近年來,我國造紙工業取得了舉世矚目的成績,但許多原有的中小規模造紙企業的粗放式發展,給生態環境造成的影響和痕跡較嚴重,僅靠現有造紙工業生產線上的工程技術進步,來實現綠色發展,力量有限。即使通過技術進步使單位產品的能耗、排放強度明顯降低,如果產業結構不合理,造紙工業產能總量太大、產能過剩,同樣是不可持續。
因此,我國造紙工業綠色發展首先要調整和優化工業結構,必須形成節約資源、保護環境的產業結構,建立投入低、消耗少、產出高、效益好的“兩型”工業結構,以改變傳統的高投入、高消耗、高污染生產方式。其次,造紙工業綠色發展還需要建立綠色制造的技術體系,提高造紙生產過程的清潔生產、節能減排水平,在造紙及派生產業鏈中不斷實現資源的高效高值化利用,提高產業鏈價值。
具體來說,面對資源短缺、能源緊張、環境壓力大等世界性難題,造紙工業工程技術總體發展趨勢將會把“節約資源、實現循環發展,提高能源利用率、實現低碳發展,實施清潔生產、實現污染物有效控制及開發未來新產品”等戰略課題,作為我國造紙工業綠色發展需研發和應用工程技術的重點方向。
我國造紙工業綠色化工程技術體系應基于以下目標:要加快從資源能耗型向高效高值化利用資源轉變,加快從生產規模擴張向通過技術進步、技術創新提升整體技術水平的轉變;通過完善和研發先進造紙裝備技術,加強國產化能力和水平;從源頭做好減量化工作,提高水的重復利用率;實施高效低成本的末端廢水處理技術;實現固體廢棄物的資源化利用。
推進造紙工業綠色發展的工程科技包括:
——新一代清潔制漿造紙工程技術。針對速生材、非木材和廢紙原料的纖維特征和品質缺陷,不斷推進研發和應用減量化、再利用和資源化技術。主要包括高效節能的深度脫木素改良蒸煮技術,廢液提取及封閉篩選技術,速生材高得率制漿工藝與裝備技術,木材、非木材原料的清潔制漿和漂白技術,廢紙高效再生利用和品質改善技術,紙和紙板抄造技術。
——新型高效制漿造紙裝備工程技術。新型高效制漿造紙裝備工程技術將進一步注重向節能、降耗、減排、高效,適應紙和紙板新產品開發和提高紙漿、紙張質量方向發展。國產造紙機與世界先進造紙機在技術上有很大差距,而引進高速造紙機價格昂貴,性價比不高;造紙行業屬低附加值產業,單靠引進高速造紙機很難盈利,因此迫切需要實現國產現代制漿造紙裝備的自動化及智能化,提高制漿造紙裝備整體技術水平。在制漿裝備方面主要是大產能蒸煮、黑液提取與洗滌和漂白關鍵裝備及其成套化技術,大型廢紙制漿關鍵裝備及成套化技術,大型高得率制漿關鍵裝備及成套化技術。高速造紙機關鍵技術體系主要包括等壓布漿技術,白水稀釋型水力式流漿箱技術,靴式寬壓區壓榨技術,高效、節能干燥技術,控制系統的自動化、智能化技術等。
——創新與集成制漿造紙節能減排工程技術。以“資源開發與節約并重、把節約放在首位”作為制漿造紙工程技術研發與應用的原則,把節能、節水、降耗、減排技術滲透到包括備料、蒸煮、磨漿、洗滌、篩選、漂白、堿回收、打漿、抄造等制漿造紙過程的各個環節。主要技術包括蒸煮過程節能與熱能回收技術,高得率制漿過程節能與熱能回收技術以及洗篩漂過程節能的新工藝、新技術,非接觸干燥技術,干燥部熱回收技術,高效的制漿造紙化學品的開發和應用技術,污泥干化與資源化利用技術,白泥等固體廢棄物的綜合利用技術,企業能源系統智能控制技術研究與應用,高速紙機高效脫水網毯制造技術,制漿造紙過程廢水、廢氣和廢固物的處理技術,實現以最少資源消耗創造最大經濟效益的目的。
——造紙行業循環、低碳經濟和產業化的生物技術工程技術。造紙工業是采用可再生物質為原料規模最大的加工業之一,在生物質循環利用和低碳生產技術的開發利用方面,具有獨特的優勢。行業將進一步注重制漿造紙過程水循環利用的工藝與技術、過程廢棄物資源化利用技術的開發,使制漿造紙產業實現資源-產品-再生資源的循環利用,實現制漿造紙過程的低碳化。研發產業化的生物技術在制漿造紙工業中的應用,對推動行業低能耗、低污染、低排放的低碳經濟發展具有廣闊前景。主要包括基因重組改良造紙原料、生物預處理制漿、生物化學制漿、生物高得率制漿、紙漿生物漂白、廢紙的酶法脫墨與纖維酶法改性、廢紙回用過程膠粘物的生物控制、廢液生物處理等方面的技術研發。
——高性能紙基功能材料工程技術。高性能紙基功能材料是現代包裝、信息、建筑、電器、航空航天、軍工、生物醫藥、食品、環保、海洋等領域所需要的高技術新材料,其生產過程中需加入特種功能性材料,如無機及有機納米材料,生物質化工材料,有機高分子復合材料,無機合成纖維,新型高分子填料,具有熱、電、光、磁及力學性能的高分子助劑等,研制生產具有多種復合功能的紙基材料,如防銹型、防變色型、防蟲型、防霉型、保險型、防偽型、納米型等高性能紙基功能材料,滿足潛力市場的需求,是調整紙產品結構的方向。主要技術體系包括特種纖維原料先進生產技術、特種紙先進專用裝備技術和特種紙特殊專用化學品技術。
——研發高效利用纖維資源的復合型生物質提煉技術。日益加劇的行業競爭使傳統造紙工業面臨巨大壓力,把傳統造紙廠轉化為能夠同時生產紙漿和紙、高分子材料、化學品和生物質能源的復合型生物質提煉廠,達到充分合理高值化利用植物纖維中的纖維素、半纖維素和木質素三大組分,是制漿科學研究的新發展趨勢。
傳統造紙工業是典型的水、原料和能源等資源大量消耗型行業,也是“三廢”產生較多的行業,因而在發展過程中必定受到資源和環保方面越來越多、越來越嚴格的制約。只有通過提高業內人士的戰略意識,通過機制創新和技術創新,實現造紙工業綠色循環低碳發展,最終才能使中國造紙工業真正走上健康可持續發展之路。