我國(guó)草類制漿造紙業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式工業(yè)化探討

我國(guó)草類制漿造紙業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式工業(yè)化探討

國(guó)家“十二五”規(guī)劃的要求，科學(xué)審視，強(qiáng)調(diào)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的重要性，明確建立清潔環(huán)境和友好的環(huán)境公司是當(dāng)前的重要任務(wù)。根據(jù)國(guó)家政策和嚴(yán)峻的競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì),國(guó)內(nèi)制漿造紙企業(yè)誰(shuí)率先掌握大量的纖維原料資源和低成本的制漿技術(shù),并解決環(huán)保治理、節(jié)水節(jié)能技術(shù)問(wèn)題,誰(shuí)就能在市場(chǎng)上占有主導(dǎo)地位,取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。作為國(guó)家發(fā)改委等六部委確定的第一批山東造紙行業(yè)國(guó)家循環(huán)經(jīng)濟(jì)試點(diǎn)企業(yè)之一,山東泉林紙業(yè)有限公司(以下簡(jiǎn)稱泉林紙業(yè))立足中國(guó)國(guó)情,在纖維原料與制漿技術(shù)、水資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)方面突破影響國(guó)內(nèi)草類制漿造紙業(yè)發(fā)展的多項(xiàng)瓶頸,率先對(duì)制漿造紙行業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式進(jìn)行了工業(yè)化探討并付諸實(shí)施。1泉林循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)纖維原料,走節(jié)約型發(fā)展道路秸稈還田是農(nóng)作物種植發(fā)展的趨勢(shì),否則就會(huì)導(dǎo)致土壤中有機(jī)物日益減少,地力不斷下降,土壤保肥、保水效率降低,需要施用更多的化肥才能穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。但當(dāng)前麥草秸稈還田技術(shù)還不成熟,存在需投入機(jī)械設(shè)備、額外費(fèi)用等問(wèn)題,短期不易實(shí)現(xiàn);并且還田后需要輪耕,在人多地少的情況下是根本行不通的。泉林紙業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式可以實(shí)現(xiàn)麥草中除纖維外有機(jī)質(zhì)還田,從而變相完成秸稈還田,從根本上解決這一困擾農(nóng)民的一大難題,同時(shí)杜絕因秸稈不能還田而焚燒帶來(lái)的大氣污染和二氧化碳排放造成的溫室效應(yīng)。泉林紙業(yè)擁有自己的生態(tài)科技部門,現(xiàn)有基地733.3hm2(1.1萬(wàn)畝),800m2PC板現(xiàn)代化溫室,并在聊城及周邊縣(市)推廣營(yíng)造1.2萬(wàn)hm2(18萬(wàn)畝)速生林,種植1300多hm2(2萬(wàn)余畝)蘆竹。在纖維原料的選擇上,公司重點(diǎn)以引進(jìn)、研發(fā)和綜合利用(超)短周期纖維原料為主,成功引進(jìn)三倍體毛白楊、四倍體刺槐、蘆竹、蘆葦、光葉楮、甜高粱等多個(gè)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的纖維原料新品種。目前已在植物原料容器育苗上取得重大進(jìn)展,在蘆竹繁殖上直接采用埋桿而不再使用根莖繁殖,使原料的種苗成本大大降低;三倍體毛白楊采用容器苗,平均每畝可節(jié)約種苗費(fèi)150元;光葉楮采用容器苗,每畝可節(jié)約300元左右,蘆竹采用埋桿,每畝則可節(jié)約種苗費(fèi)300元,如果發(fā)展到6.67萬(wàn)hm2(100萬(wàn)畝)原料基地則將節(jié)約種苗費(fèi)1.5億～3億元。泉林紙業(yè)還在纖維原料綜合利用上狠下功夫,在提供永續(xù)、優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的原料同時(shí),走節(jié)約型發(fā)展道路,將環(huán)保處理廢水用于生態(tài)基地灌溉;對(duì)于制漿造紙廢料,如麥糠等經(jīng)過(guò)生物發(fā)酵處理后運(yùn)往基地作為有機(jī)肥料施用,通過(guò)幾年的試驗(yàn),對(duì)原來(lái)認(rèn)為是制漿造紙廢棄物的這部分廢料完全可以實(shí)行綜合利用,降低資源消耗,減少污染物、廢物排放量,同時(shí)向土壤中施入利用木素和麥糠生產(chǎn)的生物發(fā)酵肥料起到了改良土壤疏松性、增加土壤有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分的作用,在消除污染的同時(shí),降低了生產(chǎn)成本,保證了公司的纖維原料供應(yīng)。節(jié)水和節(jié)能不同溫度下的蒸煮泉林麥草蒸煮采取全黑液分級(jí)間歇蒸煮工藝,黑液循環(huán)利用,這樣做的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是通過(guò)黑液循環(huán)增加濃度,減少黑液量;二是在蒸煮全過(guò)程中不需添加清水,從而節(jié)約清水用量。采用此法,按液比1:3、年產(chǎn)30萬(wàn)t漿計(jì),每年可以節(jié)約用水180萬(wàn)m3。蒸煮時(shí),草類纖維在蒸煮前期就開始大量脫木素,當(dāng)蒸煮溫度上升到110℃時(shí)木素脫出率就達(dá)到65%,而木材纖維在此溫度下木素脫出率只有20%。利用草類纖維的這一特點(diǎn),當(dāng)溫度上升到110℃時(shí),將高濃黑液從蒸煮器中置換出來(lái),就可以達(dá)到球內(nèi)洗滌的目的,同時(shí)降低了蒸煮液中的固形物含量。分級(jí)置換蒸煮的黑液同傳統(tǒng)蒸煮黑液在性質(zhì)上有所不同,表現(xiàn)在:黏度低和硅含量低。此分級(jí)置換蒸煮技術(shù)于2002年通過(guò)了山東省科委組織的鑒定,獲聊城市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。全回流洗滌和高真空處理傳統(tǒng)草漿制漿工藝,提取的黑液波美度為8oBé左右,固形物含量為10%～11%,噸漿黑液量為12～13m3。而泉林采取了全逆流洗滌和高真空置換蒸煮提取工藝,黑液波美度為12～14oBé,固形物含量為17%～19%,噸漿黑液量?jī)H為7.5m3。黑液量大,蒸發(fā)的能耗就高,依據(jù)每蒸發(fā)4.5t水需要1t蒸汽,蒸發(fā)每噸漿的黑液可以節(jié)約1t蒸汽,按年產(chǎn)30萬(wàn)t漿計(jì)(每噸蒸汽60元),每年可以節(jié)約1800萬(wàn)元。木素+黑漿法白水回用技術(shù):公司投入資金400余萬(wàn)元建成的白水回用系統(tǒng),將白水中的纖維通過(guò)浮選法分離出來(lái)繼續(xù)用于造紙,過(guò)濾后的白水再回用,既回收了纖維,又節(jié)省了造紙用水;酸析木素濾液回用技術(shù):將酸析木素后的部分濾液回用洗滌黑漿,在節(jié)省清水的同時(shí),增加了黑液的濃度;洗滌水過(guò)濾凈化回用技術(shù):草漿耗水高的原因主要在于除砂凈化,這部分噸漿耗水50m3,泉林采取了相關(guān)措施,把這些水引出來(lái),通過(guò)特殊處理以后又回用到系統(tǒng)中去,降低了耗水指標(biāo)。將傳統(tǒng)的CEH漂白方式轉(zhuǎn)變?yōu)镋CF漂白,利用氧氣、二氧化氯、過(guò)氧化氫代替氯氣、次氯酸鹽漂白,在提高漂白濃度的同時(shí)增加洗滌水回用量,大大降低了漂白用水,使整個(gè)漂白工段噸漿耗水量降低30m3。通過(guò)采用上述多種節(jié)水方式,可以將制漿用水量降低到60m3/t漿以下,大大低于目前山東省標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的每噸麥草漿耗水150m3。先進(jìn)的環(huán)境保護(hù)技術(shù)氧化氯-麥草漿復(fù)合飲料調(diào)配系統(tǒng)用二氧化氯作為ECF漂白工藝的主要漂白劑,被國(guó)內(nèi)外許多制漿廠應(yīng)用于木漿、竹漿的多段漂白,其特點(diǎn)是:1)選擇性地去除木素,二氧化氯的氧化電勢(shì)較低,在紙漿漂白時(shí)對(duì)木素的選擇性較強(qiáng),能使木素的醚鍵斷裂、苯環(huán)打開,對(duì)纖維素與半纖維素破壞較少,漂白漿得率高,機(jī)械強(qiáng)度高,白度穩(wěn)定性好;2)二氧化氯氧化能力強(qiáng),漂白效率好,1kg二氧化氯相當(dāng)于2.63kg次氯酸鹽的氧化能力;3)能降低漂白廢水的酸度、色度和氯化鈉含量;4)具有防腐、殺菌作用,有效地降低紙漿的黏度,減少抄造過(guò)程中腐漿的產(chǎn)生;5)廢水中AOX負(fù)荷低,大幅度降低毒性大、可致癌的有機(jī)鹵化物,降低廢水處理費(fèi)用。而國(guó)內(nèi)草漿廠還都在采用傳統(tǒng)的漂白方式,二氧化氯漂白在草漿中沒有推廣的原因在于其制備技術(shù)和漂白工藝難以掌握。泉林紙業(yè)同美國(guó)北卡羅來(lái)納州立大學(xué)、中國(guó)制漿造紙研究院等單位緊密合作,結(jié)合麥草漿易漂的特點(diǎn),采用短流程漂白工藝,取得了良好效果,紙漿質(zhì)量指標(biāo)大幅提高。公司改用ECF漂白后,在提高成漿質(zhì)量的同時(shí),大大降低了中段水的BOD、COD含量,大大降低了制漿中段廢水中AOX污染,大大降低了治理費(fèi)用。中等偏差處理技術(shù)自行研發(fā)物化加生化加深度脫色中段廢水處理工藝,使出水無(wú)色清澈透明,中段廢水處理簡(jiǎn)要處理流程如圖1所示。以酸析木素為載體的堆場(chǎng)生產(chǎn)有機(jī)肥泉林紙業(yè)“酸析木素生產(chǎn)高效緩釋有機(jī)肥”項(xiàng)目是山東省技術(shù)創(chuàng)新重點(diǎn)項(xiàng)目,該技術(shù)立足于堿法草漿黑液的無(wú)害化處理工藝和黑液廢棄物綜合利用的體系研究,利用酸析木素研制生產(chǎn)有機(jī)肥:把酸析木素轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥,一方面及時(shí)轉(zhuǎn)移消化掉木素從而確保酸析木素項(xiàng)目正常運(yùn)轉(zhuǎn),另一方面供給制漿纖維原料基地充足、物美價(jià)廉的肥料或出售;該肥料產(chǎn)品以酸析木素為載體,根據(jù)農(nóng)作物的生長(zhǎng)需要及需肥特性配以一定比例的無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分來(lái)生產(chǎn),肥料中有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分含量65%,無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)含量35%,這是一種新型肥料,該項(xiàng)目曾獲山東省一輕系統(tǒng)一等獎(jiǎng)。酸析木素生產(chǎn)有機(jī)肥的工藝大致如圖2所示。該工藝中,開發(fā)的草漿黑液木素分離技術(shù)、黑液廢棄物脫水技術(shù)、高效有機(jī)復(fù)合肥生產(chǎn)技術(shù)和施用技術(shù)達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平,產(chǎn)品填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。熔噴造粒肥料的方法用多效蒸發(fā)將制漿黑液由15%左右固含量濃縮到45%以上,然后利用高溫噴漿造粒技術(shù),加入添加劑造出粒狀肥料。該技術(shù)目前已處于大生產(chǎn)應(yīng)用階段,年產(chǎn)有機(jī)肥60萬(wàn)t,該肥料富含有機(jī)質(zhì)、腐殖酸等,肥效良好。2泉林的特色是一種循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式泉林紙業(yè)的經(jīng)營(yíng)理念“用生命經(jīng)營(yíng)泉林,讓泉林造福社會(huì)”,其未來(lái)循環(huán)經(jīng)濟(jì)基本模式描