社会力量奖
低质纤维原料化学机械浆节能清洁生产技术及核心装备
时间:2023-03-13 来源: 文字: 图片: 编辑:kxyj 点击:
主要完成人员:房桂干 邓拥军 沈葵忠 施英乔 范刚华 丁来保 盘爱享 潘清泉
主要完成单位:中国林业科学研究院林产化学工业研究所 江苏金沃机械有限公司 江苏天瑞新材料有限公司
项目起止时间:1996-2013年
获  奖  情  况 :2014中国轻工业联合会科技进步二等奖

我国年产生近8亿吨农业秸秆和2亿吨林木剩余物未得到有效利用,其不合理处置带来严重大气污染和环境生态问题。创新集成新型清洁制浆生产技术并产业化应用,实现节能减排和清洁生产,将实现低质纤维资源高值化利用目标。

本技术针对我国化机浆生产过程中,普遍存在的木片浸渍效果差、能耗高、化学品消耗高、废水难于处理等共性问题,在低质纤维原料均质浸渍理论、高效纤维解离、多点加药软化漂白、废水组合深度处理等关键技术进行了基础研究和应用开发,并取得了突破,自主开发出双螺旋挤压浸渍机和无架桥无短流高浓漂白反应仓等关键装备,取得了多项创新性成果:

1.创制了低质纤维原料均质浸渍技术及逆向挤压浸渍设备。研究揭示了低质木片的药液浸透机理,突破了低质纤维原料均质浸渍软化、药液高效渗透等关键技术难点,提出了疏通微孔通道、控制金属离子等预处理技术,针对性开发出高效纤维解离技术及关键装备,实现了低发热效应下物料的破碎和解离,既高效利用了电能又保护了纤维的完整性。

2.开发了化学机械法节能组合磨浆技术。揭示了低质纤维原料的物理结构、化学性质,制浆过程中关键因素对制浆性能的影响和作用机理,及化学预处理对磨浆节能的影响规律,开发出纤维解离和高浓磨浆组合的磨浆技术。物料破碎和纤维解离通过双螺旋挤压机实现,利用高浓磨浆机发展强度,全流程优化配置电能输入强度,大幅度降低了磨浆能耗,电耗降低30%以上。

3.研发了多点加药和药液回用的节水漂白技术。利用组合漂白技术手段,突破了抑制化学品无效分解技术瓶颈,解决了企业使用低质原料生产高档纸浆过程中漂白和节水方面的关键问题。创制了软化漂白一体仓,实现了纤维的充分软化,提高了漂白效率。经生产示范点应用和优化,节约化学品20%~30%。

4.发明了制浆废水催化氧化组合深度处理关键技术及废水处理装置。将自主开发的催化剂固定化、电化学及新型COD降解剂组合到Fe2++H2O2催化氧化反应体系中,解决了废水处理工序操作不稳定、化学品消耗高难题,大幅度增加了废水回用率。发明了多套废水处理装置,解决了厌氧反应器易酸败、钙化、不耐毒物冲击等难题。高浓化机浆废水综合处理成本降低26%以上。

项目实施期间,成功将自主研发的高效均质浸渍、节能磨浆、多点加药及废水高效处理等关键技术有效集成,创新设计了全国产装备的节能型清洁制浆生产线,实现了节能减排和清洁生产目标,打破了我国化机浆生产技术及装备长期被国外企业的垄断。与国外同类技术相比,设备投资减少3/4~4/5;节电30%、化学品用量减少20%~30%;技术水平居国内领先、国际先进水平。

建成全国产化装备清洁制浆生产线,实现成套技术与装备出口马来西亚等国,并推广应用十多省区30余条大中型生产线,技术辐射达60%以上。项目技术实施的3年间,高值化利用低质纤维原料约162万吨,节约优质木材268万m3,CO2减排近62万吨,减COD排放18.5万吨,增加就业岗位4000个。获授权发明专利7项、实用新型专利10项,发表学术论文108篇,其中SCI、EI和ISTP收录29篇。本项目技术成果的推广应用取得了显著的经济、社会和生态效益,提高了技术和装备的国际市场竞争力,有力推动和促进了制浆产业的技术进步和产业化进程。

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