21世纪制浆造纸业的革命

21世纪制浆造纸业的革命自偶氧化清洁制浆工艺清洁草浆生产不是哪个人，第一章总论1.1项目提要1.1.1项目名称：自偶氧化清洁制浆工艺（国家专利号：200610057235.x）1.1.2技术单位：北京联合科技发展有限公司1.1.3合作单位：科技部中国技术市场协会科技成果推广中心1.1.4技术负责人：李朝旺李朝旺先生，1951年生，专利技术发明人，哲学研究生、高级经济师、管理研究员。自2000年起与北京市农林科学院、北京市环保局在国家环保总局支持下研究和推广“可控缓释尿素”、“中国北方控制农村面源污染示范基地”等工作，为了解决农业废弃物（秸秆焚烧和无序堆放）造成的环境污染和病虫害残留，2001年与中国林大合作进行麦草“连续爆破制浆”设备制作，安装与生产，得到国家环保总局、山东省环保局的认可与支持；2002年，在山东曹县建起世界第一条无污染零排放的清洁制浆生产线，并申报国家发明专利：“封闭式循环氧解制浆法”（国家专利授权号：02131353.9）；2003年在北京顺义潮白河畔的沙荒地上，建起了更为成熟的“自偶氧化清洁制浆”示范厂，自主研发了国际领先的创新设备榨汁搓丝机、羟基离子膜发生器、光电氧综合反应器、高效疏解筛选机、低压喂料阀、卸料阀均已申报国家发明专利；李朝旺先生现在拥有近20项国家发明专利，是公司的工艺技术带头人。1.2自偶氧化清洁制浆工艺简述自偶氧化清洁制浆工艺（以下或称：新工艺）是总结了上千年制浆造纸的经验，是在传统化学浆、化机浆、爆破制浆基础上发展起来的新的制浆方法；从工艺技术、设备改造、原料种植、废物利用和电、气、能源等方面都进行了大胆改进和创新；是把原料种植、制浆造纸、污染防治、植物纤维综合利用作为系统工程研发的，人口、资源、环境协调可持续发展的新工艺。其工艺和技术特征是将造纸原料备好后，用榨汁搓丝机将原料汁液榨出，搓揉成纤维束；在熟化反应器中加入钾基过氧化氢熟化；在光电氧综合反应器中加入氢氧化物在离子膜交换机中生成的羟基自由基和活性氧，在紫外光照射和微电解高级化学反应下，破除木素的发色基团，从而改变木素的分子结构，达到漂白浆料的目的；用非金属压力精磨机疏解浆料后，用置换洗涤、筛选、浓缩装置将浆料制成无碱、无氯、无污染高得率漂白商品浆；废液中含钾达0.13％，可作为肥源，沉淀物用于制作“钾基生态毯”。该新工艺吨浆漂白用水仅6－8吨（循环使用，实际用水2吨）；制浆全程无黑液；可利用各种农业废弃物如稻麦草、枝桠材、桑条、棉秆、芦竹、芭茅草等制作漂白浆料，可生产各种高档文化用纸、生活用纸和工业用纸。新工艺从传统用碱、硫、氯制浆到采用羟基自由基和亲核活性氧自由基制浆；从用稻草、阳光、空气的古代造纸术到用化学药剂的现代传统制浆再到紫外光电解自由基的清洁制浆新工艺，终于实现了“不砍树的造纸业”、“不用氯漂白法”、“无黑液的生产线”、“零排放的制浆厂”、“可消毒的纸制品”的全新理念和全新工艺。1.3项目依据·新工艺得到了九届人大邹家华副委员长的肯定，并作了重要批示·2004年9月14日国家环保总局对《“氧化清洁制浆工艺”专家评审委员会评审意见》（详见附件一）·中国造纸学会专家顾问委员会副主任胡宗渊《对〈自偶氧化清洁制浆法〉新工艺技术的“认识与评价”和“期待与展望”》（详见附件二）·中国造纸制浆研究院检测“自偶氧化清洁制浆”各种浆样的《测试报告》·中国环境监测总站对制浆原水COD《检测报告》·中国农业科学院对水处理絮凝沉淀的《检验报告》·国家专利局发明专利证书：近二十项·国际绿色产品认证书新工艺已申报了近二十项国家发明专利，可用于新工艺生产过程，又可用于关联行业及其它行业；编制了《企业工艺、设备、产品标准》，由权威咨询机构组织专家编写了《可研报告》、《环境影响评价报告》。第二章项目背景及发展建设的必要性2.1项目背景2.1.1我国造纸业的发展与现状造纸术是中国古代“四大发明”之一，对人类物质文明和精神文明的发展起到了至关重要的促进作用。随着社会科技文明的不断提高，造纸行业已成为整个社会不可或缺的重要产业。造纸工艺技术也从手工作坊的简单生产转向“碱蒸煮、氯漂白”的大工业生产。2000年,中国造纸业的年产量为3050万吨,居世界第三;2009年,中国造纸业年产量达到8640万吨,十年翻了近两番,已成为世界造纸第一生产大国。2010年，我国有规模以上造纸企业约3700多家，其中小型企业占88%以上，而100万吨/年规模以上的企业只有9家。从营业收入、利税总额来看，国内小纸企的数量依然占到造纸企业总量的1/3以上。而这些小企业的经营水平低下，技术装备落后，能耗效率低，投入产出率低，成为落后产能的淘汰对象。其主要原因还是技术装备水平落后，生产过程中产生出的大量污水和固体废弃物无法达到国家的排放标准，严重污染环境。2.1.2造纸业造成的环境污染及对人体健康的损害众所周知，传统的造纸工业在生产过程对环境造成的污染非常严重。目前全国有30%以上的水系受到严重污染，60%以上污染是由于造纸业排放造成。据国家环保总局统计，造纸业COD（水中主要污染物化学耗氧量）总排放量高达168.2万吨，占全国工业排放量的33％，位居第一。一家大、中型的造纸厂，如果每天大约能生产1200多立方米纸浆，但排出的污水却有2000多吨。以广东省举例：全省有近千家造纸企业，多半建在江河流域比较发达的地方，密集程度也令人吃惊，几家甚至十几家造纸厂建在一起，连成了一片，被称为“中国造纸第一村”的东莞市中堂镇黄涌村，一个村就有十几家有名的造纸厂，走几十里路都看不到头，而造纸厂的背后不是小河就是大江，造纸厂排出的有害污染水后，沉淀在小河、大江中厚厚的废料纸浆，让人担心这里在不久的将来就是流不动的河，而后就是无人的废墟。在中国广东的江门市，就有一个村因造纸污染，全村30名青年在2009年参加入伍体检中，没有一个通过健康检查的情况。潭江和西江几乎打不到鱼。2.1.3高耗低效，加剧生态恶化在造成巨大污染的同时，造纸工业也是大量消耗森林资源和水资源的消费型产业。以2005年为例，我国纸业进口木浆为759万吨，占木浆消耗量（1144万吨）的66.35%，占纸浆总消耗量（5200万吨）的14.6%；而国产木浆仅为355.68万吨，仅占木浆消耗量的31.1%和纸浆总消耗量的6.84%。按照国家发改委制定的规划，到2010年要使我国木浆自给率达到15%，木浆产量达到750万吨，需消耗木材3700万立方米；到2020年，如果达到国际上50%以上的木浆比例，要消耗木材1.2亿立方米。这一规划意味着我国林木资源肯定满足不了造纸业的需要，因此木浆供应主要还得依赖进口。按照目前中国纸业的增长速度，用不了几年全世界木浆净出口量都将全部用于中国，显然，这不现实。同时，造纸工业也是水资源的消耗大户。以我国目前的技术水平，每生产一吨纸，平均耗水量为100～600吨，每年生产数千万吨纸所消耗的水就将达到几百亿吨。从资源消费的角度来看，如果我国造纸工业不从根本上改变目前的生产结构和发展模式，中国纸业所面临的也许不仅仅是原料枯竭问题，而很可能会引发一场波及到其他行业的生态危机。2.1.4国家应对造纸污染的措施·技术工艺的措施国家为了解决造纸制浆的造纸制浆“污染严重”及“原料短缺”两大问题，积极引用国外木桨生产的方法制作草浆，大力推行“亚胺法”、“碱回收”等工艺；倡导“林纸一体化”和“APMP”国外最先进的少污染节水工艺。“APMP”制浆法主要使用木材做原料，一个万吨浆厂，一天就要消灭两个山头上所有的树木，连树木最多的加拿大，也不敢放开了无限制砍树造浆，更别说林木极缺的中国。即使是前几年大力提倡的“林纸一体化”，南方种桉树、北方种杨树，也得等六至八年才能使用。“碱回收”工艺，该技术投资规模比较大，一个三万吨浆厂上一套碱收回设备需投资7800万元，相当于配套建设一个碱厂。该技术运行费用较高，而且黑液提取率仅有80%，COD去除率70%，吨浆治理成本500元。规模较大的制浆厂应用效果比较好，小纸厂却难以承受，造成一些造纸企业建设完好的碱回收设备和工厂被闲置起来，当成一种应付公众和媒体的摆设，继续将生产污水直接向江河的排放。·国家产业政策措施从2007年6月,国务院制定《关于进一步加大工作力度确保实现'十一五'节能减排目标的通知》,对造纸业明确提出减量化、再利用、资源化的要求;当年10月,国家发改委又发布了国内首部造纸业规范指示文件--《造纸产业发展政策》,确定提出,规模和环保成为造纸产业发展的重要指标;2010年5月,中国工业和信息化部(简称工信部)向各地方政府下达2010年18个行业淘汰落后产能目标任务,其中,造纸行业淘汰任务是432万吨。根据国家发改委的最新规划,预计在以此基础上,会对纸业淘汰落后提出新一轮要求,还将有一大批不符合要求的落后产能将被淘汰。·行业管理措施据业内专家及政府行业主管对我国造纸工业污染严重根源的概括总结，主要原因是产业內部结构不合理：一个是原料结构的不合理（木浆比重低、草浆比重高），另一个是企业结构的不合理（大企业少、小企业多）。为了改变现状、减少造纸业对环境的严重污染，行业管理上采取了关闭以污染严重的中小造纸厂的措施手段，现已有2万多家利用秸秆制浆的中小造纸厂被关闭。2.1.5我国造纸业的“两难”窘境我国2010年造纸用浆量达到了8000万吨。按《国家造纸产业发展政策》木桨26％、草浆18％、废纸浆56％的比例仍需进口3200万吨纸浆和废纸，耗资一千多亿元，仅废纸进口就达到2400万吨，原料缺口十分严重。一方面，每年6亿吨的植物纤维原料能用却不敢用；另一方面，却要拿大量外汇进口纸、纸浆和废纸；一方面，国内生产、生活用纸量大幅攀升，另一方面，二万多家中小造纸企业被关闭；以一年产2万吨麦草漂白浆造纸厂为例：固定资产2亿元，职工2千人，年利税一千万元，利用麦草原料6万吨，农民收入二千万元。已关闭二万多家中小造纸企业损失之大是可以想见的。造成这种状况的原因，主要因为禾草制浆“黑液”、“白液”污染所致。2.2新工艺项目推广建设的必要性和意义2.2.1项目建设符合国家产业政策项目符合国家《造纸产业发展政策》“要治理草浆企业，把治理草浆企业的污染治理作为造纸工业治理环境的关键”的要求；贯彻了国家《清洁生产防治法》、“清洁生产”、“节能减排”政策要求；符合国务院办公厅发布《关于加快推进农作物秸杆综合利用的意见》、国家发改委与国家农业部联合颁发《关于印发编制秸秆综合利用规划的指导意见的通知》，要求全国各地重视和规划农村秸秆的利用问题。自偶氧化清洁制浆工艺正是贯彻《清洁生产促进法》应运而生的，可以拉动一个行业、一个地区绿化、治污、治沙、节水、富民等相关事业的发展。2.2.2项目建设符合我国国情造纸专家胡宗渊教授在《中华纸业》上撰文指出：我国是一个农业大国，又是纸业生产大国，有丰富的草类资源。建设具有中国特色的清洁制浆造纸业，必须以科学发展观为指导，转变两个观念：一、“污染严重”罪不在草，不在造纸行业，而是采用的工艺路线不适合禾草资源；二、靠“关闭”和进口废纸、退耕还林仅是权宜之计，不能从根本上解决我国每年八千万吨的用浆需求，最有效的办法就是大力发展自主创新的清洁草浆生产新工艺，找准产业结构调整的突破口，下大力量研究如何更好地利用取之不尽、用之不竭的草类可再生资源，当前正值国家倡导转变经济发展方式，调整产业结构，正是建立符合我国国情、民情的具有中国特色造纸业的极好时机。邹家华副委员长在与全国人大环资委和专家座谈时指出：我任副总理时关闭中小草浆厂，就是因为污染，如果没有污染，五千吨、一万吨更符合中国国情、民情。邹副委员长为有中国特色的制浆造纸业提出了四条标准：一、充分利用每年六亿多吨的麦秆等草资源；二、彻底消除制浆污染；三、增加农民收入；四、符合循环经济、节约经济。2.2.3项目建设的社会意义1）有效的解决了造纸业所面临木材原料短缺和草类原料制浆污染的困境，成为制浆造纸工业发展的必然方向。2）新工艺节水节电，吨能耗大大降低，有利于实现制浆造纸行业可持续发展，推广的意义重大。3）新工艺无碱、无硫、无氯，