奔向造纸行业的“绿色春天”

2021-04-12 08:09 绿创碳和
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制浆造纸产业是我国社会发展不可或缺的基础产业之一,涉及林业、农业、环保等诸多产业。造纸行业在生产制造过程中会排出大量温室气体,产生温室效应。我国造纸产业单位产品的能耗高于世界平均水平,而纸浆产量和消费量分别占比世界38%和45%。相对落后的技术装备和不合理的原理结构造成了我国造纸产业能耗高、污染高、原材料消耗高等问题,温室效应随着纸浆需求量的增加而增加。

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造纸行业为什么要减排?

造纸行业作为纳入全国碳排放权交易的8个工业行业之一,行业碳排放量在全国排放总量中占有举足轻重的地位。造纸行业规模持续增长,数据显示,纸及纸板的生产量和消费量从2015年10710万吨和10352万吨增至2019年10765万吨和10704万吨。2020年和2021年依然保持稳定增长的状态。因此,研究造纸行业温室气体减排方法对削减我国温室气体排放总量具有重要意义。

随着国家对环境问题的日益重视,节能降耗和污染减排成为我国造纸行业进一步发展需要面临的问题。目前,我国造纸行业正处于去碳排、调结构的转型期,需在变革中寻找新的突破点,并抓住发展机遇、加快技术转型升级,才能适应市场的变化。

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废纸再生缓冲发泡材料技术

(1)纸浆模塑发泡制品

纸浆模塑发泡制品一般用于工业包装制品。纸浆模塑发泡制品既具有普通纸浆模塑制品利用结构变形吸收外部能量,减少产品受到冲击和振动的性能,又具有通过压缩、回弹来消耗冲击载荷能量的性能,因此,纸浆模塑发泡制品较之普通纸浆模塑具有更好的保护性能。

(2)废纸纤维-淀粉混合发泡体

该材料的原料与纸浆模塑发泡制品类似,首先将废纸纤维与淀粉混合,然后将混合物与发泡剂、成核剂等助剂混匀,在高温条件下发泡成型。所制得的制品具有优良的缓冲性能,其缓冲性能介于普通纸浆模塑与可发性聚苯乙烯(expandablepolystyrene,EPS)材料之间,但该材料较之EPS,具有更好的环保性能。

(3)泡沫纸类

以废旧的报刊纸和面粉为原料,将粉碎的废纸磨解成纸浆,再将纸浆和面粉以2:1的比例混合注入挤压机中,材料在挤压过程中和水蒸气作用下发泡,形成泡沫纸张。

(4)其他纸纤维发泡材料

采用干式纸浆发泡技术也可制得纸纤维发泡材料。将废纸粉碎成纤维状,与淀粉浆糊混合制成直径为l~3mm的粒子。将粒子吹入处于开启状态的金属模具,然后,关闭金属模具进行加压加热处理,浆糊中含有的水分在加热过程中以气体形式排出,材料内部便会形成一定数目的泡孔。采用此方法制得的包装制品,其精度、壁厚与金属模相似,不需化学发泡剂发泡,具有较好的环保性能。

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造纸行业相关减排技术

1.废纸制浆技术

利用废纸制浆不仅可以解决木材原料短缺问题, 而且还可以降低生产成本。其工艺较传统的碱法制浆简单,设备投资费用低,污染物的排放量相对较低。随着废纸制浆造纸技术的不断发展,废纸浆的使用范 围不断扩大,需求量也随之增加。但废纸回收率偏低。提高废纸回收率对我国造纸行业节能减排的意义重大。

制浆造纸中的余热回收利用制浆造纸工艺流程中的蒸煮、碱炉焚烧、干燥等工艺过程会产生大量余热,可通过余热回收利用技术对产生的热量进行回收利用。常用的余热回收技术有 热泵干燥技术、预热机械浆的热能回收技术、间歇蒸 煮喷放热能回收技术、纸机干燥部废气热回收技术、 烟道气热回收技术等。

2.先进的碱回收技术

碱回收是制浆厂处理黑液的有效方法。碱回收过程不仅可进一步处理黑液,减少污染物排放量,还可以回收生产过程中使用的碱,从而节约制碱所需的能 源,降低经济成本。但是,制浆工艺和碱回收系统对碱回收率的影响较大,企业需要根据自身的实际情 况,选择适合的碱回收系统,提高碱回收效率。


3.中浓制浆技术

中浓制浆是指制浆 ( 蒸煮或磨浆) 之后在 7% ~ 15% 的中浓条件下对纸浆进行泵送、储存、洗涤、筛 选、漂白和打浆等。中浓制浆技术提高了纸浆浓度, 减少了不必要的稀释和浓缩,大大降低了水耗、电耗 和废液排放量,降低了热能消耗量,同时也降低了对 环境的污染程度。

4.热电联产技术

制浆造纸生产过程中需要大量的热能和电能,同 时还会产生大量的废液和废料,不加以回收利用会造成环境污染。在废液和废料的回收过程中,如碱回收过程中,回收的碱可用于生产,而产生的蒸汽则可用 于发电。因此,制浆造纸企业既对热电有需求,也有 生产热电的条件。我国很多制浆造纸企业以往提供电 力的方式往往是向公用电网购电和独立锅炉房供热, 能源利用率低。这些企业如果进行热电联产,则可以实现能源的 “梯级利用”,提高能源利用效率,同时节约能源和减少污染物的排放量。


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