我國非木材纖維制漿的發展概況

李忠正

(南京林業大學，江蘇南京，210037)

我國非木材纖維制漿的發展概況

李忠正

(南京林業大學，江蘇南京，210037)

介紹了我國非木材纖維的資源狀況、非木材纖維制漿的狀況以及近年來非木材纖維制漿造紙的技術進步，指出了我國非木材制漿的發展趨勢和存在的問題，提出了解決問題的辦法。

非木材纖維;制漿造紙;資源利用

造紙纖維原料資源不足，已成為影響我國造紙工業可持續發展的瓶頸之一。我國有豐富的非木材纖維資源 (竹子、麥 (稻)草、蘆葦、蔗渣、棉稈、玉米稈等)，按國家《造紙產業發展政策》，在努力增加木漿比例、充分利用廢紙的同時，應該合理利用好非木材纖維原料。

1 我國非木材纖維制漿的狀況

我國非木材纖維制漿歷史悠久，產量最高時曾占原生紙漿產量的84%、在總用漿量中占57%以上(1990年)。

1.1 我國非木材制漿產量和結構的變化

國家對環境保護的要求日益嚴格，而草漿污染治理沒有得到根本解決，因而大量中小型草漿廠被迫關、停、并、轉，加上近年廢紙用量猛增，林紙一體化措施逐漸發生效力，木漿生產量增加等因素，使非木漿在總漿耗中以及在原生漿中的比例逐年下降(見表1)，到2010年非木材漿已降至總漿耗的15%。

近年，非木材制漿的結構發生了一些變化，其中稻麥草類漿產量逐年下降。特別是近幾年，由于中小型草漿廠關閉，產量下降速度很快。禾草漿占非木材漿比例由2000年的77.2%降至2010年的55.4%;而竹子制漿發展迅速，近十年來竹漿由年產30萬t增加到2010年的近200萬t，提高了5.5倍，在非木漿中的比例也由2000年的2.7%提高到2010年的15.0%。近年葦漿和蔗渣漿產量雖有所增加，但在非木漿中所占比例基本沒有變化 (見表2)。

1.2 我國非木材原料制漿的主要生產企業［1］

目前，我國非木材原料制漿的主要生產企業及產能見表3所列。

2 我國非木材纖維資源狀況

我國的非木材纖維原料主要包括農業秸稈、竹材、蘆葦、蔗渣等。非木材纖維的資源狀況是紙業界關注的基本問題之一。

2.1 竹材資源［2-3］

我國是世界上最主要的產竹國，無論是竹子的種類、面積、蓄積量及竹材產量都居世界首位，最新修訂的中國植物志 (英文版)記載我國竹子種類為39屬550余種。根據第七次全國森林資源清查結果，目前我國天然竹林318萬hm2，人工竹林220萬hm2，占林地面積的2.97%，集中分布于浙江、江西、安徽、湖南、湖北、福建、廣東，以及廣西、貴州、四川、重慶、云南等地的山區，這部分竹林面積占全國竹林總面積的93.78%;其中毛竹林面積占69.63%，雜竹林面積占30.37%。

表1 歷年我國非木漿消耗情況*

表2 歷年非木漿結構的變化 %

四川東南部、湖南、江西、浙江、安徽南部及福建西北部都有散生竹和叢生竹混合分布的竹林，竹子資源最豐富，是我國竹林面積最大的地區，也是我國人工竹林面積最大、竹材產量最高的地區，其中毛竹林的面積280萬hm2，是我國毛竹分布的中心地區。據統計，全國年產竹材達11.52億根，毛竹眉徑 (樹木是用胸徑)10 cm的毛竹每根約重25 kg，12 cm的每根約重36 kg，14 cm的每根約重50 kg;如按平均值計竹材產量，約為4000萬 t/a(不包括叢生雜竹)。雜竹為壁厚2～8 mm，竿徑20～60 mm的中小徑竹，如黃竹、水竹、白夾竹、西鳳竹、龍竹、苦竹、慈竹、青皮竹、麻竹等。雜竹是目前我國用量最多的制漿造紙竹種。

竹子生長快、易繁殖、周期短、單產高，一次造林、年年長竹，每年合理間伐，可永續利用。而我國造紙木材纖維原料缺乏，竹子纖維屬于中長纖維，其纖維長度介于針葉木和闊葉木之間，具有很好的制漿造紙特性，是優良造紙纖維原料，可以生產各種優質生活用紙和文化用紙。

2.2 蘆葦資源［1，4-5］

蘆葦屬禾本科蘆葦屬 (Phragmites)。據報道，蘆葦屬在世界范圍內有10個種，在我國有3個種，即卡開葦 ［P.karka(Retz.)Trin.ex Steud(大蘆)］、日本葦 (P.japonica Steud.)和普通蘆葦 ［P.australis(Cav.)Trin.ex Steud.］。普通蘆葦在我國分布廣闊，資源豐富，生于江河湖澤，一般分布在海拔較低及沿海一帶;在海拔較高的谷地有少量日本葦。日本葦產于黑龍江 (寧安、鏡泊湖)，生于水中或沼澤地，位于湖區迎風面或礫石地;卡開葦不如普通蘆葦分布廣泛，一般生于海拔1000 m以下的江河湖岸與溪旁濕地，在我國僅分布于南部、西南部。

我國蘆葦現有面積約87萬hm2，主要分布在長江以北 (包括長江中下游地區，其中東北地區面積最大)。北方的蘆葦主要是葦子 (南方稱之為泡葦)，長江中下游地區主要是荻葦。東北的葦子主要生長在鹽堿地;西北地區主要在湖泊之中，較東北地區的葦子稈高、莖粗、壁厚，植株高的可達4 m;長江中下游地區的荻葦主要生長在河流及湖泊的灘涂，稈高、莖粗、壁厚、質硬，株高可達4.6～5.4 m。

表3 我國非木材原料制漿主要生產企業及產能 萬t/a

據報道，我國的蘆葦主要產區有4個:一是遼寧葦區，約有8.667萬hm2，蘊藏量約52萬t/a;二是新疆葦區，約有6.667萬hm2，蘊藏量約30萬t/a;三是黑龍江葦區，13.333萬hm2，蘊藏量約20萬t/a;四是內蒙古葦區，有7.333萬hm2，蘊藏量約11萬t/a。其他蘊藏量在6萬～8萬t/a的有吉林、河北、江蘇等省。從上面分布產區統計，我國現有的蘆葦原料基地年產量約為130萬t。

2.3 蔗渣資源［6-8］

蔗渣資源與我國蔗糖業的發展及其分布密切相關。我國蔗區主要分布在北緯24°以南的熱帶、亞熱帶地區。20世紀80年代中期以來，由于農業結構調整，蔗糖產區迅速向廣西、云南等西部地區轉移，基本形成桂中南、滇西南、粵西瓊北三大優勢蔗區。

2009年，我國甘蔗種植面積為169.7萬hm2、甘蔗總產量為1.1559億t。2010年，廣西、云南、雷州半島等蔗區甘蔗種植面積占全國糖料面積的92.7%，蔗糖產量占全國的94.7%。廣西是我國甘蔗種植面積最大的省份，甘蔗年種植面積穩定在100萬hm2左右，占全國甘蔗種植面積的62.47%，蔗糖產量占全國的67%以上，其次為云南、廣東。按甘蔗榨糖后產生23%的蔗渣量計算，我國蔗渣產量有2658萬t。如果糖廠全部用蔗渣作為鍋爐燃料，則應燒掉75%的蔗渣量，剩余蔗渣量為664.5萬t/a，可用于造紙。實際上目前如廣西糖廠鍋爐燃料只有60%左右使用蔗渣。如按4 t蔗渣產1 t蔗渣漿計，蔗渣漿生產能力最少應為166萬t。因此蔗渣資源在我國仍還有一定的發展空間。

2.4 農業秸稈資源［9-12］

我國是世界第一秸稈大國，秸稈總產量占全球的17.3%，比居第二位的美國高8.5%。我國農業秸稈產量增長迅速，1980年，我國秸稈總量不到4.5億t，1990年達到近7億t，1998年首次突破8億t;2003年降為不足7.7億t。2004—2005年是我國秸稈總產量的快速增長期，年總產量穩定在8億t以上，2005年全國秸稈總產量達到 8.4183億 t，與 1980年相比增長了88.59%。

近年來，隨著秸稈產量增加、農村產業結構和能源結構改變，各類替代物品的應用，加上秸稈分布零散、體積大、收集運輸成本高、綜合利用經濟性差和產業化程度低等原因，秸稈出現了地區性、季節性和結構性過剩，大量秸稈資源浪費較嚴重。特別是部分經濟較發達地區和糧食主產區，農民為搶農時播種，焚燒秸稈現象屢禁不止，造成大氣環境污染，嚴重時威脅到交通運輸和農民生命財產安全以及城鄉居民生活。

2.4.1 我國秸稈資源區域分布

按照《中國種植業區劃》，根據我國主要農作物的地域分布，把我國秸稈資源分布及其利用劃分為八大區域，2005年秸稈產量及比例如表4所示。其中，長江中下游區和黃淮海區秸稈總產量最高，約占全國的25%;其次為東北區和西南區，約占全國的13%;再次為華南區和西北干旱區，兩區合計約占全國的20%;黃土高原區秸稈較少，占全國的5.73%;青藏高原區最少，只占全國的0.43%。

表4 2005年我國八大農業區秸稈產出量及比例

2.4.2 農業秸稈資源量的估算

秸稈資源數量估算是秸稈資源綜合利用的基礎。運用不同的估算方法，計算結果存在很大差異。一般多用草谷比以作物產量來估算秸稈產量，但對草谷比取值不同，導致估算結果嚴重失實，如水稻、小麥、玉米是中國各類農作物中種植面積最大、產量最高、秸稈產量最大的三大農作物。但這三大糧食作物的草谷比，在不同的文獻中取值相差懸殊。中國農科院農業資源和農業區劃研究所畢于運等人［10］對我國各類農作物的草谷比進行了系統的比較分析和實測驗證，確定了較具有全國性使用價值的草谷比體系，列入表5。以國家農業分類統計資料為基礎數據，以省為單元計算出各類秸稈產量和秸稈總產量。

草谷比 (SG)是指農作物地上莖稈產量與作物經濟產量之比，即有經濟價值的農作物主要產品的產量，對于糧食等農作物，籽實產量即是經濟產量。

可用公式 (1)計算農作物秸稈產量。

式中，WS為農作物秸稈產量，t;Wp為農作物經濟產量，t;SG為草谷比。

表5 我國主要農作物的草谷比

例如水稻的草谷比 (SG)為0.9，稻谷的產量(Wp)為10萬t，則稻草的產量 (WS)為9萬t。草谷比法是計算農作物秸稈產量的最主要的方法。

2.4.3 農業秸稈的構成

農業秸稈主要由糧食、棉花、油料、糖、菜等五大類農作物秸稈構成。其中主要糧食作物 (稻、麥、玉米)秸稈是我國農作物秸稈的主體，約占全國秸稈總產量的70.22%，經濟作物秸稈 (棉稈、油料秸稈、糖料作物)占25.18%，其他農作物秸稈產量占4.6%。

三大糧食作物 (水稻、玉米和小麥)的秸稈產量合計為52056.14萬t，其中，水稻秸稈、玉米秸稈(芯)與小麥秸稈分別占全國秸稈總產量的25.10%、24.00%和12.73%。

根據表6中的各種農作物的草谷比可計算出2010年我國主要的幾種秸稈產量，見表6。

表6 2010年我國幾種主要農作物產量及其秸稈產量

表6表明，2010年我國實際可收集秸稈量為4.2億t，其中玉米稈資源最多，占總量的38%，稻稈次之約占29.6%，麥稈占21.5%。

我國秸稈資源表現為相對的過剩，既有階段性過剩，也有結構性過剩和地區性過剩。傳統農業秸稈被廣泛用作飼料和肥料，也是農村能源的主要來源和建筑材料來源。近些年來隨著傳統農業生產使用大量化肥替代農家肥、農機動力替代畜力、煤和天然氣替代秸稈燃料、現代建筑材料替代秸稈建材等，使秸稈在農村的用量日趨減少。計算表明，2005年，我國剩余秸稈 (扣除上述用途外)總量約為1.42億t，占全國可收集利用秸稈總量的21%。目前，我國的秸稈過剩主要表現為谷物秸稈的過剩。谷物秸稈是我國數量最大、分布最廣的秸稈類別。其中稻草、玉米秸稈和麥草都有不同程度的過剩問題，尤其是稻草過剩最多，其次為玉米秸稈。

秸稈的地區性過剩主要表現為長江中下游、華南區、東北區和西北干旱區。長江中下游區和華南區主要是稻草和油菜稈，這兩個地區稻草產量分別占到全國的50.9%和17.4%;油菜稈產量分別占全國的58.3%和23.5%;西北干旱區主要是棉稈過剩，棉稈產量占全國的32.8%;東北區主要是玉米秸稈過剩，玉米秸稈產量占全國的28.6%。

各種作物秸稈的具體分布情況如下:

(1)水稻秸稈

水稻秸稈是我國主要作物秸稈，年產量占全國秸稈總產量的25%。主要分布于南方地區和東北地區。2005年，長江中下游區水稻秸稈產量達1.075億t，占全國稻桿產量的50.9%;華南區和西南區的水稻秸稈產量分別為3420萬t和3681萬t，分別占全國的16.2%和17.4%。上述3個區水稻秸稈產量則占全國的84.5%。2005年，東北區水稻秸稈產量為2353萬t，占全國的11%，其中黑龍江省的產量較高，約占東北地區水稻秸稈產量的50%。

目前存在的問題是，由于稻草中硅含量較高，致使稻草在造紙工業中的用量很少，這是一種很值得今后研究開發的纖維資源。

(2)小麥秸稈

2005年，我國小麥秸稈產量為1.07億t，占全國秸稈總產量的12.7%。我國小麥秸稈主要集中于黃淮海區，2005年該區域產量為6163萬t，占全國麥稈的57.5%。其次為長江中下游區，年產量為1973萬t，占全國的18.4%。我國小麥秸稈主要集中于河南、山東、河北3省，占全國的56.7%;其次為安徽和江蘇，上述5省小麥秸稈產量合計為7772萬t，占全國小麥秸稈72.5%。

小麥秸稈是我國主要非木材原料之一，而目前小麥秸稈可收集資源有限，造成小麥秸稈資源缺乏，價格昂貴。實際可利用小麥秸稈量與理論計算收獲量相差很大，這主要是由于小麥收獲期很短，為了收割方便，收割機收割時一般留有20 cm左右長的余茬在田地里，因而每公頃的小麥秸稈收集量僅為16.67 kg(畝產250 kg)左右，大量秸稈仍然留在田里而無法收集，最后只能焚燒。

(3)玉米秸稈

玉米秸稈是資源最多的作物秸稈之一，2010年秸稈量為2.07億t，占全國秸稈總產量的24%。玉米秸稈包括玉米稈和玉米芯。玉米稈約占83%;玉米芯占17%。

玉米作物在我國由東北到西南有一條狹長的玉米分布帶，大致范圍為黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古東四盟、北京、天津、河北、山東、河南、山西、陜西、四川、重慶、鄂西北、湘西、貴州、云南、桂西北等，長度約為6300 km，寬度約為800～2000 km。此區玉米產量占全國85%以上。玉米秸稈產量占全國92%。東北和黃淮海兩大產區玉米種植面積和產量分別占全國的70%和73%。其中吉林、山東、河南、河北、遼寧、內蒙古和黑龍江等7個省 (自治區)的玉米秸稈產量都超過1500萬t。黃淮海和東北地區是我國玉米秸稈分布最為集中的地區，2005年其年產量分別為6326萬t和5770萬t，分別占全國的31.3%和28.6%，合計約占全國的60%;其次為西南區、黃土高原區、西北干旱區，其玉米秸稈產量均占全國10%～11%。吉林省是我國玉米主產區，據統計，2008年吉林省玉米產量2083萬t，占全國玉米產量的12.5%。吉林省每年產玉米秸稈為3380萬t。其中，長春地區比例最大，占玉米秸稈資源量的27%;其次為四平、松原、吉林地區。

由于玉米秸稈的葉和髓芯多，最近幾年才將其作為造紙原料，目前尚未大量使用，是一種有潛力的纖維資源。

(4)棉稈

我國棉稈主要分布于黃淮海區、西北干旱區和長江中下游地區。2005年其產量分別為2011萬 t、1726萬t和1224萬t，分別占全國的38%、33%和23%，棉稈產量合計為4960萬t，占全國94.36%。而2010年由于耕種面積減少，棉花產量下降，棉稈理論收獲量為6480萬t左右。

3 近年非木材制漿造紙的技術進步

進入21世紀后，隨著全社會環境意識日益增強，大量中小型草漿廠因污染排放不能達標而被關閉;加上近年廢紙用量急增;林紙一體化方針逐漸發生效力，木漿產量增加，使近年非木漿在總漿耗中比重逐年下降。

這種形勢對非木材纖維制漿來說也是一種機遇和挑戰，為了解決我國的纖維原料問題，非木材制漿技術發展處于被“逼上梁山”之勢。近些年來，在行業上上下下的共同努力下，非木材制漿也有了前所未有的進步。一是利用我國豐富的竹材資源及國外先進的制漿技術與裝備，建造了現代化的竹漿生產線，竹漿產能得到了大力發展;二是在我國多年禾草漿生產經驗和研究成果的基礎上，突破了草漿生產的技術難題，為重新振興中國草類纖維制漿事業作出了突出貢獻。

3.1 竹材制漿的技術進步［14-16］

近年，竹漿技術進步主要體現在我國最大的技術先進的竹漿廠——貴州赤天化紙業的投入運行，以及廣東鼎豐紙業、四川永豐紙業、重慶理文等一批大型竹漿生產線的建成。

2008年10月投產的赤天化紙業年產20萬t竹漿生產線，擁有當今世界上最先進的竹漿生產技術和裝置，是當今世界單條生產線竹漿產量最大的制漿企業。

根據竹子的特性，該生產線備料采用鼓式切片機切片，保證竹片加工的效率和質量。竹片經篩選、洗滌后進行制漿。蒸煮采用克瓦納 (Kvaerner)公司G2型緊湊連續蒸煮 (Compact Cooking)，日產850 t風干粗漿，竹片經黑液壓力 (常壓)預處理后蒸煮溫度降到140℃左右，系統為全封閉，基本上不產生臭氣，紙漿強度好、得率高、可漂性好、汽耗低，與ITC等溫蒸煮相比，紙漿得率提高1～2個百分點，噸漿蒸煮汽耗降至500 kg以下，減少汽耗50%以上;然后進行兩段氧脫木素，使紙漿卡伯值降至8～10，減少了漂白化學藥品消耗，并降低漂白排水的污染負荷;漿料經壓力篩封閉篩選后，再進行洗滌壓榨，干度可達35%～40%。在漂白工藝方面，采用TCF或ECF兩種漂白工藝生產:Q-OP-Q-PO或Q-OP-D-PO漂白，紙漿白度可達88%，漂白堿性廢水循環進入堿回收車間，實現漂白排水的半封閉。

堿回收方面，由于竹漿黑液黏度較大、硅含量較高，黑液蒸發采用鈣純化技術預處理，結晶蒸發出液濃度可達70%;堿回收爐日燃燒黑液固形物1500 t，蒸汽參數為6.4 kPa、480℃，是目前全球最大的非木漿黑液堿回收爐。工廠用水的封閉程度很高，噸漿排水量不超過30 m3，有完善的環保措施，生產過程中產生的高濃和低濃臭氣全部送堿回收爐燃燒，制漿生產過程中的中段廢水，采用兩級生物處理加一級化學處理，排水水質優于國家新標準GB3544—2008，實現了清潔生產。

另外，在RDH基礎上改進的DDS蒸煮系統也已在廣東鼎豐和四川永豐、重慶理文新建制漿生產線運行。該系統在熱能利用、藥液均布、自動控制水平等方面得到了進一步提高，噸漿耗汽0.65～0.80 t，紙漿得率≥48%。特別是四川永豐紙業新建的17萬t竹漿生產線是國產最大的先進制漿設備。在竹漿質量、節能和環保方面取得了良好的效果。紙漿洗選系統，采用國產的先進裝備與引進關鍵部件相結合的洗漿生產線，四川永豐紙業采用國產新型平面閥波紋板鼓式真空洗漿機組，配備引進的壓力篩裝置，采用逆流洗滌封閉的水循環系統，達到良好的節水和洗選效果。氧脫木素后的漿料用ECF漂白，即采用D0-EOP-D1三段漂白流程，紙漿白度≥87%。

廢水處理采用兩級生化處理+第三級絮凝沉淀深度處理，排放廢水CODCr＜100 mg/L、色度＜40倍、噸漿水耗≤50 m3。這些結果體現了我國在竹漿技術方面的不斷進步。

3.2 近年禾草類纖維的制漿技術進步［17-29］

如前所述，傳統的中小型草漿廠設備陳舊，技術落后，產品質量差，污染嚴重。我國從20世紀90年代起，關閉了數千家落后的中小型草漿廠。在這種形勢下，我國一些企業家和科學技術人員，經過幾年的艱苦努力，在我國幾十年草類制漿的經驗和對草漿研究的基礎上，使草類制漿清潔生產技術得到了突破性進展，解決了草類制漿的技術關鍵。這項技術的基本要點是:根據禾草類原料的特征，圍繞提高草漿的濾水性和降低黑液黏度，在制漿全過程中采取了一系列措施，使草漿制漿技術發生了根本改變。

3.2.1 高效的備料除塵系統

根據禾草類原料的特性，以干法處理為主，干濕法結合，盡可能多地除去草中的鞘、節、葉、穗等不利于制漿的雜物。開發出新的系列備料設備，包括草料破碎、篩選，清除沙塵等，使備料過程的除雜率達到25%～30%。這是提高紙漿濾水性、降低黑液黏度和提高紙張強度的最為經濟、重要的一環。

3.2.2 新的制漿方法與技術

根據草類纖維的解離特點，用化學法制漿時，漿料脫木素率達到92%～95%時纖維才能解離，此時，草漿的得率和強度已受到嚴重的損害，漿料濾水性變差。因此，草類原料的單一化學法制漿并不適合于草類制漿。研究表明，采用化學法，補以機械解離纖維的方法才是符合草類特點的最佳方法。即蒸煮后漿料硬度較高 (卡伯值為20～25)，然后經輕度疏解，甚至一定程度化學處理的化學機械法制漿。這樣既可提高草漿的得率和強度，降低資源消耗，減少污染物排放量，更可提高草漿的濾水性，是一舉多得的草類制漿方法。

但這種漿料制漂白漿時會加重漂白負擔、造成漂白藥劑消耗和漂白廢水污染負荷增加。可通過氧脫木素以降低漂前漿料的木素含量和漂白化學藥品消耗，氧脫木素的廢水可進入堿回收。另外，草類原料置換蒸煮技術是在參考木漿深度脫木素技術，并結合我國草漿制漿經驗發展的一種新的制漿技術。置換蒸煮除可回收熱能，降低能耗，可進行高溫洗漿，降低水耗，提高了草漿黑液的提取率，同時使提取黑液固形物濃度高，有利于黑液蒸發，并減少噴放時對大氣的污染;提高了紙漿得率和紙漿強度;特別是此法所產生的黑液黏度比常規蒸煮黑液明顯降低，在固形物濃度相同的情況下，其黏度約比常規蒸煮黑液的降低50%，此黑液用普通蒸發器可蒸發至固形物濃度60%以上。

因此，草類纖維制化學漿的最佳工藝路線是:強化備料-置換蒸煮-疏解-洗漿篩選-氧脫木素-無氯或無元素氯漂白。

3.3.3 草類制漿裝備的進步

傳統草類原料制漿大多使用蒸球，5萬t/a以上草漿生產線采用蒸球是不經濟的。而連續蒸煮設備也已運行多年，目前草漿的連蒸設備主要是橫管式連蒸設備，它的缺點是不能實施現代的蒸煮技術，如深度脫木素技術、置換蒸煮技術等。草類制漿的橫管式連續蒸煮器已有幾十年沒有根本性進步，它的汽耗和電耗高。而草類原料不能采用立式蒸鍋的主要障礙是它的濾水性差，如果能克服這一缺陷，草漿采用立式連蒸器也是完全可能的。泉林紙業在蒸煮硬漿的基礎上對現有木漿立式蒸煮鍋進行改造，開發出容積達到378 m3、適用于秸稈制漿的立式蒸煮鍋，并已投入生產。這是國際上首次采用立式蒸煮鍋蒸煮草類原料。泉林紙業又在立式蒸煮鍋的基礎上設計出了世界上第一套10萬t/a生產能力的秸稈漿立式連續蒸煮器，目前這一套裝置正在施工中。草漿立式連續蒸煮器的研制成功，將是草類制漿設備的重大突破，實現了草漿生產大型化。

鼓式真空洗漿機是解決草類制漿污染問題的關鍵設備，多年來我國造紙設備制造企業為此作出了艱苦努力，開發出適用于草類制漿的系列洗漿設備。最近山東汶瑞機械公司開發的新型高效ZXV系列洗漿機最大過濾面積達到120 m2，鼓體設計采用錐形格室結構，增大了流通量;采用平面分配閥，提高了運行真空度及洗凈度;采用打散式壓料、攪拌裝置，提高洗漿效率。該產品的性能達到了國外同類產品水平，已通過山東省組織的專家鑒定。

泉林紙業是我國草類制漿技術的集成創新單位，近年在草類制漿技術與設備的研發方面取得了許多重要突破，解決了我國草類纖維制漿的難題。這項技術成果已得到了國家環保部的肯定，經國家批準，泉林紙業正在進行擴大生產規模至60萬t/a;并開始在東北地區推廣該項制漿技術。

經過泉林紙業多年的實踐，證明該項技術適用于各種草類原料 (稻草、麥草、玉米稈、棉稈、蘆葦等)，以麥草為例，實施該項技術可獲得下列結果:

(1)備料的除塵、除雜率達到23%～28%，可使蒸煮用堿量由13%降低至10.5%，漂白漿得率提高5%;

(2)黑液提取設備采用一段擠漿機-真空洗漿機4+1流程，提取率達到90%以上;

(3)黑液黏度下降50%，普通真空蒸發后黑液濃度達到60%～62%;

(4)氧脫木素后漿料白度達到50%～55%，可作為半漂漿使用;

(5)漂白麥草漿裂斷長大于6000 m;

(6)漂白制漿排水量小于50 m3/t漿，廢水經處理后，CODCr排放濃度小于60 mg/L。

4 我國非木材制漿的發展趨勢和存在的問題［20］

4.1 非木材纖維制漿在我國紙業發展中的地位

纖維資源短缺不僅是中國，也是世界紙業發展的瓶頸。長期以來，我國紙業走出了一條與其他造紙大國原料結構不同的道路，是其客觀因素所決定的。縱觀中國纖維資源的現狀和我國人多地少的現實狀況，我國紙業的原料結構必然是多元化的。解決眾多人口的用紙問題，纖維原料來源應是多渠道的、多種類的。有效利用我國豐富的禾草類資源是我國造紙界的責任。

人類經過長期對各種植物纖維原料制漿造紙的比較證明，木材制漿比其他纖維原料具有更多優點:木材資源供給可靠;可充分利用營林撫育和制材加工過程大量的間伐小徑材、枝椏材、邊廢料，能顯著提高林業的整體經濟效益;可進行大規模、高效率制漿生產，具有最強的市場競爭力。隨著我國經濟的高速發展，資源與環境保護以及產品質量要求的不斷提高，我國木漿比例增加是必然的，這一直是紙業界的愿望和努力方向。

因此，從長遠來看，我國木漿比例增加，非木漿比例適當下降 (但產量可能會繼續增加)也是一種必然趨勢。

4.2 我國非木材制漿已開始由傳統落后向環境友好、

現代化的過程轉變

我國已經建立了一批現代化的大型竹漿生產線，為今后在竹類資源豐富地區發展現代化竹漿生產，樹立了樣板，積累了經驗。我國的竹類資源相對比較豐富，竹類纖維比其他非木材原料更接近木材，許多木材制漿的成功技術和設備都可為竹漿生產所借鑒。因此竹漿生產的現代化比其他非木材纖維制漿的速度會更快、難度更小。充分利用我國的竹類資源，在有條件的地區進一步發展竹漿生產勢在必行。

蘆葦和蔗渣纖維由于資源的限制，在資源集中的地區有一定的發展余地，但潛力有限。

技術進步解決了秸稈制漿生產的環境問題，以泉林紙業為代表的禾草類纖維制漿技術已基本成熟，緩解了禾草類纖維制漿的污染問題，并得到國家環保部的認可。可以預見，農業秸稈制漿造紙的發展可望實現。

4.3 建立現代化的、環境友好的禾草漿生產線

(1)建立規模最少10萬t/a的單條生產線，企業規模根據資源狀況，可能為10萬～20萬t/a甚至更大。

(2)草漿企業建在原料基地附近 (農業區)。

(3)清潔生產技術水平將有進一步提高，成為與環境和諧的現代化工業。

(4)現代化生產技術使非木漿的物理強度接近于闊葉木漿，與木漿適當配合可在中高速紙機上抄造各種中高檔紙，經濟上將具有一定的競爭力。

4.4 需要進一步解決的問題

從總體上看，非木漿生產特別是禾草類制漿還不能滿足日益嚴格的生態環境保護的要求，污染物排放量大仍然是約束非木漿發展的瓶頸，對現有草漿企業的清潔生產技術，仍需作出進一步改進。

其次，由于歷史原因，非木漿生產企業結構不合理，企業規模絕大多數為5萬t/a以下的小企業，技術裝備落后，管理水平差，勞動生產率低，缺乏技術創新能力和資金支持。因而難以應對非木漿生產發展所遇到的一系列問題，特別是環境污染問題。

第三，原料的收集與物流體系不暢，我國每年都有大量農業秸稈產生。秸稈的收割、收集、物流體系的市場化機制不配套;莊稼收割時殘留在田地里的秸稈過高 (20 cm左右)，收集處理設施不配套，農民焚燒現象嚴重，造成對環境的嚴重污染;企業收購原料要面對千家萬戶農民，又缺乏必要的政策支持，使大型企業難以收購、儲存、運輸所需的大宗原料。

近年竹漿產量明顯增加，由于竹材的用途廣泛，市場競爭激烈，致使竹材造紙原料穩定供給同樣遇到困難。

5 措施與建議

5.1 建立農漿紙 (竹漿紙)一體化機制

與解決木材原料問題一樣，秸稈 (或竹材)原料的來源保障，同樣是大規模非木材制漿生產企業面臨的重要問題。目前大型草漿廠 (竹漿廠)都面臨著如何保障原料來源穩定、價格穩定、質量穩定的問題。解決的唯一辦法就是建立農漿紙 (竹漿紙)一體化機制。建立緊密型或松散型的農業 (竹林)基地;建立緊密型或松散型二級原料公司，盡量把更多的原料來源掌握在企業手中。

(1)企業要在各原料集中地區設置收儲點，從源頭控制原料量。進行收購方式改革，改變“坐在家中收原料”的傳統收購模式，在原料基地分布設立收儲點，形成原料收購網絡。各收儲點同時進行收購、初加工和儲存，一般每鄉鎮可設若干個收儲點。也可以“委托收購”方式，發展以村、鄉鎮為中心的秸稈專業收集戶;對原料產地的中大型中間商存在資金困難給予適當幫助，讓他們與企業實現“雙贏”。

(2)政策建議。為了解決我國秸稈利用問題，建議國家和當地各級政府對利用秸稈生產的紙漿、紙制品、有機肥料等產業，在土地、稅金、運輸等方面給予優惠，秸稈紙制品出口實施零關稅或關稅返還，大力扶持秸稈綜合利用產業的發展。

5.2 進一步調整非木材制漿的產業結構

加大對非木材制漿企業的調整力度，對于5萬t/a以下、不能達到國家規定的污染物排放標準的企業應該關、停、并、轉;鼓勵建設10萬t/a以上單條生產線。

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Overview of Recent Development of Non Wood Fibers Pulping in China

LI Zhong-zheng
(The Faculty of Chemical Engineering，Nanjing Forest University，Nanjing，Jiangsu Province，210037)
(E-mail:zzli_njfu@126．com)

Non wood fiberous raw materials resource，non wood fibers pulping and its technology advancement in China are introduced;the development trend，the problems and its solutions of non wood pulping are discussed．

non wood fibers;resource;technology advancement;pulping

TS721+.2，TS721+.3，TS721+.4

A

0254-508X(2011)11-0055-09

2011-07-01

李忠正先生，教授，國際木材科學院院士;主要從事禾草類纖維制漿理論與方法的研究。

(責任編輯:馬 忻)