Prevenirea si controlul integrat al poluarii (IPPC) Document de referinta asupra celor mai bune tehnici disponibile in industria de celuloza si hartie

Transkript

1 Prevenirea si controlul integrat al poluarii (IPPC) Document de referinta asupra celor mai bune tehnici disponibile in industria de celuloza si hartie Decembrie 2001 PREFATA Acest document de referinta despre cele mai bune tehnici disponibile in industria celulozei si hartiei reflecta schimbul de informatie realizat confoem Art. 16(2) al Directivei Consiliului 96/61/EC. Documentul trebuie vazut in lumina prefatei, care descrie obiectivele documentului si utilitatea ei. Hartia e in esenta e o foaie de fibre cu un numar de chimicale adaugate care afecteaza proprietatile si calitatea foii. In afara de fibre si chimicale, fabricarea celulozei si hartiei necesita o cantitate mare de apa de proces si energiei sub forma de abur si curent electric. Prin urmare, principalele probleme de mediu asociate cu productia celulozei si hartiei sunt emisii de apa, in aer si consumul de energie. Se asteapta ca si deseurile sa devina treptat o problema de mediu. Celuloza pentru fabricarea hartiei poate fi produsa din fibre intacte cu propietati chimice sau mecanice sau pot fi produse prin refolosirea celulozei sau a hartiei recuperate. O fabrica de hartie poate simplu reconstitui celuloza fabricata in alta parte sau poate fi integrata in operatii de producere a celulozei pe acelasi amplasament. Acest document cuprinde aspecte ale celulozei si fabricarii hartiei relevante in mediu, fabricate din materiale fibroase diferite in fabricici ale celulozei sau hartiei integrate si nonintegrate. Fabrici de celuloza non-integrate(comercializare de celuloza) fabrica doar celuloza care este apoi vanduta pe piata libera. Fabricile de celuloza non-integrata folosesc celuloza obtinuta din propria productie de hartie. In fabricile integarte de celuloza si hartie, activitatiile de fabricare a celulozei si fabricare a hartiei sunt intreprinse pe acelasi amplasament. Fabricile functioneaza in ambele moduri non-integrate si integrate, fabricile de celuloza sulfat fiind integrate in mod normal in productia de hartia. Fabricarea mecanica a celulozei si prelucrarea fibrelor reciclate este de obicei o parte integrata a fabricarii hartiei dar a devenit o activitate independenta in cateva cazuri izolate. Nici procesele de mediu initiale precum silvicultura, productia chimicalelor in afara amplasamentului si transportul de materii prime catre fabrica, nici activitatile rezultate ulterior cum ar fi imprimarea si transformarea hartiei nu sunt incluse in acest document. Aspecte legate de mediu care nu au legatura specifica cu productia de celuloza si hartie, cum af fi stocarea si manevrarea chimicalelor, siguranta locului de munca si riscul de accidente, termocentralele si electrocentralele, sisteme de racire si de vacuum si tratarea apei dure nu sunt sau sunt tratate sumar. Acest BREF contine o sectiune introductiva (informatii generale, Capitol 1) si cinci parti majore: - procesul de producere a celulozei (Capitol 2); - procesul de fabricare a celulozei sulfata (capitolul 3) - producerea mecanica a celulozie si producerea chimico-mecanica a celulozei(capitol 4); - prelucrarea fibrelor reciclate ( Capitol 5) si - procesele de fabricare a hartiei si cele legate de aceasta ( Capitol 6) Fiecare din aceste capitole au 5 sectiuni principale conform cu liniile generale ale Documentelor de Referinta IPPC BAT. Pentru majoritatea cititorlor nu va fi necesara citirea intregului document ci doar acele capitole sau sectiuni care sunt de interes pentru fabrica avuta in discutie. De exemplu, piata fabricilor in care se produce celuloza este comentata doar in capitol 2; fabricile integrate de producere a hartiei si a celuloziei sulftate sunt comentate in capitolele 2 si 6, informatii relevante despre fabricile integrate ce proceseaza hartie reciclata pot fi gasite in capitolele 5 si 6. La sfarsitul documentului exista o lista a referintelor si un glosar de termeni si abreveri ce faciliteaza intelegerea.

2 Informatia generala (capitol 1) include date statistice despre consumul de hartie in Europa, distributia geogarfica pentru celuloza si hartie vizavi de Europa, unele aspecte economice, o prezentare aproximativa despre productia celulozei si hartiei si probleme de mediu majore si o clasificare a fabricilor de celuloza si hartie din Europa. Capitolul despre informatia generala se inchide cu niste remarci generale despre determinarea BAT pentru un sector care este caracterizat de o diversitate ridicata a produselor si (combinari) de procese implicate si un grad inalt de solutii tehnice a proceselor integrate. Pentru fiecare dintre cele 5 capitole majore sunt prezentate informatii referitoare la urmatoarele aspecte: procese si tehnici aplicate; griji majore cu privire la mediu cum af fi cerere de resursa si energie, emisii si deseuri, descriere a tehnicilor relevate pentru reducerea emisiilor, minimalizarea deseurilor si economii ale energiei, identificarea celor mai bune tehnici disponibile si tehnici dezvoltate. Cat despre cifrele raportate emisiilor si consumului, ar trebui sa fie avute in vedere ca, datorita folosirii unor metode de masurare in diferitele State Membre datele nu sunt intotdeauna strict comparabile de la o tara la alta. (Vezi Anexa III pentru mai multe informatii despre aceasta problema insa metodele diferite folosite nu alterneaza concluziile trase in acest document). Discutia despre tehnici avute in consideratie in determinarea BAT toate au aceasi structura si acopera o scurta descriere a tehnicii, performanta principala a mediului obtinuta, aplicabilitatea, efectele inter-media, experiente operationale, economice, stimulii pentru implementarea acestei tehnici, exemplu; fabrici si literatura de specialitate. Sectia despre cele mai bune tehnici disponibile cuprinde intervale de emisie si niveluri consum asociate cu folosirea a BAT. Concluziile BAT sunt bazate pe experiente din exemple mondiale reale si judecate experta a TWG Celuloza si fabricare hartiei este o arie complexa ce consta in destule de multe stagii ale procesului si produse diferite, totusi, largul sortiment de materii prime folosite, procesele implicate in fabricarea celulozei si a hartiei pot fi impartite intr-un numar unitar de operatii de dragul discutarii asupra lor. In acest document, grija pentru mediu si tehnicilr relevante pentru prevenirea si reducerea emisiilor si reducerea consumului de enegie si materii prime sunt descrise separat pentru cinci clase majore (capitolele de la 2 la 6). Unde sunt considerate adecvaate si necesare, aceste clase principale sunt incontinuare subdivizate in subclase. Documentul reflecta la nivelul sectorului varietatea in termeni de materii prime, surse de energie, produse si procese folosite in Europa in industria hartiei. Totusi, in cazuri speciale in cadrul fiecarei categorii principale de produs exista un anumit sortiment de materii prime si produse specifice care difera de standardele de calitate a productiei si pot avea un impact asupra conditiilor de operare si potentialul pentru imbunatatire. Acest lucru este in mod special adevarat pentru fabricile de hartie speciale ce produc un numar ridicat de calitati diferite in mod etapizat in masinile lor sau pentru fabricile de hartie producand hartie cu calitati speciale. Schimbul de informatii au permis concluzii despre BAT. Ar trebui sa se faca referire la sectiunile din fiecare dintre capitolele care descriu BAT pentru o intelegere completa a BAT si a emisiilor asociate. Cercetarile esentiale sunt rezumate mai jos. BAT generale pentru toate procesele In timpul schimbului de informatie au scos la iveala ca cea mai eficienta masura pentru reducerea emisiilor/ consumului si imbunatatirea performatiei economice este implementarea celui mai bun proces disponibil disponibil si tehnologiile de suprimare in combinatie cu urmatoarele: - Pregatirea, educarea si motivarea personalului si operatorilor; - Optimizarea controlului asupra procesului; - Intretinerea eficienta/ suficienta a unitatilor tehnice si tehnicile de reducere asociate - Sistem de administrare a mediului care optimizeaza administrarea, creste constiinta si include teluri si masuri, proces si instructiuni de lucru etc. BAT pentru procesele de fabricare a celulozei sulfate (capitolul 2)

3 Procesul de fabricare sulfat sau cu sulf este procesul de folosire dominant in intreaga lume datorita proprietatilor superioare de rezistenta a celulozei si aplicarea lor asupra tuturor speciilor de lemn. In producerea sulfata de celuloza efluentii apei reziduale, emisiile in aer incluzand gazele urat mirositoare si consumul de energie sunt centre principale aspecte de interes. De asemenea in unele tari deseul se asteapta sa devina o problema de ingrijorare pentru mediu. Principalele materii prime sunt resurse reinoibile (apa si lemn) si chimicalele pentru fierbere si inalbire. Emisiile in apa sunt dominate de substantele organice. Efluentii de la instalatia de inalbire, unde se utilizeaza chimicale de inalbire ce contin clor, contin compusi de clor se masoara ca AOX. Unii compusi devarsati din fabrici manifesta efecte toxice asupra organismelor acvatice. Emisiile de substante colorate pot afecta in mod negativ speciile din recipient. Emisiile de agenti nutritivi (azot si fosfor) pot contribui la eutoficarea in recipient. Metalele extrase din lemn sunt devarsate in concentratii mici dar din cauza debitelor mari cantitatea poate fi semnificativa.reducerea semnificativa atat a substantelor organice cu clor cat si a celor fara clor din efluentul fabricilor de celuloza poate fi obtinuta pe o scara larga prin masuri in proces. BAT pentru fabrici producatoare de celuloza sulfata sunt considerate a fi: -Decojirea uscata a lemnului; - Delignificarea crescuta inainte de procesul de inalbire prin fierbere extinsa sau modificata si etape aditionale de oxigenare; -Curatarea foarte eficienta materialului maro si ciclul inchis al separarii materialului maro; -Inalbirea elementului fara clor (ECF) cu ajutorul AOX-ului scazut sau inalbirea totala fara clor (TCF); -Reciclarea a cateva, in principal a procesului apei alcaline din fabrica de inalbire; - Scurgerile monitorizate eficient, sistemul retinere si recuperare; -Striparea si refolosirea condensatorilor de la fabrica de evaporare; -Capacitatea suficienta a fabricii de evaporare a lesiei negre si recuperarea cazanului de a face fata la lesiei aditionale si cantitatii de corp solid uscat; -Colectarea si refolosirea de ape de racire curate; - Provizii de rezervoare cu solutie-tampon suficient de mari pentru stocarea scurgerilor de lesii de la fierbere si recuperare si condensanti murdari pentru prevenirea incarcarilor mari neasteptate si ocazionala crestere a efluentului extern al fabricii de tratare; - Aditional masurilor prelucrarii integrate, tratarea primara si tratarea biologica este considerata BAT pentru fabricile producatoare de celuloza sulfata. Pentru fabricile producatoare de celuloza cu inalbire si neinalbire BAT pentru nivelurile emisiei in apa ce sunt asociate cu folosirea unei combinatii convenabile a acestor tehnici sunt urmatoarele: Celuloza inalbita Celuloza neinalbita Aceste niveluri de emisie se refera la medii anuale.debitul apei este bazat pe presupunerea ca apa de racire si alta apa curata sunt devarsate separat.cifrele se refera doar la contributia producerii de celuloza.in fabricile integrate emisiile de la fabricarea hartiei (vezi Capitolul 6) trebuie sa fie adaugate conform prelucrarii produsului amestecat. Emisiile de gaz evacuat rezultate de la resurse diferite sunt considerate ca alta problema relevanta legata de mediu.emisiile in atmostfera rezulta din cazanul recuperator, cuptorul de var, focarul de arde a scoartei, depozitara tocaturii, fierbere, curatarea celulozei, fabricile de inalbire, prepararea chimicalelor de inalbire, evaporarea, separarea, curatarea, prepararea lesiei albe, si diferite rezervoare.o parte din aceste sunt emisiile raspandite care sunt eliberate prin diferite puncte ale procesului.principalele surse indicate sunt cazanul recuperator, cuptorului de var si a cazanele auxiliare. Emisiile sunt formate in principal din oxizi de azot, componente continand sulf cum ar fi dioxidul de sulf, si compusi urat mirositori cu sulf redus. Aditional exista emisii de particule. BAT pentru reducerea emisiilor in aer sunt: -Colectarea si incinerarea gazalor urat mirositoare concentrate si controlul emisiilor de SO2 rezultat. Gazele puternice pot fi arse in cazanului recuperator, in cuptorul de var sau separat, furnalul cu grad scazut de NOx.Gazele de evacuare a ultimulu au o concentratie mare de SO 2 care este recuperata intr-un spalator de gaze;

4 - Gazele urat mirositoare diluate din diferite surse sunt de asemenea colectate si rezultatul SO2 controlat; -Emisiile TRS a cazanului de recuperare sunt diminuate prin controlul eficient al arderii si masurarea CO; -Emisiile TRS a cuptorului de var sunt diminuate prin controlarea oxigenului in exces, prin folosirea; combustibilului cu S scazut, si prin controlarea sodiului rezidual solubil din namolul de var alimentat cuptorului; -Emisiile SO2 din cuptoarele de recuperare sunt controlate prin arderea lesiei negre concentrate cu corps solid puternic uscat din cazanul de recuperare si/sau prin folosirea a unui epurator de gaze cu horn; -BAT este controlul ulterior al emisiilor NOx din cazanul de recuperare(de ex. Asigurarea amestecarii adecvate si divizarea aerului in cazan), cuptorul de var si din cazanele auxiliare prin controlarea conditiilor de ardere, si pentru noi sau instalatii modificate de asemenea prin proiectarea adecvata; -Emisiile SO2 din cazanele auxiliare sunt reduse prin folosirea scoartei, benzina, pacura cu sulf scazut si carbune sau controlarea emisiilor S cu scruber; -Gazele de evacuare de la cazanele de recuperare, cazanele auxiliare (in care alti combustibili biologici si/sau combustibilii sunt incinerati) si cuptorul de var sunt curatate cu precipitatori electrostatici eficienti pentru a diminua emisiile de praf. Pentru fabricile producatoare de celuloza sulfata inalbina sau neinalbita BAT pentru nivelurile emisiilor in aer rezultate din proces ce sint asociate cu o combinatie a acestor tehnici sunt prezentate in tabelul urmator.nivelurile emisiei se refera la medii anuale si conditii standard.emisiile de la cazanele auxiliare spre ex. datorita productiei de abur folosit pentru uscarea celulozei si/sau a hartiei nu sunt incluse.pentru nivelurile emisiei de la cazanele auxiliare sunt referiri in sectiunea BAT pentru cazanele auxiliare in tabelul urmator. Celuloza sulfata neinalbita si albita Cifrele se refera doar la contributia productiei de celuloza. Asta inseamna ca in fabricile integrate cifrele pentru emisiile de productie sunt legate doar de fabricarea celulozei si nu include emisiile in aer de la cazanele de abur sau centralele electrice ce pot fi operate pentru a furniza energia necesara productiei de hartie. BAT pentru reducerea deseului sunt de a minimaliza producerea de deseu solide si recuperarea, reciclarea si refolosirea acestor materiale oriunde posibil.colectarea separata si stocarea intermediara la sursa a fractiunilor de deseu pot fi benefice pentru atingerea acestui scop. Daca deseul colectat nu este refolosibil, utilizarea procesului extern a rezidurilor/deseului ca substituenti sau incinerarea de materiale organice in cazane proiectate adecvat cu recuperare de energie sunt considerate ca BAT. Pentru a reduce consumul de abur proaspat si curent electric, si pentru a creste producerea de abur si curent intern, sunt disponibile un anumit numar de masuri. In fabricile de celuloza neintegrate cu consum eficient de energie, caldura generata de lesia neagra si arderea scoartei depaseste cerinta de energie pentru intregul proces de productie.totusi, pacura va fi necesara in anumite ocazii la pornire si de asemenea la multe fabrici in cuptorul de var. Fabricile producatoare de celuloza sulfata si hartie eficiente dpdv energetic, consuma caldura si curent dupa cum urmeaza: -Fabricile producatoare de celuloza sulfata inalbita neintegrate:10-14gj/adt caldura proces si MWh/Adt de curent electric; -Fabricile producatoare de celuloza inalbita integrata (ex. hartie fina neacoperita):14-20 GJ/Adt caldura de proces si MWh/Adt de curent electric; -Fabricile producatoare de celuloza inalbita integrata (ex. sulfatliner): GJ/Adt caldura de proces si MWh/Adt curent electric. BAT pentru prelucrarea celulozei sulfit (Capitolul 3) Productia de celuloza sulfit este mult mai mica decat productia de celuloza sulfat.procesul de producere a celulozei poate fi indeplinit cu diferite chimicale de fierbere. Documentul se concentreaza pe productia de celuloza sulfita cu magneziu deoarece este importanta in termeni ai capacitatii si numarul de fabrici care functioneaza in Europa.

5 In multe aspecte procesele sulfat si sulfit au asemanari nu in ultimul rand referitoare la posibilitatile de aplicare a diferitelor masuri interne si externe de a reduce emisiile in mediu. Diferentele majore intre cele doua procese chimice de producere a celulozei dintr-un punct de vedere al mediului se gasesc in chimia procesului de fierbere, sistemului de recuperare si preparare chimica si cerinta de inalbire scazuta datorita stralucirii initiale mai mari a celulozei sulfite. Ca si in producerea de celuloza sulfat si in producerea de celuloza sulfita efluentii apei reziduale si emisiile in aer sunt centre de interes. Principalele materii prime sunt resurse regenerabile (apa si lemn) si chimicalele pentru fierbere si inalbire.emisiile in apa sunt dominate de substante organice.unii compusi devarsati din fabrici manifesta efecte toxice asupra organismelor acvatice. Emisiile din sustantele colorate pot afecta negativ speciile care traiesc in receptor. Emisiile de agenti nutritivi (azot si fosfor) pot contribui la eutroficare in recipient. Metalele extrase din lemn sunt devarsate in concentratii mici, dar datorita debitelor mari, cantitatea poate fi semnificativa. Pentru inalbirea celulozei sulfite folosirea clorului continand chimicale de inalbire este normal evitata, ex. inalbirea TCF este aplicata. Astfel efluentii de la fabrica de inalbire nu contin cantitati considerabile de compusi de clor legati organic. Informatii despre tehnicile ce trebuie considerate in determinarea BAT sunt in general mult mai putine pentru fabricile de celuloza sulfita decat pentru fabricile de celuloza sulfat. De aceea din putinele informatii date de membrii TWG in cursul schimbului de informatii asupra BAT doar cateva tehnici pot fi aplicate aceluiasi domeniu ca si pentru producerea de celuloza sulfat. Setul de date disponibil este relativ mic. Acesta poate fi partial compensat din cauza asemanarilor inerente dintre producerea de celuloza sulfita si sulfat. Un numar de tehnici pentru prevenirea si controlul poluarii pentru producerea de celuloza sulfat sunt de asemene valabile in majoritatea aspectelor si pentru producerea de celuloza sulfita. Acolo unde sunt diferente intre procesele de producerea celulozei sulfita si sulfat se fac incercari pentru colectarea informatiei. Cu toate astea, doar informatii din Austria, Germania si Suedia se pot folosi pentru descrierea tehnicilor si concluziilor asupra BAT. O reducere semnificativa a emisiilor in apa a fost obtinuta prin masuri in-proces. BAT pentru fabricile de celuloza sulfita sunt considerate a fi: -Decojirea uscata a lemnului; -Delignificarea crescuta inainte de procesul inalbirii prin fierbere modificata sau extinsa; -Splalarea foarte eficace a materialului brun si separarea in circuit inchis a materialului brun -Monitorizarea eficienta a scurgerilor din sistemele de pastrare si recuperare; -Inchiderea procesului de inalbire cand este folosit procesul fierberii bazat pe sodiu; -Inalbire TCF; -Neutralizarea lesiei slabe inaintea evaporarii, urmata de refolosirea majoritatii condensata in proces sau in tratarea anaerobica; -Pentru prevenirea incarcarii inutile si a cresterilor ocazionale in tratarea efluentului extern datorita procesului de fierbere si recuperare a lesiilor si a condensatorilor murdari, sunt considerate ca necesare rezervoare cu solutii-tampon suficient de mari pentru stocare. -Aditional masurilor integrate procesului, tratarea primara si biologica este considerata BAT pentru fabricile de celuloza sulfita. Pentru fabricile de celuloza sulfita inalbita BAT pentru nivelurile emisiilor in apa, care sunt asociate cu folosirea unei combinatii adecvate a acestor tehnici, sunt urmatoarele: Celuloza inalbita Aceste niveluri de emisii se refera la mediile anuale.debitul apei reziduale este bazat pe presupunerea ca apa de racire si alta apa, curata, sunt devarsate separat.valorile se refera doar la contributia productiei de celuloza.in fabricile integrate, emisiile din producerea hartiei (vezi Capitolul 6) trebuie sa fie adaugate in acord cu prelucrarea procesului mixt. Emisiile gazelor evacuate din diferite surse sunt considerate a fi alta problema relevanta a mediului. Din emisiile in atmostfera provenite din alte surse, cea mai importanta este emisia din cazanul de recuperare si din focarul de ardere a scoartei. SO 2 mai putin concentrat continand eliberari provenind din operatiile de spalare si sortare si din supapele vaporizatoarelor si diferitelor rezervoare. O parte a acestor emisii scapa neclarificate din puncte variate a procesului. Emisiile contin in special dioxid de sulf, oxizi de azot si praf.

6 BAT, pentru reducerea emisiilor in aer, sunt: -Colectarea eliberarilor de SO2 concentrat si recuperarea in rezervoare cu niveluri diferite de presiune; -Colectarea eliberarilor de SO2 fugitive provenite din surse variate si introducerea lor in cazanul de recuperare ca aer de combustie; -Controlul emisiilor de SO2 din cazanul /cazanele de recuperare prin folosirea precipitatorilor electrostatici si a spalatoarelor a fluxului de gaz in mai multe trepte si colectarea si spalarea supapelor variate; -Reducerea emisiilor de SO2 din cazanele auxiliare prin folosirea scoartei de lemn, benzinei, pacurii cu sulf redus si carbune sau controlarea emisiilor S; -Reducerea gazelor mirositoare prin sisteme de colectare eficiente; -Reducerea emisiilor de NOx provenite de la cazanul de recuperare si cazanele auxiliare prin controlarea conditiilor de ardere; -Epurarea fluxurilor de gaz evacuat de la cazanele auxiliare cu precipitatori electrostatici pentru a diminua emisiile de praf; -Emisiile optimizate a incinerarii de reziduri cu recuperarea energiei. BAT pentru nivelurile emisiilor din proces asociate cu o combinatie a acestor tehnici sunt descrise in urmatorul tabel. Emisiile de la cazanele auxiliare ex. datorate productiei de abur folosit pentru uscarea celulozei si/sau hartiei nu sunt incluse.pentru aceste instalatii nivelurile de emisie ce sunt asociate cu BAT sunt prezentate in sectiunea BAT pentru cazane auxiliare, de mai jos. Pulberi Celuloza inalbita Aceste niveluri de emisie se refera la mediile anuale si conditii standard.valorile se refera la contributia doar a productiei de celuloza. Asta inseamna ca in fabricile integrate valorile pentru emisiile de proces sunt legate doar de productia celulozei si nu sunt incluse emisiile din aer de la cazanele auxiliare sau centralele energetice ce pot fi operate pentru a furniza energia necesara pentru productia de hartie. BAT pentru reducerea deseului sunt de a minimaliza producerea de deseu solid si de a recupera, recicla si refolosi aceste materiale, oriunde este posibil. Colectarea separata si stocarea intermediara a fractiunilor de deseu la sursa pot fi benefice pentru a indeplini acest scop. Cand deseul colectat nu este refolosit in proces, utilizarea externa a rezidurilor/deseului ca substituti sau incinerarea materialelor organice in cazane proiectate adecvat cu recuperare de energie, sunt considerate ca BAT. Pentru a reduce consumul de abur proaspat si curent electric si pentru a creste generarea interna de abur si curent, un numar de masuri sunt aplicate. Fabricile de celuloza sulfita sunt propriile producatoare de caldura si energie suficienta, prin folosirea valorii calorice a lesiei groase, scoartei si deseu lemnos. In fabricile integrate exista o necesitate pentru abur si electricitate aditionala furnizata in uzinele energetice interne sau externe. Fabricile integrate de celuloza si hartie sulfite consuma 18-24GJ/Adt caldura de proces si MWh/Adt. BAT pentru productia mecanica si chimico-mecanica a celulozei (Capitolul 4) In producerea mecanica a celulozei, fibrele de lemn sunt separate una de cealalta prin energie mecanica aplicata matritei de lemn. Obiectivul este sa se mentina principala parte a ligninei pentru a se obtine produse principale cu proprietati acceptabile de duritate si stralucire.se disting doua procese principale: -procesarea lemnului de baza in care bustenii sunt prelucrati prin impingerea catre a piatra de macinare rotativa cu actiune simultana a apei si : -cuptorul pentru rafinare mecanica a celulozei ce este produsa prin defibrizarea aschiilor de lemn intre discurile cuptorului de rafinare. Caracteristicile celulozei pot fi afectate prin cresterea temperaturii de proces si, in cazul rafinarii prin pretratareaa a aschiilor de lemn. Procesarea celulozei, in care lemnul este in prealabil inmuiat cu ajutorul chimicalelor si purificat sub presiune, este numita productie chimico-termo-mecanica de celuloza si este de asemenea dezbatuta in acest document.

7 Majoritatea productiei celulozei este integrata in fabrica de hartie. Astfel incat, nivelurile emisiei asociate cu folosirea BAT sunt date pentru fabricile integrate de celuloza si hartie (cu exceptia CTMP). In productia mecanica de celuloza si productia chimico-mecanica a celulozei efluentii apei reziduale si consumul de electricitate pentru motoarele morii sau rafinorului sunt centrele de interes.principalele materiale prime sunt resurse regenerabile (apa si lemnul) si cateva chimicale pentru inalbire (pentru CTMP de asemenea pentru pretratarea chimica a aschiilor). Cu ajutoare pentru proces si pentru imbunatatirea proprietatilor procesului (auxiliare hartiei) aditivi variati sunt aplicati in timpul fabricarii hartiei. Emisiile in apa sunt substante dominante organic care sunt pierdute in apa sub forma de substante dizolvate sau dispersate. Daca celuloza mecanica este inalbita in unul sau doua faza alcalin-peroxide,eliberarile de poluanti organici cresc considerabil. Inalbirea peroxida rezulta in incarcaturile aditionale COD inaintea tratarii a aproximativ 30 kg O2/Adt. Cateva componente eliberate din fabrici au efecte toxice asupra organismelor acvatice. Emisiile de agenti nutritivi (azot si fosfor) pot contribui la eutroficarea in recipient. Metalele extrase din lemn sunt eliberate in concentratii mici, dar datorita debitelor mari incarcatura poate fi considerabila. O mare parte a tehnicilor de care trebuie tinut cont in determinarea BAT se refera la reducerea emisiilor in apa. In procesele productiei mecanice de celuloza sistemele se apa sunt de obicei foarte aproape. Surplusul apelor epurate de la utilajele de hartie este de obicei folosit pentru a compensa apa care paraseste circuitul cu celuloza si resturi. BAT, pentru fabricile mecanice de celuloza sunt considerate a fi: -Decojirea uscata a lemnului -Minimalizarea pierderilor rebuturilor prin folosirea etapelor eficiente de manevrare a rebuturilor -Recircularea apei in departamentul productiei mecanice a celulozei -Separarea eficienta a sistemelor de apa a fabricii de hartie si celuloza prin folosirea utilajelor de ingrosare -Sistem de apa alba contra-curent de la fabrica celulozei la fabrica de hartie depinzand de gradul de integrare -Folosirea de rezervoare cu solutie-tampon suficient de mari pentru stocarea fluxurilor concentrate de apa reziduala din proces (mai ales pentru CTMP) -Tratarea elementara/initiala si biologica a efluentilor, si in unele cazuri de asemenea precipitarea chimica sau cuagulare Pentru fabricile CTMP o combinatie de tratare anaeroba si aeroba a apei reziduale este de asemenea privita ca un sistem de tratare eficient. In final, evaporarea celei mai contaminate ape reziduale si arderea de concentrat plus tratarea namolului activ a restului poate fi in special o solutie interesanta pentru imbunatatirea fabricilor. Nivelurile emisiei ce sunt asociate cu o combinatie convenabila a acestor tehnici sunt prezentate separat pentru fabricile CTMP neintegrate si pentru fabricile mecanice integrate de celuloza si hartie.aceste niveluri de emisie se refera la valorile medii anuale. Fabrici CTMP neintegrate (doar celuloza) Fabrici de hartie si celuloza integrate mecanice (de ziare, LWC si hartie SC) Flux In cazul fabricilor CTMP integrate, emisiile din fabricarea hartiei (vezi Capitolul 6) trebuie sa fie adaugate in concordanta cu fabricarea produsului mixt. Pentru fabricile mecanice de celuloza si hartie integrate, nivelurile de emisie se refera si la fabricarea celulozei si la fabricarea hartiei si sunt legate de kg poluant pe tona de hartie produsa. In fabricarea mecanica a celulozei, intervalele de COD depind in special de impartirea furniturii de fibra care este inalbita cu peroxid pentru ca inalbirea peroxida produce poluari initiale mai

8 mari de substante organice inaintea tratarii. Astfel, partea de sus a intervalului de emisie asociata cu BAT este valabila pentru fabricile de hartie cu o proportie mai mare de TMP inalbita cu peroxid. Emisiile catre atmosfera sunt in principal emisii provenite din generarea electricitatii si caldurii in cazane auxiliare si compusi organici volatili (COV). Sursele de emisii COV sunt stivele de aschii si evacuarea de aer din lazile din spalarea aschiilor de lemn si din alte lazi si condensari din recuperarea de abur din rafinoare care sunt contaminate cu componente de lemn volatile.o parte a cestor emisii scapa neepurate din puncte variate ale procesului. BAT pentru reducerea emisiilor in aer este recuperarea eficienta a caldurii de la cuptoarele pentru rafinare si reducerea emisiilor COV din aburul contaminat. In afara emisiilor COV, fabricarea mecanica a celulozei produce scapari in atmosfera care nu au legatura cu procesul, dar cauzate de producerea energiei din incinta.caldura si energia sunt produse prin combustie a diferitelor tipuri de combustili fosili sau rezuduri lemnoase regenerabile cum ar fi scoarta. BAT pentru cazanele auxiliare sunt discutate mai jos. BAT pentru reducerea deseului este de a minimaliza generarea de deseu solid si de a recupera, recicla si refolosi aceste materiale, oriunde posibil.colectarea separata si stocarea intermediara la sursa a fractiunilor de deseu poate fi benefica pentru a se atimge acest scop.cand deseul colectat nu este refolosibil, in utilizarea externa de proces a reziduurilor/deseului ca substituti sau incinerarea materialelor organice in cuptoare proiectate convenabil cu recuperare de energie sunt considerate a fe BAT, astfel minimalizandu-se eliminarea rebuturilor pe suprafete de teren. Pentru a reduce consumul de abur proaspat si energie electrica, sunt disponibile un numar de masuri. Fabrici mecanice eficinte electric de celuloza si g\hartie consuma caldura si energie dupa cum urmeaza: -CTMP neintegrate:pentru uscarea celulozei poate fi folosita caldura de proces recuperata spre exemplu nu este necesar abur initial.consumul de energie este de 2-3 MWh/Adt. -Fabricile tiparnite integrate consuma 0-3GJ/t caldura de proces si 2-3 MWh/t de electricitate.cererea de abur depinde de furnizarea de fibra si de gradul de recuperare a aburului de la cuptoarele de tafinare. -Fabricile de hartie LCW contine de obicei doar aproximativ o treime de PGW sautmp restul fiind celuloza fabricata prin inalbire si material de umplutura si culori de acoperire.daca productia de celuloza fabricata prin inalbire este indeplinita in acelasi loc(integrata) contributia cererii de energie a fabricarii celulozei trebuie sa fie adaugata conform cu fabricarea furniturii de fibra amestecata. -Fabricile de hartie SC integrate consuma 1-6 GJ/t caldura de proces si MWh/t de electricitate. BAT pentru prelucrarea fibrei reciclate (Capitolul 5) Fibra recuperata a devenit materie prima indispensabila pentru industria producatoare de hartie din cauza pretului convenabil a fibrelor recuperate in comparatie cu gradele corespondente de celuloza intacta si din cauza promovarii reciclarii de hartie recuperata a multor tari europene. Sistemele de prelucrare a hartie recuperate variaza in functie de gradul de hartie care trebuie produs ex. hartie de impachetat, ziare sau servetele si de tipul de furnitura folosit. In general prelucrarea fibrei reciclate (RCF) poate fi impartita in doua categorii principale: -prelucrari cu curatare exclusiv mecanica spre exemplu fara deinking (indepartarea cernelei)..acestea cuprind produse cum ar fi testliner, materiale ondulate, coperti si carton. -prelucrari cu procese mecanice si element chimic spre exemplu cu deinking.acestea cuprind produse cum ar fi ziare, servetele, hartie pentru copiat si imprimat, reviste (SC/LWC), cateva tipuri de carton sau piata DIP. Matriile prime pentru hartia din RCF insumeaza in special hartie recuperata, apa, aditivi chimici, si energie sub forma de abur si curent. Cantitati mari de apa sunt folosite ca apa de proces si apa de racire. Ca ajutoare de proces pentru imbunatatirea proprietatilor produsului (auxiliarele hartiei) aditivi variati sunt aplicati in timpul fabricarii hartiei. Impactul asupra mediului a procesului de recuperare a hartiei cuprinde in primul rand emisiile in apa, deseu solid (in special daca curatarea de indepartare a cernelei este aplicata in fabricile de servetele) si emisiile in atmosfera. Emisiile in atmosfera sunt legate in special de generarea de energie prin ardere de combustibili fosili in centralele energetice. Majoritatea fabricilor prelucratoare de hartie recuperata sunt integrate cu productia de hartie. Astfel, nivelurile de emisii asociate cu folosirea BAT sunt date pentru fabricile integrate.

9 O mare parte a tehnicilor ce trebuie considerate in determinarea BAT se refera la reducerea de emisii in apa. BAT pentru fabricile prelucratoare de hartie recuperata sunt considerate a fi: -Separarea apei mai putin contaminate de cea contaminata si reciclarea apei de proces; -Administrarea optima a apei (aranjarea circuitului de apa) clarificarea apei prin sedimentare, tehnici de plutire sau filtrare si reciclarea apei de proces pentru scopuri diferite; -Separarea stricta a circuitelor de apa si a curgerilor contra-curent a apei de proces; -Producerea de apa limpede pentru fabricile indepartare a cernelei (plutire); -Instalarea unui bazin de egalare si tratare primara; -Tratarea biologica a efluentului.o optime eficienta, pentru tipurile cu indepartare a cernelei si, depinzand de conditii, deasemenea si pentru tipurile fara indepartare a cernelei, este tratarea biologica aeroba si in unele cazuri deasemenea cuagularea si precipitarea chimica.tratarea mecanica ca tratare ulterioara biologica anaeroba-aeroba este optiunea preferabila pentru tipurile fara indepartare a cernelei. Aceste fabrici au de tratat de obicei mai multa apa reziduala concentrata din cauza gradului mai mare de inchidere a circuitului de apa; -Reciclarea partiala a apei tratate dupa tratarea biologica. Gradul posibil de reciclare a apei depinde de gradele specifice de hartie produsa. Pentru gradele de hartie non-deinked (fara indepartare a cernelei) aceasta tehnica este BAT. Cu toate acestea, avantajele si dezavantajele trebuie investigate si vor necesita de obicei lustruire aditionala (tratare tertiara); -Tratarea circuitelor de apa interna. Pentru fabricile integrate de hartie recuperata, nivelurile de emisii asociate cu folosirea unei combinatii convenabile de BAT sunt urmatoarele: Fabrici RCF integrate fara indepartare de cerneala (de ex. Ziare, hartie de tiparit si scris etc.) Fabrici RCF cu indepartare de cerneala (Ziare, hartie de tiparit si scris etc) Fabrici RCF de fabricari de texturi BAT pentru nivelurile de emisie se refera la mediile anuale si sunt prezentate separat pentru procese cu si fara indepartare a cernelei (de-inking). Debitul apei reziduale se bazeaza pe presupunerea ca apa de racire si alta apa curata sunt devarsate separat.valorile se refera la fabricile integrate spre exemplu prelucrarea hartieie recuperate si fabricarea hartiei sunt indeplinite in acelasi loc. Tratarea obisnuita a apei reziduale dintr-o fabrica de hartie RCF sau dintr-o asociere de fabrici de hartie RCF in fabrica municipala de tratare a apei reziduale este deasemenea considerata BAT cand sistemul de tratare obisnuit este adecvat pentru tratarea efluntilor fabricilor de hartie. Eficientele de inlaturare a sistemului obisnuit de tratare a apei reziduale pot fi calculate si eficientele comparabile ale inlaturarii sau concentratiile eliberarilor pot fi stabilite inaintea considerarii acestuia ca fiind BAT. Emisiile in aer din fabricile de hartie bazate RCF sunt legate in principal de fabricile instalate pentru producerea de caldura si in unele cazuri pentru coproducerea de electricitate. Economia de energie corespunde astfel cu reducerea emisiilor in aer. Centralele energetice sunt de obicei cazane standard si pot fi tratate ca orice alta centrala energetica. Pentru a scadea consumul de energie si emisiile in aer, urmatoarele masuri sunt considerate a fi BAT: cogenerarea de caldura si curent, imbunatatirea cazanelor existente si cand echipamentul este inlocuit, folosirea de echipament cu consum de energie mai mic. Pentru nivelurile de emisii asociate cu folosirea BAT sunt referiri la sectiunea BAT pentru cazane auxiliare, de mai jos. BAT pentru reducerea deseului sunt minimalizarea procedurii de deseu solid si recuperarea, reciclarea si refolosirea acestor materiale, oriunde este posobil. Colectarea separata si stocarea intermadiara la sursa a fractiunilor de deseu pot fi benefice pentru atingerea acestui

10 scop. Cand deseul colectat nu este refolosibil, utilizarea externa al rezidurilor/deseu in proces ca substituti sau materiale organice incineraroare in cazane facute corespunzator cu recuperare de energie sunt considerate BAT. Reducerea deseului solid poate fi obtinuta prin optimizarea recuperarii fibrei prin retehnologizarea fabricilor de preparare a materialului brut, optimizarea cantitatii/valorii stadiilor de curatare in prepararea materiei prime, aplicarea flotatiei aerului dizolvat (FAD) ca tratarea circuitelor de apa pentru a acoperi fibrele si recipientele si pentru procesul de epurare a apei.trebuie gasit un echilibru intre curatarea materiei brute, pierderii de fibre si necesarului energetic si a costurilor, acesta depinzand de obicei de tipul hartiei. Reducerea cantitatii de deseu solid destinat depozitarii permanente este BAT. Aceasta poate fi realizata prin tratare eficienta a rebuturilor si deshidratarea namolului pentru a spori continutul de solide uscate si incinerarea ulterioara a namolului si/ rebuturilor cu recuperare de energie. Cenusa rezultata poate fi folosita ca materie prima in industria materialelor de constructie.sunt valabile optiuni diferite pentru incinerarea rebuturilor si a noroiului. Aplicabilitatea este limitata de marimea fabricii si de disponibilitatea combustibilul folosit pentru generarea de abur si electricitatea respectiva. Fabricile de hartie cu recuperare eficienta de energie consuma caldura si electricitate in timpul procesului, dupa cum urmeaza: -Fabricile de hartie RCF non-deinked (fara indepartare de cerneala) integrate (ex. testliner, fluting): GJ/t caldura de proces si MWh/t de electricitate. -Fabricile de producere cu textura si fabrica DIP integrata : 7-12 GJ/t caldura de proces si MWh/t energie. -Fabricile de hartie integrate pentru ziare sau imprimare sau scris cu fabrica DIP:4-6.5 GJ/t caldura de proces si MWhh/t electricitate. BAT pentru producerea hartiei si procese asociate (capitol 6) Fabricarea fibrelor folosite pentru producerea hartiei au fost descrise in Capitolele 2 la 5. In Capitolul 6 fabricarea hartiei si cartonului este descris independent /separat de fata de fabricarea celulozei. Aceasta abordare a fost aleasa deoarece aceleasi procese elementare din jurul masini de hartie si carton sunt solicitate in toate fabricile de hartie indiferent daca sunt integrate cu productia de celuloza sau nu. Descrierea fabricarii de hartie ca parte a fabricilor de celuloza integrate ar creste complexitatea descrierii tehnice. In final, marea majoritate a fabricilor de celuloza din Europa sunt fabrici neintegrate. Pentru fabricile de celuloza integrata acest capitol este important atata timp cat se discuta despre fabricarea hartiei.. Hartia este facuta din fibre, apa, si aditivi chimici. Pe deasupra, este nevoie de multa energie pentru a conduce intregul proces. Energia electrica este consumata in principal pentru operarea de motoare energetice variate si pentru rafinare in prepararea materiei prime. Caldura de proces este folosita in principal pentru incalzirea apei, altor lesii si aerului, apa evaporata din sectia de uscatorie a masinei de hartiei, si transformarea aburului in energie electrica (in cazul de co-generare). Cantitati mari de apa sunt folosite ca apa de proces si apa de racire. Pentru a sprijini procesul si pentru a imbunatatii proprietatile produsului (auxiliarelele pentruhartie) aditivi variati pot fi utilizati in timpul fabricarii hartiei. Probleme legate de mediu a fabricilor de hartie sunt dominate de emisii in aer,de consumul de energie si chimicale. Emisiile in atmosfera sunt in principal legate de generarea de energie de catre arderea de combustibili fosili in fabricile electrice. BAT pentru reducerea emisiilor in apa sunt: -Reducerea consumului de apa pentru tipuri diferite de hartie prin cresterea reciclarii a apelor de proces si administrarea apei: -Controlul potentialelor dezavantaje prin inchiderea sistemelor de apa -Construirea echilibrata de sisteme pentru apa alba, sisteme de filtrare si depozite si utilizarea constructiilor, structurilor si masinilor cu un consum redus de apa cand este practicabil. Acest aspect apare in mod normal cand masina si componentele sunt inlocuite sau recostitruite. -Aplicarea de masuri pentru a reduce frecventa si efectele descarcarilor accidentale; -Colectarea si refolosirea apei curate de racire si a apelor din circuite inchise sau evacuarea separata; -Pretratarea separata a apelor reziduale de la tratare; -Sustituirea substantelor cu potential de periclitare prin folosirea de alternative mai putin periculoase -Tratare efluentului apei reziduale prin instalarea un bazin de egalizare

11 -Tratarea primara, biologic secundara si/ sau in unele cazuri, precipitare secundara chimicala sau cuagulare a apei reziduale. Daca se aplica doar tratarea chimica, eliminarile de COD vor fi intru-catva mai mari insa vor fi formate in principal din materiale usor degradabile. Pentru fabricile de hartie neintegrate nivelurile de emisii asociate cu folosirea BAT sunt reprezentate separat in tabelul urmator pentru hartia cu tratare sau nu a suprafetei de hartie fina si texturata. Totusi, diferentele dintre tipurile de hartie sunt foarte distincte. Parametrii Unitati Hartie fina netratata la suprafata Hartie fina tratata la suprafata Textura BOD Kg/t de hartie COD Kg/t de hartie TSS Kg/t de hartie AOX Kg/t de hartie <0.005 <0.005 <0.01 Total P Kg/t de hartie Total N Kg/t de hartie Flux Kg/t de hartie Nivelurile de emisie se refera la mediile anuale si exclud contributia fabricarii de celuloza. Desi aceste valori se refera la fabricile neintegrate pot de asemenea fi folosite pentru emisiile aproximative cauzate de unitatile de fabricarea hartiei in fabricile integrate. Debitul apei reziduale se bazeaza pe presupunerea ca apa de racire si alte ape curate sunt eliberate separat. Tratarea obisnuita a apei reziduale din fabrica de hartie sau un consortiu a fabricilor de hartie in uzina municipala de tratarea apei reziduale este considerat de asemenea ca BAT cand sistemul de tratarea obisnuit este propice pentru tratarea efluentului din fabricile de hartie. A trebuit calculat randamenul de indepartare a sistemului de tratare a apei reziduale ordinare iar randamentele de inlaturare comparabile sau concentratiile eliberarilor realizate anterior considera aceasta optiune BAT. Emisiile un aer a fabricilor de hartie ne integrate sunt in principal legate de cazanele cu abur si centralele electrice. Centralele electrice sunt in general cazane standard si nu difera de orice alte instalatii de ardere a combustibililor. Se specifica ca sunt reglementate ca orice cazan suplimentar pentru aceeasi capacitate (vezi mai jos). BAT referitor deseurile solide este reducerea generarii de deseuri solide si recuperarea, reutilizarea si reciclarea materialelor reutilizabile daca este posibil. Colectarea separata a fractiilor de deseuri de la sursa si depozitarea intermediara a deseurilor poate fi benefica pentru a permite o proportie mai mare de revalorificare si reciclare decat depozitarea permanenta. Reducerea fibrelor si pierderilor de umplutra, aplicarea ultra filtrarii pentru recuperarea apei uzate provenite de la tratarea suprafetelor (doar pentru grade de tratare a suprafetelor), deshidratarea eficienta a reziduurilor si namolului pentru obtinerea corpurilor solide uscate sunt de asemenea tehnici disponibile. BAT este reducerea cantitatii de deseuri de depozitat permanent prin identificarea posibilitatilor pentru operatiile de recuperare daca este fezabil - utilizarea deseurilor pentru reciclarea materialelor sau incinerarea cu recuperare de energie. In general in acest sector BAT este considerat a fi utilizatorul de tehnologii eficiente dpdv energetic. Sunt disponibile multe optiuni de economisire a energiei in multe stadii din cadrul procesului de fabricatie. De obicei aceste masuri sunt legate de investitii de inlocuire, reconstruire sau modernizare a echipamentelor de proces. Ar trebui mentionat faptul ca masurile de economisire energetica nu sunt aplicate doar pentru economisirea de energie. Eficienta in productie, imbunatatirea calitatii produsului si reducerea costurilor in ansamblu sub baza cea mai importanta pentru aceste investitii. Economia energetica poate fi realizata prin implementarea unui sistem de monitorizare a utilizarii energiei si a performantei, a deshidratarii apei din tesutul hartiei in sectiunea de presare a masinii de hartie, utilizand tehnologii de presare si alte tehnologii eficiente dpdv energetic ca de ex. rafinare eficienta, formarea fibrelor, sisteme optimizate de vacuum, motoare reglabile pentru suflante si pome, motoare electrice de eficienta ridicata, motoare electrice bine dimensionate, recuperarea prin condensare a vaporilor, cresterea materiei solide prin presare sau sistemul de recuperare a caldurii din aerul uzat. O reducere a aburului direct utilizat poate fi realizata printr-un proces atent de integrare utilizand analize de probe. Fabricile de hartie neintegrate eficiente energetic consuma caldura si electricitate dupa cum urmeaza:

12 -Fabricile de hartie fine netratate la suprafata neintegrate au o cerere de caldura de proces de GJ/ t si o cerera de electricitate de MWh/ t -Fabricile de hartie fina acoperita integrate au o cerere de caldura de proces de 7-8 GJ/ t si o cerere de electricitate de MWh/ t -Fabricile de hartie cu textura neintegrate bazate pe fibra initiala intacta au o cerere de caldura de proces GJ/ t si o cerere de electricitate de MWh/ t. BAT pentru cazane auxiliare Depinzand de echilibrul energetic actual al fabricii de celuloza sau hartie respectiv, de tipul de combustili externi utilizati si de existenta combustibililor biologici ca scoarta sau deseurile lemnoase, trebuie sa se ia in considerare emisiile atmosferice provenite de la cazanele auxiliare.fabricile de hartie si celuloza ce produc celuloza din fibrele initiale intacte functioneaza de obicei cu cazane cu ardere de scoarta. Pentru fabricile de hartie neintegrate si fabricile de hartie RCF, emisiile in aer sunt legate in principal de cazanele pe abur si/sau centralele energetice. Aceste instalatii sunt standard in general si nu difera de celelalte instalatii de ardere. Se presupune ca sunt reglementate ca si celelalte instaaltii cu capacitati asemanatoare. De aceea, BAT cunoscut in general pentru cazane secundare sunt descrise doar pe scurt in acest document. Aceste tehnici sunt: - utilizarea cogenerarii de caldura si electricitate daca raportul de caldura/electricitate permite asa ceva - utilizarea surselor regenerabile drept combustibil precum lemnul si deseurile lemnoase, daca exista, pentru a reduce emisiile de CO2 fosil - controlul emisiilor de NOx de la cazanele suplimentare prin controlul conditiilor de ardere si instalarea arzatoarelor cu NOx redus - reducerea emisiilor de SO2 prin utilizarea scoartei, gazului si combustibililor cu continut redus de sulf sau controlul emisiilor de S - in cazanele suplimentare ce ard combustili solizi se va utiliza un ESP (sau filtru sac) pentru indepartarea prafului Nivelurile de emisii asociate din cazanele auxiliare in industria celulozei si hartie care incinereaza diferite tipuri de combustibili sunt enumerate in tabelul de mai jos. Valorile se refera la valorile anuale medii si conditiile standard. Cu toate acestea, evacuarile totale in aer specifice produsului depind de amplasament (de ex. timpul combustibilului, marimea si tipul instalatiei, fabrica integrata sau neintegrata, producerea de electricitate). Substante emise Carbune Pacura grea Benzina biologic (ex. Scoarta) note: 1) emisiile de sulf din cazanele pe pacura sau carbine depend de disponibilitatea pacurii usoare si a carbunelui cu continut redus de S. Anumite reduceri se pot realize prin injectarea de carbonat de calciu 2) Se aplica doar tehnologie de ardere 3) Se aplica si masuri secundare precum SNCR; in mod normal doar in instalatiile mai mari 4) Valori asociate daca se utilizeaza eficient electrofiltrele 5) Daca se utilizeaza scruber; doar pentru instalatii mari Trebuie mentionat faptul ca in industria de hartie si celuloza, cazanele secundare au marimi foarte variabile (de la 10 pana la peste 200MW). Doar pentru cele mai mici utilizarea de combustibil cu S redus si tehnicile de ardere pot fi aplicate la costuri rezonabile. Pentru cazanele mai mari se impun si masuri de control. Aceasta diferenta este reflectata in tabelul de mai sus. Gama larga de considerata BAT pentru instalatiile mai mici si este realizata doar cand sunt utilizati combustibili de calitate si masuri interne de calitate; nivelurile reduse (in paranteze) sunt asociate cu masuri de control precum SNCR si scruberele si sunt considerate ca BAT pentru instalatiile mai mari.

13 Utilizarea chimicalelor si a aditivilor In industria de celuloza si hartie se utilizeaza un numar mare de chimicale in functie de felul de hartie produsa, structura procesului si operatia si calitatile produsului ce trebuie realizat. Pe de o parte sunt neceare chimicalele pentru producerea de celuloza pe de cealalta parte sunt necesari aditivii chimici si auxiliar pentru producerea de hartie. Aditivii chimici sunt utilizati pentru a oferii caracteristici variate hartiei iar chimicalele auxiliare sunt utilizate pentru a creste eficienta si pentru a reduce intreruperile din procesul de productie. Pentru utilizarea chimica, sunt considerate BAT disponbilitatea bazei de date cu toate chimicalele utilizate si aditivi si aplicarea pricipiului substituirii. Aceasta inseamna ca se vor utiliza produse mai putin periculoase, daca sunt disponibile. Se vor aplica de asemenea masurile de prevenire a evacuarilor accidentale, in sol si apa, provenite de la manipularea si depozitarea chimicalelor. Consens La acest BREF s-a primit suport de la marea majoritate a TWG si a participantilor la a VII-a intalnire a noului Forum de Schimb de Informatie. Totusi, CEPI reprezentand industria celulozei si hartiei si cateva State Membre nu si-au exprimat suportul lor total pentru acest draft final si au contestat unele concluzii prezentate in acest document. Mentiuni sunt facute in josul paginilor iar capitolul 7 ofera si alte detalii. CEPI si un singur Stat Membru au luat in vedere ca diferentele economice intre noi/existente si fabricile mari/mici nu au fost considerate suficient si diferentele clare ar fi trebuit stabilite in BREF. Mai mult de atat, CEPI si trei State Membre cred ca o fabrica tipica nu ar fi in stare, in acelasi timp, sa atinga toate emisiile prezentate si nivelurile consumului asociat cu utilizarea unei combinatii potrivite a unor tehnici variate care sunt considerate ca BAT. Din punct lor de vedere, nu a fost acordata o evaluare integrata suficienta a tuturor parametrilor. Contrar acestui punct de vedere, totusi, au fost identificate fabrici care reusesc sa indeplineasca/ atinga toate nivelulrile prezentate in acelas timp, iar acest punct de vedere minoritar prezentat mai sus nu a fost impartit de catre majoritataea membrilor TWG.

14 2.2 Consumul prezent / nivelul de emisie pentru fabricile neintegrate Imagine de ansamblu input/output In figura 2.4 este prezentata o imagine asupra materiei prime si a energiei utilizate (input) precum si a produselor rezultate (output), a produselor secundare si a emisiilor majore (emisiile, deseurile etc.) provenite din productia de celuloza. Energie - electricitate din retea (de obicei suficienta) - pacura, gaz, carbune - turba - scoarta, deseuri lemnoase Apa - Apa de racire - Apa de proces Chimicale Materii prime busteni de lemn tocatura de lemn resturi de la joagar Caldura cedata catre aer si apa Fabrica de celuloza sulfurata Manipularea lemnului, fierbere, sortare, spalare, delignificare Inalbire, uscarea celulozei (destinata pietei), sistem de recuperare chimica si de energie Prepararea chimicalelor de inalbire, cazan auxiliar, tratarea apei uzate, manipularea deseurilor Zgomot Energie Emisii in aer Apa uzata Produse Celuloza destinata vanzarii Celuloza pompata la fabrica de hartie Produse secundare - Ulei de tal - Terpentina - Electricitate - Abur NOx, SO2, CO, CO2, praf Compusi de sulf redusi urat mirositori (TRS) De ex. metil mercaptan, dimetil sulfid, hidrogen sulfurat, COV compusi clorurati pana de abur visibila substante organice (COD, BOD) compusi extrasi ca acidul rezinic etc compusi organici clorurati (AOX), clor azot, fosfor solide suspendate metale, sare substante colorate Deseuri solide cenusa din cazan reziduuri, namol de var nisip si pietre namol de lesie verde deseuri lemnoase, scoarta, resturi namol primar si biologic deseuri din curatare si social mixt altele cantitati mici de deseuri periculoase Figura 2.4: Debitul masic al fabricii de celuloza Prezenta unor substante depinde de modul de delignificare si inalbire. Sectiunile urmatoare prezinta date specifice ale consumului, precum si date specifice ale emisiilor pentru fiecare etapa operationala asociata cu producerea de celuloza Consumul si nivelurile de emisie reiesite din unitatile de proces In producerea de celuloza, efluentii apei uzate si emisiile din aer, inclusiv gazele urat mirosatoare stau in centrul atentiei, preconizandu-se ca in urmatorii ani de asemenea deseurile sa devina o problema de mediu. Consumul cel mai relevant de materii prime, emisiile in apa, aer si sol (deseuri) precum si aspectele energetice sunt discutate in cele ce urmeaza, abordand urmatoarele aspecte:

15 - consumul de lemn - consumul de apa si emisiile in apa uzata din diferite etape de proces o manipularea lemnului o condensatii din evaporatoare o pierderile prin scurgeri o pierderile prin spalare o inalbirea o evacuarile de substanta nutritiva o evacuarile de metal - Emisiile in atmosfera o Din cazanul recuperator o Din cuptorul de var o Din cazane auxiliare o Gaze urat mirosatoare o Compusi clorurati de la inalbire si prepararea chimica pentru inalbire - Generarea de deseuri solide - Consumul de chimicale - Utilizarea energiei - Zgomotul Acolo unde exista date, emisiile in apa, aer sau sol (deseuri) sunt mentionate inainte si dupa instalatia de tratare externa. De asemenea pentru emisiile raportate si datele asupra consumului ar trebui sa se tina minte tot timpul ca datorita unor metode de masurare diferite din diversele state membre, datele nu pot fi mereu comparabile foarte strict de la o tara la cealalata (vezi anexa III pentru mai multe informatii asupra acestui aspect, insa metodele diferite utilizate nu afecteaza concluziile trase in acest document) Consumul de lemn Toate speciile de lemn pot fi utilizate ca materie prima in procesele de productie a celulozei. Resturile provenite de la manipularea bustenilor si de la joagar pot fi de asemenea prelucrate in procesul de fabricare a celulozei sulfat. Utilizarea lemnului pentru producerea de celuloza inalbita depinde de selectarea in delignificare si inalbire. Lemnul necesar pentru fabricarea unei tone de celuloza chimica se afla in mod normal intre 4 si 6,6 mc. In silvicultura, volumul este masurat ca lemn sub scoarta. Densitatea lemnului variaza in functie de specii insa este intre 0,4 si 0,6 g/cmc. Cantitatea de coaja (scoarta) variaza de asemenea, insa este intre 12-15% din greutate Consumul de apa si deseurile provenite din diferite etape de proces Asa cum s-a aratat in figura 2.5, emisiile in apa, provenite dintr-o instalatie de celuloza sulfat incluzand instalatia de inalbire, rezulta din diferite etape de proces. Acestea includ de asemenea scurgerile accidentale.

16 Manipularea lemnului Apa ambientala Fierbere Sortarea Spalarea Delignificare Spalare celulozei celulozei a oxigenului Inalbire Uscarea celulozei Emisii temporare Scoarta Fibre Nisip Substante organice dizolvate Substante toxice Emisii temporare Emisii temporare Tratarea condensatului Lesie neagra Fibre Substante organice dizolvate Substante clorurate Clor Fosfor Azot Aare Fibre Substante organice dizolvate Substante organice dizolvate rezervoare Rearderea varului Prepararea lesiei albe Cazan recuperator Scurgeri Saruri dizolvate Figura 2.5: Emisiile in apa provenite din fabrica de celuloza sulfat Emisiile in apa sunt dominate de substante organice ce consuma oxigen, masurate in COD si BOD. Efluentii din instalatia de inalbire, unde sunt utilizate chimicale de inalbire cu continut de cloruri, contin compusi clorurati legati organic, masurati ca AOX. Unii compusi evacuati din fabrica indica efecte toxice asupra organismelor acvatice, ca de exemplu unele componente extractive precum acidul rezinic care poate apare din coaja copacului la manipularea acestuia. Emisiile substantelor colorate pot afecta speciile in viata din receptor in mod negativ, deoarece transparenta apei este scazuta. Emisiile de substante nutritive (azot si fosfor) au un efect negativ datorita eutroficarii. In concentratii mai mici pot fi determinate in efluent metale individuale extrase din lemn. Consumul de apa variaza considerabil intre diferite fabrici din UE sau mai mult decat factorul 10 sau intre 15 si 100 mc/t. Cantitatile mai mari de aprox. 50 mc sunt normale datorita faptului ca este inclusa apa de racire curata. Consumul de apa poate fi redus in fabrica de hartie si celuloza prin marirea recircularii apei interne. Intr-o fabrica de celuloza sulfat se poate realiza de ex. prin trecerea de la scoarta umeda in scoarta uscata, prin schimbarea cu un echipament de spalare mult mai eficient, prin reciclarea filtratului alcalin de la inalbire, prin utilizarea condensatului de la evaporare si prin inchiderea spatiului de sortare raportat la aer. Exista o diferenta de managementul apelor intre fabricile de celuloza integrate si neintegrate. Intr-o fabrica integrata, celuloza rezulta din procesul de fabricare a celulozei si este trimisa catre procesul de fabricare a hartiei, avand o consistenta de 4%, iar apa uzata de la celuloza si formarea hartiei este tratata de obicei intr-o singura instalatie de tratare a apei. In fabricile de celuloza neintegrate, celuloza destinata pietei trebuie sa fie deshidratata si uscata. Volumul apei utilizate este transmisa atent catre cantitatea apa uzata evacuata din fabrica. Poluarea depinde in principal de constructia si operarea proceselor care cauzeaza cea mai mare parte a evacuarilor si de gradul de inchidere a fabricii. Sursa principala de apa uzata si cantitatea de poluanti corespunzatoare este discutata in cele ce urmeaza. Apa uzata provenita de la manipularea lemnului Apa pluviala din spatiul de depozitare a lemnului poate fi poluata. Sursa principala de poluare in cadrul manipularii lemnului este instalatia de decojire. Aceasta consuma apa si formeaza un efluent ce contine substante nutritive, fibre si compusi organici ce consuma oxigen, precum acidul rezinic, acizii grasi etc., acestia fiind toxici pentru mediul acvatic, inainte de a fi tratati. Tratamentul biologic a dovedit o eficienta mare in toxicitate eliminata. In trecerea de la decojire umeda la decojire uscata, s-au redus consumul si evacuarile de apa. Gradul de uscare al scoartei decojite este oricum influentata doar marginal. Aceasta se datoreaza faptului ca decojirea uscata inseamna ca apa este reciclata si nu ca apa nu este utilizata. La decojirea umeda se utilizeaza 0,6-2 mc de apa pe mc solid de lemn. Decojirea uscata utilizeaza in continuare 0,1 0,5 mc apa pe mc de lemn pentru a spala bustenii si unele

17 substante organice trebuie dizolvate insa intr-o cantitate mai mica comparata cu decojirea umeda. Gradul de uscare a scoartei poate fi marit prin presarea si uscarea scoartei. O marire a gradului de uscare va imbunatati generarea de caldura insa va mari poluarea. In tabelul 2.3 de mai jos sunt mentionate domeniile de poloare in efluentul de cojire. Tehnica de decojire Decojire umeda si presare Decojire uscata si presare Volumul Efluentului m3/m3 lemn lemn lemn lemn Tabelul 2.3: Cantitatea de poluare in efluentul de decojire inainte de efectuarea tratarii biologice (Finnish BAT Report, 1997); BOD7 a fost transformat in BOD5 prin utilizarea unei formule BOD7/1,16=BOD5, propusa in acelasi raport. Coaja (scoarta) de copac contine in mod norma 35-45% continut solid (uscat). Dupa o decojire normala umeda sau uscata, coaja are 30-35% grad de uscare. Aceasta poate in marit la 40-45% prin presare, insa apoi va trebui sa fie luat in considerare efluentul din presare. Efluentul din presare a scoartei este toxic si cu un COD ridicat (20-60kg/m 3 ). Ar putea fi rezolvat acest aspect in cadrul fabricii de celuloza chimica prin alimentarea in instalatia fierbere cu tocatura pentru o evaporare ulterioara si ardere a concentratului in cazanul recuperator. Pe timp de iarna, in tarile din nord bustenii ingheata iar zapada trebuie sa fie topita inainte de decojire. Aceasta se poate efectua intr-un tambur de decojire cu apa fierbinte sau abur sau cu pe o banda de dejivrare inainte de tamburul de decojire. La oricare dintre instalatii, consumul de apa si evacuarile din decojirea uscata vor creste si se vor afla in partea superioara a intervalului mentionat in tabelul de mai sus. Condensatii din fierbere si evaporare Condensatii provin din vaporii procesului de fierbere si din instalatia de evaporare. Aprox. 8-10m 3 /ADt din totalul condensatilor contin o cantitate de COD de aprox kg/t si 7-10 kg/adt din BOD5. COD este format in principal din metanol (5-10 kg/adt) cu ceva etanol si un numar de compusi organici sulfurati (1-2/Adt TRS), 1-2 kg terpentina si compusi anorganici de azot. Condensatul murdar contine mai multe cetone, terpena, fenolics, acizi de rezin si acizi grasi si alte gaze dizolvate. O mare proportie de azot evacuat de fabrica de celuloza sulfat este continut in condensat. Aprox 1 m 3 de condensat pe tona de celuloza are o concentratie COD de kg/m 3. Nivelul este mai ridicat in condensatii proveniti din celuloza de lemn de esenta tare decat din lemnul de esenta moale. Acesti condensati concentrati sunt tratati in mod normal prin stripare, acolo unde randamentul de indepartare a celor mai multi compusi este de peste 90%, in functie de ph. Sistemele de stripare indeparteaza concomitent de obicei gazele urat mirositoare (TRS) si substantele ce contribuie la formarea COD. Condensatii stripati dupa tratare pot fi 1-1,5 kg COD/m 3 din condensat. In mod normal 0,2 tone de abur/tona de condensat este alimentat in coloana de stripare. Tehnicile ce economisesc energie, permit un consum redus de abur din 0,2 t abur/t de condensat pana la 0,02-0,04 t abur/t de condensat. Gazele stripate sunt ori incinerate in arzatoare speciale cu spalare ulterioara de SO 2 ori arse in cuptor de var. Aprox. 7-9 m 3 de condensati neconcentrati sunt formati cu COD intr-o gama de 0,5 2 kg/m3, continand un total de aprox kg de COD/t de celuloza. Acesti condensati nu contin metale si de aceea sunt deosebit de utili pentru spalarea in instalatiile de inalbire atunci cand se are ca scop inchiderea acestei parti de proces. Acestia pot fi de asemenea reutilizati precum lichid de spalare pentru cuptoarele de var sau ca apa de alimentare a circuitului. Aceasta inseamna ca nii condesnati vor fi inchisi in portiuni de proces si nu vor fi evacuati ca si deseuri. Alti condensati vor fi utilizati in portiuni deschise, de ex. instalatia de inalbire, si vor transmisi, ca efluent impreuna cu acei condensati, care nu sunt reutilizati ci evacuati direct ca deseuri. Masurand in COD, condensatii totali evacuati ca efluent sunt de aprox. 4-8 kg COD/t de celuloza, aceasta cantitate este in cea mai mare parte biodegradabila.

18 Alternativ, condensatii contaminati moderat pot fi stripati intr-un sistem legat de instalatia de evaporare, asfel efectuand tratarea fara un consum de energie suplimentar substantial. In acest mod, cantitatea totala de COD este redusa la 5 kg/t inainte de a fi reutilizata, aceasta insemnand o reducere de 50% comparandu-se doar cu tratarea celor mai multi condensati contaminati. Scurgerile de la diferite departamente de proces Scurgerile de fibre si lesie neagra apar in instalatia de fierbere, instalatia de sortare si in timpul spalarii. De asemenea apar scurgeri din instalatia de evaporare si din rezervoare. Scurgerile de apa de circuit, de lesie slaba, var etc. apar in timpul caustificarii. Cele mai multe scurgeri pot fi colectate si reciclate daca sunt utilizate volume tampon adecvate si exista proceduri adecvate. Scurgerile de la componentele mecanice precum pompele pot fi limitate de ex. prin alegerea etanseizarii corecte. Conductivitatea sau continutul de fibre din fluxurile individuale de apa uzata este verificata in mod normal pentru a decide ce scurgeri de lichid se recicleaza in proces si care sunt evacuate direct ca deseuri. Gama de scurgeri imbunatatita poate fi obtinuta daca apa curata, precum apa de racire si cea de la etanseizare sunt evacuate separat. Apa ramasa cu scurgeri poate fi reciclata mult mai usor intr-o portiune adecvata de proces. Masurat in COD, evacuarea materiei organice in scurgeri este normala intre 2 ai 10 kg/t celuloza. Extremitatea mai mica este realizata utilizand volume tampon suficient de mari si proceduri adecvate de monitorizare. In principiu ar trebui sa fie posibil sa se reduca evacuarile datorate scurgerilor pana la zero daca racirea curata si apele de la etansari sunt evacuate pe conducte separate, exista suficient volum tampon si este practicata o buna gospodarire a instalatiei. Colectarea imbunatatita a scurgerilor reduc nu doar evacuarile in apa ci si reutilizeaza resurse valoroase precum chimicalele, fibrele si energia. Reziduurile de lesie neagra (pierderi de la spalare) provenite de la manipularea celulozei nealbite Randamentul de spalare al celulozei in cadrul instalatiei de celuloza chimica se refera initiala la recuperarea cat de posibil cu putinta a chimicalelor de fierbere si a substantelor organice dizolvate. Spalarea prin presare de la ultimul nivel poate reduce cantitatea de apa de la 6 10 m 3 /t astfel crescand cantitatea de chimicale si substante contaminate arse in cazanul recuperator. Reducerea substantelor contaminate din celuloza este totusi mai mica decat reducerea indicatorilor de flux. Spalarea nu este 100% eficienta, astfel ca o anumita cantitate de chimicale si poluanti este transportata cu celuloza catre etapa de inalbire unde consuma chimicalele de inalbire si intra in efluent. Exista metode standard pentru masurarea acestei cantitati numita deseori pierderi de la spalare si a fost masurata initial in kg sulfat de sodiu pe tona de celuloza. Deoarece aceasta pierdere de chimicale de proces a devenit mai putin importanta pentru proces si mai mult pentru protectia mediului, pierderea de la spalare este masurata momentan in COD. Pierderile prin spalare sunt tipice intre 5-10 kg din COD/tona pentru lemn de esenta moale si 7-12 kg de COD/t pentru lemn cu esenta tare. Evacuarile de la instalatia de inalbire Instalatia de inalbire este cel mai important punct de evacuare a poluantilor in apa intr-o fabrica de celuloza. Daca inalbirea poate fi inchisa complet sau partial, aceasta ar conduce la alte reduceri substantiale in evacuarile in apa de substante organice, agenti nutritivi si metale. Aspectele tipice pentru cantitatile de apa uzata provenite de la inalbire sunt de m 3 apa pe tona de celuloza. Multe fabrici au incercat sa mareasca gradul de inchidere pentru instalatia de inalbire prin reducerea volumului de apa. Inchiderea partiala a instalatiei de inalbire este realizata actuala de ambele instalatii ECF si TCF. Comparandu-se cu albitoriile deschise, reducerea cantitatii de COD a fost de 25-50% si reducerea in flux chiar mai mare sau pana la 5 10 m 3 /t celuloza comparata cu cantitatea mai normala de 25 m 3 /t celuloza. Emisiile provenite de la instalatia de inalbire depind de un numar de factori: gradul de delignificare atins inainte ca celuloza sa intra in albitorie, pierderile la spalare, secventele alese de inalbire si chimicalele de inalbire utilizate, tipul de lemn, luminozitatea finala a celulozei albite ce trebuie obtinuta si gradul de inchidere a instalatiei de albire. In tabelul 2.4 sunt prezentate sintetizat exemple pentru relatia ditnre tipul de lemn, tehnici si gradul de delignificare inainte de intrarea in instalatia de inalbire si COD generate in timpul inalbirii. Cifrele kappa se bazeaza pe valorile obtinute curent la scara comerciala utilizand diferite tehnici de delignificare. Calculul pentru evacuarea rezidului de lignina in kg COD/t celuloza presupune o evacuare de aproximativ 2 kg COD per unitate kappa si o celuloza de

19 inalbit la un grad de albire complet (grad complet de luminozitate). Cu toate acestea, unde numarul kappa este mai mic de 10, evacuarea COD este mai apropiata de 1,5 kg per unitate kappa (OSPAR, 1994). Metode de fierbere Delignificarea oxigenului/ inalbirea ozonului Celuloza din esenta tare Celuloza din esenta moale Fierbere conventionala Fierbere conventionala Fierbere modificata Fierbere modificata F. modificata avansat F. modificata avansata Fierbere conventionala Delignificare oxigen Delignificare oxigen Delignificare oxigen Delign oxigen+ozon Nota explicativa: Nici o informatie nu este disponibila Tabelul 2.4: Evacuari preconizate pentru reziduurile de lignina masurate in COD provenit din instalatiile de inalbire pentru tehnici diferite de delignificare (OSPAR, 1994) Substante organice clorurate (AOX) De multi ani dezbaterile publice asupra celulozei si industriei hartiei s-au concentrat asupra evacuarilor de substante organice clorurate. O perceptie diferita a impactului compusilor clorurati in public sporeste presiunea de mediu asupra fabricilor de celuloza din vestul Europei si astfel o schimbare a conceptelor de marketing asupra fabricilor a oprit virtual utilizarea clorurilor moleculare pentru inalbirea celulozei. Aceasta inseamna ca formarea de dioxine clorurate si dibenzofurante a incetat virtual iar gradul de clorurare a substantelor clorurate ramase a fost respins. In acelasi timp, componenta AOX format a suferit o schimbare in paralele cu reducerea de AOX evacuate din fabricile de celuloza. De exemplu, compusii fenolici cu 3-5 atomi de clor in cercul atomic, ca ex. compusii fenolici care se reduc foarte usor si sunt foarte toxici, au scazut semnificant sub 1 g/t ADP. In ultimii ani, urmand cererile pietei, unele fabrici au eliminat complet utilizarea chimicalelor de inalbire ce contin cloruri, prin combinarea delignificarii cu oxigen cu treapta de ozon si/sau treptele de peroxid. Pentru ambele timpuri de celuloza, lemn moale si lemn tare, urmatoarele tabele ofera exemple pentru secvente de albire diferite utilizate in fabricile de celuloza din Europa si evacuarile corespunzatoare a substantelor organice clorurate, masurate in AOX. Tehnici de fierbere Etape de inalbire Fierbere conventionala Fierb. conv. + delign oxigen Fierb. modificata. + delign oxig Fierb. conven. + delign oxig Fierb. modificata. + delign oxig Nota: D inseamna dioxid de clor, E este extractie; O este Oxigen; P inseamna peroxid; Z e ozon Tabelul 2.5: Exemple pentru diferitele secvente de inalbire a celulozei din lemn de esenta moase utilizata in fabricile de celuloza europene si evacuarea corespunzatoare pentru substantele organice clorurate masurate in AOX (OSPAR, 1994)

20 Tehnici de fierbere Etape de inalbire Fierb. conv. + delign oxigen Fierb. modificata. + delign oxig Fierb. conven. + delign oxig Fierb. modificata. + delign oxig Nota: D inseamna dioxid de clor, E este extractie; O este Oxigen; P inseamna peroxid; Z e ozon Tabelul 2.6: Exemple pentru diferitele secvente pentru inalbirea celulozei din lemn masiv utilizata in fabricile europene de celuloza si evacuarea corespunzatoare a substantelor organice clorurate masurate ca AOX (OSPAR, 1994) Celuloza ce intra in instalatia de inalbire cu un numar mic kappa necesita mai putine chimicale de inalbire. De exemplu, daca numarul kappa este sub 10, necesarul de dioxid de clor ca si de clor activ poate fi limitat la aprox. 30 kg/t pentru celuloza din lemn de esenta moale, echivalentul la aprox. 6 kg clorura. Un alt kilogram de chimicale ce contin clor intra in proces o data cu lemnul. Cantitatea clorului rezultat din etapele de inalbire cu chimicalele cu continut de clor este problematica din singurul motiv din care nu a fost posibil sa se recicleze apa uzata din albitorie intr-un sistem inchis, si anume datorita continutlui de clor. Acest clor cauzeaza coroziune in echipamentul de proces daca nu a putut fi evacuat in efluent. Sinteza asupra evacuarii inainte de tratare Evacuarile substantelor organice Volumul si cantitatea totala de substante organice in efluentii eliminati din diferite etape de proces, dupa o tratare primara, sunt rezumate in tabelul 2.7. Etape de proces Manipularea lemnului Condensati Scurgeri Pierderi prin spalare Inalbire Total din fabrica Tabelul 2.7: Eliminarea substantelor organice inainte de tratarea externa de la fabricile de celuloza sulfat Diferenta intre lemnul de esenta moale si cel de esenta tare este destul de mica, astfel ca urmatoarele aspecte pentru subprocese nu sunt monitorizate pe baza continua in timp ce indicele total se bazeaza pe date valabile in medii anuale si in prelevare continua si proportionala cu fluxul (OSPAR, 1994), (Finnish BAT report 1996), (CEPI 97) In prezent, evacuarile totale cele mai reduse dupa tratarea primara in fabricile de celuloza sulfat cu inalbire sunt de kg COD/t din celuloza pentru lemnul din esenta moale. O fabrica de celuloza din eucalipt (lemn de esenta tare) din Portugalia a raportat 17,3 COD/t celuloza la o medie anuala in 1997 si 21,7 COD/t celuloza in 1998 doar dupa primare tratare. Evacuarile de agenti nutritivi Agentii nutritivi provin in principal din lemn masiv, chiar daca tratarea biologica a efluentului poate necesita adaugarea de agenti nutritivi daca exista deficit. Studiile de la fabricile de celuloza sulfat au aratat cu evacuarile de azot apar in principal de la partile nealbite ale procesului, evacuarile de fosfor provenind de la albitorie. Perspectiva de reducere a evacuarilor de azot de la proces depind in principal de posibilitatile de procesare in continuare a condensatului si de delignificare in continuare a celulozei in

21 partea inchisa a procesului. Datele de mai jos indica valorile specifice pentru evacuarile de fosfor si azot in kg/t de celuloza sulfata inainte de tratare. Proces Nealbit Albit Total din fabrica Fosfor Azot Nota: Utilizarea agentilor chelatici poate creste valoarea de azot la aprox. 0,1-0,2 kg/t. Agentii chelatici vor ajunte in final in apa de circuit. Unele fabrici adauga agenti chelatici (de asemenea) in partile inchise ale procesului. In acest caz agentii complcsi ajunt in cazanul recuperator si sunt incinerati Tabelul 2.8: Evacuarile ininte de tratarea fosforului si azotului in kg/t de celuloza sulfata (OSPAR, 1994) Evacuarile de metale Lemnul utilizat contine metale, evacuate cu apa uzata. Asa cum este cazul pentru fosfor, reducerea evacuarilor de metale este probabil posibila prin cresterea gradului de inchidere a procesului insa optiunea pentru o tratare exterioara pentru a reduce metalele este foarte limitata. Celuloza nealbita Celuloza albita Tabelul 2.9: Evacuarile de metal din fabricile de celuloza sulfata in g/adt (OSPAR, 1994) Rezumat asupra evacuarilor dupa tratarea externa Tratarea externa minima ce trebuie sa aiba loc este sedimentarea, iar pentru efluentii din fabrica de celuloza se va aplica de asemenea in mod uzual tratarea biologica. Datele de mai jos arata variatii in efectele tratarii totale prin sedimentare si tratarea biologica a fabricii de celuloza sulfat ca % de reducere. Din ce in ce mai multe instalatii recente au valori de reducere in partea superioara a intervalului dat. Namolul lichid aerat poate fi modificat pentru a il incorpora in reciclarea de slam. In acest caz, randamentul de tratare se apropie de unul al unei instalatii de namol activ. Rata de reducere Namol aerat Namol activ Tabelul 2.10: Reducerea procentuala la instalatiile de tratare a apei uzate la fabrica de celuloza chimica (OSPAR, 1994), (Finnish BAT report, 1996) Exista alternative la namolul activ, mai compacte si mai ieftine. Experienta de la aceste instalatii este mai limitata insa se sustine ca exista niveluri echivalente de reducere pentru namolul activ. Datele asupra evacuarilor actuale in apa, exprimate in cantitati bazate pe date disponibile din fabricile de celuloza sulfata din UE, sunt mentionate in tabelul Flux Celuloza nealbita Celuloza albita Nota explicatorie: 1) Valorile de peste 50m3/t sunt normale datorita apei de racire inclusa 2) O fabrica pe un camp verde ce a inceput sa functioneze in 1996 raporteaza 4 kg COD/t ca medie anuala pentru 1998 Tabelul 2.11: Evacuarile medii anuale raportate de la fabrici de celuloza sulfat din interiorul UE (Finnish BAT report, 1996), ([SEPA Report 4869], [Finnish Forestry Industries Federation, 98], [CEPI 97].

22 Valorile au fost derivate din diferite metode analitice descrise in ANEXA III. Toate aceste metode sunt considerate a fi rezultate obtinute echivalente. Probele de apa analizate au fost omogenizate si sunt nefiltrate si nedecantate. Valorile date sunt valori medii pe termen lung, valori anuale normale Emisiile in atmosfera O imagine de ansamblu a emisiilor in atmosfera de la o fabrica de celuloza sulfata este aratata in figura 2.6. Compusi organici volatili Compusi urat mirositori Compusi urat mirositori Compusi ai clorului Pulberi Manipularea lemnului Fierbere Spalarea celulozei Sortarea celulozei Inalbire Uscarea celulozei Compusi urat mirositori Compusi ai clorului Cazan coaja Prepararea chimicalelor de inalbire Lesie neagra Pulberi Pulberi Pulberi Pulberi Pulberi Compusi urat mirositori Rearderea varului Recaustificare Cazan recuperator Cazan auxiliar rezervoare Figura. 2.6: Emisiile in atmosfera de la fabricile de celuloza sulfata Emisiile in atmosfera provenite de la fabrica de celuloza sulfata provine de la depozitul de tocare, instalatia de fierbere, spalarea celulozei, instalatia de inalbire, prepararea chimica a inalbirii, recuperarea chimicalelor, evaporarea, arderea scoartei, cazanul recuperator, prepararea lesiei albe, cuptorul de var, rezervoarele si uscarea celulozei (doar pentru celuloza destinata vanzarii). Ele contin compusii principali de sulf precum dioxidul de sulf si compusii de sulf redusi urat mirositori precum metil mercaptan, dimetil sulfid, hidrogen sulfid. Ultimii compusi se refera de obicei la sulful total redus (TRS). Din ardere sunt emisi de asemenea oxizi de azot si in continuare cantitati mici de praf (particule solide) sub forma de cenusa zburatoare. De la instalatiile de inalbire si de la albitorie sunt emisi in atmosfera compusi chimici clorurati preparati. Compusii Organici Volatili (COV) in principal terpena, sunt emise in atmosfera de la tocatura de lemne depozitata in stive in exteriorul salii unde se desfasoara procesul. Emisiile de COV de la stivele de tocatura variaza printre altele cu timpul in care este depozitata tocatura, temperatura si speciile de lemn. In cele ce urmeaza sursele majore ale emisiilor in aer sunt discutate mai in detaliu Emisiile in aer de la cazanul recuperator Cazanul recuperator eset o sursa majora de emisii atmosferice in fabrica de celuloza sulfata. Emisiile sunt in principal reprezentate de dioxidul de sulf. Pe langa acestea mai exista emisii de particule (in primul rand sulfat de sodiu si carbonat de sodiu), oxizi de azot si compusi urat mirositori (hidrogen sulfuros). Cazanul recuperator este alimentat cu lesie neagra evaporata. Aproximativ o treime din substanta uscata din lichidul evaporat contine chimicale anorganice si doua treimi sunt dizolvate substante organice. Dupa o evaporare conventionala, lesia neagra (lesie tare) are un continut de corp solid de aprox. 65%. Scopul evaporarii este de a atinge un continut ridicat de corp solid (DS) in lesia groasa neagra alimentata in cazanul recuperator pentru a genera mai mult abur. Prin instalarea si altui echipament, poate fi atins un continut uscat solid de %. Emisiile de sulf din cazan vor fi reduse in mod tipic la aprox. 80% cand continutul de

23 DS a crescut de la la 74-76% datorita unei temperaturi ridicate in cazanul recuperator si in conditii de incinerare mai favorabile. Totusi unele exemple exista unde emisiile de DS nu s-au redus sub 72-73%. Un dezavantaj fata de temperaturile inalte este faptul ca emisiile de NOx pot creste. Cazanul recuperator este echipat cu un electrofiltru pentru a suprima o cantitate mare de particule (in principal de Na 2 SO 4 ) din fluxul de gaz. Praful este transmis inapoi in focar printr-un amestec cu lesia neagra groasa. Suplimentar, cazanele recuperatoare sunt deseori echipate cu scrubere pentru a reduce emisiile de SO 2. Emisiile tipice in aer din cazanele recuperatoare sunt date in tabelul Fluxul de gaz este normal de m 3 ndg/t de celuloza timp in care productia de abur de proces este intre aprox. 13 si 18 GJ/t de celuloza. Datorita randamentului redus pentru celuloza provenita din lemn de esenta moale, aceasta valoare este mai mare pentru lemnul de esenta moale decat pentru cel de esenta tare. O inchidere crescuta a procesului are in consecinta de asemenea o productie de energie mai mare. Dioxid de sulf - fara spalare si 63-65% DS din lesia neagra - cu spalare si 63-65% DS din lesia neagra - fara spalare si 72-80% DS din lesia neagra Hidrogen sulfuros - Peste 90% din timp (90 percentile) - temporar Oxizi de azot - (ca NO2) Pulberi - Dupa electrofiltru Nota: 1) nivel corespunzator limitelor de emisie suedeze Tabelul 2.12: Emisiile din cazanele recuperatoare de la instalatia de celuloza sulfata in kg/adt la un flux de gaz de aprox m 3 /t [Mainly from SEPA report 4008, 1992] In urmatoarele principii importante si variabile operationale ce influenteaza emisiile de la cazanul recuperator, sunt discutate pentru a explica complexitatea prevenirii poluarii la aceasta instalatie. Figura 2.7 de mai jos arata unele reactii anorganice principale din cazanul recuperator si de asemenea unde are loc reactia in focar. Intr-un cazan conventional recuperator exista o zona de oxidare in partea superioara si o zona de reducere in partea inferioara. Lesia groasa este introdusa pritr-una din mai multele duze in zona de reducere. Aerul de ardere este alimentat de cele mai multe ori la trei niveluri diferite in forma de aer primar, secundar si tertiar (de la baza). O topitura ce contine in principal sulfit de sodiu (Na2S) si carbona de sodiu (Na2CO3) se formeaza la baza focarului. Cand suful se reduce in sulfura, in topitura se formeaza de asemenea hidrogen sulfurat. Cantitati mici de hidrogen sulfuros pot fi evacuate cu fluxul de gaz daca furnizarea de aer nu este suficienta sau daca amestecul de aer din focar este

24 incomplet. Emisiile ridicate temporar de hidrogen sulfurat din topitura apar ca o consecinta a perturbarii cauzate de depozite de substanta uscata pe peretii focarului cazand in topitura. In partea oxidativa a focarului, sulful este oxidat in dioxid de sulf iar sodiul in faza gazoasa reactioneaza cu dioxidul de sulf pentru a forma sulfatul de sodiu. Un continut mare de compusi solizi conduc la o temperatura ridicata in focar si astfel la emisii reduse de hidrogen sulfurat si emisii ridicate de sodiu. Emisiile ridicate de sodiu inseamna ca mai mult sulf este prezent ca sulfat de sodiu si astfel emisiile de dioxid de sulf scad. Abur Apa Aer tertiar Lesie groasa Aer secundar Aer primar Topitura Figura 2.7: Unele reactii chimice conceptuale din cazanul recuperator [SEPA report 4008, 1992] In general emisiile de sulf de la cazanul recuperator sunt influentate de urmatoarele variabile operationale: - temperatura in diferite zone influentata pe de alta parte de valoarea calorifica si de continutul de substanta solida a lesiei negre tari si de cantitatea de aer de ardere - raportul sulf sodiu (S/Na2) in lichid (sulfiditate). Un raport ridicat de S/Na 2 inseamna ca aparitia sodiului in focar legat de cantitate de sulf nu este suficienta pentru a lega sulful si astfel o mare parte din sulf paraseste focarul ca dioxid de sulf in loc de sulfat de sodiu. Continutul ridicat de solide uscate din lesia neagra poate compensa acest efect. - alimentare (cantitatea de exces de aer si temperatura aerului primar) si distributia aerului de ardere - distributia lesiei negre prin zona cazanului - incarcarea focarului. Operarea unui cazan recuperator intr-un mod supra solicitat are un efect advers asupra caracteristicilor emisiilor, in special asupra cantitatii de hidrogen sulfurat produs. O observatie generala este aceea ca fiecare cazan recuperator este individual si conditiile optime trebuie sa fie cautate cu atentie, chiar daca indicatiile generale ale nivelurilor de emisie pot fi date. Cu scopul de a reduce emisiile de SO2 din cazanul recuperator, acesta este deseori echipat cu un spalator (scruber) al fluxului de gaz ce functioneaza la ph 6-7. ph este controlat prin adaugirea hidroxidului de sodiu (NaOH), a lesiei slabe sau a lesiei albe oxidate. Un ph ridicat ar suprima hidrogenul sulfurat, insa dioxidul de carbon ar fi

25 absorbit, fapt ce ar neutraliza alcalii foarte repede. Surplus de lichid din scruber este reciclat in proces, normal la prepararea lesiei albe. Formarea de NOx intr-un cazan recuperator este influentata in principal de continutul de azot in lesia neagra si de excesul de O 2 din timpul arderii. Formarea de NOx per MJ input este in general redusa datorita concentratiei de oxigen relativ redusa necesara pentru o recuperare eficienta a chimicalelor iar emisiile de NOx variaza in mod normal intre 1 si 2 kg/t celuloza. O crestere a excesului de O2 de la 1.5 la 2.5% ar putea creste NO x pana la aprox. 20% iar continutul de DS crescut de la 65% la 75% poate creste NOx pana la 20%. Continutul de azot este mai mare in lesia din lemnul de esenta tare decat cea din lemnul cu esenta moale, ceea ce poate conduce la aprox. 10% mai mult NOx. NOx redus poate fi realizat in mod normal prin modificarile aduse la sistemul de alimentare cu aer si de conditiile optimizate de ardere. Emisiile sunt in mod normal intre 50 si 80 mg/mj insa cazanele recuperatoare noi pot atinge nivele de pana la 40 mg/mj sau cu mult sub 1 kg NOx/t (e.g. fabrica Moensteras, Suedia) Emisiile in aer de la cuptorul de var In procesul de reardere a varului, carbonatul de calciu format in timpul procesului de recaustificare (vezi figura 2.3) este transformat termic inapoi in oxid de calciu conform ecuatiei reactiei CaCO3 CaO + CO2. Reactia are loc intr-un cuptor rotativ unde slamul de var umed este uscat, incalzit pana la o temperatura de reactie, calcinat si racit din nou. Reactia de calcinare incepe de la 800C iar pentru a se finaliza reactia sunt necesare temperaturi de pana la C in partea finala a cuptorului. Racirea se face pe baza de aer in schimbatoarele de caldura. Fluxul de gaz in cuptorul de var este de aprox Nm3/t (gaz uscat) de celuloza, iar energia utilizata este de aprox. 1,5 1,8 GJ/t de celuloza. Principalele emisii in aer din cuptorul de var sunt dioxidul de sulf, oxidul de azot, compusii de sulf redus (TRS) si pulberile. Emisiile tipice in aer de la cuptorul de var sunt aratate in tabelul 2.13.

26 Dioxid de sulf - arderea pacurii fara gaze necondensabile - arderea pacurii cu gaze necondensabile Hidrogen sulfuros - normal - temporar Oxizi de azot (ca NO2) - Ardere de pacura - Ardere de gaz Pulberi (ca NO2) - Dupa electrofiltru - Dupa un scruber la umed Tabelul 2.13: Emisiile tipice in aer de la cuptorul de var [SEPA report 4008, 1992]; Valorile ridicate de SO2, cand se ard gaze non-condensabile, sunt cauzate de faptul ca pentru a capta sulful, capacitatea cuptorului de var deseori nu este suficient daca tot aerul cu continut de TRS este tratat in cuptorul de var. Emisiile din cuptorul de var intr-o fabrica de celuloza sunt afectate in principal de timpul de retentie a substantelo solide, zona de contact a gazului, tipul de combustibil si temperatura. Emisiile de SO2 Emisiile de sulf de la cuptorul de var se datoreaza sulfului din combustibil si gazelor urat mirositoare, daca se arde asa ceva. Rolul sulfului, intrand in sulf cu slam de var, este marginala din acest punct de vedere. O cantitate limitata de sulf poate fi absorbita in cuptorul de var de sodiul gazos formand sulfat de sodiu conform ecuatiei reactiei Na2CO3 (l) + 2 Na (g) + CO2 + 1/2 O2 SO2 (g) + 2 Na (g) O2 Na2SO4 (l) Na2SO4 (s) Compusul principal ce absoarbe sulful este astfel carbonatul de sodiu (Na 2 CO 3 ) din namolul de var. Cand aceasta capacitate s-a terminat, este emis SO 2. Acest efect sporeste cand se incinereaza in cuptor gaze urat mirositoare condensabile. De aceea, emisiile de SO2 sunt de obicei o functie clara a cantitatii fluxului de gaz urat mirositor. Pentru a reduce formarea de SO2, atat continutul de sulf din combustibil poate fi redus cat si gazele non condensabile urat miroasitoare (NCGs) vor fi arse in cuptorul de var, componentele de sulf pot fi indepartate prin spalare din aceste gaze anterior arderii in cuptorul de var. Un scruber mic intern cu NaOH pentru fluxul de gaz urat mirositor (adica nu pentru intre fluxul de gaz) va reduce H2S aproape compet in timp ce metilsulfidele sunt reduse la aprox % iar metilmercaptanele la mai putin de 20%. Emisiile tipice totale de S

27 de la cuptoarele de var sunt de la zece pana la mai multe sute mg/m 3 daca NCGs sunt arse si daca nu sunt arse. Emisiile totale reduse de sulf (TRS) Emisiile de TRS de la un cuptor de var contin in principal hidrogen sulfurat. Concentratiile observate H 2 S sunt in mod normal mai putin de 50 mg/m 3 (90 percentile) rezultand in emisiile totale de <0.03 kg/t. Formarea H 2 S in cuptorul de var depinde de nivelurile de oxigen si de cantitatea de sulfura de sodiu din namolul ars in cuptor. Prezenta excesului de aer suficient poate fi asigurata de un sistem de control rezidual de oxigen. Continutul de sulfura de sodiu poate fi controlat prin spalare adecvata cu namol de var si filtrare astfel incat sulfatul de sodiu (Na 2 S) nu este lasat sa intre in cuptorul de var. Daca Na2S intra in faza de uscare la rece si sectiunea de incalzire a cuptorului de var in prezenta CO 2 si a apei, H 2 S se formeaza conform reactiei din ecuatie. Na2S + CO2 + H2O H2S + Na2CO3. Cu o capacitate adecvata a filtrului de namol de var, o cantitate mica de aer este absorbita prin partea solida de namol de var, iar N2S rezidual ramas pe suprafata particulelor de namol de var este oxidat in tiosulfat de sodiu care nu cauzeaza nici o formare de H 2 S in cuptor. Daac apar probleme de H2S, motivul este in multe cazuri calitatea saracara a namolului de var in sensul continutlui de substanta uscata solida de namol de var (normal de peste 80%) si puritatea (concentratia redusa fara alcali este necesara). Optiunile tehnice sunt imbunatatite de catre clarificarea lesiei verzi si de spalarea cu namol de var sau inlocuind o parte din var cu var de proces. Pulberile Pulberile sunt formate din praf de var si sodiu condensat din faza de vapori. Aceste emisii pot fi controlate intern prin design si prin functionare adecvata a cuptorului si extern prin adaugarea unui filtru electric sau a unui scruber. Un filtru electric este capabil sa reduca concentratia de pulberi de pana la aprox mg/m3 si spalarea cu apa de aprox mg/m 3. Oxizii de azot (NOx) Emisiile de NOx sunt in principal corelate la constructia arzatorului si la un anumit arzator, in continut de azot din combustibil si temperatura de ardere. O crestere a emisiilor ar rezulta de la utilizarea combustibililor cu un continut ridicat de azot. Ambele incinerari de NCGs si utilizarea de biogas si metanol drept combustibil, sporesc formarea de NOx. Concentratiile de NOx sunt de aprox. 100 mg/m3 atunci cand se utilizeaza doar ulei de tal, pana la aprox. 900 mg/m3 cand se utilizeaza NCGs si metanol impreuna cu pulbere de scoarta, gaze de piroliza si pacura fosila Emisiile in aer de la cazanele auxiliare Cazanele cu scoarta Coaja va arde autotermic la un grad de uscare de aprox. 20%. Inainte de incinere scoarta si crengile indepartate de pe trunchi in tamburul de decojire, sunt alimentate intr-o moara de coji si in final este presat la un grad de uscare de 38-45%. Consumul de energie intr-o presa este de aprox. 5 kwh/t de coaja avand un grad de uscare initial de aprox 35% iar cresterea de generare de caldura este de aprox. 2 GJ/t45% daca partea uscata creste de la 35 la 45%. La 45% grad de uscare, scoarta reprezinta o valoare calorifica de aprox. 7-8 GJ/t si poate fi utilizata ca o sursa de energie in interiorul instalatiei sau vanduta ca produs secundar, de ex. ca brichete. La instalatie se utilizeaza in mod normal intr-un cazan auxiliar. Daca va fi folosit drept combustibil in cadrul procesului sau vandut ca brichete, trebuie mai intai sa fie uscat pana la aprox. 90%. Atunci, dupa ce a fost gazificat sau pulverizat, va putea fi utiliza de ex. in cuptorul de var. Scoarta este utilizata la scara larga drept combustibil in instalatia de ardere in fabrica de celuloza. Deoarece scoarta contine doar cantitati mici de sulf, vor exista emisii reduse de dioxid de sulf in functie daca sunt adaugate si alti combusitibili cu continut de sulf. Daca coaja este incinerata impreuna cu alti combustibili care contin sulf (de ex. combustibili fosili), cenusa alcalina provenita de la coaja leaga o parte din sulf si astfel se reduc emisiile. In cazanele cu ardere cu scoarta de copac, emisiile de oxid de azot sunt de asemenea reduse decat la arderea cu alte tipuri de combustibili datorita temperaturii reduse de ardere.

28 Emisiile sunt tipic de mg/mj cand se incinereaza doar scoarta, insa cand se arde si pacura in cazan ele cresc la aprox mg/mj. Excesul de oxigen sporeste formarea de NOx insa un exces redus de oxigen sporeste CO si COV. Reducerea totala de NOx realizabila intr-un cazan cu ardere pe scoarta este de aprox % facandu-se modificari in tehnicile de ardere si / sau utilizand procesul SNCR (reducere selectiva necatalitica). Exemple pentru aplicarea procesului SNCR in cazanele cu ardere de scoarta pot fi gasite de exemplu in unele fabrici suedeze (Nymölla, Husum). La o producere de caldura de la scoarta de copac de aprox. 7 GJ/t de coaja, domeniul de emisii de NOx este de aprox kg/t coaja. Valoarea inferioara reprezinta conditii de ardere optime si/sau utilizarea SNCR unde se utilizeaza uree pentru reducerea NO in azot, dioxid de carbon si apa. Emisiile de NOx ar fi atunci de aprox mg/mj sau de mg/m3 (NTP, gaz uscat). Emisiile de praf sunt reduse in mod normal la aprox mg/nm3 (gaz uscat) la 11% O2 daca se utilizeaza electro-filtru (ESPs) si aprox. 200 mg/m3 cu filtru ciclon. Emisiile de sulf gazos sunt mici de aprox mg/mj cand se arde coaja. Unele valori raportate pentru emisiile de sulf de la cazanele cu ardere pe coaja din fabricile suedeze sunt Stora Fors 7, Mörrum 19, Norrsundet 20, Ortviken 15, Skoghall 13, Dynäs, 10 mg S/MJ combustibil introdus in cazane. Probabil ca o parte din S din coaja este eliminat cu cenusa. pulberi Tabelul 2.14: Emisiile in aer de la cazanele cu ardere pe coaja Datele precum kg/t coaja si respectiv mg/mj. Valorile normale de flux de gaz sunt de aprox m3/t de celuloza. Alte cazane de aburi In fabricile de hartie si celuloza integrate, excesul de caldura produsa la o fabrica de celuloza nu este chiar suficient pentru a acoperi consumul de energie al productiei de hartie. Necesarul suplimentar de caldura trebuie sa fie produsa intr-un cazan pe aburi suplimentar. Combustibilul fosil este utilizat drept combustibil suport in cazanele cu coaja si namol si drept combustibil principal in cazanele suplimentare. Combustibilii utilizati in cazane sunt carbunele, combustibilul lichid, gazul natural, turba, deseurile lemnoase si slamul fibros din tratarea efluentilor. Emisiile din productia de electricitate depind de combustibil, de amestecul de combustibil si de continutul de impuritati. De exemplu, pacura si carbunele contin sulf insa gazul natural nu contine. Cele mai multe cazane pentru combustibil solid sunt cazanele cu pat fluidizat si circulant in special cand sunt incinerati combustibili in amestecuri dificile cu proprietati variabile. Aceste cazane ofera oportunitatea de a utiliza o gama larga de combustibili si de a genera emisii reduse fata de cazanele cu gratar. Randamentul de ardere este mare datorita amestecului efectiv de materiale si transfer de caldura intre materialul solid si fluxul de gaz. Emisiile de NOx sunt relativ reduse datorita temperaturii reduse de ardere (800 C -950 C). Daca combustibilul contine sulf, emisiile de sulf pot fi prevenite prin adaugarea de var in pat. La temperaturi sub 900C, sulful reactioneaza cu varul sau calciul din coaja, iar emisiile de dioxid de sulf se reduc considerabil. Tip combustibil pulberi pacura Nu sunt date pentru alti combustibili Tabelul 2.15: Exemple de emisiile observate in prezent la diferite tipuri de cazane auxiliare [SEPA Report 4008, 1992], [annual reports by Swedish mills to SEPA] Gazele urat mirositoare Gazele urat mirositoare din instalatia de celuloza sulfata sunt in mod normal H2S, metil mercaptane, dimetil-sulfit si dimetile-disulfit. Uneori gazele urat mirositoare se refera la sulful total redus, TRS. Fluxurile de gaz urat mirositor sunt de obicei impartite in gaze puternic

29 (concentrate) si gaze (diluate) slabe. De obicei se refera la concentratia de < 0.5 g de S/m 3, gazele cu mult mai concentrate sau puternice fiind normal peste 5 g/m 3. Gazele concentrate provin din instalatia de fierbere, instalatia de evaporare si striparea condensatului. In total, ei provoaca aprox. 25 m 3 /t de celuloza. Gazele non-condensabile din instalatia de fierbere si gazele de stripare din striparea cu abur a condensatului murdar din instalatia de evaporare contin de obicei 1-12,5 kg S/Adt. [Finnish BAT Report, 1997] si sunt mai mari de obice la celuloza provenita din lemn de esenta tare fata de cea provenita din lemn de esenta moale datorita structurii diferite de lignina. Gazele concentrate sunt colectate si arse ori intr-un cuptor de var, cazan de recuperare sau intr-un arzator separat. Daca un arzator special este utilizat, atunci un scruber se adauga in mod normal pentru a controla emsiile de SO 2 formate. Energia termica poate fi utilizata insa formarea de NOx este mare, pana la 1 g/mj din combustibil. Acest nivel poate fi redus la aprox. 70% din conditiile de ardere optimizate. Avantajul arderii gazelor urat mirositoare in cuptorul de var este ca nici un alt focar nu este necesar. Suplimentar, sulful coninut in gaz poate fi absorbit ceeea fapt care reduce emisiile de dioxid de sulf. Oricum, asa cum s-a mentionat mai sus, continutul de S in gazele urat mirositoare poate supra-incarca capacitatea de abosorptie din cuptorul de var. In medie, 15% din combustibilul utilizat in cuptorul de var poate fi inlocuit cu gazele urat mirositoare. Totusi, variatia cantitatii energetice din gaz poate sa provoace dificultati la producerea unui var de calitate buna si uniform. Separand metanolul din gaze se reduce problema cu calitatea variata de gaz. Metanolul separat poate fi apoi alimentat in faza lichida intr-un cuptor de var sau intr-un arzator special pentru gaze urat mirositoare. Gazele diluate provin de ex. pre-aburirea tocaturii, sortare, spalarea celulozei, dizolvarea topiturii si ventilarea diferitelor rezervoare ce contin lesie neagra etc. In aprox m3/t de celuloza ei adauga kg S/ADt [Finnish BAT Report, 1997]. Gazele diluate sunt colectat la unele fabrici si arse intr-un cazan recuperator, in cuptorul de var sau sunt spalate. Spalarea are cea mai buna eficienta asupra H 2 S. Arderea gazelor neconcentrate in cazanul recuperator ar putea influenta operatia in cazan si ar necesita modificari ale cazanului. La unele fabrici sunt incinerate ambele gaze, neconcentrate si puternic concentrate urat mirositoare, in cazanul recuperator. Informatia pentru aceasta practica este oricum limitata. In evaporare si fierbere, o parte din compusii urat mirositori sunt transferati in condensati. Suplimentar, pentru a reduce compusii de sulf, condensatii contin metanol si unii compusi de oxigen (BOD load). Condensatii murdari sunt colectati si tratati separat asa cum s-a descris mai sus (vezi: apa uzata evacuata din diferite etape de proces) Compusii de clor proveniti de la inalbire si prepararea chimicalelor de inalbire In fabricile de celuloza sulfata cu inalbire se utilizeaza dioxid de clor drept compusi clorurati chimici de inalbire de la instalatia de inalbire. ClO 2 produs este evacuat in atmosfera. In tabelul 2.16 unele exemple de valori masurate sunt prezentate si comparate cu valori stabilite in conditii normale de autorizare in Suedia. Numele fabricii (an de referinta) Conditiile din autorizatie (kg clor activ/t celuloza albita) Valori masurate (kg clor activ/ t celuloza albita) lunar lunar Medie anuala Clor/ t celuloza lunar lunar Medie de o saptamana O medie de o luna albitorie Productie de ClO 2

30 Tabelul 2.16: Exemple de valori masurate de emisii de clor in aer de la instalatia de inalbire si producerea de ClO 2 in unele fabrici de celuloza din Suedia Datele obligatorii de raportat anual si cele din autorizatiile fabricilor. Valorile acopera toate emisiile din instalatie, normal masurate la evacuarea din instalatia de inalbire si de la productia de dioxid de clor dupa spalare. Totalul emisiilor in atmosfera dupa ce au fost tratate in exterior Datele disponibile in emisii anuale medii in kg/t de celuloza sulfata sunt cuprinse in tabelul 2.17, de mai jos. Pentru a facilita comparatia tuturor emisiilor de compusi gazosi sulfurosi incluzand SO 2, datele au fost mentionate sub forma de S gazos. Datele emisiilor pentru cazanul recuperator sunt in mod normal bazate pe monitorizare continua timp in care alte surse sunt mai rar monitorizate. Ar trebui evidentiat totusi ca nu toate fabricile raporteaza emisii fugitive si metode de calculare iar raportarea emisiilor totale variaza intre fabrici si intre statele membre. Sursele de emisie Gaze totale pulberi Cazan recuperator Cuptor de var Cazan pentru coaja Gaze urat mirositoare Emisii totale din fabrici Nota explicativa: 1) valoarea estimata pentru cazanul cu ardere de coji.nu e inclusa utilizarea de combustibil fosil in cazanul pentru coji 2) gazele concentrate vor fi arse in cuptorul de var Tabelul 2.17: Emisiile medii (anuale) pe termen lung in atmosfera de la fabricile de celuloza sulfata in cadrul UE Valorile se bazeaza pe metode diferite analitice discutate in ANEXA III sau metode ce obtin rezultate echivalente.nox este suma din emisiile de NO si NO2 calculate ca NO2 [SEPA report 4869], [Finnish Forestry Industry Federation, 1998], [Finnish BAT Report, 1996], [data din comunicarile personale facute de fabrici]. Emisiile de compusi organici volatili (COV) din proces sunt raportate a fi aprox. 0,4 kg/t din lemn de esenta moale sulfurata si mai putin de 0.1 kg/t pentru esenta tare sulfurata. Asa cum s-a mentionat mai sus exista de asemenea emisii de COV de la stivele de tocatura. Ca de exemplu, emisiile de COV de la tocatura sunt de aprox. 0,2 0,3 kg/m3 de lemn la instalatia de celuloza sulfata Fierberea modificata extinsa (dozare sau contiuu) pana la o cifra kappa redusa Descrierea tehnicii: Delignificara inainte de instalatia de inalbire este realizata in fierbatoare si, ca la orice fabrica, prin utilizarea delignificarii cu oxigen. De aceea, masura fierberea modificata extinsa si delignificarea cu oxigen ar trebui considerate ca o unitate deoarece ce este esential din punct de vedere al mediului este gradul totalde delignificare realizat ca rezultat al delignificarii in etapele de dinaintea intrarii celulozei in instalatia de inalbire. Ar trebui sa fie un echilibru intre reducerea kappa din fierbere si delignficarea oxigenului deoarece selectivitatea este mult mai mare decat in sistemul recent (vezi 2.3.4). Pentru fabrica este important sa controleze procesele variate de aceea caracteristicile de obtinere si rezistenta reprezinta optimul pentru un continut dat de lignina. Pentru a reduce continutul de lignina (numere kappa de ordin mic) in celuloza la intrarea instalatiei de inalbire si de asemenea pentru ar reduce utilizarea chimibalelor de inalbire costisitoare, s-a introdus delignifcarea extinsa (sau fierberea modificata sulfata) la sfarsitul anilor 1970 si la inceputul anilor Reducerea continutului de lignina va reduce cantitatea de poluanti evacuata timp in care va creste cantitatea de substante organice transmise catre cazanul recuperator. Mai multe procese modificate sulfate, in sistem de continuu si discontinuu, au fost dezvoltate si aplicate comercial.

31 Fierberea continua Intr-un sistem continuu, Fierberea continua modificata (MCC), Fierberea continua modificata extinsa (EMCC) si Fierberea izotermica (ITC) reprezinta trei alternative. In procesul MCC, zona de fierbere din fierbator este impartita in doua zone, si anume o zona initiala intr-o directie si o zona ulterioara in contra-directie. Sarcina lesiei albe este impartita intre ambele zone. Scopul modificarii a fost acela de a reduce concentratia intiala alcalina, pastrarea unei concentratii constante a alcalilor in timpul procesului de fierbere si o concentratie redusa a ligninei in ultima parte a fierberii. Procesul EMCC a fost dezvoltat in baza procesului MCC. Diferenta este ca in procesul EMCC, lesia alba este de asemenea incarcata in zona de spalare pentru a extinde delignificarea ulterioara in fierbator. Dezvoltarea cea mai noua in cadrul tehnologiei de fierbere este Iso Thermal Cooking (ITC) ceea ce reprezinta o dezvoltare in continuare a MCC. In ITC, intregul vas de fierbere este utilizat pentru delignificare ceea ce inseamna conditii mai moderate (temperatura de fierbere mai scazuta) este atinsa si in consecinta este mentinuta rezistenta celulozei. In functie de numarul kappa avut ca scop, sarcina chimicalelor de fierbere este modificata si usor mai ridicata. Deoarece ITC inseamna temperatura mai redusa de fierbere, nu are loc nici o crestere in utilizarea aburului iar impactul asupra produsului este limitata. Fierberea prin dozare In sistem discontinuu, exista trei procese aplicate comercial: incalzirea rapida a volumului de deplasare (RDH), Rapid Displacement Heating (RDH), SuperBatch si EnerBatch. In procesele RDH si superbatch se realizeaza o pre-tratare (impregnare) cu lesie neagra cu scopul de a reduce consumul de caldura si in acelasi timp de a creste concentratia intiala de sulf si de a reduce sarcina efectiva alcalina. In procesul Enerbatch se realizeaza o pre-tratare cu lesie alba urmata de o pretratara cu lesie neagra. Toate aceste procese de fierbere a volumului de deplasare arata o economisire substantiala a energiei si o calitate imbunatatita a celulozei. Continutul de lignina este de obicei masurat la numar Kappa cu o metoda standard. Fierberea conventionala are limietele sale referitor la cat de redus ar trebui sa fie indicele kappa fara a deterioara calitatea celulozei (acest indicator kappa este de aprox pentru lemnul de esenta moale si pentru cel de esenta tare). Utilizand mai multe modificari de fierbere, indicele kappa de la fierberea lemnului de esenta moale poate fi redus la un nivel de pentru lemn de esenta moale si la pentru lemn de esenta tare, timp in care proprietatile de rezistenta si extractie sunt in continuare mentinute. Reducerea kappa depinde printre altele de tehnologia de fierbere modificata aplicata si daca este utilizata o instalatie noua sau retehnologizata. Ca exemplu se arata in figura 2.8 tendinta Kappa in fabricile de celuloza sulfata finlandeze. Figura 2.8: tendinta Kappa in fabricile de celuloza sulfate [Finnish BAT Report, 1997] Aplicabilitatea si caracterizarea masurii: Tehnica integrata de proces. Masura poate fi adoptata in fabricile noi de celuloza sulfata si intr-o masura limitata si la fabricile existente. Un numar de fierbatoare continue au fost retehnologizate in ITC fara a trebui sa se sacrifice productia. Oricum, aceasta posibilitate trebuie sa fie evaluata in fiecare caz individual (aceasta are de a face cu dimensiunile vasului de presiune raportat la capacitate). Alte

32 fierbatoare continue au fost transformate in MCC. Pentru a realiza acesta lesia alba este pompata in fierbator in mai multe locuri. Cu MCC si ITC este posibil sa se fiarba celuloza la un indice Kappa mai redus, fara pierderi in calitate (indicii Kappa pentru lemn de esenta moale si pentru lemn de esenta tare). In sistemele de fierbere continua, capacitatea instalatiei ar scade cu fierberea extinsa si ar implica costuri ridicate pentru fabrica de celuloza. In fierberea discontinua, delignificarea extinsa este realizata de mijlocul de deplasare a volumului si de tehnicile de reciclare a lesiei negre. Este posibil ca procesul sa fie instalat ca instalatii conventionale retehnologizate, daca capacitatea de fierbere este suficient de mare. Intr-o instalatie noua indicele kappa de la fierbere poate fi mentinut la pentru lemn de esenta moale si aprox. 12 pentru lemn de esenta tare. In practica este posibil ca modificarile unui sistem de fierbere existent discontinuu sa fie realizate cu fierbatoare suplimentare si costuri de investitie suplimentare fara a pierde din capacitatea instalatiei de fierbere. Principala performanta de mediu obtinuta: Continutul redus de lignina inseamna putine evacuari de la instalatia de inalbire nu doar de substante organice ci si de agenti nutritivi (de ex.). O unitate kappa corespunde aproximativ la 0,15% lignina in celuloza. Daca indicele kappa a celulozei din fierbere sau din delignificarea cu oxigen (vezi 2.1.6) pot fi reduse pana la o unitate, COD emis in instalatia de inalbire s-ar reduce la aproximativ 2 kg/adt (COD de la inalbirea TCF poate fi de aprox 3 kg COD/indice kappa). Totusi, pentru a obtine o valoare totala a evacuarii din instalatia de inalbire trebuie sa se adune cantitatea de poluanti care nu au fost inca spalati din partea inchisa a procesului (vezi ). Efecte inter-media: Fierberea extinsa afecteaza mai multe elemente ale procesului de celuloza sulfata: - consumul de alcali activi (NaOH + Na2S) poate creste usor - creste cantitatea de substante dizolvata ce trece prin sistemul de recuperare - creste generarea de caldura din cazanul recuperator - scade necesarul de chimicale de inalbire - exista o cantitate redusa de poluant in apa uzata de la albire - in fierberea discontinua modificata, consumul de energie si cantitatea de abur suflat scade prin fierbere, insa consumul de abur va creste prin evaporarea lesiei negre. Impactul fierberii extinse in cadrul productiei este foarte specifica amplasamentului. Experienta operationala: Reducerile indicilor kappa de 6-7 unitati pentru lemn de esenta moale si 4-5 unitati pentru lemn de esenta tare au fost realizate fara pierderea proprietatilor de rezistenta. Apecte economice: Costurile de investitie pentru modificarea sistemului de fierbere conventional pentru delignificarea extinsa este de 4-5Meuro pentru o fabrica ce produce 1500 ADT/zi. Pentru a utiliza reducerea BOD si COD ar trebui sa creasca randamentul de spalare. Aceasta ar costa cu 2-4 MEuro mai mult. Oricum, cu ITC nu e necesar sa se adauge si alte echipamente de spalare daca retehnologizarea este facuta la o capacitate constanta. Cu fierbatorul continuu sau cand cazanul recuperator functioneaza la capacitate maxima, pierderea din productie poate fi de 4-8%. In aceste cazuri trebuie sa se gaseasca cai de adaptare pentru cresterea cantitatii solide ca etape suplimentare de evaporare pentru a creste cocentratia de corp solid in lesia neagra, adaugarea de antrachinona in productia de celuloza sau adaugand capacitatea treptata a cazanului. In general, impactul fierberii extinse asupra productiei este specifica amplasamentului. Daca sistemul de recuperare chimica este ca un gat de sticla catre fabrica atunci introducerea delignificarii risca pierderea in productie datorita necesarului din acea parte a sistemului (vezi mai sus). Stimulul pentru implementarea acestei tehnici: Reducerea emisiilor in apa este principalul motiv care sta la baza implementarii acestei tehnici. Un efect benefic este de asemenea reducerea consumului de chimicale costisitoare pentru inalbire. Aceasta reducere ar trebui comparata cu o posibila pierderea in productie si o crestere a consumului de lemn, pentru a putea evalua costurile nete posibil a fi economiste de la caz la caz. Instalatii de referinta: instalatii numeroase din Europa

33 2.3.4 Delignificarea cu oxigen Descrierea tehnicii: Dupa fierbere, fibrele contin in continuare ceva lignina care trebuie indepartata inainte de inalbirea finala. Pentru a proteja rezistenta celulozei, lignina trebuie indepartata selectiv cu minimul de pagube aduse partii din celuloza a fibrelor si cu o pierdere minima de produs extras. Aproape o jumatate din lignina ramasa in materialul maro poate fi indepartata si recuperata prin adaugirea de oxigen intr-o suspensie fibroasa alcalina. In delignificarea cu oxigen, oxigenul, lesia alba oxidata si sulfatul de magneziu sunt amestecate in reactor cu celuloza la o consistenta ridicata (25-30%) sau o consistenta medie (10-15%). O treapta de delignificare cu oxigen este inalbirea cu oxigen (treptele de oxigen se utilizeaza actualmente si in instalatia de inalbire, iar in acest raport delignificarea cu oxigen este utilizata pentru procesarea celulozei nealbite). Pentru a mentine echilibrul de sodiu in fabrica, treapta de oxigen utilizeaza in mod normal lesia oxidata de fierbere, unde hidroxidul de sodiu este principala chimicala alcalina iar sulfitul de sodiu este oxidat in tiosulfat. Reactorul de delignificare este presurizat iar temperatura este ridicata pana la aprox. 100C. Delignificarea cu oxigen are loc intr-o treapta sau doua dupa fierbere si inainte de inalbire si atinge un randament de delignificare de 40-60%. Un randament peste 40% solicita in mod normal instalatii in doua trepte. Lesia uzata eset trimisa in contra-curent catre sistemul de recuperare a chimicalelor. In figura 2.9 si in figura 2.10, exemplele pentru un proces modern arata delignificarea intr-una sau doua trepte. Spalator de filtrare Reactor de oxigen Ajutaj atmosferic Presa Abur Rezervor de expansiune Depozitul de celuloza Amestecator Abur Pompa Figura 2.9: Delignificarea cu oxigen intr-o treapta Reactor de oxigen Reactor de oxigen Spalator de filtrare Abur Abur Rezer vor de expans i Ajutaj atmosferic Presa la spalare Depozitul de celuloza Figura 2.10: Delignificarea cu oxigen in doua trepte Aplicabilitatea si caracterizarea unei masuri: Masura poate fi adoptata in fabricii noi si existente insa nu in acelasi mod si cu aceleasi costuri.