做座制浆漂白和化学品回收我们能走多远

制浆、漂白和化学品回收：我们能走多远

木材纤维的分离和重组以及造纸，是一项仍在继续开发的科学，寻求更有效、更经济的方法，把木材制成纸浆纤维，回收制浆蒸煮化学药品和把纸浆漂成白色，这些课题是没有完结的。前十年中，这些研究课题，继续产生成果。开发更合理的制浆方法和工艺控制系统，使纸浆厂可以按照顾客的要求，生产特种纸浆。人们就此提出了一个问题：离“设计者”（designer）纸浆的生产还有多远？

顾客推动纸浆生产

Lars－Ake Llndstrom是Valmet在瑞典Sundswall的Fibertech科研开发（RTD）和产品管理副总裁，他们看到今后的趋向，是在注视顾客的需求，而不一定是商品纸浆生产者的意图。他解释说：商品纸浆生产者和综合造纸厂，可以采用种种方法，使终端产品的质量、性能达到需用者的要求。他说：“纸厂唯有原材料紧缺1张牌可打我将看到，在这领域里，正在继续努力对着移动的目标，瞄准射击，继续开发和改进纸浆质量。这种发展趋向将是没有固定终点的”。

Linstrorn说：“纸浆设计和开发的步调，决定于三个相互关联的因素。这就是原料的性状及其适用性、新制浆技术的开发，以及纸、纸板和卫生纸企业的新产品开发”。

原料必定是一项关键因素。Bertil Stromberg，是Andrltz－Ahlstrom Corp的蒸煮、扩散洗浆工艺技术部主任，他注意到：原料必定是一项关键因素。他指出：“不同原料制成的纸浆，具有不同的原始性能。”“这就要求工 厂做好木材原料管理工作”。他继续说：“工厂已按不同的木材原料品种，如：衫木、松木、阔叶树木材、制材厂剩余物和原木等等，在原木场中，分类贮存管理；按纸浆品种的需要，把这些原料搭配混合”。

使用不同树种，生产纸浆，要求化学纸浆生产设备，具有较大的灵活性能。他说：“例如，在不同的蒸煮过程中，采用不同的碱比（木片与蒸煮用碱的比率）和温度曲线，可以提高纸浆的原有性能。现在，我们还可以提高纸浆得率”。

但是，生产“设计者”纸浆的最大困难，可能是新纸浆生产线的能力。Stromberg解释说：“大厂转向单条生产线的趋势，对特种纸浆，特别是销量不大的产品来说，恰恰相反，使生产管理难以处理”。

Lulz Fernando Brandao是巴西按木纸浆巨人Aracruz公司的信息部经理。这个公司的基地在Rio de Janeiro。Brandao说：“规模较小的纸浆厂，比较便于生产顾客要求的产品。小厂比较灵活，容易变更其工艺参数和原料品种。但是，对年产量达百万吨的大浆厂来说，就稍有不同了。大纸浆厂是按其大宗原料，制订其生产工艺，并且，难以改变。大厂只有少数产品品种能够符合多种市场需要，采用可行的方法进行经济合理的生产。”

Mike Stephen是 Thermo Black Clawson纸浆生产线和制浆药液集团的销售经理。他认为：现在回答“设计者”纸按下控制面板上“油泵”按钮浆的趋向，是否将继续进行，并兴盛起来，还为时过早。他说：“按顾客要求订货生产，带来的费用开支，特别是发生的附加库存量，可能长期妨碍这种趋向的发展。也要考虑到，附加的工艺控制，是添加在工厂职工身上的一种负担，将使纸业难以吸引年轻的工程师。附加的工艺控制，要求增加输入附加数据和控制系统，这就可能限制工厂接受这种订货的能力。”

TCF／ECF的开发

全世界的纸浆厂，都在设置新的TCF和ECF漂白工艺程序。在比较高度发达的国家中，传统的氯气漂白，几乎全部转化了。除掉环境保护的要求外，工厂发现，这些转化还有其潜在效益。

Brandao说：“转化为ECF或TCF，不一定有潜在效益。多数情况是环境保护和市场的要求”。

Stephens注意到，ECF／TCF纸浆的生产，成本较高，促使工厂去学习提高纸浆得率、降低筛选浆渣和从纸浆废水中回收纤维等等措施，以降低废料损失。他说：“纸浆和二氧化氯（CIO）的生产成本相结合，要求有较好的工艺控制，降低未漂纸浆卡伯值的标准误差，降低纸浆漂白成本，并保证漂白纸浆的白度和滤水度”。

Lindstrom考虑到，ECF和TCF技术的评估刚在开始。他看到，当面临技术变更时，造纸工作者总会愿意退回到旧有的技术路线上去，如氯气漂白；并且，低估了新技术的潜力。他说：这种倾向有另一个事例，这就是早先对氧脱术素缺乏热情。他说：“早在1970年代期，就出现了氧脱木素技术。但直到1980年代中期，才成为化学纸浆生产线的组成部份，成为精制纸浆措施和新一代氧漂系统的 先导”。

Llndstrom继续说：“可以看到，ECF和TCF有同样的发展趋向，当技术单套装置范围到达5万吨/年达到成熟时，投资和运行费用都会有所降低”。

Strombers注意到，快速转化为TCF，将有两种化学品，即过氧化合物和臭氧，带入工厂的实际生产之中。这两种 化学品，对ECF纸浆的质量、生产成本和工厂废水是有利的。

他说：“工厂使用二氧化氯，可使纸浆强度有所提高，抽提物含量降低”。“TCF纸浆的生产，主要决定于采用的流程和设备。例如使用臭氧可以减少树脂障碍（PitCh）和纸浆反黄。使用过氧化氢，可能出现相反的作用”。

酶处理的出现

一些工厂试用酶处理，强化纸浆漂白。酶的试验研究，现在工业实验室中进行。有人提问：酶可有哪些效用，以及在 造纸工艺中的前途如何？

Olavi Pikka是Andritz－Ahlstrom 制浆和碱回收系统的技术主任，他相信酶处理法将继续成长和发展。他提出：“问题在于它在比较严格的环境保护要求中的作用。高温和封闭循环的滤液系统，限制酶处理法的适用性。但这些困难，今后是可以克服的。酶处理将对制浆用木材的备料，带来巨大的良好作用”。

Lindstrom设想，现在，硫酸盐法纸浆漂白，采用酶处理，效果不太好。但他也想到，通过进一步的研究，可能取得成功。他说：“并不奇怪，纸浆或木片，经过良好的酶处理，将成为今后化学纸浆生产技术中的一个组成部分”。

Brandao注意到，有些工厂已在漂白工艺过程中使用酶，并以日本王子公司（On PaPer）为例证。但他说，酶仍是非常昂贵和很难控制的。他说：酶漂白需要很稳定的工艺过程。并且，只能允许有很小的变化。“PH的变化，会杀死酶；并且，糟蹋大量产品”。他仍总结说，纸业 总应尽快采用任何已经证实的技术改进。

Art J．Ragauskas是美国造纸科学技术研究所（The Institute of PaPer Set－ence and Technology，Atlanta，Georgia，U．S．A以下简称IPST）的特许会员，他相信，生物技术将来的发展，会给予纸浆生产者带来巨大的利益。他认为：最近IPST所做的酶和生物漂白的研究，是生物技术开发工作的另一分支。“旧报纸脱墨，和其他废纸纸浆，采用酶处理，是生物技术研究项目的一个事例。现已成为工业化项目。现在，还有一些科研项目要对龙煤团体进行员工的组织化分流，如采用酶或真菌处理，控制树脂障碍，也进入工业化试验研究”。

Ragauskas说：最近，在IPST的研究活动中，集中于漆酶（laccase）生物漂白作用。为了帮助漆酶的生物漂白作用，研究采用漆酶和其他含氧还原酶（OX－），以求改进富含本素的纸浆纤维表面。帮助纸业生物技术开发的同时，IPST已建立了互联站：hffP：／home．lpst．edu／～aragau。k／Bio－Tech Road Map／bio－tech road map．html。

机械纸浆的改进

Helnrlch Muenster是Andrltz－Ahlstrom制浆造纸业务开发执行人员，他指出：在机械木浆范畴里，研究工作仍在继续进行；并且，在全世界机械木浆的年产量中，用木片和盘磨机生产的机械木浆（包括RMP，TMP，BCTM）的年产量，已超过了磨石磨木浆的年产量。Andritz－Ahlstrom在机械木浆方面的大部分科研开发工作，集中在降低机械木浆的整体生产成本，特别是在节约电力消耗，以及改进纸浆白度、成纸的印刷性能、强度和洁净度。

提高机械木浆的不透明度和光散射系数，便于工厂降低纸产品的定量；并可适应两面印刷的要求。降低印刷纸定量，可以减少印刷品的发行费用。

机械木浆的其他研究工作，如生产更柔软的纸浆，以改进印刷纸的印刷性能。在纸浆中保留适量的细小纤维，使纸 页具有较好的匀度和较高的平滑度。

关于包装纸及纸板用的纸浆，其开发研究工作，仍在继续谋求提高纸浆的松厚度，以减轻制成纸及纸板的密度，并提高其挺度。这是包装纸的重要性能，同样也是复印纸和印刷纸，能够得到广泛使用的重要性能。

在机械木浆的过氧化氢漂白过程中，提高纸浆浓度、良好的搅拌混合作用、优化的工艺过程控制和良好的纸浆洗涤，可以改进纸浆漂白得到的终点白度。

现在，针叶树机械木浆可以漂得的白度为83－84％ISO，阔叶木BCTM的白度可达87％ISO。Muenster看到，BCTMP生产厂增加了对世界阔叶树硫酸盐法木浆低成本生产厂的竞争机会。

黑液气化的开发

化学纸浆生产厂，把对黑液气化系统作为传统碱回收炉的替代方案大有兴趣。黑液气化能否替代传统碱回收炉，或者，是否需要延长传统碱回收炉的寿命 和用途？这个问题好像仍难以判断。

Stephens注意到：首先，碱回收炉仍是硫酸盐法制浆厂中，花费投资最多的系统。黑液气化系统，需要能自我证明，其设备投资费用能有明显降低。他说：“气化有其优点。但黑液气化研究开发的费用很高。如想用黑液气化，替代传统碱回收炉，行业必须大力支持，并参与其开发工作”。

Brandao看到：已在使用传统碱回收炉的工厂，要改用黑液气化法，改造费用很大。他说：“黑液气化工艺，也需耗费大量能源”。“并将改变整个物料平衡”。他注意到：黑液气化在小规模的新建工厂中，可能得到了良好的成绩。但是，黑液气化系统在大厂生产中如何，尚无实践数据。

Karl Savlharju是Andrltz－Ahlstrom碱回收炉技术主任，他解释说：只有能提供能源的生物物质价格低于劣质燃料价格时，黑液压力气化系统才能具有超过传统碱回收炉的经济优势。他说：“现在的价格因素，不存在转化成为黑液气化系统的经济因素”。

Saviharju总结说：“关于开发黑液气化的一个保留因素，决定于政府部门对温室气体的反应”。由于环境保护的原因，迫使纸业花费大量资金去搞黑液气化。