唐黎标
(杭州造纸有限公司,杭州,31000)
随着我国经济的发展,经济和资源之间的冲突也越发明显,如何实现可持续发展受到人们的关注,造纸工业作为我国工业的一大组成部分,在国家政策的推动下,我国造纸行业对于实现可持续发展形成了一个共识,即节能减排。造纸行业属于能耗大且污染严重的行业,具有很大的节能减排空间,做好造纸工业的节能减排工作是促进造纸工业快且好的发展的必然道路。
在我国,传统的造纸工业属于高能耗高污染的行业,有数据表明,2008年我国造纸工业的污水排放量占我国重点统计企业污水总排放量的16%,有近37亿吨;污染物的排放量占排放总量的32%,有近160万吨。由于目前我国造纸工业在工艺和装备上还不先进,能量优化程度不高,我国造纸工业的能耗居高不下,污染严重,节能减排的形势严峻,需要大力推行节能减排。
国家节能减排十二五规划中提出淘汰造纸行业落后产能1500万吨。规划到2015年纸及纸板综合能耗降到580千克标煤/吨纸,比2010年降低150千克标煤/吨纸。2015年纸浆综合能耗降低到380千克标煤/吨纸浆,比2010年降低80千克标煤/吨纸浆。规划到2015年造纸行业化学需氧量排放量和造纸行业氨氮排放量分别降低到64.8万吨和1.93万吨,与2010年相比均降低10%。
我国造纸工业能耗大、污染高,很大部分的原因就是由于设备落后。《造纸产业发展政策》第三十八条提出,鼓励企业采用先进节能技术,改造、淘汰能耗高的技术与装备,充分发挥制浆造纸适宜热电联产的有利条件,提高能源综合利用效率[1]。
近年来,我国不少大型制浆造纸企业从国外大力引进先进的设备,例如RDH低能耗蒸煮、新型节能高速纸机等。海南金海引进的Kamyr连蒸器,大大降低了吨浆耗汽,仅占传统的间歇蒸煮耗汽的40%,广东鼎丰引进的RDH间歇蒸煮技术甚至只占传统的间歇蒸煮耗汽的25%。纸机采用夹网成型装置快速脱水,提高纸幅脱水能力,可降低网部动力消耗;压榨部采用靴式压榨设备,通过加大压区宽度、提高压榨线压力来实现增加脱水能力,提高纸页出压榨部高度,可大幅度降低烘干部的蒸汽消耗量;真空系统采用高速透平真空泵,可大幅度降低真空系统的动力消耗。上述节能技术及装备的应用,大幅度降低了制浆造纸的综合能耗。
要实现造纸工业的节能减排,就必须加强科学研究,积极更新技术,引入制浆节能和造纸节能技术。
(1)制浆节能。在造纸行业中普遍运用的传统间歇蒸煮方式会在蒸煮时释放出大量的热量,但是其喷放时间非常短,不能实现高回收率,导致了大量热能的流失。为了解决这一问题,美国Beloit公司利用连续蒸煮时会在蒸煮器内扩散洗浆的原理,用蒸锅内洗浆系统的白水逐步洗浆,迅速的置换出蒸煮的废弃液体,来回收热能,从而降低能耗减少废水污染。这种快速置换加热间歇蒸煮能够大大节省蒸煮用汽,与传统的间歇蒸煮方式相比,大约能节省65%的蒸汽[2]。
(2)造纸节能。当前造纸行业急需解决的是如何降低吨纸的电耗、汽耗问题。除了选用先进的造纸装备外,还可以在造纸工艺技术方面加强研究,例如烘干部的供汽系统采用多段供汽系统和热泵供热技术,将供汽系统优化组合,可达到节约蒸汽消耗的目的。此外纸机封闭循环用水技术的应用可大幅度降低清水消耗量。
造纸工业除了能耗高以外,另一个重要的问题就是废弃物多,造纸工业的废弃物是否能回收利用引起了人们的广泛关注。
(1)提高碱回收率。目前,碱回收技术在我国已经得到推广,已经能回收大量的碱和热能。但是,非木材纤维尤其是麦草的浆碱回收难度较大,通过研究改良,提出了几种措施:利用横管的方式连蒸制浆,提高麦草浆的质量,从而降低碱回收的难度;开发能大面积澄清白液的器械以减少碱的流失;利用封闭的洗浆系统,将挤压和扩散结合起来,从而提高黑液的提取率。
(2)废水重复利用。早年就有人研究过对造纸工业产生的黑液进行循环利用,分离黑液再用于蒸煮,但是这样并不能实现零排放。废水必须通过循环处理才能达到回用水的质量要求。对于非脱墨废纸造纸废水可以使用生物处理系统来对其处理。生物处理系统的厌氧反应器可以接受固体液体分离处理的水,去除其中的大部分无用物质,而好氧系统则可以去除剩余部分,从而改善水质。循环水处理可以有效提高水的循环利用,而且其成本低廉,完全可以大力推广[3]。
造纸行业与人们的生产生活密切相关,属于我国基础原材料产业,它关系着我国经济、民生等多个方面,而且造纸行业的相关行业非常多,造纸业的发展对于相关产业的发展具有很大的促进作用,因而在国民经济中地位相当重要。但是传统造纸行业的高能耗、重污染是对当前资源形势和可持续发展的重大挑战,因而造纸工业的“节能减排”是刻不容缓的。当前,我国造纸行业在国家政策的督促下,节能减排工作已经取得了一定的成果,但是,节能减排是一个长期且不容中断的工作,我们必须大力推进节能减排,有效提高资源的利用率以降低能耗,减少污染排放以保护环境,顺应可持续发展的历史潮流,促进中国造纸工业持续既快又好的发展。
[1]姚新跃,张辉.大型纸机干燥部温湿参数动态特征及热能节约原理的研究[J].中国造纸学报,2009(4):15-26.
[2]张国臣,吕晓剑,王凯军.最佳可行技术对我国造纸行业节能减排的启示[J].中华纸业,2009(12):35-40.
[3]潘锡五.现代纸业循环经济 [J].中华纸业,2010(03):24-30.