▲张勇安德里茨（中国）有限公司
化学制浆及动力技术部总经理
过去几年，因为废纸进口受到限制，不少企业在寻求纤维来源的途径上，考虑了原生浆的生产。无论是机械浆、半化浆、高卡浆还是漂白浆，近年来投入都比较大。我们看到过去两三年才有一个规模稍大浆厂的投资，但这两年每年都有两三个。化学浆项目的投资成了目前看得见的一个热门，但化学浆该怎么建，这里有些根本性的问题，需要在项目前期规划阶段，以及建设项目的时候充分考虑。这些根本性的问题，自然包括三废的问题，即废水、废气、废渣的问题；还有生产和消耗的问题，也就是能源效率，这也涉及浆厂的经济效益问题。
我们先说废水。要解决污染问题，首先要减少生产环节的废水排放。整个浆厂除了漂白浆生产过程需要排放废水以外，其他地方基本没有需要处理的废水排放。安德里茨采用新型的紧凑型双辊洗浆机，或者采用比较高效的鼓式置换洗浆机配合双辊洗浆机的方式，可以把漂白浆废水排放量减少到每吨浆不超过8吨。也就是说，生产一吨浆，需要处理的废水排放量不超过8立方米，这个数值目前来讲是非常低的。
另外，我们还要考虑水的回用问题。一般情况下，化学浆厂都会将废水排放到污水处理厂。但是，由于很多地方没有足够的处理后污水的排放容量，而且清水资源也比较匮乏，因此有些国内化学浆厂对于处理后的废水会采用反渗透过滤的方式进行回用。这种方式可以有效地解决水资源问题和减少水排放问题。在此基础上，我们希望进一步实现零排放，也就是尽可能地将所有的废水处理后全部回用。我们可以将反渗透过滤后的低含盐废水采用低成本的MVR蒸发方式进行浓缩，然后将浓缩后的盐水继续浓缩成粗盐作为工业原料。这样一来，我们就可以将所有的废水基本上全部回收循环使用。
目前，已经有很多化学浆厂采用了上述方式进行水循环回用。其中，更多厂做到了前一步，即将反渗透过滤后的清水回用；极个别厂也实现了第二步的零排放。
再说废气，废气是不可避免的。在我们目前的新浆厂工艺系统中，除了清水、热水等无气味排汽外，所有其它设备的任何排汽都通过收集系统进行收集处理。
如果是高浓度臭气，我们不希望它混入空气，通过封闭系统收集，然后直接作为气态燃料利用。如果是低浓度臭气，我们通过半封闭系统收集，先减少它的量（去除水汽），再送到碱炉中燃烧。这是比较好的方式，因为碱炉燃烧产生的蒸汽是高温高压的，具有较好的能源效益。同时，作为碱炉的备用，我们还有专用的臭气焚烧锅炉。如果碱炉出现任何问题不能燃烧，可以直接切换到臭气焚烧锅炉燃烧。这样，我们的化学药品硫也可以通过烟气洗涤系统回收，不会污染大气。此外，臭气燃烧锅炉生产中压蒸汽，这一部分热量也是得到回收利用的。
臭气还可以用来生产硫酸，通过高温焚烧臭气，烟气中的二氧化硫可以在催化剂的作用下进一步氧化为三氧化硫。同时，焚烧过程中产生的水蒸汽和三氧化硫化合，生成高浓度的硫酸。这种硫酸对于浆厂来说是一种有用的副产品，可以直接用于漂白浆的生产过程。如果没有漂白，不需要用到硫酸的，硫酸作为一种常见的工业原料，也可以销售盈利。
废气的处理主要有两个方面，一个是臭气，另一个是烟气。在碱炉烟气处理中，除了氮氧化物之外，其他的污染物都容易做到排放标准。氮氧化物主要来自于木材中的氮元素，在高温燃烧时生成一氧化氮。处理氮氧化物有两种方法，一种是氧化法，也就是把一氧化氮转化为二氧化氮，然后用洗涤吸收。但是这种方法不太理想，因为它把空气污染转化为水污染，形成的硝酸盐污水的排放会影响原有的污水处理系统，所以我们不推荐这种方法。
我们采用的还原法，是一种比较高效、比较清洁的方法，与洗涤式氧化法相比，它有很多优点。首先，我们通过电除尘和布袋除尘，把烟气中的粉尘几乎完全去除，这样就避免了粉尘对催化剂的影响。因为粉尘不仅会覆盖催化剂的表面，降低烟气与催化剂的接触效果，粉尘还可能带有一些有害的物质，如重金属，这些物质会破坏催化剂的活性。因此，通过布袋除尘，我们可以保证催化剂的反应性能，延长其使用寿命。
在催化剂反应活性良好的情况下，我们可以高效地将氮氧化物还原。还原法的产物是什么呢？那就是氮气，这个过程没有二次污染。氧化法会将空气污染转变为水污染，但是如果采用还原法，最终的产物会分解为氮气和水，这些都是空气中自然存在的成分，没有产生二次污染，因此这是我们推崇的一种方法。纸浆厂烟气处理在去除氮氧化物排放时面临棘手问题，但我们已经找到了很好的解决方案。
在化学浆厂中，我们不仅要处理废水和废气，还要处理废渣。在备料过程中，如果有树皮或木屑，这些都不是我们需要排放的东西，而是可以直接作为燃料使用，比如说搀入锅炉中燃烧，这是一种低价值的利用方式，但是还有更高价值的利用方式，就是将木屑气化后生产生物燃气煅烧石灰，这是一种高价值的利用方式。因此，备料过程中产生的木屑和树皮并不是我们需要排放的废弃物。在制浆车间中，我们可能会产生节子，我们会重新蒸煮，也不需要排放，即使需要排放，节子也可以作为燃料使用。除此之外，制浆生产中还会产生一些浆渣，但基本上不含污染成分，主要是泥沙成分。所以，制浆车间中也没有需要排放的废弃物。但有些废渣需要从生产系统排出，比如白泥的排放。部分白泥可以直接应用，作为锅炉的脱硫剂，或者作为污水处理中的中和剂。另一个需要考虑的是绿泥和绿砂的排放。过去我们会通过预挂白泥后洗涤绿泥，但现在我们可以采用离心机直接处理绿泥，这样可以极大地减少固体废弃物的排放量。
另外，我们还需要处理的固废是污水处理后的污泥。污泥总是含有有机成分，我们可以通过挤压脱水后直接燃烧。如果热值较低，我们可以通过干燥提高其热值，然后通过焚烧的方式进行大幅度减量化处理。这个过程产生的灰渣可以用来制造建材，比如砖。在我们国内，就有一家工厂正在使用这种方法，将灰渣用来制造砖和其他建材。
我们在讲了污染物排放问题之后，再来看看能源方面的问题。化学浆厂不光是浆的生产工厂，它实际上很重要的是作为一个能源的生产工厂。如果仅仅作为一个浆的工厂来考虑的话，这个浆厂效率可能会存在问题，尤其是在竞争力方面。纸浆厂比别人强的就是能源效益比别人好。尤其是浆纸结合的工厂，为什么能胜过买商品浆单纯生产纸的工厂，原因在于能源效益结合在一起，浆厂有富余的能源可以提供用于造纸。
能源效益是一个重要的指标，一个浆厂的效益好不好，不仅取决于浆厂的规模，更取决于能源效率，尤其是浆纸联合生产的时候，能源效率就更要体现出来。这也是浆厂优于单纯生产纸的纸厂的一个方面。
能源的生产，第一步是要通过蒸发浓缩生产高浓度的黑液，为高效的能源生产打下基础，通过高效蒸发，将黑液浓度提高到85%左右，这是安德里茨目前已经成熟且比较常规的技术。另外，就是要使用高效碱炉，尽可能地用同样多的黑液固性物生产更多的能源，这是我们目前在能源效率上的体现。我们现在可以做到，每吨黑液固性物可以生产4.1到4.2吨高温高压的蒸汽。而且产汽温度压力非常高，所以能源效率大大提高，用同样数量的固性物可以生产更多的能源。
再说能源的消耗，我也注意到，最近很多国内的浆厂考虑使用间接蒸煮，实际上两者在投资上未必有什么优势，但是在生产消耗上却有巨大差异。从能源节约的角度，我们还是推荐20万吨以上的浆厂使用连续蒸煮，考虑到2者在各个方面的差异，总体上它的投资并不高于间接蒸煮，而它的运营成本和能耗则远远低于间接蒸煮。
我们还有一种蒸煮锅的蒸发器。在蒸煮过程中需要加热木片，如果直接将蒸汽通入蒸煮锅进行加热，这样蒸汽的能源就没有得到充分利用。我们有一种技术，可以先利用新鲜蒸汽蒸发蒸煮锅抽提出来的稀黑液，产生的二次蒸汽进入蒸煮锅加热木片。如果直接将新鲜蒸汽通入蒸煮锅，蒸汽中的水就会直接变成黑液，这样就帮助降低了浓度，同时也损失了非常有价值的新蒸汽冷凝水。这种蒸发器是一个非常有效的方法，可以帮助改善能源效率。因为蒸煮锅使用了中压蒸汽，但进入蒸煮锅的加热汽只需要6~7公斤就够了。我们可以利用温差，先蒸发提高黑液的浓度，同时还可以回收新蒸汽冷凝水，这是一种比较前沿的技术。
另外，我们可以通过多效蒸发来减少蒸汽的消耗，目前安德里茨可以做到1吨蒸汽可以蒸发7.5到8吨左右的黑液水分，蒸发效率非常高。
现在，我们不断地在减少碳足迹，推进绿色可持续发展。在整个化学浆生产过程中，只有在煅烧石灰的过程中可能会用到化石能源。但是我们现在已经有了很好的解决方案。在备料过程中产生的废渣，尤其是国内的浆厂普遍使用商品木片，由于多次转运，会产生大量的碎木屑。我们可以将这些碎木屑筛出来，基本上就能足够维持浆厂煅烧石灰所需的能源，不需要使用高价值的天然气或重油。我们完全可以利用工厂不需要的这些边角料，如果用在锅炉中燃烧，是替代低价值的煤。如果用这些边角料气化生产生物燃气用于煅烧石灰，可以替代高价值的重油或天然气。
我们一直在致力于解决化学浆行业发展的最根本性问题，我们的目标就是实现零排放。这是我们前几年一直在推广的“循环到零”理念。我们可以将一些边角料，将一些污染性的成分，转化为有价值的副产品，或者说在厂内循环利用，避免污染物排放。整个浆厂实现零排放的理念就是，工厂内部完全封闭，不需要排放污水，不需要排放废渣，实现零排放。
编辑：郑红梅丨审核：安德里茨张慎金
转载请注明地址:http://www.abmjc.com/zcmbwh/7724.html
