造纸纸浆产业技术发展分析

第一节 国内造纸纸浆产业主要技术成果

一、我国独创生物造纸新技术 不排污水能造优质纸浆

北京前导技术有限公司研发的零排放无污染生物纸浆生产技术近期获得成功。该技术在国际上首次采用生物(HYH7黑腐菌)工艺等多项创新技术，利用我国极为丰富的龙须草、稻草等原料，生产出可制新闻纸、包装纸等的优质纸浆。该技术投资低廉，原料充裕，市场广阔，可广泛运用于各地的中小造纸企业，对于金融危机下提振县域经济，实施县域经济结构升级，发展环境友好型经济，无疑有着重要价值。

众所周知，多年来，造纸与环境是一对冤家对头，造纸业目前都是应用化学制浆法，产生大量的污水，据“中国造纸工业2004年度报告”显示：我国造纸行业废水排放量为31亿吨，占全国重点企业废水排放量的18.4%，COD排放量152.6万吨，占全国工业废水污染物排放的30%左右。诸多中小造纸企业正是无力投资昂贵的排污设施而面临困境或被令关闭。

生物制浆法是应用北京前导技术有限公司张健教授和北京前导植物纤维制品研究所研发成功的“生物分解(HYH7黑腐菌)与机械加工结合的纸浆生产工艺技术、生物漂白及漂白用水零排放的纸浆漂白生产工艺技术、生物分解(FYR6软腐菌)与机械加工结合的纸浆生产工艺技术”的专利技术(发明专利：200510089968.7，200510089969.1，200510089970.4，200510089971.9，200510089972.3)，实现了零排放。在生产过程中水循环使用，不存在COD、BOD和悬浮物SS，因为在生物分解过程中，真菌把植物秸秆中纸浆不用的木素、淀粉、果胶、果糖等物质分解生成H2O和CO2，H2O和CO2又生成碳酸，碳酸进一步软化植物木素利于真菌分解木素，没有废物排出。这就是彻底解决了世界造纸行业的污染难题。

生物制浆法还是个节能项目，与传统化学制浆法相比较，节电66%，节煤100%，节水99.8%，节省原料植物资源50%以上。生物制浆法生产出的麦草浆经“国家纸张质量监督检验中心检测”结果证明(2004年12月10日，NO2004-358检验报告)，其各项物理性能指标均达到和超过国家规定的各种纸张标准。 

二、我国纸浆材树种选育技术取得突破

由中国林科院张守攻常务副院长主持的“主要针叶纸浆用材树种新品系选育、规模化繁殖及培育配套技术”日前获2002年度国家科学技术进步二等奖。这个项目攻克了落叶松杂种新品系创制和规模化无性繁殖技术关键，建立了高效、优质的针叶树种现代育种与快速无性繁殖技术体系，为林业高技术产业化奠定了坚实的基础。

我国从“八五”开始开展纸浆材树种新品系定向选育研究，但与国外相比，种子园产量低，优良无性系选育和规模化扩繁及杂交制种无性繁殖等方面还是空白。张守攻主持的这个项目，以落叶松、马尾松、云杉为对象，在家系和个体水平上的制浆造纸试验、材质材性和成浆成纸性能遗传学研究，强化育种、杂交组合配制以及创制，建立采穗园、采穗母株整形修剪技术，扦插扩繁利用、体细胞胚快繁，构建纸浆材育种目标，优良遗传型合理布局、优良遗传型与环境及育林措施互作，促进早期速生技术及优化栽培模式等方面，在国内均属首次，并进入国际同类研究先进行列。

该项目建立了优质、高效的针叶树现代育种与无性快繁技术体系，创制了落叶松优良无性系38个，杂种新品系30个，云杉优良无性系35个。建立了落叶松、马尾松微型育种园，分别配置优良杂交组合130个和405个。突破了优良落叶松、马尾松、云杉新品系采穗园幼化及插穗生根技术，选出马尾松优良家系30个、优良无性系25个。

据了解，该成果已在黑龙江、贵州、福建、浙江、湖北等12个省（区）推广，应用面积22.6万公顷，带动了当地工业用材林的发展。根据生长量预测，每公顷优良杂种年均增加木材2.1立方米，按轮伐期15年、木材价格每立方米400元计，每公顷新增产值12600元。红皮云杉无性系成果推广面积已达10万公顷，红皮云杉人工林培育周期缩短3年—7年，每年可平均增加林木蓄积5%-10%。马尾松试验示范林较相同立地的现有林提高20%-30%，以轮伐期15年计算，主伐时每公顷可净增蓄积30立方米—45立方米、净增木片13.8吨-20.7吨。仅目前已营造和推广的3.2万公顷，一个轮伐期内，就可净增产值2.915亿元—4.372亿元，年均净增产值1943万元—2915万元，同时还降低造林成本10%-15%。

三、我国纸浆变成丝技术获国际化学大奖

一团纸浆放进水溶剂里，不到2分钟就溶解，继而生成丝状的黏性纤维等产品。武汉大学张俐娜教授领衔研发的这项技术得到国际认可。日前，美国化学会纤维素和可再生资源材料分会主席宣布，张俐娜教授获得2011年安塞姆•佩恩奖（AnselmePayenAward）。

据悉，该奖项自1962年设立以来，张俐娜教授是首位获奖的中国人。

据介绍，由张俐娜教授和她的科研团队经过12年的持续研究，开发了一种由氢氧化钠、尿素和水构成的水溶剂。这种水溶剂经过冷冻可以迅速溶解纸浆，生产黏性纤维等多种化工基础材料。该技术已经完成小试，工业化后有望将农业废弃物（如棉短绒、蔗渣、虾壳、蟹壳、豆渣等）变为有实用价值的新材料。此前，学术界和工业界一直采用有机溶剂加热溶解的方法，除了能耗较高，所用溶剂原料价格也较贵。

安塞姆•佩恩奖是国际上纤维素与可再生资源材料领域的最高奖。评委们认为：“张俐娜教授带领的研究队伍通过开发一种神奇而又简单的水溶剂体系，敲开了纤维素科学基础研究通往纤维素材料工业的大门。”

第二节 造纸纸浆产业产品工艺流程及生产设备情况

一、生产DIP纸浆的主要设备及流程特色

生产流程：碎浆、粗筛、浮选、净化、细筛、澄清、洗涤、分散、疏解。

1、碎浆

高浓间歇和鼓式碎浆机均适宜于废纸原料的碎解和油墨的分离，高浓碎浆提供碎浆良好的控制条件。在大型 工 系统中，单碎浆机因受到能力限制 ，势必配备多台碎浆机以达到生产的要求。在这种情况下，连续操作的鼓式碎浆机成为有吸引力的竞争者 但其投资 操作成本应予以考虑。

2、筛选与净化

经碎浆后的纸浆，应尽早地将其中的杂质除去，避免它在随后的工序里打成碎片难以分离。当今，粗筛典型的浓度为4-5% ，细筛则为中等浓度>3%或低浓<1.5%范围。粗筛在流程上担负去除杂质和保护后阶段流程，尤其是精筛工序不受损坏。目前使用的各种压力筛都有一个旋转的筛鼓，筛鼓转动时因受离心力的作用，使浆料中比重较大的杂质撞击筛鼓，造成损坏。因此原料中的砂粒 、金属、玻璃应尽量去除。使用纸浓条缝精筛，已成为脱墨废纸浆精筛工序中的标准装置。精筛筛缝<0.10mm，有时也在中浓度下运行。因此，只要在中浓和低浓中进行适当的调整，就可以取得较高的筛选效率。高投资被证明是改进生活用纸纸机运行性和保证良好产品质量的必要措施，净化系统的主要功能是除砂和减少对筛鼓的磨损，若浆料中有较多的轻质杂物如塑料之类则在净化除砂装置中加装逆向除砂，或将顺向和逆向结合起来，安装在工序的第一段。

3、浮选

是对油墨去除的选择 ，最优化的浮选是有效的去除灰份与胶粘物，以改进生活用纸纸机的运行性。脱墨浮选槽也依赖于纸浆曝气，空气的去除和粗渣的去除。一个多级浮选槽证明是很有选择性的，产生的污泥具有很高的灰份 纤维的比率，在这种情况下，其纤维流失率是小的。典型的浮选流程包括两个回路。初步的与第二次浮选，能保证最大程度地脱除油墨和污点，同时也保证最小的纤维流失，这种初步与第二次浮选被叫作复合浮选槽。

4、脱水与洗涤

灰份与细小纤维的控制是制造高质量生活用机的关键，产品还必须使尘埃为最小。低灰分和细小纤维含量对于生活用纸的柔软度和吸收性是必要的。同时对生活用纸纸机的运行和操作也有帮助夹网洗涤技术其脱水是纸浆在两个网之间脱水不需要任何真空。其脱水能力比传统的脱水装备大出一倍，同时还能有效地控制灰份和细小纤维的去除。

5、分散与漂白

分散段的主要功能是脱离附着在纤维上的油墨 、胶粘物并加以分散，能促使纤维的分散，提高纸张强度，而且经高温处理 ，减少了纸浆中细菌含量，形成最终净化的产品。锥形分散技术比传统的分散有很大的改进 ，纸浆的流动通过平板是极为均一的，锥形的料口具有很大的处理面积 ，这就意味着分散能量随着纸浆通过而柔和地消除一部份冲击 。纸浆的漂白是为了使再生纤维发挥其最大的潜力。优化加入的化学药品和化学反应是必须的，不同的原料，最终产品加入不同的漂剂。举例来说，当用高质量的原料时 ，要使 白度值70-80%ISO ，只要在在浆料进入分散之前加入甲眯亚磺酸（FAS），但漂白药品和浆料必须保持混合均匀，正确控制其反应温度。

主要生产设备：水力碎浆机，压力筛，浮选槽，多盘浓缩机，夹网挤浆机，分散机，搓揉机等。

6、主要流程特点

脱出的油墨及分离出的杂质，由专用设备分别集中处理，避免由于流失扩散重新处理。白水内部处理充分，循环利用多。水力碎浆机、捏合机等设备高浓运行，减少药品用量、节约能源，减少了纤维的切断。立管代替浆池，减少投资，调浓方便，前后运行通畅，流程自动化程度高。单体设备附带自控装置，运行参数随时可调。技术上使用浮选法脱墨工艺。引进的关键技术设备中， 孔型和缝型的筛浆机、抽吸式脱墨浮选机、双圆网挤浆机及高浓漂白塔等，均有其独到的设备结构和特点，达到了目前国际上比较先进的技术水平。

二、造纸机械及功能

按制浆造纸的工艺流程，造纸机械可以分为备料制浆设备、造纸机和整饰加工机械三大类。

1、备料设备

是造纸原料在蒸煮或磨浆前，按蒸煮或磨浆工艺要求进行预处理和加工的设备，分为非木材纤维备料设备和木材纤维备料设备。前者有切草机、切苇机和甘蔗除髓机等，后者有剥皮机、削片机等。

削片机是将生产木浆所需的原木削成一定规格的木片的机器，分为盘式和鼓式两类；蒸煮器是将造纸原料中的木素溶于蒸煮液，使造纸原料分离为纤维的设备，分为间歇式和连续式两类；磨木机是生产磨木浆的设备，按生产方式可分为间歇式和连续式两类，按原木的加压方式又可分为水力加压式和机械加压式两类；

2、制浆设备

是将植物原料分离成纤维过程所用的设备。制浆方法可分为化学法、机械法和化学机械法，相应制浆设备包括蒸煮器、磨木机、热磨机、洗浆机、漂浆机打浆机和废液回收设备等。

将木材切片经蒸汽预热后，再在高压状态磨解的浆料称为热木片磨木浆，制造热木片磨木浆的机器就是热磨机，热磨机耗电量很大，所以充分利用磨浆过程中的热能是热磨机的关键问题；洗浆机是将蒸煮后的纸浆与黑液分离的机械设备，按黑液提取率分，有高浓度和低浓度提取两大类。

纸浆漂白的目的是除去蒸煮后浆料内残留的木质素和色素，提高浆料的纯度，使纸浆具有洁白的色泽。漂浆机是普遍应用的一种漂白设备，它由漂浆池螺旋推进器、洗鼓等部件组成。浆料和漂白剂放在池中并不断加入洗涤水，借助螺旋推进器的作用在池中循环流动，完成混合和化学反应的过程。带有漂白生成物和残余漂液的水通过洗鼓内腔排出，使得到洁白的纸浆。

3、造纸机

是使纸浆形成纸幅的分部联动的全套设备，包括流浆箱、网部、压榨部、烘干部、压光机、卷纸机，以及传动部等主机和汽、水、真空、润滑、热回收等辅助系统。形成湿纸幅的网部是造纸机的核心，所以造纸机按网部的结构又可分为长网造纸机，夹网造纸机和圆网造纸机。

流浆箱是把适当浓度的浆料通过布浆器、整流装置、堰池、堰板喷口等部件均匀稳定地送到网上的设备，又称网前箱；浆料从流浆箱喷射到铜网上之后，在网部上形成湿纸页并进行脱水；之后是压榨，即用机械方法挤出由网部出来的湿纸页的水分，提高纸页的干度，同时改善纸页的表面性质，消除网痕和增加平滑度、紧度和强度；然后进入烘干部，使经过压榨后的湿纸页进一步脱水，使纸页收缩，纤维结合紧密和增加强度。

由烘干部出来的纸页经压光机压光后，可以提高纸页的平滑度、光泽度和紧度，使纸页全幅厚度一致，并减少透气度；最后由卷纸机将纸幅卷成纸卷，即完成了造纸的主要过程。为适应以后不同的需要，在造纸车间卷纸机后还设有超级压光机、复卷机、切纸机等。

造纸工业会消耗大量的原料、水、电和化工药品，并产生大量的废水和废渣。因此造纸机械的未来将向使用适应广泛的造纸原料，减少造纸过程的材料和能源消耗、减少环境污染等方面发展。

中国较大的造纸机械制造基地分布主要分布在山东、河南、江西、陕西、四川、辽宁等省份。

第三节 造纸纸浆产业技术研究热点

中国的制浆造纸装备开始在林纸一体化的推动下，制浆和造纸装备的技术水平已迅速同时提升，进入一个新的向现代化发展的时期。

将造林、采伐、制浆、造纸与销售结合的“林纸一体化”，形成良性循环的产业链，是制浆造纸业发展的必然趋势。我国提出了“林纸一体化”的国家战略，制定了《全国林纸一体化工程建设“十五”及2010年专项规划》。将“重点地区速生丰产用材林基地建设工程”列入了国家重点建设工程，并在该工程的实施中优先安排大中型纸浆项目配套的原料林基地建设。我国制浆造纸原料正由“以草浆为主”逐步转向“以木浆为主”。

在林纸一体化的推动下，我国的制浆造纸装配不但在规模和速度上迅速壮大，其装备的技术水平也迅速同时提升，进入一个新的向现代化发展的时期。新建项目已向推行清洁生产的高起点发展，主要表现在下列一些方面：

配有节能节耗的先进的浆料制备系统。

建立先进的污染预防系统和污染治理工程。

生产过程采用白水封闭循环，涂布回收系统。

热电站采用先进的循环硫化床环保型锅炉燃烧过程提升脱硫率，烟道气采用静电除尘。

固体废料方面，污泥送入锅炉与煤一起燃烧达到循环利用。

噪音控制。提高工厂绿化率，有效控制道路扬尘。

免责申明：本文仅为中经纵横市场研究观点，不代表其他任何投资依据或执行标准等相关行为。如有其他问题，敬请来电垂询：4008099707。特此说明。