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燃!造紙院士獲國家科技進步一等獎!

瀏覽次數:5 日期:2020-01-21 10:46:19

近日,北京人民大會堂,中共中央、國務院舉行國家科學技術獎勵大會,華南理工大學陳克復院士團隊項目成果——制漿造紙清潔生產與水污染全過程控制關鍵技術及產業化獲國家科學技術進步獎一等獎。團隊負責人、中國工程院院士陳克復向媒體講述如何摘掉造紙“污染大戶”帽子背后的技術創新。

紙張隨處可見。“少用一張紙、少砍一棵樹”的宣傳語也常見。不過這并不準確。據專家介紹,國內每年接近1億噸的造紙原料并非砍樹得來,其中65%來自廢紙回收再造紙。

長期以來,公眾對造紙的第一印象就是污染。如何大幅減少造紙行業廢水污染?摘掉造紙“污染大戶”的帽子?華南理工大學陳克復院士團隊深耕行業、鉆研十載,團隊研發覆蓋化機漿、化學漿、廢紙漿和造紙等所有工藝過程的清潔生產技術,突破10項關鍵技術及11項支撐技術,取得了10多項成果,形成5套先進可靠的技術體系。如今,造紙行業廢水與COD排放總量分別比2011年下降38.2%和55%,實現了制漿造紙清潔生產與水污染全過程控制,完成了國家提出整治造紙行業水污染的重要任務。

創新點1:化機漿廢水全資源化利用

造紙工藝中,如何將廢水再利用,是個難題。陳克復介紹,化學機械法制漿比化學法制漿所排廢水少,但前者的污染程度,尤其是廢水COD含量遠遠大于后者。“前者廢水COD最高可達每升1.5萬毫克,后者最高達6000毫克”。不過,常規廢水處理方法難以使廢水中COD含量達到國家標準。于是,團隊提出化機漿廢水全資源化利用的方法,將其他行業設備改進后用在造紙行業將廢水濃縮。團隊創新性的將機械蒸汽再壓縮蒸發技術應用于化學機械法制漿廢水的預蒸發,再結合多效蒸發器進一步濃縮后送堿回收系統燃燒處理,實現了水污染物的資源化利用。解決了COD濃度高(10000mg/L以上)、污染負荷重、常規處理方法難以達標的特殊廢水處理難題。這一技術在大產能生產線上的應用,在國際上尚屬首次。

此外,團隊創新制漿造紙末端廢水三級深度處理技術,實現污泥減量和資源化利用,在減少廢水處理成本的同時實現COD的超低排放,排放指標遠優于歐盟標準,達到國際領先水平。

創新點2:化學法制漿清潔生產,實現水污染全過程控制

在造紙行業,化學法制漿原料利用率低、污染大,如何實現原料組分高效分離全利用、減少污染是造紙專業領域最受關注的技術難題。“此前沒有工廠可以實現連續分離。”陳克復說。團隊創新研發連續水解蒸煮技術及協調深度脫木素技術,創新性地解決了該難題。同時,團隊研發化學法制漿壓力強化堿抽提技術和雙流程兼容的清潔漂白技術,實現水污染全過程控制,廢水量和COD等污染物大幅度減少。技術的產業化之路并非坦途。陳克復回憶,在一個項目帶料調試中,漿料卡在洗漿機中無法進入后續工序,如不能及時解決該問題,整個生產就要被迫停止。團隊通過檢查發現這臺洗漿機是供應商消化吸收的新產品,洗漿機散料棍的結構和以往的洗漿機不同,新機尚未經過生產試驗,經過現場近三個晝夜的分析和不斷調試,團隊提出正確的安裝方案后,洗漿機得以正常運行,卡脖子環節被打通。

創新點3:消除廢紙脫墨廢水污染,廢紙制漿水重復利用率大于95%

團隊調查發現,廢紙制漿過程中排放的廢水里COD含量達到2000-3000毫克/每升。“廢紙制漿中產生污染最多的過程在脫墨。”陳克復說,針對廢紙制漿堿性脫墨污染負荷重的難題,團隊創新研發了廢紙制漿近中性脫墨技術和造紙廢水梯級循環回用技術,實現廢紙制漿水重復利用率大于95%,造紙水重復利用率大于90%,節約了新鮮水的用量,大幅減少廢水排放。由于廢紙制漿造紙生產線產量非常大,且不間斷運行,研發的中性脫墨技術首先要在生產線上做生產實驗,研發團隊和生產團隊因此協同合作,在每次計劃停機前進行中試實驗,減少對產品質量產量的影響,同時在計劃停機時對堿性脫墨系統設備進行評估。

此外,團隊研發了造紙深度處理污泥電滲透污泥脫水處理技術,實現污泥由原來的30%干度提高到45%以上,為后續的資源化利用提供有力的技術支撐。

造紙行業的工藝過程多、原料復雜,少了哪一個都不行。”陳克復說,原來造紙企業看重污水末端治理,需要建造每日承載幾萬噸廢水、廢紙的處理裝置,它的占地面積遠遠超過生產線的占地面積。團隊提出清潔生產與末端治理相結合的水污染全過程控制,改變了造紙行業水污染的治理模式。

如今,項目成果在現代化大型生產線實施產業化及推廣應用,構建了清潔生產與末端治理相結合的水污染全過程控制新模式,所推廣應用的企業,其清潔生產技術水平達到國際領先,單位產量廢水和COD排放指標遠優于歐盟標準,為造紙行業新舊動能轉換和綠色制造提供了示范。

(本文轉載網絡)


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