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制漿生物煉制助力造紙工業邁向新階段

媒體:中國綠色時報  作者:中國綠色時報 2015/12/22 16:53:21

近年來,我國造紙工業在諸多不利的環境下,雖然做到了生產運營保持基本平穩,產銷基本平衡,主要經濟指標完成情況較好,但市場需求仍然趨弱,企業盈利空間持續收窄,行業整體尚未走出疲軟。

在全球經濟深度調整和我國發展進入新常態的大背景下,造紙行業在提高行業發展質量和效益為根本任務下,在構筑科技創新型、資源節約型、環境友好型、質量效益型的綠色紙業發展總目標下,必須加大產品升級、結構調整力度,才能適應市場需求變化、主動應對更大挑戰。應對挑戰的重要戰略之一就是發展制漿生物煉制,達到一方面綜合利用木質纖維生物質,另一方面高值化制漿造紙產品,實現綜合利用、產品升級、結構調整的目的。

在可持續資源戰略中,生物質資源以其原料來源豐富、再生速度快、減少溫室氣體排放、促進農業經濟可持續發展等優勢而成為世界各國競相發展的重要產業。據統計,全球每年產生的生物質約為1400×109‐1800×109噸,其能量相當于世界總能耗的10倍。目前生物質有效利用率不到1%,具有極大的發展潛力。其中,木質纖維生物質是地球上最豐富的可再生生物質資源,主要包括木材、農業生產廢棄物(秸稈、谷殼、麩皮、蔗渣等)、林產加工廢棄物及各類能源植物,其主要由纖維素、半纖維素和木質素三大成分組成。木質纖維生物質可通過生物煉制的方法,即通過熱化學轉化、生物催化轉化、化學催化轉化及組合轉化等方法,將其轉化為生物能源、生物基化學品及生物基材料,這對能源對外依賴度極高的我國來說,發展木質纖維生物煉制極為緊迫、重要。

木質纖維生物煉制就是以木質纖維生物質為原料,通過熱化學轉化、生物催化轉化、化學催化轉化及組合轉化等方法,將木質纖維生物質轉化為生物基能源、生物基化學品及生物基材料的過程。美國國家再生能源實驗室將生物煉制定義為:以生物質為原料,將生物質轉化工藝和設備相結合,用來生產燃料、電熱能和化學產品集成的裝置?,F代生物質產業的概念,是指利用可再生的有機物質,包括農作物、樹木等植物及其殘體、畜禽糞便、有機廢棄物,通過工業加工轉化,進行生物基產品、生物燃料和生物能源生產的一種新興產業。

與石油類似,木質纖維生物質也具有復雜的組分。木質纖維生物煉制的原料是木質纖維生物質,它包括農業木質纖維素生物質(如草類、蘆葦等)、林業木質纖維生物質(如木材及其廢棄物)、城市木質纖維廢棄物(如紙張、紙板等)。木質纖維生物質通過各種生物煉制技術,包括生物技術、化學技術、熱化學技術、熱力學技術、物理技術及它們的組合技術處理,取決于生物煉制技術的種類和方式,可得到生物基能源、生物基化學品和生物基材料,生物基化學品包括初級產物、平臺化合物和精細化學品。初級生物煉制產物包括纖維、纖維素、半纖維素、木質素和其他產物,它們的價值常常較紙和紙制品的價值高;平臺化合物包括纖維素基、半纖維素基和木質素基的能源、化學品及材料的平臺化合物,平臺化合物是化學工業的基石;平臺化合物可進一步轉換成附加值更高的精細化學品。

造紙制漿過程具有生物煉制的特點。制漿原料就是木質纖維生物質,制漿過程就是利用化學能、熱能、生物能和機械能解離、分離和提高木質纖維生物質品質的過程,它的過程產品主要為纖維。因此,制漿過程實質上就是初級生物煉制過程。通過制漿過程可得到初級木質纖維生物煉制產品,即纖維素、半纖維素和木質素等;這些初級木質纖維生物煉制產物可進一步轉化成平臺化合物和高附加值產品。制漿過程在原料、技術等方面,與木質纖維生物煉制原料、技術及過程方面非常相似,具有相當的默契,對制漿過程進行改良或重組,可構成完整的、高級的生物煉制過程。由于制漿原料的可再生性,制漿技術的先進性和綜合性,制漿生物煉制將具有技術優勢、經濟性,極具發展前景。

石油煉制化學工業將進入后時代,發展利用可再生生物質資源的生物煉制,將成為我國解決能源、化學品和材料問題的戰略性選擇,將得到國家和造紙產業界的重視和開發。

質纖維生物質資源極為豐富,通過木質纖維生物煉制,可將木質纖維生物質轉化為生物基能源、生物基化學品及生物基材料。木質纖維生物煉制是生物煉制最重要的組成部分。將石油煉制、生物煉制和制漿技術相結合,是攻克木質纖維生物質預處理、轉化、分離等相關的共性、關鍵技術的途徑。制漿過程和木質纖維生物煉制過程在原料、技術和產品上有許多共同點,對制漿造紙產品進行重新規劃定位,據此對原有的制漿造紙過程進行科學革新、整合,實行制漿生物煉制,將迎來制漿造紙產品升級、結構調整的新階段。

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