积极推动草类纤维原料清洁制浆新技术——再论“科学合理利用非木纤维”

胡宗渊

（中国造纸学会顾问 中国造纸学会资深专家顾问委员会副主任 中国造纸协会专家委员会顾问组顾问原中央轻工业部技术顾问 北京）

积极推动草类纤维原料清洁制浆新技术
——再论“科学合理利用非木纤维”

胡宗渊

（中国造纸学会顾问 中国造纸学会资深专家顾问委员会副主任 中国造纸协会专家委员会顾问组顾问原中央轻工业部技术顾问 北京）

近年来，我国造纸工业发展很快，目前我国造纸的生产量已居世界之首，但造纸原料严重短缺已是制约今后我国造纸工业持续发展的主要瓶颈。造纸原料中的木浆（包括木片）和废纸每年是大量从国外进口，据中国造纸协会公布的资料，2012年进口各种木浆1 647 万t，扣除溶解浆158 万t，实际消耗量1 489 万t。进口废纸为3 007万t。现在我国造纸原料对外依存度高达45%，业内外人士都很关心与担忧。

30年来，我国造纸工业在贯彻“林纸结合，实现林纸一体化”原料方针过程中，是做了大量工作，但因国内原料基地建设迟缓等原因，致使当前自产木浆的比重仍然很低。 2012年全国纸浆消耗总量9 348 万t，其中木浆2 291 万t，占纸浆消耗总量25%，进口木浆占16%，国产木浆仅占9%。

多年来，我们在废纸原料利用方面是取得了显著成效。2012年废纸浆消耗量5 983 万t，占纸浆消耗总量64%，其中进口废纸浆占26%。应该看到， 废纸的利用可以说已达到一个极限了。

1 合理利用非木材纤维

2011年12月国家发布的《造纸工业发展“十二五”规划》中明确指出： 要“科学合理利用非木纤维。 科学合理利用非木资源 ，实施清洁生产新工艺，提高节能减排和综合利用水平，提高非木纤维制浆造纸质量，对缓解国内纤维资源供需矛盾和对进口木材纤维和废纸的依赖，优化造纸原料结构具有重要作用。要遵循因地制宜、合理利用的原则，充分利用竹子、芦苇和农业废弃物如秸秆、蔗渣等非木资源”。因此，利用好非木纤维原料将是补充我们当前造纸原料不足的一项比较现实的有效措施。在国家2011年版本《产业结构调整目录》中涉及造纸部分将以非木纤维为原料，采用清洁生产，建设纸浆项目列入在“鼓励类”中。该目录已于2011年6月起正式执行。

1.1 草类纤维原料是宝贵的造纸原料

我国草类非木材纤维制浆有悠久历史，具有丰富的造纸经验。产量最高时曾占原生纸浆产量的84%，在总用浆量中占57%以上（1990年）。随着国家环保要求越来越严， 国家《造纸产业政策》中指出：“要治理草浆企业，把治理草浆企业的污染治理作为造纸工业治理环境的关键”。因此，利用好草类纤维原料关键在于科学合理利用草类纤维原料，在于治理污染问题。草类原料制浆， 特别是一些小草浆厂给环境造成的污染问题，一直没有有效措施根本解决， 国家只能采取将这些污染严重的草浆厂关停。到2012年，非木浆消耗量降至1 074 万t，在总用浆量中已降至为11%。

1.2 能不能用好草类非木纤维原料

关键是要解决好草类非木纤维原料制浆给环境造成的污染问题。草类纤维原料制浆给环境造成污染问题原因很多，笔者认为，不是草类原料本身的问题，而是长时期以来，我们对草类原料所采用制浆的技术上有问题，是我们许多草浆厂的生产管理上有问题。过去我们一个较长时期，大多数草浆厂所采用的传统制浆工艺方法，大多都是采用木浆“高温”、“高压”“强碱”的碱法制浆工艺，草类纤维原料制浆出来的废液、废渣，难于有效处理，甚至许多小草浆厂根本不处理就任意排放，因此给环境造成了严重污染。

《造纸工业发展“十二五”规划》中同时指出：我国造纸工业面临资源和环境的双重制约，实施可持续发展战略，建设资源节约型、环境友好型造纸工业势在必行。 大力发展循环经济，加强生态环境保护，按照“减量化、再利用、资源化”的发展原则， 提高资源利用率，推行清洁生产，严格控制主要污染物排放，注重“三废”的综合利用， 把环境污染降低到最低程度。

近年来，经过科技工作者们努力，草浆厂污染治理的制浆生产技术已有了突破，在农作物秸秆制浆造纸综合利用方面做出了很好成绩，实现了“农、浆、纸、肥”的产业生产链。无污染制浆新技术目前比较有代表性的方法有两种：一种是通过现有传统工艺和技术装备的改进，加强生产系统的废液回收和废水的深度处理，减少了“三废”排放量，满足了环保要求；另一种是鉴于草类原料的纤维组成和结构与木材完全不同，针对草类纤维的原料特性，彻底改变制浆工艺生产技术。不用化学药剂，或换用新型化学药剂，在生产过程中控制污染物的产生，从源头上不让产生污染源，使生产中没有黑液产生和排放。

草类原料清洁制浆新技术，首先是要保护生态环境，实现清洁生产工艺，以满足环保部门“天上不冒烟 ，地下不排污， 固体废弃物收集起来综合利用”的要求。 同时，对稻草、麦草、棉秆等各种非木纤维原料均可以利用；生产用水循环使用，生产补充清水量很少，大大减低生产用水量，实现“节能减排”的目的。生产出来的纸浆质量好，得率高。它的工艺流程简单，系统设备简化，投资省，成本低。 生产废水经处理后的絮凝物还可生产制造绿色有机肥料。 尤其是几个采用无氯漂白的制浆新技术，更是能符合国家新排放标准的要求。据笔者了解，目前国内经过小试、中试已经取得很好成果的新技术已有许多种，各有特色；并已在一定规模的示范生产线上进行试验性运转，实践证明，都有很好的经济效益，环境效益和社会效益。它们先后都经国家科技、环保部门组织的评审和鉴定通过，有的还取得国家发明专利证书。这确是近年来我国造纸工业的一项自主创新，走“循环经济”和“清洁生产”道路，实现国家资源节约与环境友好的基本国策，符合我国国情并具有中国特色的重大科研成果。

令人兴奋的是本色草浆清洁制浆新技术在国内现已建成了正式工程项目。并在生产运行，很有推广应用价值。笔者最近又跟踪了解，非常可喜的是又看到许多从源头上控制污染的草类纤维原料漂白浆新技术，也在“小试”、“中试”的基础上，建成了一定规模的连续化、工程化和产业化的“样板工程”项目，正在连续生产试车运行，并将从生产实践中整理出完整的技术和经济数据。

2 草类原料清洁制浆新技术思路新颖，有创新性、科学性、实用性和经济性

2.1 创新性

他们是属于具有新思维、新理念的“原创新型”的自主创新。这项科技成果是完全符合国家倡导建设“资源节约型、环境友好型”社会的国策要求，很有新意。

（1）这些新技术是贯彻国家《清洁生产防治法》，符合国家“清洁生产”政策，改变了传统的草浆制浆工艺，采用从源头控制污染的工艺路线，彻底解决草类纤维原料给环境造成严重污染的难题。

（2）这些生产无污染无排放的清洁制漂白浆工艺技术，属于原创性工艺技术。

（3）这些新技术遵循“循环经济”理论，生产用水封闭循环利用，并使农业秸秆综合利用，实现“农、浆、纸、肥”一体化的产业链，是资源化利用的一种新发展模式。

2.2 科学性

他们是以科学态度。求真务实的科学精神，认真钻研，经小试、中试，建成了一定规模的示范线进行生产，并已取得了满意成果。

（1）它们是在研究草类纤维的纤维结构和化学组成的基础上，针对草类纤维原料的特性，打破过去沿用传统木浆生产的旧框框，尤其是生产化学漂白浆时，不用高温、高压。强碱的蒸煮方式，不采取废液回收和中段水处理的末段治理污染方法。换用新型化学药剂，改用常压、低温、浸泡、润涨的新工艺方式，一次即生产出“无氯漂白纸浆”，也可先生产本色纸浆后再漂白成漂白浆。生产中根本不产生黑液，没有黑液也就不需庞大复杂而投资较多的黑液回收装置和工厂废水处理装置。这也就从根本上解决了传统的草类原料碱法制浆的废水处理污染难题。

（2）它们能适应各种草类原料。稻草、麦草、棉秆、蔗渣、芦苇、竹类、芒秆、桑条、沙柳、麻类等几乎所有非木材纤维原料都可使用。因稻草硅含量高，传统的碱法制浆工艺和设备难于应用。棉秆、沙柳和桑条等原料用传统的制浆工艺，不宜带皮制浆，而新型草类制浆工艺不需剥皮，连皮带秆一起使用，生产的纸浆和抄造出来的纸张质量更好，而且生产的纸浆还消除了尘埃和班点。

（3）工厂生产上都没有地沟，做到生产上不排污。他们都将生产过程各个工序出来的水分段、分步经适当处理后循环使用，做到了用水不排水，无废水排放。因此生产补充用水量很少，每吨浆最多补充清水仅7～8m3，有的更低，生产的耗能也低，真正做到了“节能减排”。

（4）它们都能做到工厂“不向天上排烟，不向地面排污，生产上出来的固体废弃物和经水处理后出来的无毒、无害的沉渣及絮凝物收集起来综合利用”。可以加工生产“绿色有机肥”。真正实现了“清洁生产”。

（5）它们生产出来的纸浆得率都较高（65%～70%），质量都较好。纸浆强度都很高，稻草、麦草、棉秆浆的裂断长一般可以达到6 000 m。

（6）这些新技术大都是属于近年来国际上新开发的“自由基”高强氧化无氯漂白制浆新技术，是有科学的理论依据。它应用于植物秸秆的制浆，很有成效。漂白浆得率达到65%以上，且优于传统制浆法的纸浆强度和白度，并使木质素改性，制得纸浆和纸张不“返黄”。完全做到了无污染无排放的清洁生产。

2.3 实用性

这些科技成果是贯彻国家《造纸产业发展政策》“要治理草浆企业，把治理草浆企业的污染治理作为造纸工业治理环境的关键”的要求；是对国家国民经济发展有利，对我国造纸工业发展有利，是支持“三农”的实际行动；是利国利农和造福人民的大好事。

（1）我国是一个农业大国，有丰富的草类资源，特别是稻草、麦草和棉秆等都是很宝贵的再生资源。这些农村的农业剩余物，价廉，数量又多，但综合利用率却仅40%。农作物秸秆是粮食作物和经济作物生产中剩余物，其中含有丰富的氮、磷、钾和微量元素等成分，是一种可供开发与综合利用的宝贵资源。因此，利用这些新技术将生产用水循环使用，经处理后出来的絮凝物转化制造生产绿色优质有机肥，经试用可使小麦大量增产，对农业的发展有很大好处。

（2）草类纤维原料是很宝贵的造纸原料，今后我国造纸工业的发展也离不开草类原料，已是我们大多数纸业人士的共识。国家《造纸产业发展政策》中造纸原料方针明确指出：要“合理利用非木浆”。当前我国造纸原料非常短缺，对外依存度也越来越高，如果将包括那些碱法化学制浆工艺难于使用的稻草和造纸工业难于应用的棉秆等大量草类资源都利用起来，将可缓解我国造纸原料的短缺。

（3）这些新技术的示范生产线有的已运转许多年，所生产的纸浆和纸张已长期投放市场，因此，工艺技术应该说是成熟可靠。

（4）这些新技术除能使用于各种类纤维原料外，它的建厂规模也可大可小，更是它的优势。但目前因受配套的专用设备所限，工厂规模还不宜过大，这正适合我国一些中、小型造纸厂使用，对那些因废水排放不能达标和那些已被关停的原有小草浆厂将也是找到了一条出路。只要花很少的投资，很少费用，利用工厂原有设备，采用新技术进行适当改造，就可使工厂迅速“起死回生”而得到挽救。特别是可以解决那些下岗工人就业问题。这对促进社会和谐稳定，有很重要意义，是“保民生、保就业、保稳定”，为国家分忧的大好事。

2.4 经济性

新型清洁制浆新工艺比传统碱法制浆工艺生产流程都简单，设备不复杂，因此，建设投资省。由于草类原料比较便宜，各种消耗低，纸浆得率高，生产成本低，加上投资回报率高，有很好的经济效益。

3 草类纤维原料采用清洁制浆新技术

草类纤维原料采用清洁制浆新技术是给我们草浆企业找出一条新路子，是造纸工业草浆企业根治污染的有效方式，是解决草浆企业生存与发展的新曙光， 更是补充我们当前造纸原料不足的一项不可缺少的举措。

2011年11月29日国家发改委、农业部、财政部联合发出《关于印发“十二五”农作物秸秆综合利用实施方案》的通知（发改环资[2011]2615号），是为贯彻2008年《国务院办公厅关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见》（国发办[2008]105号）， 加快推进和更具体指导我国“十二五”期间实施农作物秸秆综合利用的一份重要文件。

文件中指出：我国是一个农业大国， 农作物秸秆产量大、分布广、种类多，是农民生活和农业发展的宝贵资源。2010年调查统计全国秸秆理论资源量为8.4亿 t可收集资源量 约为7亿 t， 现在我国农业年年丰收，农作物秸秆产生量逐年增多，可是农村秸秆随意抛弃，焚烧现象严重，带来了一系列的环境问题。 国家为保护环境，加快农业循环经济和农村产业发展，改善农民生活条件，增加农民收入， 为我国新农村建设，提出农村农作物综合利用的实施方案，文件中也包括对我国造纸行业提出了要求和有所期待， 如明确提出：“十二五”期间不断提高秸秆工业化利用水平，科学利用秸秆制浆造纸……，积极试点建设秸秆工程。因此，这是摆在我国造纸行业面前一项光荣任务，有待我们认真来研究和面对，我们造纸工业应有所作为。

国家倡导的《十二五“农作物秸秆综合利用实施方案》中期望综合利用草类秸秆原料于制浆造纸，国家《造纸工业发展“十二五“规划》中又强调“科学合理利用非木纤维”， 同时国家将草类原料清洁制浆新技术建设项目列入在2011年版本《产业结构调整目录》“鼓励类”中给予支持， 这是国家对我们造纸行业的期待。因此，希望我们大家共同重视、关注、支持和努力，积极将大量农作物秸秆综合利用起来，帮助完善和推动这些清洁制浆新技术的科技成果，使其迅速转化为生产力，尽快在我国造纸工业的生产实践中推广应用，为国家多作新贡献。