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【行业发展】超声波纸浆技术重塑造纸行业新格局

中国造纸杂志社 2019-06-11 03:34:13

  目前,我国制浆造纸工业存在着污染严重、入行门槛高、生产成本高等问题,我国相当一部分采用传统工艺制浆的企业无力应对,整体利润率下降明显,部分产品出现局部性或阶段性产能过剩的现象,处于关停淘汰阶段,或自生自灭状态。约束、压力与挑战,逼迫造纸业步入转型期,由数量主导型向质量效益型、生产清洁型、环保节能型转变。


  超声波制浆工业化技术,在很大程度上消除了这些问题,为制浆行业开辟了一条崭新的绿色低碳、可持续发展的道路。


  近年来,国内外学者对超声波技术在制浆造纸行业中的应用进行了广泛研究,主要集中于超声技术与传统制浆技术协同制浆的研究工作,如超声辅助化学漂白制浆、超声辅助麦草碱法制浆、超声辅助碱法竹浆等研究工作。但是,由于缺少符合规模化生产要求的超声波反应器以及相应的制浆工艺,超声波技术在制浆造纸行业中的应用,一直难以实现产业化。


  自2005年至今,安阳华森纸业有限责任公司一直专注于超声波制浆技术的研发,并力争将其发展成为一项可量产的制浆工业化生产技术。华森纸业组织骨干力量与河南师范大学、南京林业大学组成产、学、研课题攻关组,经过一系列反复多次的实验室实验、中试和生产试验,开发出“超声无氯麦草制浆漂白一体化技术”,形成了一套完整的生产工艺。在整个研发试验过程中,从材料采购、设备加工、装配等各个环节严格把关,经过认真、反复的调试、修改,最终研发出可以应用于规模化生产的超声波制浆专用设备和超声波制浆介质体系。目前,华森纸业已经采用该技术投产了世界上第一条超声波制浆生产线,纸浆质量得到了认可。华森纸业超声波制浆技术引领了制浆造纸行业的革新。经国家纸张质量监督检验中心检验,华森纸业采用本技术生产的超声无氯漂白麦草浆检测的数项质量指标均优于漂白碱法麦草浆。经过中国科学技术信息研究所查新,没有与超声无氯麦草制浆漂白一体化新技术特点相同的麦草制浆漂白技术。


  超声波制浆工业化技术对行业发展和科技进步的现实意义体现在以下方面:


  (1)缓解纤维原料对外依存度高的问题。我国造纸工业对进口纤维原料的依存度高达42%以上,使得造纸产业发展受制于国际纸浆价格波动,不利于国内造纸企业的经营稳定和成本控制。尤其是在当下经济下行压力较大、造纸行业经营困难的时期,降低纸浆对外依存度将更有利于国内造纸企业控制生产成本、提高企业经营效益、有利于造纸行业的健康可持续发展。超声波制浆技术工业化推广后,将立足本国丰富的一年生非木材纤维原料,大大缓解造纸原料结构不合理和对外依存度过高的问题,维护原料结构安全,降低纸张生产成本。


  (2)降低造纸工业污染物排放量。2012年我国造纸工业产值只占全国工业总产值的不到2%,但是造纸工业废水排放量占全国工业废水总排放量的16.9%,化学需氧量(COD)排放量占全国工业COD总排放量的20.5%以上。推广超声波制浆技术,可以大大降低造纸工业的COD、BOD、AOX等污染物生成量,节约水处理成本,降低废水污染物排放量。另外因为不用蒸汽,可以减少燃煤锅炉的废气中SO2和氮氧化物的污染。


  (3)降低造纸工业投资门槛。建设一条年产10万吨漂白麦草浆碱法制浆生产线,总投资则需约计6亿元;而建设一条10万吨/年麦草超声波制浆生产线,总投资则仅需2亿元。即采用超声波制浆技术建设的生产线,投资比采用传统工艺建设的生产线减少60%~70%。


  (4)降低造纸工业物耗能耗和生产成本。传统制浆技术纸浆得率低,物耗较高;而能源结构、企业规模、技术装备等方面因素又使得吨浆能耗与水耗均居高不下。采用超声波制浆技术后,工艺流程缩短,设备折旧费、维修费降低,人工费用也降低,物料、能源、水耗减少,污染物治理费用降低。每吨成品浆的生产成本低于传统工艺约计20%~30%。


  (5)提高了我国制浆造纸行业自主创新能力。当今制浆造纸生产技术与设备主要来源于国外大型跨国公司,我国造纸工业自主创新能力建设比较薄弱,引进技术消化吸收再创新不足,在新工艺、新设备和新产品的开发上缺乏自主创新的产业化重大成果。


  在传统造纸工业步入低谷,遇到发展瓶颈之时,超声波制浆工业化技术异军突起,合理充分利用农作物秸秆和竹子、芦苇、蔗渣等非木材资源,构建中国特色的造纸原料结构,进行清洁生产,从源头上和过程中降低能耗,提高污染物的减量化、资源化与循环利用水平,生产出质量合格、适应性强的国产原生浆。重塑制浆造纸行业的新格局,促进造纸行业“走出去”战略的实施,提高中国造纸企业的国际竞争力,最终实现传统造纸工业向可持续发展的现代造纸工业转变。



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