陳代光 湖南省輕工紡織設(shè)計(jì)院 （410002）

低碳經(jīng)濟(jì)促進(jìn)造紙企業(yè)節(jié)能減排

陳代光 湖南省輕工紡織設(shè)計(jì)院 （410002）

1 低碳經(jīng)濟(jì)概念

低碳經(jīng)濟(jì)是指在可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、新能源開(kāi)發(fā)等多種手段，盡可能地減少煤炭石油等高碳能源消耗，減少溫室氣體排放，達(dá)到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)雙贏的一種經(jīng)濟(jì)發(fā)展形態(tài)。低碳經(jīng)濟(jì)是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)模式，是人類社會(huì)繼農(nóng)業(yè)文明、工業(yè)文明之后的又一次重大進(jìn)步。低碳經(jīng)濟(jì)有兩個(gè)基本點(diǎn):其一,它是包括生產(chǎn)、交換、分配、消費(fèi)在內(nèi)的社會(huì)再生產(chǎn)全過(guò)程的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)低碳化,把二氧化碳(CO2)排放量盡可能減少到最低限度乃至零排放,獲得最大的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益;其二,它是包括生產(chǎn)、交換、分配、消費(fèi)在內(nèi)的社會(huì)再生產(chǎn)全過(guò)程的能源消費(fèi)生態(tài)化,形成低碳能源和無(wú)碳能源的國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系,保證生態(tài)經(jīng)濟(jì)社會(huì)有機(jī)整體的清潔發(fā)展、綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展。

造紙產(chǎn)業(yè)是與國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)事業(yè)發(fā)展關(guān)系密切的重要基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè)，造紙產(chǎn)業(yè)具有原料密集、資金密集、技術(shù)密集、規(guī)模效益顯著的特點(diǎn)?，F(xiàn)代造紙產(chǎn)業(yè)具有典型的循環(huán)經(jīng)濟(jì)特征，并具有低碳經(jīng)濟(jì)的明顯優(yōu)勢(shì)。一是森林碳匯：以天然植物纖維為原料，不僅具有再生優(yōu)勢(shì)，更重要的是有固碳作用；植物生長(zhǎng)通過(guò)光合作用吸收二氧化碳形成纖維材料，碳以纖維形式被永久固定，從而發(fā)揮森林碳匯功能；二是低碳排放：制漿造紙過(guò)程中黑液、廢料、污泥和沼氣等生物質(zhì)作為燃料能源回收利用，從而降低石化能源消耗，減少二氧化碳排放；三是循環(huán)再用：絕大部分紙產(chǎn)品使用后能回收利用、廢紙經(jīng)回收處理后代替纖維原料再用于造紙，生產(chǎn)中的水、化學(xué)制漿蒸煮用的堿通過(guò)堿回收均可循環(huán)利用，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展走循環(huán)經(jīng)濟(jì)、綠色經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)之路奠定了基礎(chǔ)；四是技術(shù)成熟：先進(jìn)成熟的原料培育技術(shù)、生產(chǎn)工藝技術(shù)、節(jié)水技術(shù)、節(jié)能技術(shù)、污染物處理技術(shù)等，降低了造紙產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)原料資源、水資源、能源的消耗，減少了林地資源和環(huán)境容量的占有。

2 低碳生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的技術(shù)措施

2.1 采用先進(jìn)制漿技術(shù)

眾所周知，制漿生產(chǎn)過(guò)程是造紙行業(yè)最大的污染源和廢水排放源，如何最大限度地從源頭上減少?gòu)U水產(chǎn)生量，是節(jié)能減排的重中之重。先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和裝備技術(shù)是低碳生產(chǎn)及節(jié)能減排的基礎(chǔ)。

2.1.1 蒸煮

低固形物立式連續(xù)蒸煮技術(shù)適合大型竹木漿廠的蒸煮。橫管式連續(xù)蒸煮技術(shù)適合草類原料蒸煮，能保證成漿質(zhì)量均勻、耗汽量小、用汽負(fù)荷穩(wěn)定，是較好的節(jié)能蒸煮方式。新一代DDS間歇式置換蒸煮技術(shù)特別適合年生產(chǎn)能力在20萬(wàn)噸以下的制漿廠采用，具有以下特點(diǎn)：1）整個(gè)蒸煮過(guò)程是在全液相下循環(huán)升溫，原料與藥液在鍋內(nèi)各部位置換完全，反應(yīng)均勻，可在有效提高成漿均一性的情況下獲得質(zhì)量穩(wěn)定、卡伯值低、強(qiáng)度和得率高的粗漿；2）汽耗較常規(guī)間歇蒸煮低；蒸煮后的粗漿中殘余木素含量低，有利于降低漂白化學(xué)藥品的用量和減少漂白廢水的污染程度；4）蒸煮系統(tǒng)所產(chǎn)生的黑液粘度低、濃度高，有利于堿回收系統(tǒng)的黑液蒸發(fā)和燃燒；5）對(duì)原料的合格率及質(zhì)量波動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)。

2.1.2 洗篩和氧脫木素

氧脫木素被認(rèn)為是蒸煮的繼續(xù)，氧氣脫木素已成為減少漂白污染負(fù)荷的重要階段，氧脫木素于上世紀(jì)70年代、90年代廣泛應(yīng)用于化學(xué)漿的漂白。目前，常用的氧脫木素工藝有單段氧脫和兩段氧脫，單段的脫木素率一般為40%-50%，兩段可達(dá)60%-70%，氧脫木素的洗滌廢水經(jīng)逆流回到蒸煮后的漿料洗滌，最后送到黑液堿回收系統(tǒng)進(jìn)行處理，因此氧脫木素階段脫除的污染物進(jìn)堿回收爐燃燒回收熱能，大大減輕制漿廢水的污染負(fù)荷。

洗漿亦是黑液提取，木漿采用DD真空洗漿機(jī)多段逆流洗滌，黑液提取率可達(dá)99%以上；葦漿采用高濃置換擠漿機(jī)+鼓式真空洗漿機(jī)多段逆流洗滌，黑液提取率可達(dá)90%以上。

篩選采用封閉式中濃壓力篩，減少用水量。

2.1.3 漂白

漂白采用無(wú)元素氯（ECF）漂白和全無(wú)氯（TCF）漂白，可減少漂白廢水中的二惡英和AOX等污染物，中濃（10%～12%）漂白和中濃輸送可降低電耗，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

2.2 搞好堿回收生產(chǎn) 回收化學(xué)藥品和熱能

堿回收生產(chǎn)是處理制漿黑液回收蒸煮化學(xué)藥品，同時(shí)充分利用黑液中的有機(jī)質(zhì)熱能。目前大型化學(xué)木漿廠堿回收系統(tǒng)黑液提取率可達(dá)99%以上，堿回收率可達(dá)98%以上，在回收化學(xué)品過(guò)程中，利用黑液中有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生的熱能和轉(zhuǎn)化的電能，能源自給率能達(dá)到100%，甚至更高向外供電。國(guó)內(nèi)先進(jìn)的葦漿堿回收系統(tǒng)黑液提取率可達(dá)90%以上，堿回收率可達(dá)85%以上，黑液中有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生的熱能和轉(zhuǎn)化的電能可滿足堿回收系統(tǒng)要求達(dá)到自給。

生產(chǎn)實(shí)踐表明化學(xué)漿廠節(jié)能減排的首要任務(wù)是搞好堿回收。搞好堿回收必須做到：1）將漿料中的有機(jī)物和化學(xué)藥品最大限度的提取到黑液中送堿回收爐系統(tǒng)，2）匹配好制漿和堿回收的規(guī)模，保證堿回收裝置能及時(shí)有效地消化制漿黑液，3）在堿回收裝置中提高黑液蒸發(fā)的出站濃度、提高堿回收爐的熱效率、在苛化工段減少化學(xué)藥品的流失。

堿回收新技術(shù)主要有：蒸發(fā)采用板式結(jié)晶蒸發(fā)技術(shù)、提高黑液出蒸發(fā)站濃度。燃燒堿爐采用大型化、超高壓、超高溫的鍋爐，高濃度黑液直接入堿爐燃燒，提高了堿回收爐的熱效率和蒸汽產(chǎn)量?？粱捎眠B續(xù)苛化器苛化、使用CD壓力過(guò)濾機(jī)過(guò)濾白液、提高白液質(zhì)量，白泥脫水采用盤式真空過(guò)濾機(jī)或預(yù)掛式真空過(guò)濾機(jī)提高白泥干度、降低白泥中的殘堿含量。白泥使用石灰回轉(zhuǎn)窯煅燒成石灰循環(huán)使用。

2.3 利用生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的其他生物質(zhì)能源

生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的其他生物質(zhì)能源有：備料工段產(chǎn)生的剩余物如樹(shù)皮、鋸木屑、葦膜、葦穗等廢料，污水處理站產(chǎn)生的沼氣、污泥等，充分利用這些生物質(zhì)能源供鍋爐燃燒產(chǎn)熱發(fā)電，節(jié)約能源。

3 我省化學(xué)制漿技術(shù)現(xiàn)狀和省內(nèi)先進(jìn)的制漿生產(chǎn)線

湖南省是國(guó)家發(fā)展造紙產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)地區(qū)之一，2006年以來(lái)，湖南省政府組織開(kāi)展了造紙企業(yè)污染整治專項(xiàng)行動(dòng)，引導(dǎo)造紙產(chǎn)業(yè)整合資源、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。目前、全省造紙企業(yè)中有化學(xué)制漿的生產(chǎn)企業(yè)18家，都采用的是硫酸鹽法制漿工藝，年生產(chǎn)能力約138萬(wàn)噸，其中，生產(chǎn)化學(xué)木漿的企業(yè)有9家，年生產(chǎn)能力約80萬(wàn)噸；葦漿生產(chǎn)線11條，年生產(chǎn)能力約58萬(wàn)噸。生產(chǎn)化學(xué)漿的企業(yè)都配備了熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，污水處理設(shè)施和堿回收裝置，行業(yè)的節(jié)能減排取得了一定的效果。由于企業(yè)的工藝技術(shù)和設(shè)備裝備水平的差異及規(guī)模的不同，每家企業(yè)節(jié)能、節(jié)水、降耗及綜合利用的效果也有明顯的差異。以下為省內(nèi)先進(jìn)的制漿生產(chǎn)線的節(jié)能減排效果。

3.1 化學(xué)木漿生產(chǎn)線

泰格林紙駿泰漿紙公司年產(chǎn)40萬(wàn)噸全漂化學(xué)木漿生產(chǎn)線，全套引進(jìn)Andriz“連續(xù)蒸煮深度脫木素”加“氧脫木素”加“ECF漂白”技術(shù)；配套的堿回收裝置引進(jìn)主要設(shè)備，蒸發(fā)采用7效板式結(jié)晶蒸發(fā)技術(shù)、蒸發(fā)出站黑液濃度達(dá)80%以上、黑液溫度達(dá)135℃，燃燒工段日最大連續(xù)處理黑液固形物2200噸、堿回收鍋爐產(chǎn)過(guò)熱蒸汽（表壓9.2MPa，490℃）產(chǎn)汽量為355t/h，苛化工段采用連續(xù)苛化器苛化后使用CD壓力過(guò)濾機(jī)過(guò)濾白液，白泥使用石灰回轉(zhuǎn)窯煅燒成石灰循環(huán)使用；生物質(zhì)鍋爐以樹(shù)皮、木屑、生物污泥等為原料，生物質(zhì)鍋爐和堿爐的過(guò)熱蒸汽發(fā)電后能滿足生產(chǎn)用汽，發(fā)電量自給后還有富余，單位產(chǎn)品綜合能耗達(dá)到120kg標(biāo)煤、黑液提取率大于99%，堿回收率大于98%，漂前用堿100%自給，能源消耗達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平；水循環(huán)利用率達(dá)到99%，用水量?jī)H25m3/t漿。

湘江紙業(yè)公司的年產(chǎn)10萬(wàn)噸微漂化學(xué)木漿生產(chǎn)線，采用了DDS置換蒸煮技術(shù)、降低了蒸煮的蒸汽消耗，與原有立式蒸煮相比噸漿可節(jié)約蒸汽0.9t，篩洗系統(tǒng)引進(jìn)壓力除節(jié)機(jī)和壓力篩，采用封閉式中濃篩洗、與普通的篩洗設(shè)備相比紙漿得率提高2%-3%、節(jié)約電能30%左右、節(jié)水50%左右，氧脫木素技術(shù)將溶解的氧化木素經(jīng)逆流洗滌后進(jìn)入黑液中、提高了黑液中的固形物含量，TCF（H2O2）漂白技術(shù)的運(yùn)用使制漿廢水污染負(fù)荷大大降低；配套的堿回收裝置已自主創(chuàng)新開(kāi)發(fā)了裝備全部國(guó)產(chǎn)化的黑液結(jié)晶蒸發(fā)技術(shù)，蒸發(fā)出站黑液濃度提高到70%-75%、黑液溫度可達(dá)130℃，大大提高了堿回收爐的熱效率和產(chǎn)汽量，堿爐每天多產(chǎn)蒸汽20t，基本可滿足堿回收車間的用熱負(fù)荷需要，取得了較好的節(jié)能減排效果。

3.2 化學(xué)葦漿生產(chǎn)線

金太陽(yáng)紙業(yè)公司和岳陽(yáng)豐利紙業(yè)公司通過(guò)技術(shù)改造新上了年產(chǎn)5.1萬(wàn)噸漂白化學(xué)葦漿生產(chǎn)線及配套堿回收裝置。采用的主要工藝技術(shù)和設(shè)備為：蘆葦原料備料采用干濕法備料工藝，干法備料后的葦片經(jīng)鼓式洗滌機(jī)、水力碎葦機(jī)洗滌破碎后、在螺旋脫水機(jī)脫水，洗清的葦片進(jìn)蒸煮工段；蒸煮工段采用國(guó)產(chǎn)的橫管式連續(xù)蒸煮裝置、蒸煮完成后加黑液冷卻高溫漿料的冷噴放技術(shù)；洗篩工段黑液提取采用螺旋壓榨擠漿機(jī)，洗漿采用鼓式真空洗漿機(jī)四段逆流洗漿，篩洗采用中濃壓力篩和封閉篩選工藝，壓力篩的篩洗濃度為3%-4%；漂白首先采用氧脫木素技術(shù)進(jìn)一步除去木素后，再通過(guò)H-M-P的無(wú)元素氯漂白工藝、漂白濃度全部為10%以上的中高濃漂白技術(shù)；每段的洗滌水用來(lái)進(jìn)行漿料稀釋，洗滌水逆流回用。配套的堿回收裝置采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)的堿回收設(shè)備處理黑液回收化學(xué)藥品和熱能，蒸發(fā)采用七體五效全板式降膜蒸發(fā)器和板式降膜冷凝器，堿爐為單汽包非低臭型堿回收爐，苛化使用連續(xù)苛化器、澄清器、預(yù)掛式白泥過(guò)濾機(jī)；堿爐蒸汽發(fā)電后供熱，白液澄清度＜80ppm，白泥干度＞55%、白泥殘堿＜1%。

兩家公司新的葦漿生產(chǎn)線黑液提取率都達(dá)92%，堿回收率達(dá)85%。金太陽(yáng)紙業(yè)公司一次性水消耗量為65m3/t漿、綜合能耗570.4kg標(biāo)煤/t漿，達(dá)到國(guó)內(nèi)化學(xué)葦漿的最先進(jìn)水平。

沅江紙業(yè)公司年產(chǎn)10萬(wàn)噸漂白化學(xué)葦漿生產(chǎn)線采用干濕法備料、堿法連續(xù)蒸煮、真空洗漿機(jī)洗滌及中濃封閉篩洗，漂白采用OD（EO）D二氧化氯漂白技術(shù)，生產(chǎn)廢水中的二惡英和AOX可滿足《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB3544-2008）的要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

節(jié)能減排、走低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展之路是企業(yè)提高效益和增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要措施，節(jié)能減排需要配套先進(jìn)的節(jié)能工藝技術(shù)和裝備才能達(dá)到目的。因此，省內(nèi)部分傳統(tǒng)的制漿生產(chǎn)線應(yīng)加速技術(shù)改造，使用先進(jìn)的蒸煮和漂白工藝技術(shù)、黑液提取設(shè)備和堿回收裝置，切實(shí)做到降低能耗和減少污染負(fù)荷達(dá)到節(jié)能減排的目的，以促進(jìn)企業(yè)和行業(yè)的健康發(fā)展。

2011-02-17