造紙行業(yè)清潔生產(chǎn)改造方案

1、造紙行業(yè)清潔生產(chǎn)技術改造方案摘要 本文主要分析了我國造紙行業(yè)的污染現(xiàn)狀，對造紙行業(yè)目前技術的工藝、設備、生產(chǎn)技術以及管理缺陷等方面進行分析，并提出了推行清潔生產(chǎn)是造紙行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必要條件。然后從工藝技術的革新、設備的改進、管理方法等方面對造紙行業(yè)進行清潔生產(chǎn)的改造。旨在對造紙行業(yè)今后的可持續(xù)發(fā)展及創(chuàng)新有其借鑒作用。目錄：一、造紙行業(yè)的發(fā)展概況 二、造紙工藝分析及產(chǎn)污分析 2.1煮漿工段廢液 3 2.2含氯漂白廢液造 3 2.3制漿造紙過程產(chǎn)生的廢水 4三、生產(chǎn)技術改造 3.1蒸煮車間工藝改進前后分析 5 3.2提取車間工藝改進前后分析 6 3.3漂白車間工藝改進前后分析 7 3.4充分利用

2、廢紙漿，以節(jié)約術材資源，保護生態(tài)環(huán)境 7 3.5制漿蒸煮廢液的回收或綜合利用 8四、改善企業(yè)管理方式4.1優(yōu)化管理結構，以清潔生產(chǎn)為中心 8 4.2生產(chǎn)過程信息化 9五、小組總結一、造紙行業(yè)的發(fā)展概況 造紙是將木材 、竹類、麻類、甘蔗渣類 、棉類植物等經(jīng)過化學處理制成紙漿，紙漿再 經(jīng)壓榨烘干而得紙張的過程 。作為在全世界制造工業(yè)中僅次于電信制造和汽車工業(yè)的現(xiàn)代紙業(yè)，是指為包裝、印刷和信息產(chǎn)業(yè)等提供商品材料為主的、技術和資金較密集的、規(guī)模效益顯著的、連續(xù)高教生產(chǎn)的制造業(yè)。 造紙行業(yè)作為我國的一個重要的支柱產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟中占有重要的地位。在過去的2014年，我國紙及紙板生產(chǎn)總量約為10000萬噸

3、，消費量約為9600萬噸，造紙用紙漿生產(chǎn)總量約為7450萬噸，但是伴隨著產(chǎn)量的迅速增長，造紙行業(yè)帶來的污染問題也日趨嚴重，其中由于造紙過程中使用大量的水 ，并且生產(chǎn)過程中添加的各種助劑添加劑 ，因此造紙產(chǎn)生的廢水已嚴重的污染水環(huán)境。另外，制漿造紙工藝過程產(chǎn)生的各種廢水、廢氣、廢渣，如得不 到妥善 的回收及處置而任意排放 ，則會對周圍環(huán)境造成嚴重的污染，對后期的環(huán)境治理也加大了難度，必將會影響到經(jīng)濟的發(fā)展。然而部分企業(yè)沒能重視在清潔生產(chǎn)方面的資金和技術投入，導致產(chǎn)生了較為嚴重的污染，對造紙企業(yè)的競爭力提升以及可持續(xù)發(fā)展帶來巨大的障礙。所以推行造紙行業(yè)的清潔生產(chǎn)改進技術是解決現(xiàn)階段造紙污染問題的重

4、中之重。二、造紙工藝分析及產(chǎn)污分析2.1煮漿工段廢液 即堿法煮漿(制漿)的黑液和酸法煮漿(制漿)的紅液。目前我國只有個別造紙廠采用酸法制漿 ，絕大部分造紙廠采用堿法制漿，所排放的黑液主要是木素和碳水化合物的降解產(chǎn)物。例如硫化木素、二甲硫醚和二甲基二硫化合物等，都有臭味并是造成廢液中 COD值增高的主要污染物，而碳水化合物的降解產(chǎn)物則呈異變糖酸狀態(tài)存在，是造成廢液中 BOD值增高的主要污染物。酸法蒸煮廢液的污染物，也是木素和碳合物的降解產(chǎn)物，是形成COD和BOD高的主要原因。2.2含氯漂白廢液造紙廠污染最嚴重的是含氯漂白廢液的排放 ，我國造紙廠生產(chǎn)漂白紙漿的有數(shù)千家，除個別廠外，均采用含氯漂白技

5、術，例如氯化漂白、次氯酸鹽漂白等。次氯酸鹽漂白時主要產(chǎn)生三氯甲烷 ，廢液中還含有 40多種有機氯化物 ，其中以各種氯代酚為最多，如二氯代酚、三氯代酚等。2.3制漿造紙過程產(chǎn)生的廢水 制漿造紙過程的其他工段廢水如紙機白水等稱為中段水也含有各種污染物質(zhì)，這些廢水如不處理也會對環(huán)境造成污染，但這些廢水一般經(jīng)過適當物理處理 就能達標 。另外，可采用半封閉循環(huán)系統(tǒng) ，前一工序盡量用下一工序的廢水 ，以減少廢水的排放量 。三、生產(chǎn)技術改造 本次技改工程主要包括干濕法備料連續(xù)蒸煮技術改造工程、封閉篩選氧脫木素技術改造工程、無氯漂白技術改造工程3項，涉及車間有蒸煮車間、漂白車間、提取車間，從而對原有的間歇蒸煮

6、工藝、開式篩選工藝和漂白工藝進行技術改造，以達到節(jié)能、降耗、減污的目的。3.1蒸煮車間工藝改進前后分析3.1.1技術改進前蒸煮車間工藝 技改前蒸煮車間工藝流程蒸煮車間生產(chǎn)工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)見圖 1。技改前采用干法備料、間歇蒸煮工藝，草料經(jīng)切草機，除塵器備料后，經(jīng)過螺旋預浸，加入燒堿，在蒸球內(nèi)蒸煮后，進入噴放鍋，經(jīng)泵送至提取車間。3.1.2技術改進后蒸煮車間工藝分析 蒸煮車間備料系統(tǒng)由原來的干法備料改為干濕法備料，徹底解決了干法備料粉塵飛揚的問題，降低了備料工段的噪聲和勞動強度，同時也提高了草片質(zhì)量。麥草蒸煮由原來的間歇蒸煮改為連續(xù)蒸煮，能耗低、污染少、紙漿質(zhì)量穩(wěn)定。蒸煮麥草的 16個蒸球全部拆

7、除，由連續(xù)蒸煮系統(tǒng)代替，濕法備料產(chǎn)生的洗草水由蒸煮車間排出，技改后蒸煮車間生產(chǎn)工藝流程圖及產(chǎn)污環(huán)節(jié)見圖2。圖2 技術改進后蒸煮車間生產(chǎn)工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)示意圖3.2提取車間工藝改進前后分析3.2.1技術改進前提取車間工藝 技改前提取車間采用開式篩選工藝。該車間以蒸煮車間黑漿為原料，經(jīng)四段逆流鼓式真空洗漿機洗滌，由輸送機將漿料送至漿塔儲存，后將漿料送至篩洗凈化工序經(jīng)篩選凈化后送入漂白車間，提取出來的黑液經(jīng)黑液過濾機進入黑液槽，由黑液泵送到堿回收車間。提取車間生產(chǎn)工藝流程圖及產(chǎn)污環(huán)節(jié)見圖3.圖3 技術改進前提取車間生產(chǎn)工藝流程級產(chǎn)污環(huán)節(jié)3.2.2技術改進后提取車間工藝技改后提取車間由開式篩選改為封

8、閉篩選，可提高黑液提取率，降低制漿系統(tǒng)用水量，提取車間將不再排水。提取車間還增加了雙輥擠漿機，將草漿中的黑液壓濾出來，大大地提高了黑液提取率。技改后提取車間生產(chǎn)工藝流程圖及產(chǎn)污環(huán)節(jié)見圖4。 圖4 技術改進后提取車間工藝流程圖3.3漂白車間工藝改進前后分析3.3.1技術改進前漂白車間工藝流程 技術改進前漂洗車間采用傳統(tǒng)的CEPH 四段漂白。在漂白過程中，需要使用大量的含氯漂白劑。圖5 技術改進前漂白車間工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)3.3.2技術改進后漂白車間工藝分析 技術改進后采用無氯元素漂白工藝（BCF），工藝流程如下。圖6 技術改進后漂白工藝流程氧脫木素系統(tǒng)技改工程是配套無元素氯漂白系統(tǒng)改造工程的預處

9、理工序，可降低漂白段廢水的污染負荷，提高漿的白度以利于后續(xù)漂白，同時也可提高堿回收黑液回收再利用價值。3.4充分利用廢紙漿 ，以節(jié)約術材資源，保護生態(tài)環(huán)境 由于造紙資源的 日趨緊張和人們環(huán)境意識的不斷提高 造紙污染越來越受重視。今后 ，應充分利用廢紙漿 ，以節(jié)約木材資源，保護生態(tài)環(huán)境 。3.5制漿蒸煮廢液的回收或綜合利用搞好制漿蒸煮廢液的回收或綜合利用是造紙工業(yè)治污的主攻任務。制漿蒸煮廢液 ，不管是木漿的還是草漿的，堿法的還是酸法的 ，都是污染物 (COD、BoD、SS)含量極高 、色度深、稀釋后易起泡沫的主要水污染源，如不充分加以回收或綜合利用而任意排放 ，將造成重大環(huán)境污染 。造紙行業(yè)應對

10、化學漿 、化學機械漿、半化學漿的蒸煮廢液實行妥善高效的回收或綜合利用。國內(nèi)已有許多企業(yè)進行了相應的開發(fā)研究 ，今后應加強 。四、改善企業(yè)管理方式4.1優(yōu)化管理結構，以清潔生產(chǎn)為中心強化企業(yè)內(nèi)部管理，積極推行清潔生產(chǎn)各項管理制度，企業(yè)內(nèi)部管理是企業(yè) 清潔生產(chǎn)的內(nèi)因，為此各造紙廠應積極推行清潔生產(chǎn)的各項管理制度，包括在我國已行之有效的制度，以環(huán)保目標責任制度和總量控制制度等。建立和完善各項環(huán)境保保護管理制度，作到環(huán)境監(jiān)督管理有制度、有依據(jù)，以確保生產(chǎn)全過程的環(huán)境管理。按照環(huán)境總量控制定量考核的方法，把企業(yè)污染物排放總量指標，層層分解到各生產(chǎn)部門，按月考核，即由環(huán)保部門定期或不定期對各生產(chǎn)部門產(chǎn)生的

11、污染物進行取樣監(jiān)測，季度評比，即根據(jù)考核指標把全季監(jiān)測結果進行考評，對不合格單位要責令整改。對產(chǎn)生污染源的各部門強化管理，嚴格控制，促使各生產(chǎn)部門之間互相監(jiān)督，互相促進，共同把住污染關。盡可能把污染物消滅在生產(chǎn)過程中。落實清潔生產(chǎn)審計工作，解決生產(chǎn)中的“瓶頸”問題，企業(yè)清潔生產(chǎn)審計是實行全過程荇染控制的核心。清潔生產(chǎn)審計重點放在工藝流程分析上，進行生產(chǎn)物料平衡，最大限度地降低流失，減少浪費，減輕環(huán)境污染。造紙行業(yè)實施清潔生產(chǎn)。其重要前提是實施清潔生產(chǎn)審計，通過清潔生產(chǎn)審計?？商岣咂髽I(yè)的管理水平，提高原材料、水、能源的使用效率，減少污染物的產(chǎn)生量和排放量，從而有助于企業(yè)提高生產(chǎn)效率，改善企業(yè)形象

12、。4.2生產(chǎn)過程信息化隨著科學技術的進步，傳統(tǒng)的制造業(yè)企業(yè)為了應對激烈的市場競爭，采用現(xiàn)代先進科學技術，在生產(chǎn)過程中利用信息化技術提高企業(yè)的運行效率和生產(chǎn)能力。20世紀80年代后期，美國在總結MRP實施成功率較低的教訓并吸收日本準時制生產(chǎn)系統(tǒng)(JIT)經(jīng)驗的基礎上，提出既重視計劃又重視執(zhí)行的管理新思想。MES的發(fā)展歷史比ERP,PCS都要短，但是它能有效地實現(xiàn)以時間為關鍵的制造思想，因而在發(fā)達國家發(fā)展迅速，并給工廠帶來了巨大的經(jīng)濟效益。MES控制系統(tǒng)實現(xiàn)了工廠過程自動化與管理信息化之間的有效集成。制造執(zhí)行系統(tǒng)MES（Manufacturing Execution System）是美國上世紀九十

13、年代提出來的概念，是指通過信息的傳遞對從生產(chǎn)命令下發(fā)到產(chǎn)品完成的整個生產(chǎn)過程進行優(yōu)化管理。根據(jù)當前企業(yè)信息化實施經(jīng)驗，企業(yè)信息化模型分為三層：企業(yè)級 （ERP）、生產(chǎn)級（MES）、過程級（SFC）。MES處于企業(yè)級和過程級的連接層，主要負責生產(chǎn)管理和調(diào)度執(zhí)行。MES通過控制包括物料、設備、人員、流程指令和設施在內(nèi)的工廠所有資源來提高制造競爭能力，提供了一種系統(tǒng)地在統(tǒng)一平臺上集成諸如質(zhì)量控制、文檔管理、生產(chǎn)調(diào)度等功能的方式，從而實現(xiàn)實時化的ERPMES過程控制系統(tǒng)的集成一體化。它形成了一個信息交換的橋梁，使企業(yè)管理者能夠?qū)崟r的掌握生產(chǎn)信息，進行決策生產(chǎn)。在提高生產(chǎn)效率、加強生產(chǎn)管控能力，降低消耗

14、等方面發(fā)揮著重要的作用。 MES在紙業(yè)的應用原理在造紙工業(yè)中，底層控制系統(tǒng)已經(jīng)基本上實現(xiàn)了基礎自動化和過程自動化，并且在此基礎上形成了相對獨立的系統(tǒng)，但是每個系統(tǒng)都有各自的處理邏輯、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)模型和通信機制，他們形成一個個信息孤島，缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理。它們之間在軟件上相互獨立，不能提供資源共享。同時，底層生產(chǎn)控制系統(tǒng)和上層管理系統(tǒng)之間缺少一個中間層軟件，這使得底層大量的數(shù)據(jù)閑置，很難為管理層提取出建設性信息。另外ERP等管理信息系統(tǒng)主要是針對資源計劃，這些系統(tǒng)通常能處理昨天以前發(fā)生的事情（作歷史分析），亦可預計并處理明天將要發(fā)生的事件，但對今天正在發(fā)生的事件卻相對處于一個

15、盲區(qū)。在ERP所關注的各項資源中，生產(chǎn)過程信息在企業(yè)的管理系統(tǒng)中始終是“離線”的，生產(chǎn)過程信息始終不能連續(xù)，自動、完整的反映在企業(yè)管理系統(tǒng)中。這樣在管理信息系統(tǒng)和生產(chǎn)控制系統(tǒng)之間，存在一個信息流上的斷層。一些國際大生產(chǎn)商的MES產(chǎn)品已經(jīng)十分成熟，其設計原理是借助于現(xiàn)代信息技術和先進功能，消除管理系統(tǒng)和生產(chǎn)控制系統(tǒng)之間的斷層，提高制槳造紙的效率和盈利。一套完整的MES系統(tǒng)涵蓋了從訂單下達到生產(chǎn)排產(chǎn)、分切優(yōu)化、卷取、涂布、復卷、再卷、質(zhì)量檢查、質(zhì)量管理、成本管理、倉儲管理及ERP集成的全業(yè)務流程。MES信息平臺可建立數(shù)字化透明工廠使得集團領導及時準確的了解生產(chǎn)狀況、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。通過實時數(shù)據(jù)

16、采集、長期存儲生產(chǎn)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)，為管理部門提供準確的決策依據(jù)，使得生產(chǎn)管理部門把精力從收集數(shù)據(jù)轉移到分析數(shù)據(jù)、研究問題、改進生產(chǎn)上。數(shù)據(jù)采集的實時性、淮確性是整個MES系統(tǒng)成功運行的重要保障，這些數(shù)據(jù)來源可以分成這樣幾種：生產(chǎn)過程自動化數(shù)據(jù)。特殊設備的系統(tǒng)直接連接數(shù)據(jù)（如質(zhì)量檢測設備、各種手工數(shù)據(jù)、車間操作工人的設備故障信號、原因指定等），基于關系型數(shù)據(jù)庫的ERP數(shù)據(jù)和其它商務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。 MES系統(tǒng)架構MES使用實時的、準確的數(shù)據(jù)信息來響應、指導、觸發(fā)、報告生產(chǎn)現(xiàn)場發(fā)生的事件；對制槳造紙各工段設備運行狀態(tài)、庫存、水電汽的消耗等實時數(shù)據(jù)進行分析處理，并能將各個子公司的重要信息通過因特網(wǎng)及

17、時準確地傳遞給相關管理人員，合理進行生產(chǎn)調(diào)度，同時現(xiàn)場信息可以及時報告給集團級領導，為企業(yè)決策提供直接支持。4.2.2 MES在中國紙業(yè)的應用現(xiàn)狀中國紙業(yè)要真正成為世界紙業(yè)航母，需要改變傳統(tǒng)的管理方式，與國際造紙業(yè)管理模式接軌。那么實施企業(yè)信息化，運用先進的MES信息管理平臺，建立透明化數(shù)字工廠模型，提高管理效率，降低管理成本，提高企業(yè)在國際造紙業(yè)的競爭能力是一種發(fā)展的必然趨勢。造紙工業(yè)又是一個技術密集、工藝復雜、資源消耗量大、產(chǎn)生污染物多的工業(yè)。為了適應激烈的市場競爭，實現(xiàn)制漿造紙工業(yè)的現(xiàn)代化，在提高經(jīng)濟效益的同時，還要在生產(chǎn)的過程中盡可能地減少污染、降低消耗、保護環(huán)境。當前，中國造紙工業(yè)正

18、面臨著產(chǎn)品結構的調(diào)整，對于產(chǎn)品的質(zhì)量與檔次提出了更高的要求，未來的發(fā)展正面臨著從眾多的小型造紙廠向集約化、大型化過渡。所有這些都說明了造紙企業(yè)生產(chǎn)計劃受市場影響越來越大，面對銷售部門對產(chǎn)品交貨時間的嚴格要求，面對營銷計劃的不斷調(diào)整，造成了生產(chǎn)計劃不斷變更。而在許多工廠中，全廠管理的功能目前仍然由文件和人工系統(tǒng)進行。通常有經(jīng)驗的工作人員執(zhí)掌著工廠的生產(chǎn)管理。在大多數(shù)運行中，人工系統(tǒng)和有經(jīng)驗人員的判斷總是起著重要作用，但是由于市場要求產(chǎn)品的品種和數(shù)量經(jīng)常變化，靠人工和經(jīng)驗調(diào)整必然反應慢，使生產(chǎn)率降低，缺乏競爭力。并且，由于生產(chǎn)運行速度加快，信息處理速度也隨之加快，以分、秒的速度進行，此時靠人工干預

19、顯然是不切實際的。因此，對信息進行管理和處理的MES的引入勢在必行。這時需要的不僅是先進的生產(chǎn)設備和能力，更重要的是保證在企業(yè)的計劃層與生產(chǎn)控制層之間建立起直通車MES。再者，造紙企業(yè)的生產(chǎn)方式是穩(wěn)定連續(xù)的過程化生產(chǎn)，生產(chǎn)工藝變動小，設備維護量大，生產(chǎn)車間廣泛采用DCS控制技術等，因此其MES模型的構建應注重從生產(chǎn)計劃下達到成品產(chǎn)出的生產(chǎn)優(yōu)化信息，除此之外，設計和建立完善的造紙MES,的必要條件是建立完備的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。MES需要的數(shù)據(jù)直接來源于生產(chǎn)過程的DCS控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集的實時數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后生成生產(chǎn)過程信息，供MES使用。參考文獻：1王樹功，麥志勤，李明光，譚華強，馮堅，羅振浩我國造紙行業(yè)清潔生產(chǎn)的思路及案例分析J重慶環(huán)境科學,2005.8,23卷第4期 ；2洪冰造紙行業(yè)清潔生產(chǎn)分析及對策J遼寧省環(huán)境科學研究院，沈陽，110031；3李海華，閆維鳳，李偉，張履堅，王紅民制漿造紙工藝清潔生產(chǎn)技術改造J中華紙業(yè)，2012，(11):12-22.五、小組總結在寫調(diào)研報告的過程中，我們經(jīng)歷了感動，經(jīng)歷了一起奮斗的酸甜苦辣。也一起分享了成功的喜悅。這次的調(diào)研對我們每個人來說都是一個挑戰(zhàn)。首先清潔生產(chǎn)不是我們熟悉的領域，有很多不懂的地方，這就需要我們查找資料，去解決迎面而來的問題；其次，要選一個有代表的論點也不容易，所以這