我國草類制漿造紙業(yè)循環(huán)經(jīng)濟模式工業(yè)化探討

我國草類制漿造紙業(yè)循環(huán)經(jīng)濟模式工業(yè)化探討

國家“十二五”規(guī)劃的要求，科學(xué)審視，強調(diào)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，加強環(huán)境保護的重要性，明確建立清潔環(huán)境和友好的環(huán)境公司是當前的重要任務(wù)。根據(jù)國家政策和嚴峻的競爭形勢,國內(nèi)制漿造紙企業(yè)誰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)問題,誰就能在市場上占有主導(dǎo)地位,取得競爭優(yōu)勢。作為國家發(fā)改委等六部委確定的第一批山東造紙行業(yè)國家循環(huán)經(jīng)濟試點企業(yè)之一,山東泉林紙業(yè)有限公司(以下簡稱泉林紙業(yè))立足中國國情,在纖維原料與制漿技術(shù)、水資源節(jié)約和環(huán)境保護方面突破影響國內(nèi)草類制漿造紙業(yè)發(fā)展的多項瓶頸,率先對制漿造紙行業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟模式進行了工業(yè)化探討并付諸實施。1泉林循環(huán)經(jīng)濟技術(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,否則就會導(dǎo)致土壤中有機物日益減少,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)。但當前麥草秸稈還田技術(shù)還不成熟,存在需投入機械設(shè)備、額外費用等問題,短期不易實現(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)濟模式可以實現(xiàn)麥草中除纖維外有機質(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,同時杜絕因秸稈不能還田而焚燒帶來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(1.1萬畝),800m2PC板現(xiàn)代化溫室,并在聊城及周邊縣(市)推廣營造1.2萬hm2(18萬畝)速生林,種植1300多hm2(2萬余畝)蘆竹。在纖維原料的選擇上,公司重點以引進、研發(fā)和綜合利用(超)短周期纖維原料為主,成功引進三倍體毛白楊、四倍體刺槐、蘆竹、蘆葦、光葉楮、甜高粱等多個優(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300元,如果發(fā)展到6.67萬hm2(100萬畝)原料基地則將節(jié)約種苗費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,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;對于制漿造紙廢料,如麥糠等經(jīng)過生物發(fā)酵處理后運往基地作為有機肥料施用,通過幾年的試驗,對原來認為是制漿造紙廢棄物的這部分廢料完全可以實行綜合利用,降低資源消耗,減少污染物、廢物排放量,同時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、增加土壤有機質(zhì)養(yǎng)分的作用,在消除污染的同時,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間歇蒸煮工藝,黑液循環(huán)利用,這樣做的優(yōu)點體現(xiàn)在兩個方面:一是通過黑液循環(huán)增加濃度,減少黑液量;二是在蒸煮全過程中不需添加清水,從而節(jié)約清水用量。采用此法,按液比1:3、年產(chǎn)30萬t漿計,每年可以節(jié)約用水180萬m3。蒸煮時,草類纖維在蒸煮前期就開始大量脫木素,當蒸煮溫度上升到110℃時木素脫出率就達到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,當溫度上升到110℃時,將高濃黑液從蒸煮器中置換出來,就可以達到球內(nèi)洗滌的目的,同時降低了蒸煮液中的固形物含量。分級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。此分級置換蒸煮技術(shù)于2002年通過了山東省科委組織的鑒定,獲聊城市科技進步一等獎。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%,噸漿黑液量僅為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t漿計(每噸蒸汽60元),每年可以節(jié)約1800萬元。木素+黑漿法白水回用技術(shù):公司投入資金400余萬元建成的白水回用系統(tǒng),將白水中的纖維通過浮選法分離出來繼續(xù)用于造紙,過濾后的白水再回用,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,增加了黑液的濃度;洗滌水過濾凈化回用技術(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,通過特殊處理以后又回用到系統(tǒng)中去,降低了耗水指標。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、過氧化氫代替氯氣、次氯酸鹽漂白,在提高漂白濃度的同時增加洗滌水回用量,大大降低了漂白用水,使整個漂白工段噸漿耗水量降低30m3。通過采用上述多種節(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準規(guī)定的每噸麥草漿耗水150m3。先進的環(huán)境保護技術(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,被國內(nèi)外許多制漿廠應(yīng)用于木漿、竹漿的多段漂白,其特點是:1)選擇性地去除木素,二氧化氯的氧化電勢較低,在紙漿漂白時對木素的選擇性較強,能使木素的醚鍵斷裂、苯環(huán)打開,對纖維素與半纖維素破壞較少,漂白漿得率高,機械強度高,白度穩(wěn)定性好;2)二氧化氯氧化能力強,漂白效率好,1kg二氧化氯相當于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,減少抄造過程中腐漿的產(chǎn)生;5)廢水中AOX負荷低,大幅度降低毒性大、可致癌的有機鹵化物,降低廢水處理費用。而國內(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)同美國北卡羅來納州立大學(xué)、中國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,采用短流程漂白工藝,取得了良好效果,紙漿質(zhì)量指標大幅提高。公司改用ECF漂白后,在提高成漿質(zhì)量的同時,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,使出水無色清澈透明,中段廢水處理簡要處理流程如圖1所示。以酸析木素為載體的堆場生產(chǎn)有機肥泉林紙業(yè)“酸析木素生產(chǎn)高效緩釋有機肥”項目是山東省技術(shù)創(chuàng)新重點項目,該技術(shù)立足于堿法草漿黑液的無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)有機肥:把酸析木素轉(zhuǎn)化為有機肥,一方面及時轉(zhuǎn)移消化掉木素從而確保酸析木素項目正常運轉(zhuǎn),另一方面供給制漿纖維原料基地充足、物美價廉的肥料或出售;該肥料產(chǎn)品以酸析木素為載體,根據(jù)農(nóng)作物的生長需要及需肥特性配以一定比例的無機營養(yǎng)成分來生產(chǎn),肥料中有機營養(yǎng)成分含量65%,無機營養(yǎng)含量35%,這是一種新型肥料,該項目曾獲山東省一輕系統(tǒng)一等獎。酸析木素生產(chǎn)有機肥的工藝大致如圖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)、高效有機復(fù)合肥生產(chǎn)技術(shù)和施用技術(shù)達到了國內(nèi)領(lǐng)先水平,產(chǎn)品填補國內(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)有機肥60萬t,該肥料富含有機質(zhì)、腐殖酸等,肥效良好。2泉林的特色是一種循環(huán)經(jīng)濟模式泉林紙業(yè)的經(jīng)營理念“用生命經(jīng)營泉林,讓泉林造福社會”,其未來循環(huán)經(jīng)濟基本模式描