概述
紙及紙板在一個國家的政治、經濟、文化等諸多領域中扮演著重要角色,也是人們日常生活中不可或缺的日用消費品。
然而造紙又是一個投資大、能耗高、污染嚴重、原材料消耗較大的行業。因此,造紙工業當前及今後的工藝技術與裝備的發展主要應放在減少污染、節約能源、充分利用纖維資源等方面。高強度、高得率、高白度、低污染為製漿技術的關鍵,而高質量、低定量與低消耗則是造紙技術的重點。
新技術設備
近幾年來,世界上所出現的新技術設備有:
蒸煮技術及設備
國際上較先進的蒸煮工藝與設備有挪威的改良型連續蒸煮器和等溫蒸煮器。它們的最大特點是蒸煮後粗漿的卡伯值較低(可達25),但不降低紙漿強度。在間歇蒸煮方面,以冷噴放技術較為突出。其特點是能源消耗少、紙漿得率較高、蒸煮能力也較傳統方法大大增加。
從發展情況看,蒸煮技術將在擴大改良的硫酸鹽蒸煮的基礎上,發展和套用深度蒸煮技術,降低粗漿的卡伯值,降低能耗,減少污染。無硫製漿也將是未來發展的一個方向。
漂白技術及裝備
近幾年來,世界上所採用的新型技術是無元素氯漂白技術(簡稱ECF技術),並已開始逐步套用完全無氯漂白技術(簡稱TCF技術)。這兩種漂白方法與傳統的方法比較,最大優點是大大減少了環境污染。傳統的含氯漂白,廢水中的AOX的含量為2.4kg/噸漿,而採用ECF技術和TCF技術則廢水中的AOX含量分別為0.6kg/噸漿和0.2kg/噸漿。
另外,採用臭氧、過氧化氫、生物酶等作為漂劑處理紙漿的方法也將是今後漂白技術的發展方向。
造紙技術及裝備
世界上所採用的先進方法是滿流水力式流漿箱配夾網成形器和壓力上漿圓網成形器等,利用流體力學原理分散纖維,利用雙面脫水原理解決高速成形和紙頁兩面差問題;採用多層成形布置生產薄頁優質紙。在壓榨方面,為提高脫水效率、改善紙張兩面差、捲曲性和表面強度,普遍採用的新技術有高線壓、雙面壓榨、新型傳遞壓榨、複合壓榨和寬壓區壓榨等。新型紙機、紙板機全部採用全封閉汽罩、乾網和袋式通風裝置;高檔紙機則採用氣墊乾燥等新方法。
塗布技術及裝備
塗布技術的發展包括新型塗料的開發、塗料製備技術和設備的研究。塗布器趨向於適應高速生產、塗層緊密和塗布範圍寬的多功能形式。新興的乾燥器形式由於熱效率高而受到行業的關注。最新式的塗布機有瑞典的Twin—HSM Roll Coater和ABC Coater等。其特點是塗布量調整容易,且塗布量的範圍較大。
造紙技術的發展趨勢
(一)解決造紙原料的途徑
對紙漿生產行業而言,資源是最為關鍵的問題。在日本生長的木材,砍伐樹齡一般為50~60年(如杉樹、檜樹和落葉松等),最快也得30年。針對木材短缺的現狀,日本業界多採取在氣象條件較好的外國生產木材(植樹)的方式,成功地將上述時間縮短至5~12年。我國北方地區實施“大規模發展速生楊,實行林漿紙一體化”的中長期發展規劃,已建設了一批速生楊造紙林基地,南方地區則以馬尾林,桉樹等速生樹種為主。
(二)淘汰機制緩解原料緊缺壓力
專家認為,要使產業集群健康發展,必須用好兩大淘汰機制,一是市場自然淘汰機制,二是政府政策干預形成的淘汰機制。2003年,我國的造紙工業遇到了纖維原料、煤、油供求關係緊張和原料大幅度漲價的打擊,生產成本急劇上升,產品銷售價提升艱難,利潤空間減少,市場自然而然地啟動了優勝劣汰的機制,在強手如林的紙業集群內,小型造紙廠自然成了犧牲者。
除了市場行為,政府有關部門出台環保等政策也在加大對小型造紙廠的淘汰力度。近幾年,為解決原料結構性污染問題,山東省先後關閉了40餘家麥草製漿的生產線。
(三)產業布局要納入生態循環經濟
為解決造紙產業集群帶來的資源緊缺問題,專家認為,有關部門在審批大型造紙項目時,必須結合當地實際,對原料和水做充分的考慮;另一方面,行業要做好原料的“生態”循環使用。
紙業專家郭水新說,近年來,國外紙業已開發國家走的是“生態循環”使用原料之路。所謂的循環使用,是指林紙結合的大循環和廢紙回收利用的小循環兩種,這兩種循環使用的完整鏈條,保證了紙業可持續發展。
過去,我們沒有原料循環使用的概念,現在我們有了這種意識。從《2003年中國造紙年度報告》中不難看出中國紙業無論是國產廢紙,還是進口廢紙的用量,都在提高。但這僅僅停留在小循環上,客觀地講,中國紙業在原料使用上,大循環只停留在理念上。因為中國的第一撥紙林還沒砍,況且育林面積還很小,不能滿足造紙工業的需要。
中國紙業必須走原料循環使用的路子,這是紙業可持續發展的保障。這需要行業做更多的努力,把大循環理念落到實處。