國內外造紙化學品的發展及現狀(2010—2013年)(續)

劉軍鈦

(深圳市三力星聚合同創科技發展有限公司，廣東深圳，518034)

·造紙化學品·

國內外造紙化學品的發展及現狀(2010—2013年)(續)

劉軍鈦

(深圳市三力星聚合同創科技發展有限公司，廣東深圳，518034)

造紙化學品已成為一種重要的造紙原料資源，現代造紙愈來愈離不開各種造紙化學品的作用。近年來，成熟市場國家造紙化學品需求下降，紙及紙板產量逐年下降，嚴重影響了造紙化學品的發展；而新興市場國家，尤其是我國仍處于快速發展期，紙及紙板產量不斷上升，帶動造紙化學品行業全面增長。本文介紹了造紙化學品的發展和現狀，著重論述了我國使用造紙化學品的情況以及未來的發展。

造紙化學品；發展；現狀

(E-mail: torpedo@szpolyco.com)

(上接2014年第1期)

3 造紙化學品發展新趨勢

未來造紙化學品將繼續向液體化、陽離子化、多功能化和環保型方向發展。

3.1 表面施膠代替漿內施膠

烷基烯酮二聚體(AKD)是廣泛應用于中性抄紙的漿內施膠劑。由于AKD乳液難制備及易水解、在纖維上難留著、施膠后熟化時間長等原因，它們的應用效果受到了影響。為了更好地達到施膠效果，降低生產成本，許多工廠將AKD從漿內添加移至表面施膠添加，或干脆用其他表面施膠劑代替漿內添加的AKD。這樣做不僅可以顯著降低噸紙施膠成本，而且可以避免AKD水解物給抄紙帶來的問題，改善抄紙系統清潔度。

3.2 酶制劑應用前景廣闊

當前制漿造紙工業正朝著高效、低耗、環保的方向發展，為了更好地推進造紙工業節能降耗、提高產品質量和減少環境污染，實現可持續發展，越來越多的生物技術得以在制漿造紙工業中成功應用，產生了積極的社會效益、經濟效益和環保效益。

(1)膠黏物控制酶 有效解決廢紙原料回用過程中因膠黏物引起的問題和困擾，提高紙機運行效率，改善成紙品質并擴大低品質廢紙的使用比例。2004年美國巴克曼公司(Buckman)的Optimyze膠黏物控制酶技術獲得了美國環境保護總署頒發的“總統綠色化學品挑戰獎”。

(2)纖維改性酶 在磨漿前對漿料進行預處理，促進纖維潤脹，優化磨漿工藝，利于纖維分絲帚化，降低磨漿能耗，提高成紙強度，改善成紙印刷性能，降低長纖維配比。2012年巴克曼公司的Maximyze酶技術再次榮獲美國環境保護總署頒發的“總統綠色化學品挑戰獎”。

(3)樹脂控制酶 從根本上消除樹脂障礙，提高紙機運行效率，增加制漿用材的選擇性。

物業管理公司的成本控制往往只考慮內部因素，忽略了企業外部的影響，管理思路相對別的行業太過狹隘。目前我國大多數的物業管理企業都認為成本太多主要是人力成本高、日常開支太多，這些企業能夠想到的最好辦法就是嚴格控制日常開支、裁減員工。這種思路是不對的，一些人員的裁剪，譬如在前期不聘用專業的成本核算人員，啟動之后就會造成后期更多的浪費，這不是降低成本最根本方法，企業要具有全局的眼光，把成本和技術、服務質量等聯系起來，才能夠做到最有效的成本管理。

(4)淀粉改性酶 可直接作用于原淀粉，生產出不同黏度要求的淀粉漿產品，滿足不同紙種的生產要求，降低造紙的淀粉處理成本。

酶制劑的應用范圍還在不斷地擴大，如正在開發的濾水酶、二次纖維增強酶、陰離子垃圾控制酶、漂白促進酶、系統清洗酶、廢水處理酶等，生物酶技術在造紙工業的創新與可持續發展中展現出廣闊的應用前景。

2012年2月，中共中央、國務院在北京舉行國家科學技術獎勵大會。造紙行業中，由山東輕工業學院、華泰集團有限公司、中國制漿造紙研究院共同完成的“造紙纖維組分的選擇性酶解技術及其應用”項目獲得國家科學技術進步獎二等獎。該項目以現代生物技術為手段，在降低打漿和磨漿能耗、廢紙清潔化生產及提升制漿品質等關鍵技術方面有重大突破和創新，解決了制漿造紙工業中生物酶選擇性降解的關鍵技術問題。

2012年12月，國家統計局發布由國家發展和改革委、工業和信息化部、國家統計局等多部門聯合制定的《戰略性新興產業分類(2012)》，倍受造紙界關注的酶被列入目錄中。酶被列入國家戰略新興產業目錄，表明國家對酶制劑發展前景的認可，也將進一步促進造紙酶制劑的發展。

3.3 開發水溶性聚丙烯酰胺產品

長期以來，造紙工業使用的液體聚丙烯酰胺均為油包水型(W/O型)，即將聚合物分散在烴類有機溶劑中，其不足之處是：①生產過程需要使用大量有機溶劑和表面活性劑，這些物質容易對環境造成污染，有機溶劑更屬于易燃物質，給生產過程帶來安全隱患；②產品應用時需要專用設備及槽罐進行破乳和老化。

近年來，水包水乳液聚合工藝發展迅速，應用于造紙助留劑及絮凝劑的合成，得到的產品具有溶解快速、環境友好、節能降耗和使用方便等優勢，獲得愈來愈多的應用。水包水型乳液產品(W/W型)是把水溶性聚合物分散到水性介質中所制得的產品。使用這種產品時不會造成二次污染，不會產生干粉產品溶解時出現的“魚眼”問題。大多數情況下可以即溶即用，不需要經過老化，由此可降低設備成本。

3.4 氯化物用于造紙系統的微生物控制

近年來，造紙工業對氯化物殺菌的興趣持續升溫，其中，氯胺和二氧化氯最受關注。

氯胺(NH2Cl)是由無機銨鹽和漂液(次氯酸鈉)反應生成的一種弱氧化性有機物，具有卓越的廣譜殺菌作用和良好的性價比。它避免了無機氧化性殺菌劑，如二氧化氯、漂液和溴化物等使用中潛在的危險性，也不會帶來環境問題。同時，氯胺屬弱有機氧化物，不受系統氧化物需求的影響，不與一般有機物反應，所以不會影響其他濕部化學品的應用。氯胺殺菌速度快，微生物難以產生抗藥性。研究表明，氯胺適用pH值范圍廣，在正常使用劑量下，不會腐蝕造紙設備，因此已成為現代化紙機系統，尤其是高檔文化用紙紙機微生物控制的革命性技術。

早在1985年，安徽造紙廠就曾經利用硫酸銨和次氯酸鈣反應生成的氯胺作為紙漿防腐殺菌劑。國際上，赫克力士公司最早將氯胺用于紙機系統微生物控制。2000年，巴克曼公司對生產氯胺的原料和反應設備進行了改進，提高了氯胺的穩定性和設備的安全性，新技術成功用于歐美和南非的200多臺紙機。2004年，巴克曼上海公司率先將改良的氯胺技術引進中國，并于2005年成功應用于生產。至今，巴克曼公司氯胺技術已在國內數十臺大、中型高檔文化用紙紙機上應用。此外，香港亞馬遜公司(Amazon)、納爾科公司和凱米拉公司等也相繼采用氯胺技術進行紙機系統的微生物控制。

二氧化氯(ClO2)除了用于紙漿漂白以外，還是一種強氧化性殺菌劑。它可以殺死形成腐漿的微生物，如好氧和厭氧細菌、黏菌和酵母菌，去除類似腐漿的沉積物；不會像氯氣和溴基化合物那樣帶來環境問題，不會腐蝕造紙設備；而且適用pH值范圍廣，因此成為一種新的殺菌劑選擇。2011年，阿克蘇諾貝爾公司獲得加拿大蟲害管制局許可，在制漿造紙廠使用Purate技術產生的二氧化氯處理過程水，以控制微生物的污染。

另外，二氧化氯制備系統在我國的國產化取得重要進展。2010年5月，成都錦興綠源環保科技有限公司為四川永豐紙業股份有限公司ECF技改項目提供的3 t/d二氧化氯制備系統一次開車成功。2010年6月，山東山大華特科技股份有限公司研發的8 t/d二氧化氯制備系統在華泰集團一次試車成功。2010年7月，廣西博世科環保科技股份有限公司研發的8 t/d二氧化氯制備系統在廣西南寧糖業股份有限公司一次試車成功。這些成果被評為“2010年中國造紙工業10項要聞”。其中，由成都錦興綠源環保科技有限公司開發的“紙漿漂白二氧化氯制備系統”獲“2011年度中國輕工業聯合會科學技術進步三等獎”。

3.5 混合加入方法節能降耗

除了產品品質以外，使用方法也是影響造紙化學品效果的重要因素。如何制備、如何加入都直接影響化學品的使用效率。

長期以來，濕部化學品的加入都是采用清水稀釋、遠程泵入的方式。加入泵因距離加入點較遠，注入力度偏弱，同時這種加入方式還要耗用大量清水。

近年來，新的加入方式被開發應用。芬蘭溫德造紙濕部技術公司(Wetend Technologies Ltd.)開發了創捷(Trumpjet)橫斷混合工藝。這種工藝從紙機流漿箱上漿管抽取漿料作為稀釋介質，然后通過組合系統把漿料和化學品加壓注入漿管。創捷加入方式省去了大量的稀釋清水，還可以讓化學品與漿料在幾秒鐘內混合均勻。因為稀釋流體是漿料本身，所以化學品的加入沒有溫度差別、濃度差別、pH值差別，加入過程不會造成能量損失，化學品與漿料的混合完全且溫和，與纖維的結合更加有效，從而節約了化學品、改善了紙張成形。使用這項技術，化學品消耗量可以下降10%～70%，噸紙清水用量可以降低1.00～1.25 m3。

隨后，納爾科公司和芬蘭美卓公司(Metso Paper)相繼推出Pareto混合技術和RetaMix混合技術。

在國內，芬歐匯川(常熟)紙業有限公司首先使用溫德公司的創捷混合技術，江西晨鳴紙業有限責任公司則率先采用美卓公司的RetaMix混合加入技術。

創捷技術在文化用紙、銅版紙、涂布紙板和特種紙生產領域得到廣泛應用。到2012年，世界上已有341套創捷系統在21個國家的180臺紙機上運行。

2008年3月28日，溫德公司獲得了由科技部中國技術市場協會(CTMA)頒發的金橋獎，以表彰創捷技術在造紙廠節能節水以及減少溫室氣體排放方面做出的杰出貢獻，溫德公司是第一家榮獲金橋獎的外資公司。2009年5月，第十二屆北京國際科技產業博覽會組委會聯合十大行業協會在北京國際會議中心共同舉辦“中國國際工業節能減排科技創新大會”，創捷混合專利技術又榮獲節能減排科技創新“最具投資價值”項目獎。

3.6 效果聯鎖控制優化使用效率

紙機生產是一種動態過程，因此需要經常調節化學品的用量以維護最佳的應用效果。絕大多數紙廠采用“人工控制”模式，即由當班操作工觀察分析各項測試數據，然后調節化學品的流量，這種控制模式最大的缺陷就是不確定性和滯后性。

隨著紙機控制自動化技術的不斷進步，化學品效果聯鎖控制成為可能。所謂效果“聯鎖控制”，就是在線測定化學品的使用效果，然后根據效果變化由電腦自動調節化學品的加入流量。效果連鎖控制可以實時監控化學品的效果，一旦效果有變，立即通過增大或減小化學品的加入流量進行修正，從而徹底消除了人工控制的不確定性和滯后性，確保化學品的效果不會發生大的變動，極大地提高了調節效率，節約了化學品用量。效果聯鎖控制已成為化學品應用的新趨勢。

在國內，芬歐匯川(常熟)紙業公司、岳陽林紙股份有限公司和山東晨鳴紙業集團等已陸續使用助留劑的效果聯鎖控制。除此之外，效果聯鎖控制的應用范圍還擴展到染料、定著劑和除氣劑等化學品。

4 結 語

經過200多年的發展，造紙化學品的應用愈來愈廣，已經覆蓋制漿造紙的整個工藝過程。當前全球和我國的造紙工業陸續進入調整期，造紙化學品市場隨之發生了新的變化。有人失望引退，有人蓄勢待發。造紙化學品如何發展取決于紙張產量的增長速度、產品應用的技術創新以及營銷市場的競爭環境。我國是全球最大的產紙國，未來造紙化學品行業將繼續發展，產生新的活力，帶來新的機遇。

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(責任編輯：劉振華)

Development and Current Situation of Paper Chemicals in China and Abroad (Continuous)

LIU Jun-tai

(ShenzhenPolycoTechnologyCo.Ltd.,Shenzhen,GuangdongProvince, 518034)

The application of modern paper chemicals started from Europe and developed for long time, especially after wide-spread use in the second half of the last century, paper chemicals have become an important raw material resource of papermaking. Today morden papermaking cannot be accomplished without the aid of various paper chemicals. In recent years, mature market countries experienced a decrease of paper consumption and paper production declined, affecting seriously the development of paper chemicals. On the other hand, emerging market countries, especially China are still in the period of rapid growth, and the paper production continues to rise, promoting the paper chemicals industry to expand. This article introduced the development of paper chemicals and the current situation. The application and future trends in China were described in particular.

paper chemical; development; current situation

劉軍鈦先生，博士；長期從事造紙化學品的研發和應用工作。

2013- 07- 18

TS727

A

0254- 508X(2014)02- 0056- 04