粉煤灰制备超细纤维制作纸浆、保温材料

华东理工大学科技成果——利用粉煤灰制备超细纤维制作纸浆、保温材料本项目是以“三废”之一的粉煤灰为原料，制成超细纤维，进而制造纸浆，用于生产纸品（主要为包装纸品）和保温材料、节能墙体材料等。项目特点为资源再生利用，变废为宝，属于环保领域的课题，技术含量高，创新性强，项目意义大。我国粉煤灰固废资源极为丰富，利用粉煤灰生产纸品，尤其包装用纸品市场好；由于原料结构和环保效应，粉煤灰造纸降低成本可达50%(根据产品要求和原料结构不同而变化)，利润附加值高；从粉煤灰超细纤维制备、造纸，到废品回收利用或废弃物降解，形成绿色循环，与环境协调一致，不污染环境；与传统造纸技术相比，粉煤灰造纸节水节木，减少木浆造纸废水排放。该技术是造纸原料结构调整的一次革命，可创造显著经济效益、环保效益和社会效益。该技术为国内外首创的新技术，拥有发明专利3项，具备自主知识产权。典型示范工程已于2005年6月在厦门榕兴纸业制造有限公司实现产业化生产。产业化的技术内容包括粉煤灰制作超细纤维、后续超细纤维制作纸浆两部分、亦可后续制作保温材料、墙体材料。粉煤灰超细纤维制备是将粉煤灰原料与填料适当配方，使成纤炉熔融温度、融体粘度、析晶度与生产设备的工艺参数配套，生产出直径、纤维长度、韧度、强度和渣球含量达到技术要求的造纸粗纤维，然后采用适当的工艺技术和设备对粗纤维进行物理深加工（除渣和几何均化）和化学改性处理（软化和获得适当的纤维表面特性）和除渣处理，制成干浆，送至纸厂与木纤维配浆，抄造纸品。粉煤灰价格便宜，开采、破碎、运输，石料成本低于70元/吨，其它矿石辅料约70元/吨，粉煤灰成纤的转化率75～90％；利用该项目技术生产每吨裸超细纤维的成本600～800元。根据纸品的用途和档次不同，超细纤维制作纸浆的成本1000～1400元。把粉煤灰造纸纤维纸浆与60-70%木浆、草浆或废纸浆混合成浆，生产无机纤维配抄的特种纸，依据加量的多少和纸品的区别，可节省10%以上的造纸成本。粉煤灰纤维配抄纸具有防火、耐温、吸湿性小、防腐耐久、防蛀等独特的优点，作为特种纸，项目产品保色，柔度持久，光感等表面性能稳定，没有辐射的危害。植物纤维纸的耐温一般在400-450℃，而粉煤灰纤维配抄纸耐温可达650-700℃，故具有较好的防火安全性能。这些优点是传统植物纤维纸所不具备的，故本项目产品有很强的产品性能竞争力。据轻工部预测到2010年中国市场纸及纸板消费总量约5000～6000万吨，人均40公斤/年以上。本项目为多学科领域交叉，属密集型高新技术项目，目前该技术填补国内空白，处国际领先水平。项目中的制纤原料配方、化学软化改性剂配方、造纸添加剂配方和造纸特殊技术工艺和设备有5-8年的技术保护和市场技术独有能力，具有技术推广优势和技术产品独家占有的竞争力。年产2万吨超细纤维和后续的纸浆制造设备（或后续保温材料制造设备），包括技术转让，投资费用约2000万元，采取交钥匙工程方式。产品选向：沥青包装袋纸、特种TTM纸、特种SLB纸等；生产规模：年产2万吨，日产60吨；供电工程：本项目全厂电器设备装机容量为28,000KVA；产品质量标准：中华人民共和国行业标准和企标QB/T3516-1999和GB/T7968-1996西北首条粉煤灰造纸浆生产线年底在天富投产吃下黑灰吐出白纸粉煤灰也能造纸了西北首条粉煤灰造纸浆生产线年底在天富投产粉煤灰也能造纸了！这在今年年底就将变成现实。由天富热电股份公司与厦门榕兴纸业制造有限公司同投资成立的新疆天富特种纤维纸浆制造有限公司，目前已进入设备安装的攻坚阶段，预计11月完成生产系统调试，12月达到产品生产要求。这将是西北地区建成的首条粉煤灰造纸浆生产线，从此，煤灰废渣即将在石河子变成白纸。粉煤灰，是煤炭在锅炉中燃烧后产生的固态颗粒，如不妥善处理，会对环境造成污染。天富热电与厦门榕兴纸业制造有限公司同合作开发的“粉煤灰超细纤维配抄成特种纸产业化项目”，采用“以粉煤灰为原料制造超细纤维的方法”、“粉煤灰纤维纸浆及其原料的造纸方法”等国家发明专利，将粉煤灰作为原料与其它辅料按配方混合，经调整后使之与生产设备的工艺参数配套，生产出直径、纤维长度、韧度、强度和渣球含量达到技术要求的超细纤维，然后采用先进的工艺技术和设备对初纤维进行物理深加工和化学改性处理后，就可制造出粉煤灰纤维纸浆。使用这种高科技绿色环保技术，可将固体废弃物资源化，减少耕地的占用和废弃物的排放，降低了生产成本。利用粉煤灰纤维纸浆在造纸过程中代替30％至50％的植物纤维纸浆，节约了大量的木材资源，而且克服了传统造纸行业用水量大的弊端，大幅度减少了水资源的消耗和污染，对保护生态环境、实现可持续发展具有深远影响。利用粉煤灰纤维纸浆生产的各种纸张制品，具有防火、耐高、吸湿率小、防腐、防蛀等特点，纸张的柔韧性、抗折性、耐破度、光感度等表面性能稳定，而且没有材料辐射的危害。产品可广泛用于国防、文教、化工、建材等领域，尤其是作包装材料可替代聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等塑料包装材料，生产沥青包装袋、水泥包装袋、化工产品包装袋等，使用后易于回收和处理，无二次污染。该纸制品物理性能达到植物纤维纸张的同等性能，而且在耐水性、防火性和耐腐蚀性方面优于植物纤维纸张，市场前景广阔。天富特种纤维纸浆制造有限公司坐落在石河子开发区北工业园区，占地面积50亩，一期建设两条年产3万吨的生产线，可处理粉煤灰7.8万吨，项目的总体规划为年产30万吨特种纤维纸浆，可将天富热电股份公司所属的东、西、南三个热电厂的粉煤灰全部综合利用，实现固体废弃物“零排放”。此项目为石河子地区的粉煤灰综合利用开辟新的途径，不但能够取得环保和经济双重效益，也将成为造循环经济产业链的示范工程。年产8000吨粉煤灰超细纤维纸浆板一、总论项目主要实施条件1、项目名称：年产8000吨粉煤灰超细纤维纸浆板2、项目所在地：3、项目实施单位：南京新源天节能技术研究中心5、总投资规模：1480万元人民币（设备投资980万元，厂房投资200万元，流动资金300万元）项目性质：重大新技术环保绿色产品、国家级新产品、利用工业废渣，粉煤灰生产特种纤维，国家专利产品。二、概述目前世界造纸过度采伐造成全球森林资源匮乏，生态环境恶化，依靠损害生存环境发展经济的负面效应引起了全人类的普遍关注，世界发达国家在采用植林造纸，林纸一体化造纸业发展模式的同时，注重废纸的回收利用，以实现环境效益和经济效益双赢的目的。我国是个造纸林木资源匮乏、纸品消费量大于生产量增长，纸品及原料高度依赖进口的发展中大国。人均森林蓄积量只有9.05立方米，仅为世界平均水平（72立方米）的13%，居世界第119位。然而我国是世界上仅次于美国的第二大纸品生产和消费大国。2002年纸品产量3780万吨，消费量4332万吨，分别占世界总量的10%和14%。纸品及原料大量进口，尤其木浆进口量以22%的速度增长；2002年我国进口造纸原材料和纸品共计1875万吨，耗用外汇70多亿美元，仅次于石油、钢材，居第三位，木浆进口量已为世界发达国家德国的1.6倍，居世界第一。按国家造纸工业发展的要求。将造纸原料中木浆比例由目前的5%-6%提高到20%，要进口全球木浆净交易量的80%；如果赶上世界发达国家造纸（90%用木浆）水平，中国需要进口的木浆将是全世界净交易量的3.6倍。显而易见，依托消耗资源，即使地球上全部木浆交易总量也远不能满足我国国民经济迅速发展和人民生活水平不断提高对造纸业的要求。胡锦涛总书记指示：要“大力发展循环经济，抓好生态保护和建设，构建资源节约型国民经济和资源节省型社会”。我国轻工业“十五”发展规划“将调整产品及原料结构，扩大废纸回收利用”列为造纸行业发展的重点；2002年国务院批准并发布实施的，国家发计委、财政部和国家林业局《关于加快造纸工业原料林基地建设的若干意见》，规划投资718亿元，用15年时间在全国重点地区建设速生丰产造纸用材林基地，实现林纸一体化；我国造纸工业必须生态使用原材料，以林纸结合大循环与废纸回收利用小循环来构建循环经济的完整链条，缓解造纸原料瓶颈，逐步改善造纸原料和纸品高度依赖进口的局面。确保我国造纸工业的高速、可持续的发展。为从源头上保护森林资源，结合我国国情，提升我国造纸产业，推进循环经济的发展，迅速赶上和超过世界造纸业的先进水平，公司多年来与南京新源开节能技术研究中心瞄准造纸不砍树，保护人类生存环境这一全球造纸业久攻不下的重大课题，经过多年刻苦攻关，发明了粉煤灰无机纤维，并经过改性使之性能上等同于有机纤维，取代木浆及植物浆用于造纸原料的技术，同时溶入另一项预应力非织造织物的方法，采用新方法生产出的系列纸品。其先进性体现如下：1、传统造纸术的重大突破采用粉煤灰纤维造纸，一是在传统造纸的基础上进行了造纸原料结构的重大革命；二是把纸浆抄造在预应力状态下的经纬线上，生产出既具有传统纸品性能，又具有天然棉织物特点的经纬线牛皮纸及系列纸品。2、实现了造纸不再伐树，人与自然的和谐发展这几项专利技术突破了由纸浆纤维决定纸强度的传统造纸术，用经纬线决定纸强度，纸浆纤维成为填充料，实现了用非木浆代替木浆生产出比木浆纸的品质更高、品种更多、用途更广的纸品，从而破解了造纸必须砍树，影响生态环境的世界性造纸业难题。2、传统造纸进入了科学造纸的新时期这几项专利技术，还突破了传统造纸术纸纤维纵向偏斜，纸的横向强度永远小于纸的纵向强度，不能满足实用要求。这项发明通过改变经纬线的材质、规格的密度，选用不同纸浆，可任意调节经纬线牛皮纸的综合品质和纵、横向强度，实现了纸品满足实际使用的需要，使传统造纸的必然王国迈向了科学造纸的自由王国。4、走出了适合中国国情的造纸工业自己发展的道路这几项发明专利开辟了用非木浆代替木浆造纸，提升造纸产业的新途径，继承和创新了先人发明的造纸术，走上了利用粉煤灰等无机纤维造纸，适合我国国情、迎头赶上和超过世界造纸业的先进水平、具有中国特色的我国造纸工业自己发展的道路。使我国先人发明的造纸术重新走在世界的前列。5、社会效益巨大这几项技术及产品的推广，不仅有利于调整我国造纸原料和产品结构，提升我国造纸产业的水平和地位，也充分利用了工业废渣、粉煤灰。通过科学处理加工成纤而将无机纤维改性成为性能上等同于有机纤维，取代木浆及植物浆用于造纸原料，在变废为宝的同时节约了林木资源，保护了生态环境。对促进我国的经济与社会和人与自然的和谐发展，实现资源经济向循环经济的跨越具有极其深远的意义。三、项目研究依据1、国家知识产权局“粉煤灰纤维除渣方法”和“离心机风冷技术”发明专利2、国家知识产权局“制造具有预应力非织造物的方法”发明专利3、国家轻工业“十五”发展规划4、国家造纸工业（十五）发展规划5、国家发计委、财政部和国家林业局《关于加快造纸工业原料林基地建设的若干意见》6、国家标准GB3544-2001《造纸工业水污染物排放标准》7、国家标准GB/T7968-1996《纸袋纸》8、国家轻工业行业标准QB/T1460-1992《伸性纸》9、国家轻工业行业标准QB/T3516-1999《牛皮纸》10、国家标准GB9774-2002《水泥包装袋》11、国家资源部与发改委《可再生能源法》四、项目内容项目技术内容主要是以粉煤灰为原料年产8000吨特种超细纤维纸浆板。我国粉煤灰固废资源极为丰富，利用粉煤灰生产超细纤维纸浆板，技术含量高，创新性强；项目产品市场好；由于原料结构和环保效应，利用粉煤灰生产超细纤维纸浆板可降低成本25-35%（根据产品要求和原料结构不同而变化），利润附加值高；粉煤灰纤维制备、生产，形成绿色循环，与环境协调一致，不污染环境；与传统造纸浆技术相比，粉煤灰造纸浆节水节木，每吨可节约木浆60%以上，同时由于减少了木材和麦草制浆量，源头节水50%以上，相当每吨纸减少废水排放150吨以上，源头治污效果显著。该技术是造纸原料结构调整的一次改革，可创造巨大经济效益、环保效益和社会效益。五、项目优势（1）、技术优势该项目获得“粉煤灰纤维除渣方法”和“离心机风冷技术”、“制造具有预应分非织造物的方法”二项发明专利。目前该技术水平填补了国