[00101410]非木材生物酶法制浆漂白清洁生产新技术
                
                    
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                        类型:
                        非专利
                    
                    
                    
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                        通过中试
                    
                    
                    
                    
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                    所在地:四川成都市
                    
                    
                        - 服务承诺
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                             对所交付的所有资料进行保密  
- 如实描述
 
             
            
            
         
        
            
                
技术详细介绍
            
            一、项目背景
    制浆造纸工业是一个国家的基础与支柱性产业之一。我国是制浆造纸工业大国。随着木材资源问题给造纸行业的压力加大,人们越来越重视非木材资源的利用;非木材纤维原料制浆在世界范围内可望由现在的10%~12%提高到2015年的15%~18%。我国森林资源匮乏,森林覆盖率只有16.35%,加上人口众多,一直以非木材为造纸原料。非木材原料制浆漂白,关键是如何减轻蒸煮黑液污染。我国非木材制浆厂多为中小企业,技术落后,资金短缺,难于一次性高投入进行污染治理。然而,传统的制浆造纸工业是耗能和环境污染大户,如何消除污染、降低制浆漂白过程的能耗和化学药剂用量,是生物制浆产生的背景。
    我国在20世纪90年代初期开始系统进行生物制浆化学的研究。多年来,国内许多高等院校和研究机构在降解木素的微生物菌种选育,木素降解的机理,草类生物的制浆、废纸酶法脱黑生物漂白化学,含氯漂白废水污染物的白腐菌降解以及皮纤维的生物制浆等方面做了很多的研究,取得了显著的研究成果,并在国际上有相当的影响,占有一定的地位。
二、生物酶法制浆原理
    根据原材料的不同,应用各种不同的生物酶,在适当的条件下对各种非木材植物中的纤维素,半纤维素、木质素及果胶、糖、蛋白质类快速转化为其它可溶液可挥发物质(对造纸、制浆没有影响),因为生物酶有对木质素软化的作用,可保留一定的木质素,在不影响制浆造纸的前题下,减少了水处理的负担。
    生物酶法制浆“黑液”较少,产生的“黑液”中基本上没有细小纤维素、半纤维素、果胶、糖、蛋白的残留,只有少量的木质素和泥沙。COD通常不超过2000,通过生物处理完全可以回用,所以完全可以达到“零排放”。
    如果生产漂白浆,可采用H2O2加生物酶混合漂白法、产品和用水中不存在残留。这抄纸所用的中段水可排放在氧化物中氧化,再回用。
三、工艺流程
    本色浆:
切草    除杂    汽爆膨化    加酶搅拌    酶解发酵    挤压    洗浆
筛选    磨浆    筛浆    成浆    抄纸    成品
注:挤压水收回到发酵液储存池备用。抄纸水放入氧化池中处理回用。
    漂白浆:
切草    除杂    汽爆膨化    加酶搅拌    酶解发酵     挤压    洗浆
    
  筛选    漂白    磨浆    筛浆     配浆     成浆池     抄纸    成品
注:使用水处理同上。
四、生物酶法制浆造纸的特点:
    生物酶法制浆造纸工艺技术相比具有三高、三低的特点,三高是指产品质量高,制浆得率高,投资回报率高;三低是指建设投资低,运用成本低,能源消耗低。
    1、得浆率高(以100%麦草,苇草漂白浆例)
    表一、生物酶法制浆工艺制浆得浆率比较表
	传说法漂白制浆	生物酶法制浆	提高比例
得浆率	最高40%	70%—75%	75%—88%
        表二、生物法制浆的品质好,质量可达到木浆标准
性能	单位	漂白浆	QB标准B等
抗张指数	N.m/g	86	70.9
撕裂指数	mN.m2/g	9.67	7.10
耐折度	次	1452	
白度	%lSO	84.7	80
粘度	ml/g	707	600
紧度	g/cm2	0.64	
        表三、少占地
生特酶法制浆制浆占地面积比较表(以年产10万吨为例)
	传法制浆漂白	生物酶法制浆	节省比例
占地	400亩左右	200亩以下	50%以上
    表四、建设投资少
生物酶法制浆法制浆投资额度比较表(年产10万吨)
	传法制浆	生物酶法制浆	节省比例
投资度	3-4亿元	1.36亿元	55%-66%
        第五、节水、节电、节气
	传法制浆	生特酶法制浆	节省比例
用水量/制浆	100吨以上	4吨	96%
用电量/制浆	800千瓦小时/吨	656千瓦小时/吨	18%
用汽量/制浆	3.59吨	0.65吨	82%
         表六、节成本
生物酶法制1吨浆制浆成本对比表
	传法制浆	生物酶法制浆	节省比例
成本	3000元/吨	1866元/吨	33%
       五、生物酶法制浆工艺的重要作用
    生物酶法制浆工艺增加秸秆原料的充分利用率入手,在原料、膨化,发酵,磨浆,筛选,漂洗,漂白,分段循环水处理等环节中运用微生物作用使木质素改性,提高得浆率,全过程清洁生产。
    1、彻底解决了制浆程中的污染问题
生物酶法制浆新工艺的应用,在整个制浆生产过程中无蒸煮,无强酸,强碱,用水不排放,没有臭气和黑液,彻底解决了传统化学制浆生中严重污染环境的问题。
    2、开源节流型制浆新时代
传统制浆得浆率为40%左右,生物酶法制浆得浆率为70%-75%,秸秆的生物利用率为100%,1.5吨秸秆可制成1吨,比传统的2.8-3吨制1吨高出50%左右,在生产中采用生物酶法制浆1吨只用水4吨,而传统制浆用水量在100吨以上,节约用水20倍以上。
    3、用秸秆制浆代替木材,保护可贵的木材资源
我国森林资源少,没有充足的木材资源发展造纸,70%木浆靠进口,同时需要进口大量废纸木浆的不足,2005年我国进口1703万吨的废纸,进口量占全世界废纸可出口量的55%以上,生物酶法制浆的问世可使大量的秸秆得到充分应用,既能增加农民收入,又能解决秸秆燃烧的污染环境问题,同时节省了大量木材。
    4、利润空间大,产品竞争力强
应用生物酶法制浆每吨漂白浆的成本在2800左右,而现在的纸市场售价为6000-7000元左右,每吨就有1倍的利润空间,由于我国的纸原料多依靠进口,由于原料进口价格提高等原因,纸品生产成本大幅提高将不可避免,加上能源价格日益上涨,生物酶法制浆的优势越来越大。利润空间也会越来越大。
    六、项目的意义和必要性
    1、发展农村经济的需要
    我国是农业大国,每年产出7亿多吨秸秆,但实际利用率不到20%,大部分被丢弃或被梵烧,不仅浪费资源而且污染环境,发展生物酶法制浆造纸,使秸秆变纸浆,农民每吨秸秆售200元人民币相当于每亩地增加收入200元。在对于建设和谐的社会主义新农村,推动农村经济发展具有重大意义。
    2、节约有限资源的需要
    我国的林业资源极其短缺,发展以秸秆为原材料制浆造纸,既加快了我国造纸工业发展的 步伐,又有效保护了林业资源。
    3、推进行业进步的需要
    生物酶法制浆造纸的成功,是造纸行业的重大革新,对行业技术进步是一次跨越。
            
                一、项目背景
    制浆造纸工业是一个国家的基础与支柱性产业之一。我国是制浆造纸工业大国。随着木材资源问题给造纸行业的压力加大,人们越来越重视非木材资源的利用;非木材纤维原料制浆在世界范围内可望由现在的10%~12%提高到2015年的15%~18%。我国森林资源匮乏,森林覆盖率只有16.35%,加上人口众多,一直以非木材为造纸原料。非木材原料制浆漂白,关键是如何减轻蒸煮黑液污染。我国非木材制浆厂多为中小企业,技术落后,资金短缺,难于一次性高投入进行污染治理。然而,传统的制浆造纸工业是耗能和环境污染大户,如何消除污染、降低制浆漂白过程的能耗和化学药剂用量,是生物制浆产生的背景。
    我国在20世纪90年代初期开始系统进行生物制浆化学的研究。多年来,国内许多高等院校和研究机构在降解木素的微生物菌种选育,木素降解的机理,草类生物的制浆、废纸酶法脱黑生物漂白化学,含氯漂白废水污染物的白腐菌降解以及皮纤维的生物制浆等方面做了很多的研究,取得了显著的研究成果,并在国际上有相当的影响,占有一定的地位。
二、生物酶法制浆原理
    根据原材料的不同,应用各种不同的生物酶,在适当的条件下对各种非木材植物中的纤维素,半纤维素、木质素及果胶、糖、蛋白质类快速转化为其它可溶液可挥发物质(对造纸、制浆没有影响),因为生物酶有对木质素软化的作用,可保留一定的木质素,在不影响制浆造纸的前题下,减少了水处理的负担。
    生物酶法制浆“黑液”较少,产生的“黑液”中基本上没有细小纤维素、半纤维素、果胶、糖、蛋白的残留,只有少量的木质素和泥沙。COD通常不超过2000,通过生物处理完全可以回用,所以完全可以达到“零排放”。
    如果生产漂白浆,可采用H2O2加生物酶混合漂白法、产品和用水中不存在残留。这抄纸所用的中段水可排放在氧化物中氧化,再回用。
三、工艺流程
    本色浆:
切草    除杂    汽爆膨化    加酶搅拌    酶解发酵    挤压    洗浆
筛选    磨浆    筛浆    成浆    抄纸    成品
注:挤压水收回到发酵液储存池备用。抄纸水放入氧化池中处理回用。
    漂白浆:
切草    除杂    汽爆膨化    加酶搅拌    酶解发酵     挤压    洗浆
    
  筛选    漂白    磨浆    筛浆     配浆     成浆池     抄纸    成品
注:使用水处理同上。
四、生物酶法制浆造纸的特点:
    生物酶法制浆造纸工艺技术相比具有三高、三低的特点,三高是指产品质量高,制浆得率高,投资回报率高;三低是指建设投资低,运用成本低,能源消耗低。
    1、得浆率高(以100%麦草,苇草漂白浆例)
    表一、生物酶法制浆工艺制浆得浆率比较表
	传说法漂白制浆	生物酶法制浆	提高比例
得浆率	最高40%	70%—75%	75%—88%
        表二、生物法制浆的品质好,质量可达到木浆标准
性能	单位	漂白浆	QB标准B等
抗张指数	N.m/g	86	70.9
撕裂指数	mN.m2/g	9.67	7.10
耐折度	次	1452	
白度	%lSO	84.7	80
粘度	ml/g	707	600
紧度	g/cm2	0.64	
        表三、少占地
生特酶法制浆制浆占地面积比较表(以年产10万吨为例)
	传法制浆漂白	生物酶法制浆	节省比例
占地	400亩左右	200亩以下	50%以上
    表四、建设投资少
生物酶法制浆法制浆投资额度比较表(年产10万吨)
	传法制浆	生物酶法制浆	节省比例
投资度	3-4亿元	1.36亿元	55%-66%
        第五、节水、节电、节气
	传法制浆	生特酶法制浆	节省比例
用水量/制浆	100吨以上	4吨	96%
用电量/制浆	800千瓦小时/吨	656千瓦小时/吨	18%
用汽量/制浆	3.59吨	0.65吨	82%
         表六、节成本
生物酶法制1吨浆制浆成本对比表
	传法制浆	生物酶法制浆	节省比例
成本	3000元/吨	1866元/吨	33%
       五、生物酶法制浆工艺的重要作用
    生物酶法制浆工艺增加秸秆原料的充分利用率入手,在原料、膨化,发酵,磨浆,筛选,漂洗,漂白,分段循环水处理等环节中运用微生物作用使木质素改性,提高得浆率,全过程清洁生产。
    1、彻底解决了制浆程中的污染问题
生物酶法制浆新工艺的应用,在整个制浆生产过程中无蒸煮,无强酸,强碱,用水不排放,没有臭气和黑液,彻底解决了传统化学制浆生中严重污染环境的问题。
    2、开源节流型制浆新时代
传统制浆得浆率为40%左右,生物酶法制浆得浆率为70%-75%,秸秆的生物利用率为100%,1.5吨秸秆可制成1吨,比传统的2.8-3吨制1吨高出50%左右,在生产中采用生物酶法制浆1吨只用水4吨,而传统制浆用水量在100吨以上,节约用水20倍以上。
    3、用秸秆制浆代替木材,保护可贵的木材资源
我国森林资源少,没有充足的木材资源发展造纸,70%木浆靠进口,同时需要进口大量废纸木浆的不足,2005年我国进口1703万吨的废纸,进口量占全世界废纸可出口量的55%以上,生物酶法制浆的问世可使大量的秸秆得到充分应用,既能增加农民收入,又能解决秸秆燃烧的污染环境问题,同时节省了大量木材。
    4、利润空间大,产品竞争力强
应用生物酶法制浆每吨漂白浆的成本在2800左右,而现在的纸市场售价为6000-7000元左右,每吨就有1倍的利润空间,由于我国的纸原料多依靠进口,由于原料进口价格提高等原因,纸品生产成本大幅提高将不可避免,加上能源价格日益上涨,生物酶法制浆的优势越来越大。利润空间也会越来越大。
    六、项目的意义和必要性
    1、发展农村经济的需要
    我国是农业大国,每年产出7亿多吨秸秆,但实际利用率不到20%,大部分被丢弃或被梵烧,不仅浪费资源而且污染环境,发展生物酶法制浆造纸,使秸秆变纸浆,农民每吨秸秆售200元人民币相当于每亩地增加收入200元。在对于建设和谐的社会主义新农村,推动农村经济发展具有重大意义。
    2、节约有限资源的需要
    我国的林业资源极其短缺,发展以秸秆为原材料制浆造纸,既加快了我国造纸工业发展的 步伐,又有效保护了林业资源。
    3、推进行业进步的需要
    生物酶法制浆造纸的成功,是造纸行业的重大革新,对行业技术进步是一次跨越。