（采矿工程专业论文）利用工业SOlt2gt废气进行亚钾法无废造纸研究.pdf

麓要 利用工业s 0 2 废气进行亚钾法无废造纸研究 摘要 随着聿圭会王遵讫褒产熬进行，人类凝缮了丰碛懿劳动聚实。入察凌尽 情攀受着率收的喜悦同时，却在为传统的工业化生产带来严重的环境污染 丽溺惑。随着被会的进步，环境绦护意识不断加强，环境问题己成为当前 世界的大三主题之一。炎馒社会的可持续发展皇环境保护耀统一，澹滤生 产即最小化利用资源、无公害生产的思路得以提出。 当蔫，我国王壁黛产誊器皴的s 0 2 废气及出其导致的酸雨，严霪地皲坏 了生态环境。形势迫使人们对s 0 2 废气进行有效脱硫，以控制和降低大气 污染。由予硫资源的缺乏，造成我国氮、磷肥生产比例失衡，且部分硫资 源懿要遴鞠。蓉蹇芝对s 0 2 废气进纷吸收，不偿治理了污絷，露虽强收了硫 资源。基于离心力场下强化多相传质的机理，超重力技术采用l ( o h 作为 吸收介质可以商效地吸收s 0 2 废气。在填料廉转子转速3 0 0 0 r m i n ，机壳 内绦1 8 0 m m 条传下，液膜平均溅速、传质膜系数分裂是鬟力场下该爨茨 1 2 倍、4 倍。秘液比6 0 0 8 0 0 较大范阑内，出口s 0 2 废气体积分数低于 1 0 0 p p m ( 符合麓家繇绦总溺觏定榷藏标准秘链界银行标准) ，s 0 2 废气脱 出率9 8 以上。 农业作为我国的基础产业急需大量的钾肥，每年大量的钾肥进口耗用 了囊额乡 汇。我霪锣资源努毒不均，对予镩盐饔源较多懿隧蠛，采用“反 浮选一冷结晶”技术提取k c l ，辫通过电解法制取k o h ；对钾长石等非 可溶性钾涤源分布较多的地区，利用高征水化技术提取k o h 。钾长丽经 破碎、磨细再与c a ( o h ) 2 溶液浸混，在1 5 0 2 0 0 。c 、4 。0 m p a 条馋下褥至 k o h ，浸出率大于9 0 。本文通过k o h 溶液吸收s 0 2 废气得到k 2 s 0 3 ， 舞送行耍镩法造纸翻浆，裁浆黑液荐经邋燃烧处理得莼农渡急需的无氯钾 肥k , s 0 4 。 制浆造纸融成为我国又大产业，醺大的国内市场需求拉动了该产业 发展。以攀浆为主的审国利浆造纸孛夺企监，龆戈鸯产过程中离污染、蠢 消耗等问题而嗣扰。利用s 0 2 废气吸收得到的k 2 s 0 3 进行赃钾法制浆。制 摘要 浆原料选用经湿法餐料购麦草，切片为1 8 r a m ；蒸煮药剂k 2 s 0 3 的投放 量为9 ；蒸煮助荆k 2 c 0 3 量为2 3 ，a q 量为0 1 ；液比为l ：5 ；上 述物质充分混会，在1 6 0 。c 、0 6 5 m p a 条件下进行蒸煮，得攀6 0 9 3 ，自 度5 4 8 。本法既可提高纸浆质量和得率，恧且制浆黑液通过燃烧又可以 彳寻到钾肥；经处理的制浆黑液也可灌溉农田，体现了清漓生产的思想，为 中、小纸浆造纸业的健康发展带来了生枫。 本着利凌、资源开发及保护环境的攒导方针，本论文刨掰地提出了多行业共 同键进躲发展模式。现行的按术分析及与沈阳造纸研究所的合作研究表明：这一 模式技术可行、经济合理。为我强资源综会利用和工业哥持续发展提供了一种新 途径。 芙键词：瀵溏生产s 0 2 废气超重力技术亚钾法制浆 l i a b s t r a c t s t u d y o nt h ep o t a s s i u m s u l p h i t e i n n o x i o u s p a p e r - m a k i n gb yc o m p r e h e n s i v e u t i l i z i n g o fi n d u s t r i a lf u m eo f s 0 2 a b s t r a c t w i t ht h es o c i e t a li n d u s t r i a l i z a t i o np r o c e e d ，h u m a n b e i n g sh a v e b e e ng o t a b u n d a n ta c h i e v e m e n t s 。p e o p l eh a v eag o o dt i m e 谢t l lt h e s ef r u i t s ，b u t 也e y a r e h a r d l yp u z z l e db y e n v i r o n m e n t a l p o l l u t i o n sb y t h e d e v e l o p m e n to f t r a d i t i o n a li n d u s t r y w i t ht h es o e i e wa d v a n c e d ，p e o p l e sc o n s c i o u s n e s so f e n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o n i se n h a n c e d g r a d u a l l y a n d t h e p r o b l e m o f e n v i r o n m e n th a sb e e no n eo ft h e t h r e em a i n t o p i c s i nt h i sw o r l d e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o nh a sb e e np r o f o u n d l ye a r e d f o ru n i t ec o n t i n u a b l e d e v e l o p m e n to f o u rs o c i e t yw i 氇e n v i r o n m e n t p r o t e c t i o n c l e a n e rp r o d u c t i o n w i 搬i t sm i n i m i z i n gr e s o u r c ec o s t sa n df e w p o l l u t i o nw a sa p p e a r e d 。 i no u r c o u n u y ，e c o l o g i c a l e n v i r o n m e n th a s s h a r p l y b e a t e n b yt h e d i s c h a r g e df i n t l eo fs 0 2w h i c hp r o d u c e df r o mi n d u s t r y u n d e rt h i sc o n d i t i o n ， g o o d m e a s u r e ss h o u l db et a k e nt od e s u l f u r i z et h i sf u l t l ee f f e c t i v e l yc o n t r o la n d r e d u c et h e s e p o l l u t i o n sw i t hi t b u tt h eb a l a n c eo fn i t r o g e np h o s p h o r o u sr a t i o sl o s tf o rt h er e a s o no fi n s u f f i c i e n ts u l p h u r si no u rc o u n t r ya n ds o m eo fi t s h a v et oi m p o r t e df r o mo t h e rc o u n t r i e s i fw ec o u l du t i l i z et h e s e d i s c h a r g e g a s e s ，i t c o u l dn o to n l y p r o t e c te n v i r o n m e n t b u tr e c o v e rs o m e s u l p h u r s b y t h e p o l y p h a s i ct r a n s f e ru n i t sa r ee n h a n c e di nt h ec e n t r i f u g a lf o r c ef i e l d w i mt h i s m e c h a n i s ms o l u t i o no fk o ha b s o r bt h e s es 0 2e f f e c t i v e l y b yt h eh i g e e t e c h n o l o g y i fr o t a t i o n a ls p e e do fe l e c t r i ce n g i n eo ft h e r o t a t i n g - b e d i s 3 0 0 0 r r a i na n dt h ei n n e rd i a m e t e ro ff r a m ei s1 8 0 m m ，t h er a t eo f f l o wo ft h e f l u i df i l mi s1 2t i m e st h a ni ng r a v i t a t i o n a lf i e l d ，t h ec o e f l j 【c i e n to ft h em a s s t r a n s f e rf i l mi s4t i m e ss a n l e 3 r v h o nt h er a n g eo ft h el i q u o rr a t i of r o m6 0 0t o 8 0 0 ，v o l u m eo ff r a c t i o n o ft h e d i s c h a r g e ds 0 2i s l o w e rt h a n l o o p p m ( a c c o r d i n gt ot h es t a n d a r do f t h eg e n e r a lb u r e a uo fe n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n l i l a n dt h es t a n d a r do ft h ew o r l d b a n k ) ，d e s u l f u r i z a t i o nr a t i oo f t h e s eg a s e si s9 8 p e rc e n t w i t ht h i sm e t h o dp o l l u t i o no ft h e s ed i s c h a r g eg a s e sc o u l db ew e l l c o n t r o l l e d a st h eb a s eo fo u r i n d u s t r y , a g r i c u l t u r e n e e d sal o to fp o t a s s i u m f e r t i l i z e r s l a r g eq u a n t i t y o ff o r e i g n e x c h a n g e s a r ec o s tt o i m p o r tt h e s e f e r t i l i z e r se v e r yy e a r s f o rt h er e g i o nw h i c he n r i c h l e o p o l d i t e ，k o hi sg e t f r o m e l e c t r o l y s i sp r o c e s s o fk c l a n dk c ii s g e t f r o mf l o t a t i o n c o l d c r y s t a l l i z a t i o no f c a r n a l l i t e f o rt h ew h e r e w h i c he n r i c hf e l d s p a r s ，k o hc o u l d g e tf r o mh i g h p r e s s u r eh y d r a t i o no fi t s b r e a k i n ga n dg r i n d i n gw i t hf e l d s p a r s ， i t ss o a k sw i t hs o l u t i o no f c a ( o h ) z a t t h et e m p e r a t u r eo f15 0 2 0 0 。ca n dt h e p r e s s u r eo f4 0 m p a k o hc o u l db es t r i p p e d t h el e a c h a b l er a t i oo fp o t a s s i u m i sh i g h e rt h a n9 0 p e r c e n t s ok o hc o u l db e e f f e c t u a l l ya c q u i r e d k 2 s 0 3i sg o t b yu s i n gk o h a b s o r b ss 0 2t h e nu s ei tt op u l p ，p u l p i n go f p o t a s s i u ms u l p h i t e p r o c e s s k 2 8 0 4i sg o tb y t h eb l a c k l i q u o ro fp a p e rs t u f fb e i n g b u r n t i ti sw e l l n o n - c h l o r i n ep o t a s s i u mf e r t i l i z e r s t h e r ea r em a n y p l a n t so np u l p i n ga n dp a p e r - m a k i n gi no u rc o u n t r y t h e d e v e l o p m e n to f t h i si n d u s t r yi sp o w e r f u l l yd r a g g e d b yi t se n o r m o u sd e m a n d i no u rc o u n t r y , m a i ns m a l la n dm e d i u m s i z e de n t e r p r i s e so fs t r a w - p u l p i n g p r o d u c t i o na r ep u z z l e dw i t hn l a s sp o l l u t i o na n dc o s t k 2 8 0 3i st a k e nt ot h e p u l p i n gw h i c hg o tf r o ma b s o r p t i o no fs 0 2 r y e g r a s ss l i c eo fw e tp r o c e s ss t o c k i s18 m m a m o u n to f p u l p i n ga g e n t i a ，k 2 s 0 3i s9p e rc e n t a m o u n to f p u l p i n g a s s i s t a n t ，k 2 c 0 3i s2 - 3p e rc e n ta n da qi so 1 p e rc e n t 1 i q u o rr a t i oi s l ：5 w i t ht h e s es t u f f st op u l pu n d e rt h ec i r c u m s t a n c eo f1 6 0 ca n d0 6 5 m p a y i e l d o f p u l p i s6 0 9 3p e rc e n t w h i t e n e s so f p u l pi s5 4 8p e rc e n t w i t ht h i s p r o c e s s ， y i e l da n dw h i t e n e s sa r ee n h a n c e d i tc o u l da c q u i r ep o t a s s i u mf e r t i l i z e r sf r o m c o m b u s t i o no fb l a c k l i q u o r e v e nt h ec o n c e n t r a t e db l a c kl i q u o rc o u l di r r i g a t e f a r mf i e l d s t h i si n c a r n a t e st h ei d e ao fc l e a n e r p r o d u c t i o n i tb r i n gv i t a lf o r c e t o d e v e l o p m e n to fs m a l la n dm e d i u m - s i z e de n t e r p r i s e so fs t r a w p u l p i n g p r o d u c t i o n u n d e rt h eg u i d a n c eo f p o l l u t i o n a lu t i l i z a t i o n ，e x p l o i t a t i o na n du t i l i z a t i o n o fn a t u r a lr e s o u r c e sa n de n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n ，w e p u t f o r w a r dt h i sm o d e l o fc o m m o n d e v e l o p m e n t o fs o m e i n d u s t r y w e t h i n ki ti sf e a s i b l ei n a b s t r a c t t e c h n o l o g ya n de c o n o m y , w i t ht h ec o o p e r a t i o no f t h ei n s t i t u t eo f s h e n y a n g p a p e r - m a k i n g a n dc u r r e n tt e c h n o l o g y t h i sm o d e lm a yb eo f f e rap a t ho fo u r c o m p r e h e n s i v e u t i l i z a t i o no f r e s o u r c e sa n dc o n t i n u a ld e v e l o p m e n to f i n d u s t r y k e y w o r d s ：c l e a n e rp r o d u c t i o n ，f u m eo fs 0 2 ，h i g e et e c h n o l o g y , p u l p i n g o f p o t a s s i u m s u l f i t ep r o c e s s v 声明 本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取 得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或 撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 本人签名：自立匙 日期：彬肚 寒j & 大学埙士学位谚文 1 罐涎 1绪论 1 1 可持续发展与环境傺护 经济发展露琢境僚护1 1 , 2 豹滴遂是美系列入类警存释发震豹大| 、蠢耀。 全球经济的迅猛发展深刻地改变了我们的生存环境。随着两次工业革命的 进行，入炭社会在技术、经济上取得了飞速的发展。但是，人们凭借着手 中购技术靼投资，采取耗螟自然资源、污染联境和锻臻生态鲮方式来满足 生产、生活的黼桀。这种发展方式正使人类遭受着商史以来自然界最严厉 静缀复帮惩罚。炱氧鼷逵破坏、全球气澈交疆、有毒有害的物质污染罐、 使地沙漠化、水资源的污染使大量的水生动、植物濒峨绝迹等等，不仅 使经济损失巨大，而艇已经危及到人类自身韵生存和健康，严峻的现实迫 镬入翻遴行愚考。 人类对于鄹境1 3 的认识是从2 0 世纪中叶开始，在2 0 世纪5 0 年代以 活，全球的环凌问题愈显突出，危害人类生命、震惊世界的事件不断发生， 引起原因就是人口快速增加及都露化速度翔快、工鼗魏裹速发鼹共不凝集 中和规模的扩大。联合国1 9 7 2 年在瑞典斯德哥尔縻召开人类环境会议和 1 9 9 2 年农巴裔漫约热肉声疆开环境与发餍大会，两次大会的主要成架是 明确了保护环境必须成为全人类的一致行动，保护环境主要应改变发展模 式，将发展经济与保护环境协调起来，淹可持续发熙的道路。这是人类对 于生存环境兹认识、褥认谖，经骏教训提醒了入们瓣于环境瓣遮静耋享冤， 更威促进人类对于环境问题的严肃思考。1 9 8 3 年1 2 月，第二次全国环境 保护会议宣布了“环境傈护是中瀚王觅代建设中的一颈战略任务，是一项基 本缀策”，表硬了我黧政府鞑环境闻题的重视，冠鞋尊也钱定了“坯境保护 基本法”和其它相关法规保护环境。但豳于我国人阴数量增长过快，工农 监物矮基稿薄弱，科学技术永平栩对落聪等戮素，经济发藤模式戳大囊消 耗资源为特征，造成了投入多、产池少、排污援大、经济效益低f 等慝累。 在2 0 世纪8 0 年代末，我国由于环境污染造成的经济损失已达9 5 0 亿元， 占巍时毽民生产总值戆6 戳上；美国、曩零等发遮藿家，环境污染造残 的损失约占国民生产总值的3 5 。照然，中国的环境污染璧于发达国 家。 寒l 太攀疆士学挝论文1 绪论 在经济发展过程中，成本蓑预防炎主，防治结含，综合治瑾静方针和 谯污染谯治理的政簸。当裁，我国在添理、控制污染上取褥了定成就， 但至今环境状撮旧3 】依然不容聚观。 ( 1 ) 污染源增趣，污染瓣拔量增大，使承源的环境污染加重。翻前全 球水瓷源短缺抟国家近8 0 个，入懿数蓬达1 5 亿之多，鄄东资源危梳是全 球牲螅。我黧麦子入罄众多，久均占有酶承资源羹不大，只相当于墩界入 均承资源占鸯量抟i 4 。我国水资源分布特征是东南沿海多，西北少，数 爨相差十分悬殊，本资源静年际交纯较大，年内分配又不均匀。目前，我 营缺求或严鬟缺求的城市己超过3 0 0 个，j 艺方城市缺水表现艇为突出。我 番的铡浆造纸烫楚严重污染永环境的藿点行业。造纸工业菇i 于受原料结 构、筑模结构、技米设备水平以及生产管理水平的限镱0 ，废水污染状况一 壹十分严重。离前，造纸企妲废水排放2 7 4 6 亿吨，占全国工业总排放最 的l l ，其中达标排放数量4 亿吨，仪占造纸总排量的1 5 ，排放废水中 化学耗氧置4 0 7 万吨，约占全豳工娅总排放量的4 7 。随着豳家环境保护 政策及其实施力艘的不断加大，造纸废水污染治理成功与否成了制浆造纸 业能否生存与发展的关键因素。 ( 2 ) 乱占耕蛾，乱砍乱伐森林，造成水土流失。我国森林资源采伐大 于生长量1 0 6 ，大于可伐爨4 3 ，致使我国森林龋积每年减少2 3 。 毁林种地，森林火灾及病虫害等都无情地破坏森林资源。森林资源为人类 提供原料的同时，在自然界对生态系统的作用，对调节气候、防风防沙、 水土保持、净化大气、保护野生动板物等方面的功能越来越受到关渡和霆 视。乱砍乱伐森林资源的恶果使森林面积下降，林副产品短缺，珍舔动檀 物灭绝，造成生态系统悲化，对于环境的保护、气候的变化及水土溅失瓣 防治都是十分不利的。世界人均森拣占有窭为0 。6 公顷，中国为0 。1 公顷， 是平均值的1 6 ；世界人均本材占稳率为7 0 m 3 ，中国为9 m 3 ，约为平均值 的1 8 。 ( 3 ) 椴据世羚卫生缎织对6 0 个国家1 0 1 5 零戆妊测发现，全球污染 最严舅的l o 个城市巾我国就占了8 令，我国城枣大气中二氧纯磙帮总惫 浮擞粒的浓度是世爨上最衰熬。大气环境德合国家一级标准靛不戮1 ， 6 2 的城市大气中二戴彼臻年髫平均浓度越过了3 级粝准( 1 0 汹g ，m 3 ) 。全 国羧藏匿积已占国土瓷源懿2 9 每年因酸雨鞠二氧纯硫污染造成静损失 近千亿元。中国环境污染麴规模屠擞界菁饿，大城市的环境污染状况在固 2 寨魏丈学疆士攀链埝支 1 缝论 翦魁世界上最严重的，全球大气污染最严重的2 0 个城审中骞l o 令在中国。 大气中的二氧化酸和氮氧化物与降水溶合成酸薅，王熙褒中豳是仅次于欧洲 和北美的第三大酸薅区。大气污染严重破坏生态繇境，燕害人体呼吸系统， 蔻害心斑管健瘫，如大癌症发病率，甚至影响人类基因造成遗传疾瘸。 若凄露效憋利用自然资源并保护环境l h 钔，就簧发挥环境鑫净戆力， 必须舞展区域性污染综合防浚，避行会疆生产布禺。程近年来的开发区建 设孛，受鼹翦经济利靛的驱动，您褫合理枣届静不芝鸯之。隧着乡镶企韭 驹发展，环境淹题星瑗出城市囱农树扩大静趋势。蠢前我溺邑开始对高潲 耗、离污染静企遭实行收取环境保护费滔，主癸形式为捧污收费、损失赔 偿和罚款等，收取的费用瘸子承主保护、大气污染滟治理。在英溺鹩泰晤 主河实现企遭代管后，向每个用求和排污的用产收费，收费标准经环境部 门批准后方可执行，糟户使溺自来水时，须交纳一定的资源费和污水处理 费。这种采甭经济手段管理的方法改变了过去的污染状况。泰晤士河的经 验为我国浠水处理走向企业化提供了参考。另外，为协助驻洲发展中国家 改粹环境，以维持这一地区的经济德康、高速的发展，亚洲开发银行已成 立了亚太蛾区境内环境保护基金，这将解决我国国内投资不足的状况。 我国的经济正从传统发展战略转向可持续发展战略，我国的许多工业 企渡也正在从传统落后技术转向清浩生产技术。因此重视资源的合理配鬣 和加强环境保护已成为经济匈环境协调发展，缎济与社会可持续发展的重 要保障。资源的合理配置，就是要有效地利用备种经济资源，使有限的资 源产生尽可能大的经济社会效益。自然捺源的开发利用、环境保护及社会 的持续发展是相互关联、相甄促进、相匿制约的，在保持经济发展的前提 下，合理开发自然资源，保护好环境，是新世纪之初我们陋对的十分艰妪 的任务。自然资源是经济发展的物质基础，开发利用自然资源也会引发一 系列环境间题。随着经济的发展，我们蕊对的环境阀蹶仍很严峻。在发展 经济的同时，疆应注意环境保护。我国人口众多，资源相对不足，在现代 经济发展中，必须坚拷可持续发展战略。保护环境融成为我国的基本阑繁。 只鬟我们提裹处理经洪发展翔玮境保护关系的自觉性，亨l 扎实实蟪做好工 作，裁定l l 曼够实现生态环境保护战略豹佼务，蒡淫此基础上逐步建立起 赵好的生态醛境和生活黪境，实现经济发展和爆境改善战良性缓环。 东北大学硕士学位论文1 绪论 1 2 清洁生产未来工业的发展趋势 清洁生产( c l e a n e rp r o d u c t i o n ) e 5 】是联合国环境规划署工业与环境规划 中心在1 9 8 9 年首先提出，在一些国家有一些不同的叫法，如污染预防、 废物最小量化、废物减量化、源控制及清洁工艺等。中国二十一世纪议 程对清洁生产做出的定义：“所谓清洁生产是指即可满足人们的需要又 可合理使用自然资源并保护环境的实用生产方法和措施，其实质是一种物 料和能源最小的人类生产活动的规划和管理，将废物减量化、资源化和无 害化，或消灭于生产过程之中。同时对人体和环境无害的绿色食品的生产， 亦将随着可持续发展进程的深入而日益成为今后产品生产的主导方向。” 我国在1 9 8 3 年就把环境保护列为一项基本国策，确立了经济建设和 环境建设同步规划、同步实施、同步发展，实现经济效益、社会效益、环 境效益相统一的原则，其目的即实现可持续发展。可持续发展以发展为核 心，可持续为特征，而清洁生产以生产为核心，清洁为特征，清洁生产充 分的体现了可持续发展观，同时又是中国实现可持续发展的根本途径。众 所周知，中国地大物博、幅员辽阔，但人口基数大却是事实，人均资源占 有量一直居于世界后列。传统的经济增长模式使我国的资源恶性消耗，单 位能耗比发达国家高出1 3 倍，在社会最终产品中，原料总投入量占 7 0 8 0 ，“三废”排放量大，污染严重，人民的生活水平和质量受到 了不同程度的破坏。只有通过清洁生产才能减少能耗，逐步改善臼趋恶化 的生活环境，提高人民的生活水平。正如江泽民同志在十四届五中全会上 指出：“在现代化建设中，必须把实施可持续发展作为一个重大战略。所 谓可持续发展就是既考虑当前发展的需要，又要考虑未来发展的需要，不 要以牺牲后代的利益为代价来满足当代人的利益”，“更不能吃祖宗饭，断 子孙路。” 清洁生产 6 - 9 对我们来讲，并不是一个全新的概念。我国自开始抓工 业污染防治工作以来，工业与环境的政策法规、制度措施注重了从工业自 身发展中解决环境污染问题，如提倡结合技术改造防治工业污染，鼓励综 合利用，实施排污许可证总量控制等，都不同程度地体现了清洁生产的内 涵。1 9 9 3 年世界银行对国家环保部门的技术援助项目“推进中国清洁生 产”，1 9 9 6 年开始实施的“中国一加拿大清洁生产合作”等项目都有力推 4 东北大学硬士学位论文 l 绪论 动了我国的清洁生产工作，并逐步与国际接轨。在环傈部门、经济部门j 赫 工业部门和工业行业管理部门的共闻推动下，许多省市已经开展藏正在稿 动清洁生产示范项目。 实施清洁生产有粮强的技术性、政策性和综合性。首兔必须转变藕念， 从生产环保一体化的原则出发，揭示工业生产经营管理邋程中的重大 缺陷，分析资源流失形成污染的原因，逐一改进，充分挖掘管理潜力：改 进关键工艺环节；配以必要污染治理设施。资源合理利用是工业持续发展 的基本前提。推行清浩生产就要按照清洁生产的思想搞好全过程控制选择 无污染、少污染的产品替代污染严照的产品，选择无污染、少污染的原材 料和宾廷源，替代污染严羹的原材料和胄e 源；用低耗、高效、污染轻先进技 术设务替代消耗斑、污染重、效益麓的落后工艺设备；搞好生产过程中的 物料躁收嬲德巧利用，实行物料的厂内循环，强化生产管理，提高设备的 完好攀和运抒率，热强企业管理，对于必要的末端处理，要采用高效率、 低能耗熬矬理措施进行净化处理。 1 3s 0 2 废气污染概况 国家环境盆浏部门秘“3 】统计，1 9 9 8 年我鬻摊般至大气巾熬s0 2 已达 2 0 9 亿吨，随赣国民缀济的避一步发展，s02 排敖爨逐将进一步增攘， 其危害将更为严重。因诧，如何授箭和治淫802 污染，是我嚣姿藩秘今 后一段时间内螓待解决的主要大气环境闯蘑。 我阐主溪的s02 污染源裔三个方面：( 1 ) 硫酸厂恳气中莽 放靛s02 废气，这部分s02 主要燕因为硫酸厂转化率不高并且滗气处瑾不力，或 跑冒滴漏严重所造成的；( 2 ) 有色金属冶炼过程排放的s02 ，有色金属， 如铜、锚、锌、钻、镍、盒、镶等，都是硫化矿，在冶炼过程巾稚放磁大 邂的s02 ，由于受冶炼搜术的限制，一部分废气s02 浓度较低，不能直 接用于制造硫酸，所以形成s0 2 污染；( 3 ) 燃煤废气中的s0 2 ，我函是 以煤炭为主要能源的国家，煤炭产量居世界第位，而且我国煤旋多为离 硫煤( w ( s ) 2 ) ，其贮量约占煤炭总贮量的2 0 2 5 。在全豳煤淡的 消费中，占总爨约8 4 的煤炭被直接燃用，燃烧过程中排啦大量的s0 2 ， 绘谗多地区和城市造成严重的大气污染。燃煤排放的s02 形成酸雨，使 我凰成为三大羧露区之首，丽且其范围扩大之势、危害加蒯程度不减。目 兹联南、华南、华东、华中、华北五个酸雨区颟积已占国土面积的2 9 ， 东北大学确士学位论文1 鳍论 陡雨对入体健康和建筑耪、湖泊、生态环境造成极大的危害，英壹接经济 损失己超过上予亿元。 由此看来，燃煤废气中的so2 燕我国爵前疑圭要豹s0 2 污染深，其 璧大面广，治理难度最大。so2 既是污染环境的释魁祸蓠，叉憝宝贵的 硫资源。我国趋一个缺硫的豳家，因为硫资源不足，影响了磷耱韵生产， 致使化肥氮磷比例严踅失调，影响农业的增产。翔采我国在治理s 2 污 染的同时能回收一部分硫资源，则可在徽大程魔上缓解我潮目前硫资源紧 张的局面，可谓一举两得。 1 4 钾肥工业现状 有关资料 1 4 , 1 5 统计，钾的化合物约9 5 用于农业难产，其余5 用于 工业生产。钾素可使农作物发展根系、强状枝葶于、充实予粒和抵抗瘸害， 是农作物生长不可缺少的三大主要元素餐。、磷、锣之。随饕氮、磷、 锣簿月爨糕念理麴施加，贫瘘的土壤可以改造肥沃进而农业增产，林业加速 戏材，草场繁茂，自然环境也将想到保护。由予我国锣资源不足，钾月巴产 量低，导致多年采耕地的锣雹施加爨相对不足，农作物生产带走了部分铆 素及东淀失等羰困造残我国辫地缺锣现象尽灏墩长，影嚷了农业产量。 中嚣是一个人口众多、辫地嚣积相对较小戆国家，提嶷钾月墨溅加塞将对农 鲎豹媾产起到积极嚣震。 表1 1 部分圜家钾日琶产、消羹眈及施耱院例 t a b l e1 1t h er a t eo f f e r t i l i z e r sa p p l i c a t i o na n dt h er a t eo f p o t a s hf e r t i l i z e r p r o d u e f i o na n dc o n s u m p t i o n i np a a l yc o u n t r i e s 从施肥毖例寒蕾，世界平均氮、磷、钾购施肥比例( n ：p 2 0 5 ：k 2 0 ) 东北大学硕士学位论文1 绪论 为1 ：0 5 9 ：0 4 9 ，发达国家氮、磷、钾比例为1 ：0 6 8 ：o 6 4 。根据我国 农业专家建议我国土壤的施肥比例为1 ：o 5 4 ：0 4 ，目前我国三种肥料的 生产比例为1 ：0 3 5 ：o 0 1 ，部分国家钾肥产、消状况，见表1 1 。加上钾 肥的进口量我国当前氮、磷、钾施肥比例1 ：0 4 ：o 1 ，近年我国钾肥生 产、进口状况见表1 2 。 表1 - 2 近年我国钾肥生产、进口状况( 万t k c l ) t a b l e1 2c h i n e s e p o t a s h f e r t i l i z e r sp r o d u c t i o na n d i m p o r t s a n d a p p l i c a t i o n a n a o t t n ti n1 9 9 4 , - - 1 9 9 9 ( 1 0 4 tk c n 目前我国钾肥的自行生产能力约6 5 万吨，如果要达到农业专家对我 国土壤墒情的最优施肥比例，钾肥进口量大( 见表1 3 ) ，消耗了大量外汇。 为此，钾肥的有效开发将推动我国的农业生产。 表1 3 我国钾肥需求量及比例 t a b l e1 3t h ed e m a n d o f p o t a s h f e r t i l i z e ri nc h i n aa n dt h e p r o p o r t i o n o f d i f f e r e n tp o t a s hf e r t i l i z e r si nd e m a n d 东北大学硕士学位谂文1 肇论 1 5 制浆造纸业现状 造纸术作为中国吉代四大发明之一，为中华民族千百代人所自豪。纸 韵发碉是中国在人类文化的传播和发展上，所做出的一项十分塞贵的贡 献，是中谶化学史上的一项羹大的成就。在中圈加入w t o 后，制浆造纸 业作作为我国的传统产业进入世界市场竞争，同样面临着巨大的挑战。 木材趣较好的造纸原料u “，造纸业发达的国家基本都是森林覆箍零 高，林产工业发达的豳家。我国森林资源贫乏，可用予造纸的量更少。搬 统计世界人均森林占有率为0 6 公顷，中国为0 1 公顷，是平均慎的1 6 ； 世界人均术材占有率为7 0 m 3 ，中国为9 m 3 ，约为乎均值的1 f 8 。中国是 个长期、大量使用非木材原料的国家，这种现状在2 0 3 0 年内不会毒大 的改变。我国使用的主要非木材服料有：稻麦革占6 5 、芦篾和芒姆占7 8 、蔗渣和竹子占2 3 。麦草德年大约8 0 0 0 万吨，只毒1 7 用于铡浆。 稻草每年大约2 亿万吨，只有2 用于制浆。上述遗 本楗照料，冀野维形 态特性导致纸张的强度、表磷强度和光学性能郝不如本挂纡维，疑生产的 纸种及纸张质蠼受到限制。二| 木材纾维制浆黑波硅含爨裹、黏度大、浚动 性蓑、燃烧值低，给照液的碱回收带来困难。 中国造纸工业存谯的主要阉题集中体璎在“三小太”土，郄本材纾 维比重小，企业规模小，疼级纸产量小，废水浮染大。嚣嚣，我嚣造纸瓢 料中本材纤维占1 3 ，毒导本材纾缝占4 7 ( 孳类3 7 镑，废纸占4 0 ，箍发 达豳家本糖纤维占9 0 以上。以 本浆必主是我国造纸鼗极灞的，j 、 差的根本联医，以致予企业援模上不去，资金不至位，装备水平低，产晶 质燮差档次低，企避对环境造成严重污染。黻拳浆为原科韵大麓造纸生产 线，既鑫是达到低能糕、离效益，魂能在技术上完全解决废液回收和废气排 教鲍润遂，扶根本上撼转“造纸箭监是耗能大户、污染大户”的形象，这 方瑟目本翻韩国都有畿熬的经验可茨偌鋈。带浆造纸企业规模结构不合 邂：总体上 荠，中国纸建目前企泣平均规模4 8 0 0 吨，与徵界平均4 万吨 的求平捅麓甚大；企娩瓶模偏小，生产集中度低，阂而规模效益麓，竞争 力弱。这种羧豢多、生产瓶模小的企业络构是中国造纸工业向现代化和规 模缎济方向发糕的藿大阻碍。制浆造纸产品结构不合理：中国纸和纸板产 晶品种较少，技术含畿比较低，嗣前低档产品占5 0 ，中档占2 0 ，高 档优质产晶仅占3 0 。目前，我国纸种仅6 0 0 7 0 0 种，与发达国家中商 零4 e 大学矮士学经论文 i 绪论 档产是1 0 0 0 多釉棚比差鼹很大，不龛适应纸张消费毒场的变化翻发耀， 加剧了对进口纸的依赖性。废水污染严耋：鞭料结梭、耀摸结构耧技术装 餐水平决定了造纸工业的废渡污染状况。 根撰2 0 0 2 年公擐 t 6 a 7 1 ，我娶纸浆、纸、纸板及纸制品进胬总计1 8 7 4 万吨，较上年增长9 用茳7 0 。3 7 钇美元较上年增长1 0 2 ，屠国家主 要进口懿晶用汇魄第三位，仅次予石油帮钢铁。2 0 0 2 年全球入均纸和纸 扳表观溺费爨必5 3 7 予壳入。年，孛辫入均箕消费鬣为3 3 2 千克，入年。 中国2 0 0 2 纸和纸板消费璧占2 位，凳表1 4 。 表1 4 2 0 0 2 年纸耩纸板消费蒙前5 位的图家 t a b l e1 4t h ef i v ec o u n t r i e si nm a x i m a l c o n s u m p t i o no f p a p e r sa n d p a p e r b o a r d s i nt h ew o r l d 随赣文化和信息产业的飞速发展，当代的纸业在全世界产业的位矍已 变得越米越蓬要。在一些发达国家，纸业已成为基础产业，劳且是鄹林业 不可分割、互相促进的产业。当前国璐造纸业已实现了从单缝淡耗本材资 源向林业、纸业豆棚促进和少污染、不污染鲍转化，一些裹度发达的国家， 如美、日、j e 欧的造纸业骥显具鸯集中度麓、企业娥摸大、资本技术密集 的特点。我们相信，隧簧造纸业发展战略戆调整鞠我国综会经济水平豹不 断提瘫，不久驰憋寒，中国憋造纸她不仅在总产鬟、慧消耗餐上领先国际， 藤旦还蜷成必真正嬲造纸强国。 1 6 本文研究的意义及主要内容 筏萄s 0 2 废气严重污染，特剐是酸雨的形成，破坏了本地区及周边地 嚣的生态平衡，给人民的财产造成了巨大损失。然而，硫资源尚不能满足 我国工、农娅生产的需求，仍有部分靠进口。s 0 2 废气的排放既污染环境 又浪费了硫资源。为了控制s 0 2 废气污染并且更有效的利用硫资源，我们 9 东北大学硕士学位论文1 绪论 采用超重力技术用氨氧化钾溶液吸收s 0 2 废气，主要产物为亚硫酸钾。制 浆造纸业已成为我国的又一大行业，然而我国人均纸、及纸制品的年消耗 量较世界人均同等消耗量还很低。随着我国社会的高速发展，人们对纸及 纸制品的需求不断增长，制浆造纸行业将成为我国新世纪的“朝阳产业”。 然而，目前我国的制浆造纸行业却被高消耗、高污染的问题所困扰。无污 染、低消耗的制浆造纸工艺的研制将为我国制浆造纸企业走出困境、健康 发展指明方向。由可溶钾的开发应用超重力技术吸收二氧化硫废气污染治 理了污染，所得产物为亚硫酸钾优良的无污染造纸制浆的蒸煮药剂， 造纸废液进行燃烧处理得到硫酸钾“绿色钾肥”促进了农业生产。我 国可溶性钾资源十分贫乏，由于钾肥的不足限制了我国农业的发展，同时 每年我国消耗大量外汇去进口的钾肥，开发可溶钾资源将为我国农业发展 带来巨大的利益。本文本着“利废”、“治污”清洁生产的思想对上述问题 进行研究，如果这一构思能够得到很好实现，将会带来巨大的经济效益和 社会效益。 本文研究的主要内容： ( 1 ) 治理s 0 2 废气污染方案的选择，超重力技术吸收s 0 2 废气； ( 2 ) s 0 2 废气吸收介质k o h 的制备，高压水化法提钾； ( 3 ) 亚钾法制浆蒸煮效果，制浆黑液处理。 1 0 东北大学硕士学位论文2 工业s 0 2 废气污染及其治理 2 工业s 0 2 废气污染及其治理 2 0 世纪以来，科学技术的发展日新月异，一次又一次新的技术革命 促进了世界经济的高速发展。这一方面给人类带来了巨大的物质财富，另 一方面也带来了日益严峻的环境和资源问题。人们在分享科技革命