低碳經(jīng)濟促進造紙企業(yè)節(jié)能減排

陳代光 湖南省輕工紡織設(shè)計院 （410002）

低碳經(jīng)濟促進造紙企業(yè)節(jié)能減排

陳代光 湖南省輕工紡織設(shè)計院 （410002）

1 低碳經(jīng)濟概念

低碳經(jīng)濟是指在可持續(xù)發(fā)展理念指導下，通過技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、新能源開發(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，達到經(jīng)濟社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護雙贏的一種經(jīng)濟發(fā)展形態(tài)。低碳經(jīng)濟是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟模式，是人類社會繼農(nóng)業(yè)文明、工業(yè)文明之后的又一次重大進步。低碳經(jīng)濟有兩個基本點:其一,它是包括生產(chǎn)、交換、分配、消費在內(nèi)的社會再生產(chǎn)全過程的經(jīng)濟活動低碳化,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)濟效益;其二,它是包括生產(chǎn)、交換、分配、消費在內(nèi)的社會再生產(chǎn)全過程的能源消費生態(tài)化,形成低碳能源和無碳能源的國民經(jīng)濟體系,保證生態(tài)經(jīng)濟社會有機整體的清潔發(fā)展、綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展。

造紙產(chǎn)業(yè)是與國民經(jīng)濟和社會事業(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?，F(xiàn)代造紙產(chǎn)業(yè)具有典型的循環(huán)經(jīng)濟特征，并具有低碳經(jīng)濟的明顯優(yōu)勢。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，更重要的是有固碳作用；植物生長通過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、化學制漿蒸煮用的堿通過堿回收均可循環(huán)利用，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展走循環(huán)經(jīng)濟、綠色經(jīng)濟、低碳經(jīng)濟之路奠定了基礎(chǔ)；四是技術(shù)成熟：先進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)實現(xiàn)節(jié)能減排的技術(shù)措施

2.1 采用先進制漿技術(shù)

眾所周知，制漿生產(chǎn)過程是造紙行業(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廢水產(chǎn)生量，是節(jié)能減排的重中之重。先進的生產(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20萬噸以下的制漿廠采用，具有以下特點：1）整個蒸煮過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）對原料的合格率及質(zhì)量波動適應(yīng)性強。

2.1.2 洗篩和氧脫木素

氧脫木素被認為是蒸煮的繼續(xù)，氧氣脫木素已成為減少漂白污染負荷的重要階段，氧脫木素于上世紀70年代、90年代廣泛應(yīng)用于化學漿的漂白。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)進行處理，因此氧脫木素階段脫除的污染物進堿回收爐燃燒回收熱能，大大減輕制漿廢水的污染負荷。

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

漂白采用無元素氯（ECF）漂白和全無氯（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，達到節(jié)能減排的目的。

2.2 搞好堿回收生產(chǎn) 回收化學藥品和熱能

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

生產(chǎn)實踐表明化學漿廠節(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）將漿料中的有機物和化學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。苛化采用連續(xù)苛化器苛化、使用CD壓力過濾機過濾白液、提高白液質(zhì)量，白泥脫水采用盤式真空過濾機或預(yù)掛式真空過濾機提高白泥干度、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)過程中產(chǎn)生的其他生物質(zhì)能源

生產(chǎn)過程中產(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 我省化學制漿技術(shù)現(xiàn)狀和省內(nèi)先進的制漿生產(chǎn)線

湖南省是國家發(fā)展造紙產(chǎn)業(yè)的重點地區(qū)之一，2006年以來，湖南省政府組織開展了造紙企業(yè)污染整治專項行動，引導造紙產(chǎn)業(yè)整合資源、促進產(chǎn)業(yè)升級。目前、全省造紙企業(yè)中有化學制漿的生產(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138萬噸，其中，生產(chǎn)化學木漿的企業(yè)有9家，年生產(chǎn)能力約80萬噸；葦漿生產(chǎn)線11條，年生產(chǎn)能力約58萬噸。生產(chǎn)化學漿的企業(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)先進的制漿生產(chǎn)線的節(jié)能減排效果。

3.1 化學木漿生產(chǎn)線

泰格林紙駿泰漿紙公司年產(chǎn)40萬噸全漂化學木漿生產(chǎn)線，全套引進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80%以上、黑液溫度達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壓力過濾機過濾白液，白泥使用石灰回轉(zhuǎn)窯煅燒成石灰循環(huán)使用；生物質(zhì)鍋爐以樹皮、木屑、生物污泥等為原料，生物質(zhì)鍋爐和堿爐的過熱蒸汽發(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)品綜合能耗達到120kg標煤、黑液提取率大于99%，堿回收率大于98%，漂前用堿100%自給，能源消耗達到國際先進水平；水循環(huán)利用率達到99%，用水量僅25m3/t漿。

湘江紙業(yè)公司的年產(chǎn)10萬噸微漂化學木漿生產(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)引進壓力除節(jié)機和壓力篩，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)的運用使制漿廢水污染負荷大大降低；配套的堿回收裝置已自主創(chuàng)新開發(fā)了裝備全部國產(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荷需要，取得了較好的節(jié)能減排效果。

3.2 化學葦漿生產(chǎn)線

金太陽紙業(yè)公司和岳陽豐利紙業(yè)公司通過技術(shù)改造新上了年產(chǎn)5.1萬噸漂白化學葦漿生產(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、水力碎葦機洗滌破碎后、在螺旋脫水機脫水，洗清的葦片進蒸煮工段；蒸煮工段采用國產(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，洗漿采用鼓式真空洗漿機四段逆流洗漿，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)進一步除去木素后，再通過H-M-P的無元素氯漂白工藝、漂白濃度全部為10%以上的中高濃漂白技術(shù)；每段的洗滌水用來進行漿料稀釋，洗滌水逆流回用。配套的堿回收裝置采用國內(nèi)先進的堿回收設(shè)備處理黑液回收化學藥品和熱能，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)掛式白泥過濾機；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92%，堿回收率達85%。金太陽紙業(yè)公司一次性水消耗量為65m3/t漿、綜合能耗570.4kg標煤/t漿，達到國內(nèi)化學葦漿的最先進水平。

沅江紙業(yè)公司年產(chǎn)10萬噸漂白化學葦漿生產(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)水污染物排放標準》（GB3544-2008）的要求。

4 結(jié)束語

節(jié)能減排、走低碳經(jīng)濟的發(fā)展之路是企業(yè)提高效益和增強競爭力的重要措施，節(jié)能減排需要配套先進的節(jié)能工藝技術(shù)和裝備才能達到目的。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，切實做到降低能耗和減少污染負荷達到節(jié)能減排的目的，以促進企業(yè)和行業(yè)的健康發(fā)展。

2011-02-17