草類原料機械法清潔制漿新工藝

詹永田

(黑龍江省蘿北縣機械漿研究協(xié)會，蘿北縣，154200)

草類纖維原料是寶貴的造紙原料。我國草類非木材纖維制漿有著悠久的歷史，并且有豐富的造紙經(jīng)驗。草類纖維原料產(chǎn)量最高時曾占原生紙漿產(chǎn)量的84%，在總用漿量中占57%以上（1990年）。隨著國家對環(huán)境保護的要求越來越嚴(yán)，草類原料制漿，特別是一些小草漿廠給環(huán)境造成的污染問題，一直沒有有效措施來根本解決，國家只能采取將這些污染嚴(yán)重的草漿廠關(guān)停，因此，到2010年非木漿在總用漿量中已下降為5%。

能不能用好草類非木纖維原料？ 關(guān)鍵是要解決好草類非木纖維制漿給環(huán)境造成的污染問題。這不是草類原料本身的問題，而是我們在利用草類原料制漿的技術(shù)問題、管理問題。國家明確指出：要優(yōu)化纖維原料結(jié)構(gòu)，根據(jù)我國特點，要積極采取措施，科學(xué)合理地充分利用非木纖維各種原料資源，以緩解國內(nèi)造紙工業(yè)原料資源短缺的矛盾，特別是要注重研究非木纖維清潔制漿的技術(shù)問題。國家在2011年本《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》 中涉及造紙部分的“以非木纖維為原料，采用清潔生產(chǎn)”，建設(shè)紙漿項目列入在“鼓勵類”中，已于2011年6月起正式執(zhí)行。

2011年11月29日國家發(fā)改委、農(nóng)業(yè)部、財政部聯(lián)合發(fā)出《關(guān)于印發(fā)“十二五”農(nóng)作物秸稈綜合利用實施方案》的通知，是為加快推進和更具體指導(dǎo)我國“十二五”實施利用農(nóng)村秸稈綜合利用的一份重要文件。是為加快農(nóng)村經(jīng)濟和社會發(fā)展、改善農(nóng)民生活條件、增加農(nóng)民收入、保護農(nóng)村生態(tài)環(huán)境和新農(nóng)村建設(shè)的重要指示精神。文件中明確指出：“十二五”期間要不斷提高農(nóng)村秸稈的工業(yè)化利用水平，科學(xué)地利用秸稈進行制漿造紙……積極試點建設(shè)秸稈工程。因此，這將是我國造紙行業(yè)一項責(zé)任和任務(wù)。有待我們努力去實現(xiàn)。

我們從事造紙工業(yè)草漿生產(chǎn)已二十多年，積累了不少草類制漿的生產(chǎn)實際經(jīng)驗，也經(jīng)受了不少的痛苦和教訓(xùn)。結(jié)合多年來我們的生產(chǎn)實踐，一直不斷地在探索和研究，現(xiàn)將我們解決草類原料機械法清潔制漿的一項新工藝介紹如下，供大家在今后的實際工作中參考。

核心技術(shù)之一：制漿工藝仍是使用以往的蒸球（25 立方米，采取輕度防腐措施），不加任何化學(xué)藥劑。只加水通蒸汽加熱至高溫（140～160℃），保溫90分鐘，液比2.5，溫度、時間、液比三個條件中液比是不變的，溫度和時間成反比關(guān)系，根據(jù)草類原料情況的不同，可人為進行選擇。據(jù)我們多年反復(fù)試驗認為溫度在155℃左右、時間為90 分鐘最佳。秸稈裝料3 噸（絕干量），蒸后紙漿得率80%。

核心技術(shù)之二：磨漿工序采用專用磨漿設(shè)備。磨漿是整個新技術(shù)的關(guān)鍵工序。我們自行設(shè)計和制造了新型磨漿機（2005年11月9日獲國家發(fā)明專利。專利號：ZL03 1 59.1003，證書號第234839 號）。我們改進了磨片的齒型和進漿方式，不再發(fā)生氣阻，進漿濃度可高達43%，直徑800mm 磨漿機，配電機75 千瓦，運行電流90～107A，日產(chǎn)量50 噸紙漿。噸漿電耗30 度左右。只需一次磨漿，磨漿后得率75%左右。紙漿經(jīng)黑龍江造紙研究所檢測抄紙片（高強瓦楞紙）為A 級，裂斷長4900 米，環(huán)壓指數(shù)11.5N·m／g，漂白漿裂斷長高達6500 米。2012年12月11日經(jīng)國家輕工業(yè)紙張質(zhì)量監(jiān)督檢測天津站檢測結(jié)果，玉米秸漿在未經(jīng)篩選、除渣，一次磨漿抄造瓦楞原紙檢測結(jié)果，裂斷長3170 米，環(huán)壓指數(shù)11.7N·m／g。

整個制漿和磨漿工序的流程基本上和一般草漿廠是一樣的——切草→蒸球蒸煮→球下漿池→泵送→磨漿機→漿池→篩漿機→洗漿機→成漿池→高強瓦楞紙機。

核心技術(shù)之三：廢水處理工序是確保解決生產(chǎn)過程中污水排放的重要措施。紙漿經(jīng)洗漿機洗滌后，其污水用斜板沉清設(shè)備將洗漿清水和造紙機白水回用于制漿過程，濁水殘渣通過氣浮后供養(yǎng)殖場制成飼料。經(jīng)黑龍江省畜牧研究所檢測，該飼料含蛋白在5%以上。喂養(yǎng)試驗證明，殘渣經(jīng)發(fā)酵后偏酸性，是很好的綠色飼料。整個生產(chǎn)過程沒有廢氣、廢水和廢渣排放，完全合乎國家對生態(tài)環(huán)境保護的要求。

這項新技術(shù)的制造工藝于1994年12月由原國家環(huán)?？偩诸C發(fā)給黑龍江省蘿北造紙實驗廠詹永田《環(huán)境保護科技成果完成者證書》（證書編號03428）。其核心設(shè)備磨漿機，經(jīng)過多年的研究和不斷改進，于2005年11月又獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局頒發(fā)的發(fā)明專利證書（發(fā)明證書號第234839 號）。2003年4月18日黑龍江省造紙產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測站對該項《新型造紙方法》進行了調(diào)查。在調(diào)查報告中指出：“采用該項工藝制得麥草高得率漿抄造瓦楞原紙可達國家A 級標(biāo)準(zhǔn)（見黑龍江造紙產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測站2002年12月31日質(zhì)量檢測報告）。尤其環(huán)壓指數(shù)數(shù)據(jù)明顯高于OCC 等廢紙原料制造的瓦楞原紙”；“該項方法與常規(guī)造紙方法相比，實現(xiàn)了高得率、高強度、低污染負荷，并可綜合利用。為以禾草類為原料的中小造紙企業(yè)實現(xiàn)清潔生產(chǎn)乃至生存，提供了有效途徑”。

我們認為，植物纖維水解現(xiàn)象是一種化學(xué)變化。因此，在制漿過程我們不加任何化學(xué)藥劑，只加水，是將植物纖維進行水解來達到制漿目的的。實踐證明，植物纖維水解后變軟，經(jīng)磨漿、篩選、洗漿后，即能生產(chǎn)出得率高、質(zhì)量好的本色漿。新技術(shù)生產(chǎn)出來的紙漿得率高、強度大，制造的瓦楞原紙質(zhì)量好，不需再摻用廢紙即可生產(chǎn)出品質(zhì)高，并達到高標(biāo)準(zhǔn)的高強瓦楞原紙。工藝流程簡單，工藝控制過程不復(fù)雜，對操作人員技術(shù)水平的要求不需太高，且設(shè)備投資省，各項消耗低，特別是能耗低、成本低，同時這種新工藝技術(shù)適用于各種禾草類纖維原料，如稻草、麥草、玉米秸等。紙廠的規(guī)模可因地制宜，既可大，也可小，工廠產(chǎn)品既能生產(chǎn)社會需求量較大的高品質(zhì)瓦楞原紙，又能提供給農(nóng)村養(yǎng)殖場做綠色飼料，是一項很好的“農(nóng)、漿、紙、飼料”的農(nóng)業(yè)資源產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)鏈。

我們認為，這項新技術(shù)很適用于原有小草漿廠的技術(shù)改造和我國新農(nóng)村建設(shè)事業(yè)。這項新技術(shù)成果的推廣應(yīng)用，對推動我國農(nóng)村的社會經(jīng)濟發(fā)展，將會做出很好的貢獻。