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中国造纸学会学术委员会主任杨懋暹谈“制浆造纸设备的开发”

发布时间:2011.01.06
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中国制浆造纸设备制造厂是专业设备制造业,它不同于一般设备制造厂。一般设备制造厂如水泵厂、风机厂等可先将设备制造好,再待顾客。而造纸专业设备厂,先有设备订货,再根据订货制造。因此它与生产厂的生产关系十分密切。
制浆造纸工业仍属高速发展阶段。据预测,“十二五”末纸和纸板的社会需求将达到1.4亿吨;“十三五”末纸和纸板的社会需求将达2.0亿吨。如此,在“十二五”末,生产能力将有巨大的发展。
  “十二五”末制浆能力为3675万吨,扣除现有进口量与新建的制浆能力1824万吨,需要新增生产能力为:3675-1824=1851万吨,总量中包括化浆、机浆及半化学浆在内。这1851万吨的制浆能力就是中国造纸设备的潜在市场。
  “十二五”期末纸和纸板的需求为1.4亿吨,预计届时进口量为2000万吨,出口量为1000万吨,现有的纸和纸板的生产能力为9000万吨,届时将净增生产能力为:14000-9000-2000(进口量)+1000(出口量)=4000万吨。
制浆生产能力将增加1851万吨,纸和纸板的生产能力将增加4000万吨。这两个增量是诱人的数字。当然增量不完全属中国,有进口的也有国产的,我们要尽量的争取这个市场的增量,是多是少,就要看我们的努力了。
1 、制浆生产能力的开发
  中国传统的制浆设备,就是蒸球、立锅和磨石磨木浆设备,直到改革开放时期基本都是这样。
改革开放时,即1978年以来,造纸工业的高速发展,制浆工业也随之向上。计有广西贺县浆厂、福建邵武浆厂、湖北浦圻浆厂、四川雅安浆厂都要上年产5万吨的木浆和竹浆。这四个浆厂新上的都是国产的立锅。筛选是开放筛选,漂白有的用二氧化氯漂白。其它非木材原料新上的生产能力均为蒸球,其中大多数为25米3。不久,到1980年开始新一轮上浆高潮,这时福建青山纸业、广西南宁浆厂、山东日照浆厂相继上马。之后又有海南金海浆厂、湖南怀化浆厂。特别是金海浆厂,日产能力达到4000吨,规模世界第一。他们采用的都是立式Kamyr连蒸,大部分生产能力均为10~20万吨,只有广东广宁浆厂为RDH立锅间蒸。在这时,国际上立锅与连蒸展开了一场激烈的竞争,竞争的目的就是如何降低蒸汽的消耗。竞争的结果,两者均获降低汽耗到600千克/吨浆的结果。笔者曾参观过芬兰一浆厂,原生产能力为年产25万吨,后采用Super-Batch技术,二排12只400米3的立锅,总生产能力为62.5万吨。实际上12只立锅连续放锅也等于连蒸一样。这时期国内山东泉林纸业也开发立锅、蒸球的蒸煮技术,采取循环使用黑液和回收喷放废汽回用于蒸煮,也达到节约蒸汽的效果。在国际上,Kamyr与Super-Batch竞争的结果,Kamyr获得更大的发展,全世界采用Kamyr技术的更多。Kamyr在发展过程中经过了MCC、FMCC、ITC、低浓蒸煮、紧凑型蒸煮等过程。采用的回用黑液,降低蒸煮温度,蒸煮后期抽取黑液,注入白液等措施,都是为提高除去木素的作用,提高蒸煮得率的作用。现在我们中国新的一轮上浆高潮即将开始,如晨鸣湛江60万吨、日照亚太二期100万吨已近完成。他们采用的技术均为Kamyr技术。对于这样大型浆厂,在短期内我们只能让位国外的制造设备厂,因为制造技术太复杂了,几乎是集世界科技进步的大成,国际上也是几家设备制造厂联合生产的,我们短期无法达到他们那样的水平。但对于横管蒸煮技术,受西班牙Saik技术的启发,我们可将草类原料的湿法备料、几个管子连接,每个管施行不同药液浓度,最后则实行抽取黑液甚至洗浆。这样将草类的备料、蒸煮、洗浆等功能集中于一体,这是完全有希望的。请制造厂家进行研究开发,以期加强脱木素的作用、降低汽耗、提高得率、改进质量等效果。
2、 半化学浆技术的开发
        化机浆的开发国际上是从20世纪80年代开始的。目前世界上已经有500~600万吨的生产能力,中国已占一半。化机浆引进的多为PRC-APMP,也有BCTMP、TMP等,这些引进的技术,已在生产上发挥了重要作用。引进这些技术,有计划经济时期的吉林纸厂TMP,改革开放后有福建南纸、广州造纸、湖南岳阳纸业、山东晨鸣纸业、山东博汇纸业、河南瑞丰纸业、江西晨鸣纸业等。其中江西晨鸣引进的生产规模最大,约40万吨,且有热回收设备。这些技术的引进,大大提高了新闻纸的质量,满足高速胶印新闻纸的要求。同时也革除了凸版纸的生存,开发了胶印书刊纸的生产。今后胶印书刊纸随着国家中西部的开发,还将出现新的文化用纸高潮。目前这项技术的开发,已有山东安丘汶瑞机械厂的APSP、SLG,东北林业大学刘长恩教授的双螺杆挤浆机。这些应该尽快的形成定型设备。但是化机浆、半化学制浆法的废水处理仍是个难题,这是影响化机浆、半化学浆推广的主要原因。因为半化学浆黑液中有机物太少,不完全适合燃烧回收能源的办法,一般废水处理又难以处理如此大量的废液。这是一个需要开发的问题。
3 、纸板机的开发
        改革开放以来,商品经济大发展,商品包装材料的需求大增,箱纸板、瓦楞原纸、白纸板这三类的比重几乎占了纸和纸板的40%,可见它们在造纸工业的重要地位。
箱纸板及瓦楞原纸大部分为废纸生产的,只有箱纸板在美国南部有中性盐法生产的化学浆加入其中,现在也在增加废纸的比重。生产这类纸,中国过去都是用多圆网抄造的。现在由于进口纸板的竞争,圆网抄造已被淘汰了,现已被长网所替代了。现在纸板机国产的生产能力已达年产20万吨左右。抄造被多长网取代,意味圆网抄造出来的纵横强度差大的缺点已被克服,大大提高了纸板的强度。这是中国纸板机一大革命性的进步。
压榨方面仍是辊式压榨,但辊径加大了,减轻单位面积的压力,增加纸板的疏松度。可是靴式压榨功能,更能减轻压力,提高疏松度。由于种种原因,我们未能采用,这是今后努力的地方。纸板机的质量控制手段还很少,如分段自控定量与厚度还未普遍采用。如果仅有最后的检测,那是达不到控制纸板质量的。这是中国纸板生产改为长网抄造后再进一步提高质量的重要手段,今后要努力开发。涂布白纸板的生产是提高涂布白纸板的重要手段,现在涂布白纸板的比重几乎占了白纸板的全部。宁波中华纸业进口的涂布白纸板机,5个成型器、4个涂布头,年产量70万吨,可以说是集涂布白纸板的技术大成。应该作为中国纸板机的开发榜样。
4 、纸机的开发
        纸机的开发近20年来最大的成就是双面双网成型,克服纸张单面脱水带来的诸多问题。现在中国的纸机,不论是新闻纸机、文化用纸机都是夹网成型的,这是中国造纸业的一大技术成就。金光集团在海南浆厂引进了世界最大的造纸机,机长400多米,可谓集各种先进技术的大成。1台联动大型纸机长度达400多米,其自动化程度之高可谓达到登峰造极。
中国引进的纸机很多,但开发造纸机的技术却不多,这是我们要克服的倾向。河南江河纸业开发“稀释水”技术控制纸幅的横幅定量,为中国开发纸机技术树立了良好的榜样。中国造纸业由于原料的关系,不一定要去追求海南那样大型纸机的技术,但是双面脱水的夹网抄造应该是中国纸业追求的技术革命,应该列为中国纸业设备的重点。其他靴式压榨等先进技术,也应该作为单项技术开发的重点。
5 、回收能源的技术
        造纸业的回收能源在制造业中创造了先例。在现代制造业中,还未见自创能源占使用能源达60%以上的先例。造纸业做到这点,可谓对循环经济创造了良好的榜样。
国际上黑液的气化技术,可以将企业回收能源的自发电量提高1~2倍,甚至可使浆厂的产品除纸浆外,还可卖电成为一个商品,美洲、欧洲均有开发并已获得中试成果,目前使发电量提高1~2倍。因为黑液气化的结果,发电燃烧的不是有机物而是氢气,这是一种新型能源,燃气轮机的余热仍可作为蒸汽发电,这样发电量就成倍的增加。这项先进技术是美国能源部和欧盟均有投资开发的,现在经济危机,可能都没钱继续试验了。
此项技术开发的重点是研究开发气化的技术设备,中国广西大学曾进行过小试,现在也可能停止了。中国科学院广州能源研究所也写过文章呼吁。这是解决能源危机,提高生物质发电的重要举措,国家要重视开发,这项科研的重点在于开发气化设备和技术,是一项重大的科研项目,没有国家的领导与支持是不行的。
6 、新型制浆设备的开发
        上世纪80年代,国际上开发了一种高强氧化技术(Adverced Oxidation Proceses),高强氧化剂的氧化电位高出普通氧化剂1倍多。造纸工业用的二氧化氯的氧化电位为1.5V,过氧化氢的氧化电位为1.7V,新型高强氧化剂自由基的氧化电位为2.8V,可以用来氧化木质素的发色基因,但自由基的寿命很短,只有0.1秒,是一个过度的中间产物,现在造纸界有自由基制备草浆和应用于草类制浆的研究。在蒸球中制造自由基并使用自由基,可以在蒸球内分解草类为纸浆,同时还可以将纸浆漂白到78度。将蒸解和漂白毕其功于一役,不用漂白剂而将纸浆漂白。这种技术已经进行数年,现在要研究工业化,要有完成自由基的生产和使用的专业设备。制浆造纸设备企业是否要关心和参与其事,为了多快好省完成其事,似乎应该参加,但是与其技术的保密性如何协调起来,这还要摸索进行。

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