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1造紙工業(yè)節(jié)能減排之迫切性

1.1全球變暖與發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的國際潮流

在人類生存過程、特別是近百年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中,大量消耗化石能源,使地層中沉積碳庫的碳迅速大量流向大氣碳庫,從而產(chǎn)生過量CO2為主的溫室氣體威脅到全球的生態(tài)平衡。為此,國際社會(huì)制定了《聯(lián)合國氣候變化框架公約》和《京都協(xié)定書》(分別于1994年3月和2005年2月正式生效),強(qiáng)調(diào)人類活動(dòng)應(yīng)減少向大氣排出以CO2為主的溫室氣體與增加其清除。為此,“低碳經(jīng)濟(jì)”概念被提出。

1.2我國能源消耗的“高碳消耗狀態(tài)”

我國處在工業(yè)高速發(fā)展期,技術(shù)狀態(tài)決定了高碳經(jīng)濟(jì),我國年耗煤炭占世界總耗的30%以上。中國2009年11月26日首次公布了量化的溫室氣體排放控制目標(biāo):2020年我國低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)為單位GDP能耗帶寬和CO2排放分別比2005年降低40~60%、40%~45%左右。低碳經(jīng)濟(jì)是低碳發(fā)展、低碳產(chǎn)業(yè)、低碳技術(shù)、低碳生活形態(tài)的總稱。低碳經(jīng)濟(jì)以低消耗、低排放、低污染的基本特征;以應(yīng)對(duì)碳基能源對(duì)于氣候變暖影響為基本要求,以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展為基本目的。低碳經(jīng)濟(jì)實(shí)質(zhì)在于提升和應(yīng)用能效技術(shù)、節(jié)能技術(shù)、可再生能源技術(shù)、溫室氣體和儲(chǔ)存技術(shù)等,以促進(jìn)產(chǎn)品的低碳開發(fā)和維持全球的生態(tài)平衡。這是從高碳經(jīng)濟(jì)能源時(shí)代向低碳經(jīng)濟(jì)能源時(shí)代演化的一種經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。

1.3造紙工業(yè)必須向低碳產(chǎn)業(yè)方向發(fā)展

低碳經(jīng)濟(jì)的核心指標(biāo)是碳生產(chǎn)率(=經(jīng)濟(jì)效益/碳排放量);低碳產(chǎn)業(yè)的重要指標(biāo)是碳匯率(=生產(chǎn)中碳匯/碳源),大于1為低碳企業(yè)。國際上不少學(xué)者對(duì)造紙工產(chǎn)業(yè)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)做了許多研究,認(rèn)為造紙工業(yè)通過優(yōu)化原材料使用、提高能效、生產(chǎn)生物質(zhì)能源和擴(kuò)大生物質(zhì)精煉產(chǎn)品的利用范圍,可以在減緩氣候變化方面起到非常重要的作用。造紙業(yè)要生存和不斷發(fā)展,就必須逐步向低碳經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展,就必須實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,也就必須不斷降低耗能強(qiáng)度和使用新能源。

1.4我國相關(guān)政策法規(guī)

1997年11月1日通過的《中華人民共和國節(jié)約能源法》、《國家十一五規(guī)劃綱要》和2007年6月3日國務(wù)院的《節(jié)能減排綜合性工作方案》中提到“十一五”期間我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗約束性指標(biāo)降低20%左右。對(duì)于造紙工業(yè),《造紙產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》明確提出,到2010年單位產(chǎn)品(漿、紙和紙板)綜合能耗由2005年的1.38TCE(標(biāo)準(zhǔn)煤)降至1.10TCE,而國際先進(jìn)水平為0.9~1.1TCE。

2國外造紙工業(yè)用能節(jié)能基本情況

2.1最佳經(jīng)濟(jì)可行技術(shù)(BAT)體系模式

為了建立科學(xué)有效的節(jié)能減排技術(shù)評(píng)價(jià)體系,歐美發(fā)達(dá)國家在造紙工業(yè)節(jié)能減排等方面采用CAT(現(xiàn)有平均技術(shù))、BAT(最佳經(jīng)濟(jì)可行技術(shù))、BADT(現(xiàn)有最佳示范技術(shù))、PMT(實(shí)際最低耗技術(shù))、TMT(理論最低值技術(shù))之分別考評(píng)。通常能耗值次序?yàn)?CAT>BAT>BADT>PMT>TMT。歐美發(fā)達(dá)國家的BAT體系中《制漿造紙業(yè)最佳可行技術(shù)參考文件》詳細(xì)描述了各類生產(chǎn)節(jié)能減排等相關(guān)技術(shù)、最佳可行技術(shù)的確定以及新興技術(shù),是新建企業(yè)和現(xiàn)有企業(yè)技術(shù)改進(jìn)遵循的參考文件。

2.2美國造紙工業(yè)能耗帶寬

美國RoberKinstry和DavidE.White在美國化學(xué)工程師協(xié)會(huì)(AIChE)和能源部工業(yè)技術(shù)局(DOE-OIT)資助下,對(duì)美國造紙工業(yè)2000~2005年能耗狀態(tài)進(jìn)行了研究,并于2006年8月了《美國制漿造紙工業(yè)用能帶寬研究報(bào)告》。目的是通過研究來了解造紙工業(yè)的最大的節(jié)能潛力。相關(guān)數(shù)據(jù)基于美國能源部2002年制造業(yè)能耗調(diào)查(MECS)的造紙企業(yè)平均能耗水平。報(bào)告結(jié)論性內(nèi)容如下:

2002年統(tǒng)計(jì)美國造紙工業(yè)(美國造紙工業(yè)近年來基本穩(wěn)定,數(shù)據(jù)能代表現(xiàn)今整體狀況)紙和紙板產(chǎn)量為9450萬噸(紙板類52%、印刷書寫類22%、新聞紙14%、生活用紙類7%),商品漿產(chǎn)量為1110萬噸,消耗了約2.24×109KJ的熱和電能,生產(chǎn)過程主要用能分為三類:電、蒸汽和直接燃料。為美國造紙工業(yè)平均水平下總體能耗分配,為美國制漿造紙工業(yè)生產(chǎn)過程能耗分布,為制漿造紙生產(chǎn)過程各主要工序用能,為最佳經(jīng)濟(jì)可行技術(shù)條件下(BAT)美國造紙工業(yè)用能分布概觀,為美國制漿造紙生產(chǎn)用能分布———CAT平均值與BAT值比較。研究表明,制漿造紙生產(chǎn)蒸汽消耗主要部分為制漿過程的黑液蒸發(fā)(占18.54%)和蒸煮(占10.48%),造紙過程的紙頁干燥(占38.40%)和配料流送(占10.65%);電耗主要部分為制漿過程的磨漿和精漿操作(占10.53%),造紙的打漿配料(占27.31%)、壓榨(占9.01%)和干燥(占9.69%);直接燃料制漿過程主要在石灰窯爐(占80.21%)。

美國造紙工業(yè)的主要節(jié)能措施有:回收廢棄流中的熱能(包括廢氣和廢液);使用節(jié)能設(shè)施(如變速電機(jī)和有效率的照明)。BAT(最佳經(jīng)濟(jì)可行性技術(shù))是各種新技術(shù)的結(jié)合,如靴式壓榨、熱能回收利用等。利用BAT可使制漿造紙生產(chǎn)過程的能耗降低25%(從1.7123×1015KJ降至1.238×1015KJ)。研究報(bào)告得出結(jié)論為:在美國制漿造紙工業(yè)中,主要能源消耗工序?yàn)榧堩摳稍?、液體蒸發(fā)以及漿廠化學(xué)品準(zhǔn)備(包括石灰窯爐)。在BAT和CAT之間的潛在節(jié)能帶寬為:紙頁干燥66%、石灰窯爐35%和液體蒸發(fā)27%,也就是說紙頁干燥的節(jié)能潛力最大。

研究報(bào)告指出:有助于實(shí)現(xiàn)最低能耗的主要技術(shù)為:

(1)黑液和廢木料的氣化技術(shù)(包括常壓和帶壓裝置)余熱發(fā)電;

(2)自動(dòng)苛化技術(shù)(具有顯著節(jié)能減排效果);

(3)生物精煉,已成為美國林紙協(xié)會(huì)議事日程2020年實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。

2.3生物質(zhì)精煉技術(shù)

芬蘭生物能源方面走在世界前列。美國緬因州州立大學(xué)化學(xué)與生物工程系為代表的美國科學(xué)家們正在深入研究一項(xiàng)重大變革———綜合林業(yè)生物精煉廠(簡(jiǎn)稱IFBR)。主要內(nèi)容將傳統(tǒng)的漂白硫酸鹽漿廠進(jìn)行改造,除生產(chǎn)漿紙產(chǎn)品外,還將生產(chǎn)具有更高附加值的生物產(chǎn)品。主要為:(1)在制漿前先從木片中抽提出半纖維素,再轉(zhuǎn)化成乙醇和糖基聚合物;(2)將黑液和樹皮廢料等生物質(zhì)進(jìn)行氣化,以提供能源(電力、蒸汽)和可制造燃液的合成氣。美國生物質(zhì)能源的重點(diǎn)研發(fā)領(lǐng)域?yàn)槲宕髩K:(1)生物質(zhì)材料的開發(fā);(2)糖轉(zhuǎn)化核心技術(shù)研究;(3)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化平臺(tái)技術(shù)研發(fā);(4)生物質(zhì)產(chǎn)品研發(fā);(5)集成化的生物質(zhì)提煉廠(IFBR)。

2.4免費(fèi)能效評(píng)估計(jì)劃

美國能源部啟動(dòng)的節(jié)能評(píng)估計(jì)劃,通過對(duì)造紙企業(yè)免費(fèi)的能效評(píng)估與一些主要的設(shè)備制造商共同尋找具體環(huán)節(jié)上的可實(shí)施節(jié)能措施等。對(duì)造紙廠而言,一旦確定的能耗裝備確定安裝后,主要在運(yùn)行管理上,重點(diǎn)集中在蒸汽和過程加熱系統(tǒng)上。因此,造紙機(jī)干燥蒸汽節(jié)能至關(guān)重要。

3我國造紙工業(yè)節(jié)能減排基本現(xiàn)狀

3.1能耗現(xiàn)狀

我國造紙工業(yè)所消耗的能源以外購為主,主要為原煤、外購電力、蒸汽、天然氣和重油,其中前二類分別占總能耗的73%和23%。我國噸紙產(chǎn)品綜合耗能1985年為1.76TCE,1990年為1.55TCE,到2005年降為0.528TCE。列出了我國造紙工業(yè)1999~2007年機(jī)制與紙板能耗情況一覽。

從看出,近十年來我國造紙工業(yè)單位產(chǎn)品綜合能耗迅速不斷下降,該數(shù)據(jù)代表整個(gè)行業(yè)的,不代表從一次性原料制漿到造紙生產(chǎn)的全過程。分析其主要原因?yàn)?期間大量進(jìn)口木漿和廢紙的增加;引進(jìn)了許多制漿造紙生產(chǎn)線,其能耗達(dá)到或接近國際先進(jìn)指標(biāo)。如扣除這些因素,我國大量的中小造紙企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)有生產(chǎn)過程的綜合能耗仍與先進(jìn)國家比有較大差距。許多中小造紙企業(yè)設(shè)備陳舊、能耗還非常高、能效偏低、制漿廢液的伴生能源未加利用,單位產(chǎn)品綜合能耗1.3TCE(約0.69TCE用于制漿,0.61TCE用于造紙)。

廣東省工業(yè)九大產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2005~2010)規(guī)定噸紙綜合能耗降到0.85TCE以下,應(yīng)該說為國際上先進(jìn)水平。發(fā)達(dá)國家的造紙廠通常實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)供,而熱電站采用多級(jí)抽汽冷凝機(jī)組既發(fā)電又供汽,總的熱效率可達(dá)55%~60%。現(xiàn)代先進(jìn)的抽汽背壓機(jī)組,發(fā)電又供汽,總的熱效率可達(dá)85%。國際先進(jìn)水平0.85TCE/噸的能源消耗,大約0.45TCE用于制漿,0.40TCE用于造紙,而每噸脫墨廢紙漿的能耗只有0.085TCE。

3.2我國造紙工業(yè)能效偏低主要原因

(1)相當(dāng)多企業(yè)的生產(chǎn)工藝落后;

(2)企業(yè)平均規(guī)模偏低。主要造紙國家平均規(guī)模漿產(chǎn)量年產(chǎn)20萬噸,紙產(chǎn)量年產(chǎn)6萬噸。美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家認(rèn)為,在目前投資原村料及能源不斷上漲的趨勢(shì)下,最經(jīng)濟(jì)的企業(yè)規(guī)模,對(duì)商品漿而言約為1000t/日,對(duì)紙約為800t/日。企業(yè)規(guī)摸大,有利于綜合利用能源,即為能源節(jié)約、回收和有效利用創(chuàng)造了有利條件。我國平均企業(yè)規(guī)模年產(chǎn)不足萬噸,不利于采用高效能的生產(chǎn)技術(shù)裝備,不利于采用堿回收、熱電聯(lián)產(chǎn)等節(jié)能減排的先進(jìn)技術(shù)及裝備。

(3)能源結(jié)構(gòu)不合理和原料差別大。國外在制漿原料中木材的比重比我國大得多。木材在制漿過程中提供特有的伴生能源,如樹皮和制漿廢液中溶解的有機(jī)物,從中可以回收能源,利用這種能源,經(jīng)燃燒產(chǎn)生熱能,獲得的蒸汽先發(fā)電后再用于制漿造紙生產(chǎn),經(jīng)過多次利用,造紙工業(yè)能源自給率可以達(dá)到40~50%。我國造紙工業(yè)的自制漿是以草類為主,廢液中的可燃物的熱能(值)比木漿黑液低,一些草類原料制漿廢液的回收比木材原料制漿廢液的回收難度大,特別是小紙廠制漿廢液的回收在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上尚未過關(guān),我國利用這種“伴生能源”的企業(yè)很少,即使利用了其水平也很低,企業(yè)能源自給率僅20%。

(4)技術(shù)裝備水平較低。當(dāng)前國外造紙技術(shù)正以很快的速度向著大型、高效、自動(dòng)化、低能耗、無污染、高得率、低定量的方向發(fā)展,在一些新技術(shù)領(lǐng)域醞釀著新的突破。我國只有少數(shù)企業(yè)與國際接軌,大部分企業(yè)技術(shù)裝備較落后。

(5)通用耗能設(shè)備較差。我國造紙工業(yè)能源利用率低、浪費(fèi)大,產(chǎn)品的單位能耗高,這是與技術(shù)水平低有密切關(guān)系。在供熱系統(tǒng)方面,除少數(shù)大中型企業(yè)裝備比較先進(jìn)以外,大部分工廠供熱系統(tǒng)裝備非常差,供熱系統(tǒng)能耗大,存在運(yùn)行水平低、排煙溫度偏高,空氣過剩系數(shù)偏大等,主要表現(xiàn)在鍋爐效率低,一般僅有60%左右。

3.3節(jié)能工作現(xiàn)狀

我國從國家和各省市層面出臺(tái)了許多節(jié)能政策與法規(guī),包括對(duì)新建項(xiàng)目的投資節(jié)能評(píng)估,相當(dāng)一些企業(yè)也重視節(jié)能工作,應(yīng)該說取得了較好的成效。但應(yīng)當(dāng)看到,許多企業(yè)對(duì)節(jié)能工作認(rèn)識(shí)不足,只看重產(chǎn)量和質(zhì)量及原材料的消耗上,忽略運(yùn)行管理及技術(shù)改造中的節(jié)能,特別在造紙企業(yè)回收利用余能差距較大;也有許多新建項(xiàng)目將節(jié)能評(píng)估作為形式來應(yīng)付。所以,造紙工業(yè)節(jié)能減排潛力很大。

4如何加強(qiáng)我國造紙工業(yè)的節(jié)能工作

4.1建設(shè)BAT體系

在我國應(yīng)該借鑒美國建設(shè)節(jié)能減排BAT評(píng)價(jià)與實(shí)施體系的經(jīng)驗(yàn),建設(shè)我國造紙工業(yè)的BAT評(píng)價(jià)與實(shí)施體系,以此指導(dǎo)節(jié)能降耗、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),對(duì)完成《節(jié)能減排綜合性工作方案》確定的“十一五”期間約束性目標(biāo)有重大意義。應(yīng)該編制我國造紙行業(yè)的導(dǎo)則,建立BAT導(dǎo)則實(shí)施體系,包括立項(xiàng)設(shè)計(jì)、評(píng)估審批建設(shè)管理與運(yùn)行體系。造紙行業(yè)的BAT的主要內(nèi)容:資源消耗指標(biāo)、能源消耗指標(biāo)、污染物排放指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)成本指標(biāo)及技術(shù)可靠性五個(gè)指標(biāo),對(duì)技術(shù)是否進(jìn)入下階段從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和管理們方面詳細(xì)評(píng)估做了綜合判斷,構(gòu)建造紙工業(yè)的節(jié)能減排評(píng)估指標(biāo)體系,并建立相應(yīng)的評(píng)估方法。

4.2為實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)采取的主要措施

(1)大力調(diào)整原料結(jié)構(gòu),增加木漿和廢紙漿的比重。2005年日本、韓國和中國的廢紙利用率分別為71.1%、71.8%和54%。無論是從資源還是從節(jié)能來看,很高的廢紙利用率才是我國造紙業(yè)的出路。目前,我國的廢紙漿百分比已經(jīng)超過50%,但是廢紙收集率只在30%左右徘徊。中國必須通過各種方法和途徑,努力提高廢紙的回收率。適度限制能耗高的化機(jī)漿的發(fā)展;

(2)積極采用先進(jìn)技術(shù)、先進(jìn)裝備。如中高濃制漿、連續(xù)蒸煮、無氯漂白。中高濃制漿造紙技術(shù)對(duì)節(jié)能效果十分顯著,包括中高濃漂白、中高濃輸送、中高濃打漿和上網(wǎng)等;

(3)堅(jiān)決淘汰落后的產(chǎn)能和設(shè)備,強(qiáng)化現(xiàn)有設(shè)備的技術(shù)改造。選用節(jié)能設(shè)備,加強(qiáng)企業(yè)管理,實(shí)現(xiàn)資源、能源和消耗的減量;

(4)完善標(biāo)準(zhǔn),盡快可操作性強(qiáng)的漿和紙綜合能耗限額指標(biāo)。

(5)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)。國外造紙工業(yè)外購燃料以重油、天然氣為主,燃燒效率高。國內(nèi)以煤碳為主(占約70%),燃燒效率低,污染嚴(yán)重。提高熱電聯(lián)產(chǎn)的比例和集中供暖,可提高燃料利用率。

(6)再生能源。加強(qiáng)自產(chǎn)能源的利用,蒸煮廢液溶解了來自植物纖維原料約50%的有機(jī)物質(zhì),伴生能源的利用問題。綜合利用包括廢液、廢汽、廢渣等(廢渣用于鍋爐燃燒,廢液可以生產(chǎn)粘合劑,廢汽可以回收熱量等)。以現(xiàn)有條件為基礎(chǔ),借鑒國外先進(jìn)的技術(shù),盡可能把節(jié)水、節(jié)電,使余溫、余壓、余熱都能得到充分利用,減少資源浪費(fèi)。

(7)生物質(zhì)精煉技術(shù)。跟蹤國際這方面研究進(jìn)展和成果,加強(qiáng)我國與造紙工業(yè)相關(guān)的生物質(zhì)精煉科學(xué)與技術(shù)研究,使我國制漿造紙工業(yè)與生物質(zhì)精煉這個(gè)世界潮流密切結(jié)合,盡可能將造紙工業(yè)相關(guān)的生物質(zhì)經(jīng)過一定處理轉(zhuǎn)化成燃料、電熱能和高附加值化工產(chǎn)品。

4.3積極采用相對(duì)節(jié)能技術(shù)與設(shè)備

采用連續(xù)蒸煮工藝及相應(yīng)的設(shè)備,連續(xù)蒸煮把部分洗滌功能包括在蒸煮之內(nèi);推廣堿回收的直接苛化工藝與設(shè)備;使用新型波形篩鼓、輕雜質(zhì)凈化選用單向流錐形除雜器、新型雙網(wǎng)高濃擠漿機(jī)、雙輥置換壓榨洗漿機(jī)、偏夾網(wǎng)洗漿機(jī)、無增濃現(xiàn)象的新型高濃篩漿機(jī);高得率漿采用Bi-Vis擠壓機(jī)更能降低能耗;省去熱分散(因熱分散機(jī)在廢紙制漿系統(tǒng)能耗最大),為了保證細(xì)小雜質(zhì)的除去,精選采用0.1mm甚至0.08mm的縫寬;采用新型注射管式浮選脫墨機(jī);

推廣節(jié)能的轉(zhuǎn)鼓式碎漿機(jī)、打漿設(shè)備;推廣中高濃輸送與混合設(shè)備、中高漂白與中高打漿設(shè)備;

電、熱節(jié)約要依靠生產(chǎn)工藝改革,更換節(jié)電型設(shè)備;有條件的企業(yè),通過紙機(jī)改造和技術(shù)引進(jìn),采用新型脫水元件、成形整飾輥、靴式壓榨、蒸汽箱、密閉干燥,增設(shè)定量、水份、厚度檢測(cè)控制儀表,提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低電、汽消耗;干燥部PowerDryPlus干燥箱技術(shù)可以節(jié)省50%的能源;紙機(jī)干燥余熱蒸汽的熱泵技術(shù);

漿泵、風(fēng)機(jī)等變化運(yùn)行負(fù)荷的設(shè)備,可采用變頻調(diào)速,運(yùn)行可靠,節(jié)電效果顯著,且變頻器很少維修;

對(duì)低效鍋爐采取綜合措施進(jìn)行技術(shù)改造,推廣蒸汽蓄熱器來穩(wěn)定鍋爐生產(chǎn)及用汽負(fù)荷,解決好鍋爐的附機(jī)的匹配,特別要注意風(fēng)機(jī)和給水泵節(jié)能運(yùn)行;對(duì)熱網(wǎng)保溫應(yīng)十分重視,盡量采用技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能好的保溫材料;閥門、法蘭管件采用便于裝拆的結(jié)構(gòu)進(jìn)行保溫。凡有間接加熱設(shè)備及蒸汽輸送管道等有凝結(jié)水產(chǎn)生的地方都要裝置合格的疏水器。間接加熱的設(shè)備應(yīng)配置凝結(jié)水回收裝置,二次蒸汽應(yīng)考慮合理的熱能交換和充分利用。有條件的地方發(fā)展集中供熱,熱電聯(lián)產(chǎn)。

黑液氣化是制漿造紙工業(yè)能源生產(chǎn)與回收的一種有前景的技術(shù)。燃?xì)廨啓C(jī)將氣化產(chǎn)生的氣體作為燃料發(fā)電,將會(huì)比傳統(tǒng)的燃燒回收更有效;另外,黑液氣化排放更少的CO2和廢水,有益于環(huán)境。

5節(jié)能技術(shù)的最新研究進(jìn)展

美國造紙工業(yè)能耗帶寬研究報(bào)告中表明,按照BAT評(píng)估,制漿造紙生產(chǎn)過程節(jié)能潛力最大的為造紙機(jī)干燥部的蒸汽節(jié)能潛力為66%。我國造紙工業(yè)目前現(xiàn)狀也是(煤)汽、電能為主,汽耗主要用于造紙機(jī)干燥、蒸煮、液體蒸發(fā)。為此,南京林業(yè)大學(xué)制漿造紙裝備與控制研究方向近年來開展了造紙機(jī)干燥過程節(jié)能控制系統(tǒng)理論、技術(shù)與方案優(yōu)化研究[10][11][12]。主要取得的進(jìn)展為:

(1)用先進(jìn)測(cè)量手段獲得干燥部相應(yīng)技術(shù)參數(shù),根據(jù)氣壓分布原理,通過各溫濕參數(shù)內(nèi)在關(guān)聯(lián)機(jī)理和Matlab編程分析,從理論上系統(tǒng)地對(duì)干燥部溫濕參數(shù)動(dòng)態(tài)特征及熱能節(jié)約原理進(jìn)行了分析研究;

(2)為優(yōu)化紙機(jī)干燥部氣罩氣流參數(shù)和零位控制系統(tǒng),建立了機(jī)械通風(fēng)情況下氣罩內(nèi)外壓差變化曲線,量化分析了氣罩內(nèi)空氣溫度和進(jìn)排風(fēng)量差變化對(duì)零位高度的影響,建立了零位控制量化模型;

(3)為克服紙機(jī)干燥部紙幅水分控制回路的大慣性和穩(wěn)定烘缸干燥曲線,基于內(nèi)模原理研究了以干空氣進(jìn)風(fēng)量控制作為主回路、烘缸蒸汽壓控制作為副回路的閥位控制系統(tǒng),并引入前饋控制來及時(shí)消除干擾,采用排風(fēng)循環(huán)風(fēng)量穩(wěn)定氣罩進(jìn)風(fēng)濕度、排風(fēng)機(jī)排風(fēng)量穩(wěn)定零位以及排風(fēng)露點(diǎn)限制新的控制方案。

研究表明:在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下對(duì)熱風(fēng)交換系統(tǒng)零位進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)與控制以及各工藝參數(shù)系統(tǒng)地優(yōu)化調(diào)節(jié),使蒸汽用量大為減少;利用干空氣進(jìn)風(fēng)量控制的快速性和前饋控制的及時(shí)性可使成紙水分波動(dòng)很小,繼而通過優(yōu)化紙機(jī)質(zhì)量控制系統(tǒng)QCS中成紙干度設(shè)定值可有效節(jié)約蒸汽與水資源的用量。

6造紙工業(yè)節(jié)能展望

造紙工業(yè)是個(gè)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),特別在我國曾經(jīng)為高能耗、高污染的行業(yè)而受發(fā)展制約。由于社會(huì)發(fā)展對(duì)紙與紙制品需求不斷擴(kuò)大,且所用植物纖維原料的可再生性以及廢紙可回收利用性等特點(diǎn)優(yōu)勢(shì);生產(chǎn)過程用水、電、汽耗大,但均衡而適合自建熱電站,可實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)而降低一次性能耗;日益完善的堿回收系統(tǒng)達(dá)到回收資源、節(jié)能、降耗、減排多功能;廢棄潛能可回收,自給能源可達(dá)50%以上。因此,只要在節(jié)能減排方面不斷努力,可以預(yù)見:未來幾年中國造紙業(yè)單位產(chǎn)品的能耗將有一個(gè)大的下降;在不遠(yuǎn)的將來,我國造紙工業(yè)不斷走向現(xiàn)代化,真正成為高技術(shù)、低能耗、低排放的生態(tài)低碳產(chǎn)業(yè)。