依靠技術(shù)創(chuàng)新實施秸稈綜合利用的“泉林模式”

1、依靠技術(shù)創(chuàng)新實施秸稈綜合利用的“泉林模式”.FEATu編者按:山東泉林紙業(yè)有限責(zé)任公司是造紙行業(yè)首家國家級創(chuàng)新型試點企業(yè),其"麥草清潔制漿及其廢液資源化利用技術(shù)"被中國輕工業(yè)聯(lián)合會評為"科技成果一等獎",同時又被中國輕工業(yè)聯(lián)合會作為201o年度國家技術(shù)發(fā)明獎的重點項目予以推薦.說明泉林紙業(yè)在農(nóng)業(yè)秸稈的綜合利用,清潔生產(chǎn),循環(huán)經(jīng)濟,科技創(chuàng)新等方面走在了全國同行的前列.目前,泉林紙業(yè)提出擬區(qū)域性復(fù)制"泉林模式",將在全國布局秸稈綜合利用項目的戰(zhàn)略規(guī)劃.不久前,由國家環(huán)境保護部和中國造紙協(xié)會聯(lián)合主辦的全國造紙行業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)宣貫暨治污經(jīng)

2、驗交流會又在泉林紙業(yè)召開,會上重點介紹了"泉林模式".現(xiàn)將該公司在這次會議上的典型發(fā)言材料摘要刊登,以饗讀者.題目為編者所加.依靠技術(shù)創(chuàng)新實施秸稈綜合利用的2010翻FEATURES山東泉林紙業(yè)有限責(zé)任公司以漿,紙,有機肥料,食品醫(yī)療包裝盒為核心產(chǎn)業(yè),年生產(chǎn)能力精制漿40萬噸,機制紙70萬噸,有機肥料60萬噸,食品醫(yī)療包裝盒24'L只.公司建有國家級企業(yè)技術(shù)中心,是國家第一批循環(huán)經(jīng)濟試點企業(yè),國家高新技術(shù)企業(yè),國家創(chuàng)新型試點企業(yè),山東省政府培育的六大制漿造紙集團之一.實踐中,泉林紙業(yè)充分利用小麥主產(chǎn)區(qū)充足的麥草等秸稈資源優(yōu)勢,以減量化,資源化,再利用的循環(huán)經(jīng)濟理念為

3、指導(dǎo),實施技術(shù)創(chuàng)新,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,在秸稈制漿造紙方面不斷探索和實踐,從而破解了制約造紙企業(yè)發(fā)展的非木纖維原料,環(huán)境保護和水資源三大技術(shù)瓶頸,實現(xiàn)了資源消耗的最小化和廢棄物的資源化,推動了資源利用方式從粗放型向節(jié)約型,經(jīng)濟增長方式從粗放型向集約型和效益型的轉(zhuǎn)變,取得了良好的環(huán)境效益,經(jīng)濟效益和社會效益.目前,公司草漿造紙生產(chǎn)終端排水COD控制在了90mg/L以下,達到了山東省海河流域水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)COD100mg/L的要求;本色草漿耗水僅20-30米/噸,遠低于國家80米/噸的耗水標(biāo)準(zhǔn),且實現(xiàn)了2萬米/日的中水回用.l做好環(huán)境保護工作,離不開先進技術(shù)的有力支撐造紙工業(yè)長期存在"草

4、木之爭".傳統(tǒng)的草漿造紙生產(chǎn)工藝,制漿黑液和漂白過程中排放的廢水是主要的污染源;同時,草類纖維制漿的耗水又遠高于木材制漿,很多人提出調(diào)整原料結(jié)構(gòu),逐漸提高木漿和廢紙漿在造紙原料中的比重.但事實上,若能突破污染和用水量這兩大瓶頸,草漿造紙完全可以成為充分利用資源的良好選擇.因此,泉林紙業(yè)始終沒有放棄利用草類資源發(fā)展制漿造紙的技術(shù)研究,研發(fā)出一系列新技術(shù),為秸稈綜合利用和環(huán)境保護提供了必要的技術(shù)支撐.2008年底;132009年初,這些專利技術(shù)的集成"秸稈清潔制漿新技術(shù)","環(huán)保型秸稈本色漿制品技術(shù)","秸稈制漿廢液精制有機肥技術(shù)&quo

5、t;三大核心技術(shù)獲得國際領(lǐng)先技術(shù)鑒定.1.1制漿技術(shù)創(chuàng)新,突破秸稈制漿造紙的環(huán)保瓶頸草類制漿面臨的最大難題是草漿的濾水性能差和黑液提取率低的問題,黑液提取率低意味著混入中段水的黑液多,造成廢水處理困難,這是草漿制漿污染的根本原因.為突破這一環(huán)保瓶頸,公司經(jīng)過多年研究,加強源頭和生產(chǎn)過程污染物產(chǎn)生量的控制,取得了顯著成效.一是自主設(shè)計新備料系統(tǒng),采用新型備料設(shè)備對稻草,麥草進行破碎,盡量多的去除麥草中的雜細胞,從源頭上控制黑液的粘度.二是研制開發(fā)適合草類漿的置換蒸煮新工藝.采用該工藝,不僅漿料質(zhì)量好,節(jié)約能源和化學(xué)藥品消耗,而且制漿產(chǎn)生的黑液固形物含量高,噸漿黑液量少,并且黑液粘度低,硅含量少,

6、流動性強,減少了后續(xù)處理的難度,提高了資源化綜合利用效率.參加全國造紙行業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)宣貫暨治污經(jīng)驗交流會的代表們參觀采林紙業(yè)生產(chǎn)的綠色產(chǎn)品.18華敝控第31卷第5期2OlO_3,Ej1.2開發(fā)本色漿,從源頭上消除有害污染物的產(chǎn)生制漿生產(chǎn)工藝中使用氯或合氯化學(xué)劑對紙漿進行漂白,排放出的廢水中含有游離氯和化合氯,體現(xiàn)在排放的廢水中即為AOX,含氯化合物最終將在環(huán)境中形成二惡英.二惡英對環(huán)境的污染和對人類的危害已引起全世界的關(guān)注,以AOX表征的有機鹵化物已經(jīng)成為一項國際性水質(zhì)指標(biāo),我國在造紙工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中,也把AOx作為考核指標(biāo)之一.為突破這一環(huán)保難題,泉林紙,開發(fā)出具有國際領(lǐng)先水平的&

7、quot;秸稈清潔制漿新技術(shù)",生產(chǎn)的本色草漿可部分替代闊葉木漿;由于去除了漂白工段,從源頭上消除了廢水中可吸附有機鹵化物AOX(二惡英)對環(huán)境的影響,環(huán)保治理效果比國外木漿環(huán)保還要好.2009年8月,公司"20萬噸秸稈清潔制漿,廢液資源化工程"被確定為"2009年度山東省循環(huán)經(jīng)濟十大示范工程".1.3污水治理工藝創(chuàng)新,確保外排水穩(wěn)定達標(biāo)排放良好的環(huán)保處理效果,必須依靠先進的處理技術(shù).公司于2000年建成了環(huán)保科研所,專門從事環(huán)境保護及水污染防治的技術(shù)研發(fā),累計開發(fā)出以草漿廢液無害化處理技術(shù)為核心的22項污水處理及資源綜合利用專利技術(shù),針對生產(chǎn)

8、中各類污水所含的不同成分,分別采取不同措施,使治污取得顯著成效.尤其是針對制漿生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的中段水可生化性較差的難題,采用了懸鏈曝氣,深層厭氧,好氧生化,深度處理等新型組合處理工藝,好氧生化廢水的可生化性系數(shù)達到0.45以上,COD,SS去除率分別達到95%,98%以上,噸水處理成本降低0.5元左右.依托一系列先進的環(huán)保治理工藝,截至目前,公司已累計投資5億多元,建成了當(dāng)前集物化一生化一好氧厭氧穩(wěn)定于一體的中段水綜合處理工程.企業(yè)中段水經(jīng)綜合處理后,COD穩(wěn)定在了90mg/L以下,達到山東省海河流域水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的要求(CODlOOmg/L).2009年7月,國家海河流域水污染防治考核

9、組來泉林檢查水污染防治工作,對泉林的環(huán)保處理工程建設(shè)和環(huán)保處理效果給予了肯定.2做好環(huán)境保護工作,離不開先進的資源再利用模式"污染物"是放錯了位置的資源.通過對草漿造紙產(chǎn)生廢物的系統(tǒng)分析,泉林采用先進的技術(shù)工藝,大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,構(gòu)建綠色生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈條,形成了資源,產(chǎn)品,再生資源的循環(huán)流程,使所有物質(zhì)和能源在不斷的循環(huán)中,得到充分合理的應(yīng)用,變"三廢"為"三寶",實現(xiàn)了污染負(fù)效益向資源正效益的轉(zhuǎn)化.一是廢水的再利用.為減少企業(yè)的清水用量和廢水產(chǎn)生量,公司利用超效淺層氣浮工藝實施白水回收,最大限度地實現(xiàn)了生產(chǎn)過程白水的回用;建設(shè)水處理工程

10、,采用物化,厭氧,好氧等綜合水處理工藝,實施中水回用.2008年底,總投資1.21'L元的發(fā)展區(qū)域零排放項目中段水深度處理工程投入運行.該工程的投入運行,實現(xiàn)了每天2萬米的中水回用,使得噸漿耗水顯2010FEATURES著下降.目前,公司的漂白草漿耗水為4060米/噸漿(行業(yè)平均80米/噸漿),本色草漿耗水為2030米/噸漿.二是制漿廢液的再利用.泉林紙業(yè)亞銨制漿黑液經(jīng)高溫濃縮,噴漿造粒直接生產(chǎn)出高效有機肥;通過自主研發(fā),用廢水處理過程中產(chǎn)生的生物質(zhì)污泥和制漿備料工序產(chǎn)生的草屑,麥糠等與有機肥生產(chǎn)線產(chǎn)生的污冷凝水混合生產(chǎn)高效花卉生長基質(zhì).制漿廢液的再利用,一方面實現(xiàn)了黑液零排放;另一方

11、面,有機肥料和基質(zhì)的有效成分是秸稈中的木質(zhì)素,有機質(zhì)含量高,富含黃腐酸,可增強土壤團粒結(jié)構(gòu),提高土壤保肥,保水能力,抗旱,保墑作用效果顯著,經(jīng)過高溫,高壓滅菌處理,并可使植物生長必須的鉀元素充分還原到土壤,具有無病雜菌,無重金屬殘留,抗病,抗重茬等特點,是國家實施"沃土工程"較好的解決方案.三是煙道廢氣的再利用.泉林利用當(dāng)今國際上先進的銨法脫硫工藝實施熱電廢氣脫硫.該工藝?yán)脧U氨水吸收煙氣中的sO,脫硫率達到95%以上,SO,排放濃度90mg/Nm(國家標(biāo)準(zhǔn)400mg/Nm),取得大幅削減SO,的較好環(huán)保效果.煙氣脫硫后的副產(chǎn)物一一亞硫酸銨作為制漿蒸煮的化工原料再次回到了亞

12、銨法制漿生產(chǎn)過程,實現(xiàn)了制漿蒸煮化工原料的自給.同時,泉林還致力于亞銨制漿廢液沼氣化技術(shù)及其裝備的研究,以實現(xiàn)資源利用的最大化,開辟制漿廢液綜合利用的另一途徑,達到"一草三用"的目標(biāo).即采用麥草等農(nóng)業(yè)非木纖維原料中的綜纖維素生產(chǎn)紙漿,紙制品;用麥草中的低分子糖類物質(zhì)生產(chǎn)沼氣;利用沼氣泥,也就是不可分解的木素生產(chǎn)有機肥料,最終達到一草三用的目的.3做好環(huán)境保護工作,離不開清潔生產(chǎn)型的產(chǎn)品清潔生產(chǎn)型產(chǎn)品,指在產(chǎn)品的整個生命周期中,包括生產(chǎn),流通使用及使用后的處理處置,不會造成環(huán)境污染,生態(tài)破壞和危害人體健康的產(chǎn)品.在這個意義上說,清潔生產(chǎn)型產(chǎn)品是做好環(huán)境保護的根本保證.基于此,

13、泉林創(chuàng)造性地開發(fā)出三大類清潔生產(chǎn)型產(chǎn)品,經(jīng)濟效益,社會效益,環(huán)境效益顯著.一是本色印刷書寫紙.該產(chǎn)品生產(chǎn)過程不漂白,不增白,綠色,環(huán)保,白度小于65%ISO,色澤柔和,有利于保護讀者視力和人體健康.由于本色草漿的成本優(yōu)勢及抄造過程中不添加增白劑,Mar,2010Vol31,No.5ChinaPulp&PaperIndustry192010FEATURES使泉林本色文化用紙成本大幅低于白色文化用紙.二是本色生活用紙.產(chǎn)品利用l00%本色漿生產(chǎn),韌性好,具有絲綢般的順滑感覺,且不含任何漂白化學(xué)藥品和增白劑,不含AOX,對人體皮膚沒有任何刺激或不良反應(yīng).原料來源于一次性秸稈纖維,是真

14、正的綠色,環(huán)保,健康產(chǎn)品.由于制漿成本優(yōu)勢及抄造過程中不添加增白劑,使本色生活用紙成本遠低于白色生活用紙.三是本色食品醫(yī)療包裝盒產(chǎn)品.產(chǎn)品利用一年生秸稈纖維制造的100%本色漿生產(chǎn),環(huán)保,天然,健康,可快速降解.代替不可降解的塑料制品,可減少石油用量,市場潛力巨大.與塑料產(chǎn)品相比,具有極強的成本優(yōu)勢.目前,該產(chǎn)品80%以上出口歐美市場.有關(guān)資料顯示,按照每噸小麥秸稈自然棄置產(chǎn)生COD1.301,計算,2.5噸麥草自然存放產(chǎn)生coD3.253噸,而泉林紙業(yè)把2.5噸麥草做成1噸紙漿,耗水3O米,排水C0D90mg/L,那么排出COD為2.7千克,僅是自然棄置的0.08%.延伸閱讀>

15、>>按照年產(chǎn)20萬噸本色草漿預(yù)測,泉林紙業(yè)每年可減少1.4萬噸漂白劑等化學(xué)品用量,年降低成本1.6億元;年可節(jié)水1000萬噸,減排CoD100萬噸,因制漿過程取消漂白工段,可完全消除可吸附有機鹵化物AOX的影響;另一方面,本色漿替代部分木漿后,年可節(jié)省木材90萬米,約合6萬公頃森林植被,年可產(chǎn)氧氣145.8萬噸,吸收二氧化碳164.7Z;噸,減排溫室氣體效果顯著;用本色漿生產(chǎn)的環(huán)保餐具可替代部分石油(塑料)產(chǎn)品,可節(jié)約大量石油.總之,雖然泉林紙業(yè)在秸稈制漿造紙,環(huán)境保護方面取得了一定成效,但是,環(huán)境保護作為一項基本國策,是一項長期,艱巨,緊迫的工作任務(wù).在今后的工作

16、中,仍要牢固樹立和認(rèn)真落實科學(xué)發(fā)展觀,始終把環(huán)境保護放在企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的首要位置,進一步調(diào)優(yōu)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),采用先進實用的清潔生產(chǎn)技術(shù),加強技術(shù)創(chuàng)新和環(huán)保工程建設(shè),為造紙工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和當(dāng)?shù)丨h(huán)境的不斷改善做出應(yīng)有的貢獻!圃收稿日期:2010-02-04泉林實施秸稈清潔制漿的技術(shù)措施在備料,蒸煮,黑液提取,篩選,氧脫木素,漂白等工序全過程,泉林紙業(yè)建立了一套符合草類原料制漿與環(huán)保特點的技術(shù)與裝備.一是強化備料.重視草漿生產(chǎn)中的備料工序,研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新備料流程和成套設(shè)備,備料的除塵,除雜率達到23%28%,可使蒸煮用堿量由13%降低至10.5%,降低堿耗10%以上,并且降低了漂劑用量,提高了

17、漿料濾水性.強化備料使漂白漿得率提高5%.二是草漿置換蒸煮與氧脫木素合理搭配.草類原料制漿蒸煮卡伯值最好控制在20(即高錳酸鉀值14)以上,這樣有利于提高紙漿得率,并獲得較好的濾水性,有利于黑液提取.但硬度高的漿料會造成漂白困難,增加化學(xué)藥品消耗,同時增加漂白廢水的污染負(fù)荷.20中華紙,第31卷第5期2010$F3,EJ解決這一問題的最好辦法是漂白前采用氧脫木素工序,蒸煮與氧脫木素串聯(lián).這種工藝漂白麥草漿的裂斷長可以達到62006500千米.置換蒸煮工藝是"泉林模式"的重要特征,這一工藝較適應(yīng)草類纖維的特性,其特點與優(yōu)點:(1)蒸煮后采用冷噴放,將高溫黑液進行循環(huán)使用,回收熱能,降低能耗;(2)蒸煮第一階段溶出的木素及碳水化合物通過置換排出,可減少這些物質(zhì)在后期蒸煮中的耗堿.由于草類纖維大量脫木素階段在100左右,因而大部分木素都可在第一段蒸煮中除掉;(3)置換蒸煮中液比較大,有利于堿液對原料均勻浸透,蒸煮均勻;(4)由于堿濃的分配均勻,并采用了冷噴放技術(shù),因而可減少碳水化合物的降解,提高紙漿得率和成漿強度,同時減少噴放時對大氣的污染;(5)鍋內(nèi)進行高