумажной промышленности являются само оборудование для производства бумаги, а также большие размеры и вес тюков и рулонов целлюлозы или бумаги. В проведенном правительством США в 1993 г. исследовании производственных смертельных случаев с 1979 по 1984 г. на целлюлозно-бумажных и картонных комбинатах (Министерство торговли США, 1993 г.) 28% случаев были связаны с тем, что рабочие были зажаты между вращающимися валками или оборудованием («точки защемления»). ) и
18% были вызваны тем, что рабочие были раздавлены падающими или кувыркающимися предметами, особенно рулонами и тюками. Другие причины многочисленных смертей включали поражение электрическим током, вдыхание сероводорода и других токсичных газов, обширные термические/химические ожоги и один случай теплового истощения. Сообщается, что количество серьезных аварий, связанных с бумагоделательными машинами, уменьшается с установкой в ​​некоторых странах более нового оборудования. В перерабатывающем секторе более распространены повторяющиеся и монотонные работы, а также использование механизированного оборудования с более высокими скоростями и усилиями. Хотя данные по конкретным секторам отсутствуют, ожидается, что в этом секторе будет больше травм от перенапряжения, связанных с повторяющейся работой.

Незлокачественные заболевания

Наиболее хорошо задокументированные проблемы со здоровьем, с которыми сталкиваются работники целлюлозных заводов, — это острые и хронические респираторные заболевания (Torén, Hagberg and Westberg, 1996). Воздействие чрезвычайно высоких концентраций хлора, диоксида хлора или диоксида серы может произойти в результате утечки или другого нарушения технологического процесса. У подвергшихся воздействию рабочих может развиться острая химическая травма легких с тяжелым воспалением дыхательных путей и выделением жидкости в дыхательные пути, требующая госпитализации. Степень повреждения зависит от продолжительности и интенсивности воздействия, а также от конкретного газа. Если рабочий переживает острый эпизод, может произойти полное выздоровление. Однако при менее интенсивном воздействии (также обычно в результате технологических нарушений или разливов) острое воздействие хлора или диоксида хлора может спровоцировать последующее развитие астмы. Эта астма, вызванная раздражителем, была зарегистрирована в многочисленных отчетах о случаях и недавних эпидемиологических исследованиях, и текущие данные указывают на то, что она может сохраняться в течение многих лет после инцидента с воздействием. Рабочие, подвергшиеся аналогичному воздействию и не заболевшие астмой, могут испытывать стойкое раздражение носа, кашель, свистящее дыхание и снижение скорости воздушного потока. Рабочие, подвергающиеся наибольшему риску таких случаев облучения, включают ремонтных рабочих, рабочих отбеливающих заводов и строителей на целлюлозных заводах. Высокие уровни воздействия диоксида хлора также вызывают раздражение глаз и ощущение ореола вокруг источников света.

Некоторые исследования смертности показали повышенный риск смерти от респираторных заболеваний среди рабочих целлюлозных заводов, подвергшихся воздействию диоксида серы и бумажной пыли (Jäppinen and Tola 1990; Torén, Järvholm and Morgan 1989). Сообщалось также об усилении респираторных симптомов у рабочих сульфитного завода, которые хронически подвергались воздействию низких концентраций двуокиси серы (Skalpe 1964), хотя в целом среди населения целлюлозных заводов не отмечается обструкции дыхательных путей. О симптомах раздражения дыхательных путей также сообщают рабочие, подвергающиеся воздействию высоких концентраций терпенов в воздухе в процессах извлечения скипидара, которые часто присутствуют на объектах целлюлозных заводов. Сообщалось также, что пыль от мягкой бумаги связана с обострением астмы и хронической обструктивной болезнью легких (Torén, Hagberg and Westberg, 1996).

Воздействие микроорганизмов, особенно вокруг древесной щепы и отвалов, окорочных станков и прессов для шлама, создает повышенный риск реакции гиперчувствительности в легких. Доказательства этого, по-видимому, ограничены сообщениями об отдельных случаях аллергического пневмонита, который может привести к хроническому рубцеванию легких. Багассоз, или гиперчувствительный пневмонит, связанный с воздействием термофильных микроорганизмов и багассы (побочный продукт сахарного тростника), все еще наблюдается на фабриках, использующих багассу для получения волокна.

Другие опасности для органов дыхания, обычно встречающиеся в целлюлозно-бумажной промышленности, включают сварочные дымы из нержавеющей стали и асбест (см. «Асбест», «Никель» и «Хром» в других разделах руководства). Энциклопедия). Рабочие по техническому обслуживанию представляют собой группу, наиболее подверженную риску такого воздействия.

Восстановленные соединения серы (включая сероводород, диметилдисульфиды и меркаптаны) сильно раздражают глаза и могут вызывать головную боль и тошноту у некоторых рабочих. Эти соединения имеют очень низкий порог обоняния (диапазон частей на миллиард) у людей, ранее не подвергавшихся воздействию; однако среди давно работающих в отрасли порог запаха значительно выше. Концентрации в диапазоне от 50 до 200 частей на миллион вызывают обонятельную усталость, и субъекты больше не могут ощущать характерный запах «тухлых яиц». При более высоких концентрациях воздействие приведет к потере сознания, параличу дыхания и смерти. Смертельные случаи, связанные с воздействием восстановленных соединений серы в замкнутых пространствах, имели место на объектах целлюлозных заводов.

Сообщалось о повышении смертности от сердечно-сосудистых заболеваний среди работников целлюлозно-бумажной промышленности, при этом некоторые данные о воздействии-реакции указывают на возможную связь с воздействием восстановленных соединений серы (Jäppinen 1987; Jäppinen and Tola 1990). Однако другие причины такой повышенной смертности могут включать воздействие шума и посменную работу, которые связаны с повышенным риском ишемической болезни сердца в других отраслях.

Проблемы с кожей, с которыми сталкиваются рабочие целлюлозно-бумажного комбината, включают острые химические и термические ожоги и контактный дерматит (как раздражающий, так и аллергический). Работники целлюлозных заводов на крафтовых заводах часто получают щелочные ожоги кожи в результате контакта с горячими варочными растворами и суспензиями гидроксида кальция в процессе регенерации. Контактный дерматит чаще встречается у работников бумажной фабрики и перерабатывающих предприятий, поскольку многие добавки, пеногасители, биоциды, чернила и клеи, используемые в производстве бумаги и бумажных изделий, являются первичными раздражителями и сенсибилизаторами кожи. Дерматит может возникнуть в результате воздействия самих химических веществ или при обращении со свежеобработанной бумагой или бумажными изделиями.

Шум представляет собой серьезную опасность для всей целлюлозно-бумажной промышленности. По оценкам Министерства труда США, уровень шума выше 85 дБА был обнаружен более чем на 75% заводов в бумажной и смежных отраслях промышленности по сравнению с 49% заводов в обрабатывающей промышленности в целом, и что более 40% рабочих регулярно подвергались воздействию шума. уровень шума более 85 дБА (Министерство торговли США, 1983 г.). Уровни шума вокруг бумагоделательных машин, рубительных машин и котлов-утилизаторов, как правило, значительно превышают 90 дБА. Операции преобразования также имеют тенденцию генерировать высокий уровень шума. Уменьшить воздействие на рабочих вокруг бумагоделательных машин обычно пытаются с помощью закрытых диспетчерских. В переделке, где оператор обычно находится рядом с машиной, этот тип меры контроля используется редко. Однако там, где преобразовательные машины были закрыты, это привело к уменьшению воздействия как бумажной пыли, так и шума.

Рабочие бумажной фабрики, работающие в зонах бумагоделательных машин, сталкиваются с чрезмерным тепловым воздействием, при этом регистрируется температура 60 ° C, хотя в опубликованной научной литературе нет исследований воздействия теплового воздействия на эту группу населения.

 

Назад

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: МОТ не несет ответственности за контент, представленный на этом веб-портале, который представлен на каком-либо языке, кроме английского, который является языком, используемым для первоначального производства и рецензирования оригинального контента. Некоторые статистические данные не обновлялись с тех пор. выпуск 4-го издания Энциклопедии (1998 г.)».

Содержание: