造纸生产是一个复杂的工业过程,涵盖制浆、造纸、碱回收等多个关键环节,每个环节都会产生不同程度的碳排放,精准监测这些碳排放数据对于推动造纸行业的绿色低碳发展至关重要。
一、制浆环节
制浆环节主要分为化学制浆、机械制浆和化学机械制浆。化学制浆中,蒸煮过程消耗大量蒸汽,燃料燃烧产生碳排放,同时黑液处理过程也会有温室气体排放。机械制浆能耗高,电力消耗间接产生碳排放。对于制浆环节的碳排放监测,在线监测系统较为适用。例如,采用基于傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术的多气体分析仪,可实时监测锅炉燃烧尾气中的二氧化碳、甲烷等温室气体浓度。同时,利用智能电表监测电力消耗,通过碳排放因子换算得出间接碳排放数据。此外,在黑液处理区域安装液位传感器和气体流量传感器,结合化学反应模型,能够估算黑液处理过程中的碳排放。
二、造纸环节
造纸环节的碳排放主要来自于干燥过程中蒸汽的消耗以及设备运转的电力消耗。监测该环节碳排放,可在蒸汽管道上安装蒸汽流量计和温度、压力传感器,精确测量蒸汽用量,再根据蒸汽的碳排放因子计算碳排放。对于电力消耗,除了智能电表外,还可使用电力质量分析仪,监测不同设备的实时功率,分析用电模式与碳排放的关系。另外,利用物联网技术,将各监测设备的数据进行整合,通过大数据分析实现对造纸环节碳排放的动态监测和分析。
三、碱回收环节
碱回收是化学制浆过程中不可或缺的环节,其目的是回收蒸煮黑液中的化学药品和热能。在这个过程中,燃烧炉燃烧黑液固形物产生大量的二氧化碳,同时在苛化过程中也会有少量碳排放。监测碱回收环节的碳排放,可在燃烧炉尾气排放口安装连续排放监测系统(CEMS),该系统能实时监测二氧化硫、氮氧化物和二氧化碳等污染物和温室气体的排放浓度和排放量。同时,对苛化过程中的化学反应进行跟踪,通过物料衡算和能量衡算来估算碳排放。
四、其他环节
在造纸生产的辅助环节,如污水处理和原材料运输等,也会产生一定的碳排放。污水处理过程中,微生物分解有机物会产生甲烷等温室气体,可采用气体收集装置和气相色谱仪来监测甲烷的排放。对于原材料运输,可通过车辆的油耗数据和行驶里程,结合燃料的碳排放因子,计算运输过程中的碳排放。
精准监测造纸生产各环节的碳排放,需要综合运用多种监测技术和设备,结合先进的数据分析手段,实现对碳排放的全面、准确、实时监测,为造纸行业的减污降碳提供有力的数据支持和决策依据,推动行业向绿色低碳方向转型升级。
来源:碳云管理中心