科技自主創新的“草類纖維原料清潔制漿新技術”是我國造紙工業重大的科技成果和創舉——綜論科學合理利用非木材纖維原料

中國造紙學會顧問中國造紙學會資深專家顧問委員會副主任

中國造紙協會專家委員會顧問組顧問 原輕工業部技術顧問

胡宗淵

科技自主創新的“草類纖維原料清潔制漿新技術”是我國造紙工業重大的科技成果和創舉
——綜論科學合理利用非木材纖維原料

中國造紙學會顧問中國造紙學會資深專家顧問委員會副主任

中國造紙協會專家委員會顧問組顧問 原輕工業部技術顧問

胡宗淵

編者按：

草類纖維是很寶貴的造紙原料。國家《造紙產業發展政策》中造紙原料方針明確指出：要“合理利用非木漿”。非木材原料的纖維形態和結構，與木材完全不同。但是，現在對非木材纖維原料的化學法制漿工藝，大多數采用木材制漿的工藝路線，存在著制漿污染并難以治理的問題。要“合理利用非木漿”，就必須解決草類纖維原料制漿的污染和提高紙漿質量的問題。

近年來，國內許多科研單位和科技工作者本著自主創新的科學精神，都在突破造紙傳統的老框框和陳舊理念，改變傳統的草漿化學法制漿工藝路線，進行草類纖維原料清潔生產制漿新技術、新工藝、新設備的開發試驗研究工作，并已取得重大突破。這些新技術生產出來的紙漿，它的物理強度接近或超過闊葉材木漿。為了使讀者更好地了解草類纖維原料清潔生產制漿新技術、新工藝、新設備的開發、試驗的研究成果，本刊自本期起開辟“草類原料清潔制漿”專欄，陸續刊登報道草類纖維原料清潔生產制漿的相關新技術、新工藝、新設備及其試驗成果，也歡迎廣大讀者參加研討和交流。

為保護生態環境，治理污染，節約資源，降低物耗能耗，轉變粗放式的經濟增長方式，國家加大淘汰落后產能企業力度，這是我國國民經濟繼續增長，轉變經濟發展方式、調整經濟結構、提高經濟增長質量和效益的重大舉措。最近國家環保部公布掛牌督辦案件，我國許多造紙企業列為淘汰落后產能企業名單，尤其是許多小草漿企業被列入其中。原因是這些小草漿造紙企業的技術水平比較落后，能源、資源消耗比較高，污染比較嚴重。可喜的是，近年來，隨著科研水平的不斷提高、人們對非木材纖維原料特性認識的不斷深入，國內許多科研單位和科技工作者本著自主創新的科學精神，都在突破造紙傳統的老框框和陳舊理念，改變傳統的草漿化學法制漿工藝路線，進行草類纖維原料清潔生產制漿新技術、新工藝、新設備的開發試驗研究工作，現已取得重大突破。

2008年5月上海《紙業沙龍》召開了“草類纖維清潔制漿新技術”介紹會，2010年6月上海《紙業沙龍》再次召開“草類纖維制漿新技術”最新進展發布會，特別是最近中國科協2010年8月又在北京召開“第41期新觀點、新學說學術沙龍——無污染制漿新技術”研討會，除許多非木材原料清潔生產制漿新技術科研單位在會上作了介紹外，許多專家、學者對當前我國許多科研單位在草漿制漿方面取得的新成就進行了研討和交流。這是認真貫徹國家 《造紙產業發展政策》“要治理草漿企業，把治理草漿企業的污染治理作為造紙工業治理環境的關鍵”的要求。對我國造紙工業今后持續健康的發展，將會有重要的推動作用。

我國造紙工業走過了60年的光輝歷程，特別是改革開放30年來蓬勃發展所取得的成績，舉世矚目。但是，也需我們冷靜思考和吸取教訓的是，我國造紙工業在過去一個較長時期，總的來說，是依靠高消耗、高污染換來的高速度，這嚴重制約我國造紙工業今后持續健康發展。

保護生態環境和治理好污染是我們每個公民應盡的社會責任。 “節能減排”是國家制定的約束性指標。2002年國家頒布《清潔生產促進法》是一種全新的環保發展戰略。鑒于我國除一些新建和擴建的造紙企業能適應要求外，我國造紙企業眾多中、小造紙企業的技術水平比較落后，能源、資源消耗比較高，污染比較嚴重，因此，節能、降耗、減排，從源頭上防治污染，推動清潔生產，實施科技創新，走循環經濟道路，構建“綠色紙業”，實施與環境保護生態平衡相統一的生產方式，則是我國造紙工業未來發展的必然選擇。

當前，由于許多化學法小草漿廠沒有污染治理的根本有效措施，因而給環境造成嚴重破壞，國家只有采取將這些給環境造成污染的化學法小草漿廠強制勒令關停的措施，將這些化學法小草漿廠作為落后的造紙產能予以淘汰。但在關停這些化學法小草漿廠后，也就必然會帶來了許多矛盾和問題。因此，我們必須高度關注、重視草漿廠的治理，我們更需實實在在，并以負責任的態度來認真解決草漿企業污染治理這一難題。

草類原料化學法制漿為什么會給環境造成污染？這是因為非木材原料的纖維形態和結構，與木材完全不同。但是，現在對非木材纖維原料的化學法制漿工藝，大多數采用木材制漿的工藝路線。因此，在制漿技術上的難點很多，尤其是對于一些小草漿廠而言。

長期以來，草類纖維原料化學法制漿的污染治理，在工業上比較普遍采用是木材堿法制漿的工藝路線，一是提取黑液，回收藥液再利用。一是將木素提取，進行綜合利用，生產木素產品。另外，工廠的中段廢水，再設有廢水處理裝置，將廢水經處理達標后再排放。

草類原料化學法制漿能不能解決不給環境造成污染？經過業內、外科技工作者多年來試驗研究和探索實踐，現已有了突破。比較有代表性的方法有兩種，一是通過現有傳統工藝和技術裝備的改進，提高了紙漿質量，減少了“三廢”排放量和減低排放濃度，廢液處理采用堿的回收或綜合利用，強化末段治理。另一是采用新技術、新工藝，徹底改變蒸煮方法，不用化學藥劑，或換用新型化學藥劑并在生產過成中控制污染物的產生，從源頭上不讓產生污染源。

近年來，國家對環保要求越來越嚴，排放標準越來越高，最近國家正式頒布執行的廢水排放標準，眾多的中、小造紙企業很難達到要求，就是那些已建有黑液回收裝置和廢水處理裝置并曾達標的草漿企業，也難以達到新標準的要求。為此，這些企業特別是草漿企業面臨兩個選擇：要么改進黑液回收工藝和進一步增加投資將廢液進行深度處理；要么必須停產作為落后產能予以淘汰。從當前我國草漿企業現實的生產實踐中認識到：污染物還是應以從源頭上控制為好，在生產上采取末端治理是不得已而為之。因它不能從根本上消除污染，同時加大治理設施的投入和增加生產運行費用，都使企業加重負擔。

近年來，國內許多科研單位和科技工作者本著自主創新的科學精神，都在突破造紙傳統的老框框和陳舊理念，改變傳統的草漿化學法制漿工藝路線，進行草類纖維原料清潔生產制漿新技術、新工藝、新設備的開發試驗研究工作。這些試驗研究工作，特別是改用新型化學藥劑的各種不同方法，經筆者近幾年的跟蹤了解，這種新工藝技術已有十多種（注）是各有特色，在技術上和經濟上已都比較成熟，均經國家科技和環保部門組織專家鑒定和評審。有的經國家批準有發明專利，有的已獲得國家環保部頒發的環保科技成果證書和省科技成果證書，有的被國家科技部列入火炬計劃，有的還經國家環保部、科技部、商務部發給“國家重點新產品”證書。這些新技術，經地方政府批準，有的成果現已在不同規模的造紙企業采用，有的已在實際生產中進行，紙漿和紙張質量都不錯，工廠效益很好。它們所使用的化學藥劑不完全相同，制漿工藝和所選用的設備也不一樣，尤其是都開發研制自己專用的核心設備。其中大部分是一次生產出來就是無氯的漂白漿 （一步法制漿），也有的是先生產出本色漿后，再采用無污染的漂白工藝（兩步法制漿）。在示范生產線連續生產過程中，大部分是采用間斷制漿生產方式，也有的采用連續制漿生產方式。有的新技術設備必須防腐，可是大多數不需防腐。總的是工藝流程簡單，投資省，還有的新技術是在生產過程中，不加任何化學藥品，生產純機械漿或漂白漿。也有的是采用生物工程技術，而不是用普通生物制漿方法。有的新技術已實現了連續化、產業化，已進入工業化大生產階段，經濟效益、環境效益都很好。

國內現已研究出許多種不同類型具有新思維的“草類原料清潔制漿新技術”是很有新意的新事物。在生產實踐中已能徹底解決草漿企業污染治理的難題，使對環境不再造成污染。筆者認為它們共同特點是：

（一）有創新性。 是屬于具有新思維、新理念的“原創新型”的自主創新。他們的科技成果是完全符合國家倡導建設“資源節約型、環境友好型”社會的國策要求，很有新意。

1.新技術貫徹國家《清潔生產防治法》，符合國家“清潔生產”政策，它改變傳統的草漿制漿工藝，采用從源頭控制污染的工藝路線，徹底解決草類纖維原料給環境造成嚴重污染的難題。

2.新技術遵循“循環經濟”理論，生產用水封閉循環利用。并使農業秸稈綜合利用，實現“農、漿、紙、肥”一體化的產業鏈，是資源化利用的一種新發展模式。

（二）有科學性。 它們都是尊重事物發展的客觀規律，以科學態度，求真務實的科學精神，認真鉆研，已經小試、中試，有的科研單位還進行了一定規模的示范線連續生產試驗，取得了滿意的成果。

1.它們都是在研究草類纖維的纖維結構和化學組成的基礎上，針對草類纖維原料的特性，打破傳統的舊框框，不用高溫、高壓，強堿的蒸煮方式，不采取廢液回收和中段水處理的末段治理污染方法。換用新型化學藥劑，改用常壓、低溫、浸泡、潤漲的新工藝方式。生產中根本不產生黑液，沒有黑液也就不需龐大復雜而投資較多的黑液回收裝置和工廠廢水處理裝置。從根本上解決了傳統的草類原料堿法化學法制漿的污染問題。

2.它們能適應各種草類原料。稻草、麥草、蔗渣、蘆葦、棉稈、桑條、沙柳、竹類、麻類等幾乎所有非木材纖維原料和一些木材及雜木都可使用。因稻草硅含量高，傳統的堿法制漿工藝和設備難于應用。棉稈、沙柳、桑條等原料用傳統的堿法制漿工藝，不宜帶皮制漿，而新型草類原料制漿工藝則不需剝皮，對生產出來的紙漿質量沒有影響，在抄出的紙張紙面上沒有塵埃班點。

3.它們的工廠生產上都沒有地溝。做到生產上不排污。都將生產過程各個工序出來的水分段、分步經適當處理后循環使用，做到了用水不排水，無廢水排放。因此，生產補充用水量很少。每噸漿最多補充清水7～8m3，有的更低。生產的耗能也低。都能做到真正的“節能減排”。

4.它們都能做到工廠“不向天上排煙，不向地面排污，生產上出來的固體廢棄物和經水處理后出來的無毒、無害的渣子及絮凝物收集起來綜合利用。有的可以加工生產綠色有機肥”。真正實現了“清潔生產”。

5.它們生產出來的紙漿得率都較高 （65～70%），質量都較好。紙漿強度都很高，稻、麥草漿的裂斷長一般可以達到6000m左右。同時，這些新技術生產的紙漿經試驗都不返黃，配抄出來的紙張質量還都不錯。

（三）有實用性。 這些科技成果是貫徹國家《造紙產業發展政策》“要治理草漿企業，把治理草漿企業的污染治理作為造紙工業治理環境的關鍵”的要求。是對國家國民經濟發展有利，對我國造紙工業發展有利，是支持“三農”的實際行動。是利國利農和造福人民的大好事。

1.我國是一個農業大國，有豐富的草類資源，特別是稻、麥草和棉稈等都是很寶貴的再生資源。這些農村的農業剩余物，價廉，數量又多，據農業部門介紹，全國農作物秸稈年產量約6億多噸，其中可收集的數量約4.5億噸。但綜合利用率卻僅40%。農作物秸稈是糧食作物和經濟作物生產中的剩余物，其中含有豐富的氮、磷、鉀和微量元素等成分，是一種可供開發與綜合利用的寶貴資源。因此，利用“草類原料清潔制漿新技術”將生產出來的各種廢棄物和生產用水經處理后出來的絮凝物轉化制造生產綠色有機肥，對農業和農村有很大好處。

2.草類纖維是很寶貴的造紙原料，今后我國造紙工業的發展也離不開草類原料，已是我們大多數紙業人的共識。國家《造紙產業發展政策》中造紙原料方針明確指出：要“合理利用非木漿”。從我國造紙工業長時期的實踐證明，配有草漿生產的紙張具有較高的性價比，很受市場歡迎。這些草類原料清潔制漿新技術生產出來的紙漿，它的物理強度接近或超過闊葉材木漿，這在中、高速紙機上配抄，是具有一定市場競爭力。當前我國造紙原料非常短缺，對外依存度也越來越高，如果將包括那些堿法化學制漿工藝難于使用的稻草、棉稈等大量草類資源都利用起來，將可緩解我國造紙原料的短缺。

3.這些新技術除能使用于各種類纖維原料外，建廠規模也都可大可小，很適合我國一些中、小型造紙廠。對因廢水排放不能達標和那些已被關停的原有小草漿廠將是找到了一條出路。只要花很少費用，利用工廠原有設備，采用新技術進行適當改造，就可使工廠迅速“起死回生”而得到挽救。特別是可以解決那些下崗工人就業問題，這對促進社會和諧穩定，有很重要意義，是“保民生、保就業、保穩定”，為國家分憂的大好事。

（四）有經濟性。 新型清潔制漿新工藝比傳統堿法制漿工藝生產流程都很簡單，設備不復雜，因此，建設投資省。由于草類原料比較便宜，各種消耗低，紙漿得率高，生產成本低，加上投資回報率高，有很好的經濟效益。

創新，就是打破傳統的舊框框，“草類原料無污染制漿新技術”是件新事物。當前受到社會上和我們業內一些專家的質疑，無可厚非。對個別方法有爭議,完全可以探討。為此，中國科協很重視新觀點、新學說的學術技術理論發展，為推動我國制漿科學理論的發展，專門舉辦 “第41期新觀點、新學說學術沙龍論壇——無污染制漿新技術”研討會，邀請業內、外專家、學者，圍繞無污染制漿新技術這一課題，倡導大膽創新，倡導交流互動，倡導爭辯質疑，形式分散，開展個性化、松散型、辯論式的討論和交流，正如2010年第9期《造紙信息》雜志的“聚焦造紙新觀點新學說學術沙龍”和2010年9月14日《消費日報》“科技攻關聚集綠色非木纖維原料領域”的文章中寫到，會議開得氣氛很熱烈，并且說：“在本次沙龍會上新技術發明人介紹了他們的制漿新方法，引起大家的濃厚興趣，并展開了寬松、自由、平等的討論”。 筆者認為“草類原料清潔制漿新技術”的創新思路新穎，方法獨特，各有特色，工藝技術已逐漸成熟可行，有的新技術已多年連續生產運行并在實踐中得到了檢驗，確是無可爭辯的事實。當然有的還正在不斷完善中，期待它們也很快取得滿意成果。多給這些新技術的發明人和科研單位機會，讓他們介紹各自的創新成果和當前存在的一些困難及問題，相互溝通與交流，這將使業內、外人士和草漿企業能更多地認識這些新技術的內涵和要點，多些理解，少些誤解，求得共識。

“草類原料清潔制漿新技術”這項新事物，是我國造紙工業發展過程中一個重大突破，是一項自主創新、符合我國國情并具有中國特色，走“循環經濟”和“清潔生產”道路的重大科研成果，它有很好的經濟效益、環境效益和社會效益。構建“綠色中國紙業”是我國造紙工業的發展目標，是我國造紙工業實現“綠色中國紙業”的必然選擇。“草類原料清潔制漿新技術”是解決我國草漿企業生存與發展之路，將是我國草漿企業發展的新曙光，因此，積極推動和幫助完善這些已經成熟的科技成果使其迅速轉化為生產力，使這項新事物，為我國造紙工業今后持續健康發展作出新貢獻，將是我們這一代紙業人刻不容緩的共同責任，期望我們大家積極支持，高度關注。同時，建議新技術的發明人和科研單位能在技術、資金等得到各個方面的支持下，進一步規劃和安排將自己的新技術建成一個具有一定規模的連續化、產業化、正規化的“樣板工程”項目，連續運行一個時期，取得完整的技術數據，讓大家看到實在而有說服力的成果，讓許多草漿企業的投資者們心里也更放心，有些新技術已經這樣做了，效果很好，有的也準備這樣做，這是很必要的。我們一定要堅定信心，勇于開拓創新，勇于實踐，使這些新技術早日得到推廣應用，這是大家共同的期待，共同的目標。

注：筆者已了解我國草類原料清潔制漿新技術有：

（一）山東相武科技公司的《DMC清潔制漿法》，2005年取得國家發明專利，2007年在山東金鄉縣馬廟鎮建一座示范生產線，歷經多次改造，逐步實現了連續化生產，既生產漂白漿，也生產文化用紙和生活用紙。2007年11月全國政協環資委組織調研視察，2009年8月全國高科技產業化協作委員會、全國新農村高科技管理委員會確認為 “全國新農村高科技農漿紙示范基地”。2008年經山東省科技廳組織專家鑒定，2008年4月獲得山東省科技廳頒發科技成果鑒定證書，2008年10月獲得國家環保總局科技標準司頒發環保科技成果證書，2009年2月被中國環境保護協會評為實用技術推廣項目，2010年被國家科技部批準列入2010年火炬計劃項目 （編號2010GH051298）。2008年12月山東省發改委批準，在山東省單縣建一座年產10萬噸麥草制漿工業化生產項目，已于2010年初試運，現正逐步完善并即進行全面達產試車。

（二）北京多歐科技公司的《自偶氧化清潔制漿工藝》，2004年5月在北京順義建成一座示范基地。2004年9月經國家環保總局科技司組織專家評審通過，2005年9月全國人大環資委、國家發改委、科技部、環保總局、輕工聯合會和北京市曾聯合到該示范基地視察。該技術在四川一個倒閉紙廠——蓬溪造紙廠進行技術改造，利用當地桑條和構條為原料生產輕型課本紙。現又正在重慶梁平縣恒豐紙業老廠進行改造，建一條年產萬噸漂白竹漿生產線，2009年底全國人大環資委、國家發改委、環保部和重慶市對技改后的生產線進行考察，國家開發銀行將給予貸款支持，準備今后擴建為年產5萬噸。這項新技術在中國科協第41期學術沙龍會上作了介紹。

（三）山東金山環保科技公司的《高效快速清潔制漿法》，2006年2月經山東省科技廳組織專家鑒定通過，現一個日產30噸左右的示范生產線在連續運行，國家知識產權局授予發明專利，實用新型專利的示范工程，是環保部、環保部、商務部、質量監督總局審定批準的國家級重點新產品。山東環保廳批準建一座年產一萬噸的漂白漿生產線正在建設中。這項新技術在中國科協第41期學術沙龍會上作了介紹。

（四）山東國安環保科技公司的《一步法清潔制漿技術》是山東國安環保科技公司、山東輕工業學院和山東德州昌源紙業公司“產、學、研”合作研究開發的一項新技術。在山東德州昌源紙業的原老廠制漿部分改造，進行年產一萬噸漂白草漿規模的工業化生產試驗，2008年11月經山東省科技廳組織專家鑒定通過。這是一個“產、學、研”結合的很好實例，也是因廢水排放污染不能達標的倒閉的中、小草漿廠可以救活的典范實例。這項新技術在中國科協第41期學術沙龍會上作了介紹。

（五）河南滑縣華森紙業的《超聲無氯麥草制漿漂白一體化新技術》，是2005年11月河南滑縣華森紙業與河南師范大學、南京林業大學聯合組織“產、學、研”結合課題組研究開發2008年3月河南省科技廳組織專家鑒定通過。2009年5月被評為河南省安陽市科技進步一等獎，2009年被評為河南省科技進步一等獎。現正建設日產280噸規模風干漿的生產線，并預留二期再擴建一個年產10萬噸項目。同時該省又準備擴大生產在河南恒升紙業公司建一座日產280噸超聲無氯麥草制漿項目。這項新技術在中國科協第41期學術沙龍會上作了介紹。

（六）遼寧丹東東方輕機公司的《環保裂能循環無污染制漿造紙工藝技術》，2009年經中國環保學會組織專家鑒定通過。

（七）山東匯鑫生物紙業的《采用生物技術，秸稈制漿造紙，實現蒸煮廢液和中段水全部資源化生態循環利用新工藝》，2005年4月山東省科技廳組織專家鑒定通過。2006年5月國家發改委組織專家進行審核，于2006年7月列入“全國第5批節能減排示范項目”2008年7月，國家環保部組織專家進行驗收，并發給驗收合格證書。2010年又被國家科技部批準列入2010年火炬計劃項目（編號2010GH061317）。改技術已先后獲得國家發明專利和省市科技進步獎。工廠現在秸稈漿生產能力20萬噸，高強瓦楞原紙30萬噸，是目前國內一個自制草漿的大型企業。這項新技術在中國科協第41期學術沙龍會上作了介紹。

（八）北京創源基業自動化控制研究所的《秸稈清潔制漿及綜合利用新技術》，2005年8月經中國環境保護產業協會組織專家評審通過，中國環保產業協會將該項目列入2006年國家重點環境保護實用技術推廣。2009年7月在山東鄒平海華紙業建成年產一萬噸生產線，2009年10月山東省科技廳組織專家鑒定通過，迄今一直在正常運行。該項新技術已獲得國家專利。這項新技術在中國科協第41期學術沙龍會上作了介紹。

（九）北京潔正源環境工程技術公司的《IBMP制漿新技術》，在中國科協第41期學術沙龍會上作了介紹。

（十）北京繼德成業的 《農業秸稈分離制漿工藝》，原是北京市科委批準一個“清潔制漿用新型溶劑的開發和應用”的課題。后與北京化工大學等單位合作。2008年8經北京市房山區發改委下達給北京繼德成業環保科技公司《年產4萬噸農業秸稈綜合利用——綠色環保型生物有機肥和秸稈纖維生產線》項目通知書，其中年產綠色生物有機肥2萬噸，秸稈纖維2萬噸。目前正在組織實施中。

（十一）北京國力源高分子科技研發中心的《氧化法清潔制漿新技術——一種氧脫木素和漂白一體化的草類纖維原料新型制漿方法》，2006年5月國家環保總局組織造紙行業和環保專家專題調研，2008年8月中國環境標準認證中心頒發環保造紙技術推薦證書。國家開發銀行已作為 “國開行的重點培養和扶持項目”。目前在新疆正建一個年產10萬噸棉稈漿廠。

（十二）山東沾化海韻生態紙業的《低溫、常壓、低碳、循環 草類纖維清潔制漿新技術》，2009年經該公司技術中心自行研究開發并已取得小試、中試成功。2010年8月經該公司組織專家評審通過。目前正組織建一個年產一萬噸的試驗生產線。

2010－9－28

譯 文