造紙企業(yè)熱電廠促進(jìn)行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展途徑的探討

許永陽

（玖龍紙業(yè)（東莞）有限公司，廣東東莞 523147）

0 引言

造紙行業(yè)作為重要的基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè)，其產(chǎn)品應(yīng)用于文化、教育、科技和國民經(jīng)濟(jì)的眾多領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟(jì)中占重要地位。我國是造紙大國，改革開放以來，伴隨國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，中國造紙行業(yè)也逐步經(jīng)歷著從早期的產(chǎn)能分散、工藝粗放式生產(chǎn)向集約型發(fā)展模式的過渡，當(dāng)今中國已成為全球紙品產(chǎn)銷大國，造紙總產(chǎn)量和總銷量已經(jīng)躍居世界首位[1]。在造紙生產(chǎn)過程中，會(huì)產(chǎn)生廢水、廢渣、污泥等污染物，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響，且在生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的能源消耗大[2]，通過引進(jìn)技術(shù)裝備與自主創(chuàng)新相結(jié)合，研究造紙固廢分類與回用、污泥循環(huán)利用，熱電工業(yè)水零排放及再回收利用，污染物的繼續(xù)消減和綜合利用等技術(shù)，采用熱電聯(lián)產(chǎn)供熱的運(yùn)行方式，大力推進(jìn)清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的研究與應(yīng)用，進(jìn)一步加強(qiáng)綠色環(huán)保、資源再循環(huán)利用[3]，由傳統(tǒng)的造紙業(yè)轉(zhuǎn)向現(xiàn)代化造紙業(yè)，打造造紙龍頭企業(yè)，引領(lǐng)造紙業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 造紙固廢分類與回用

造紙生產(chǎn)過程中產(chǎn)生輕渣、漿渣、重渣、絞繩等不同類別的固廢，實(shí)行分類處理，達(dá)到無污染回用。

1.1 輕渣、漿渣處理

輕渣是由廢紙進(jìn)水力破碎或轉(zhuǎn)鼓破漿機(jī)打漿后，漿料送入紙機(jī)造紙，造紙線分離出來的輕渣；漿料送入漿池沉淀后不符合造紙要求的沉淀物屬于漿渣。輕渣通過翻斗轉(zhuǎn)運(yùn)車直接接收，然后運(yùn)輸?shù)桨l(fā)電廠輕渣處理車間，經(jīng)過上料、輸送、除鐵、破碎等工藝后，產(chǎn)生合格的輕渣被運(yùn)輸?shù)嚼鴤}，經(jīng)垃圾吊行車投運(yùn)到環(huán)保焚燒爐內(nèi)燃燒處理。漿渣與輕渣摻拌焚燒[4]。

1.2 絞繩處理絞繩

（1）主要由打包鐵絲、捆綁廢紙的塑料、標(biāo)簽和膠布以及其他未碎解的廢料組成的混合廢物，因其難以碎解，一般進(jìn)行填埋處理，處理費(fèi)用和占地面積巨大，并且極易造成二次污染。為實(shí)現(xiàn)絞繩固體廢物的零排放，消除環(huán)境污染，成立了專項(xiàng)研發(fā)小組，組織各專業(yè)技術(shù)工程師進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，將絞繩轉(zhuǎn)運(yùn)至環(huán)保熱電絞繩處理車間，由鏈板機(jī)進(jìn)入粗碎機(jī)進(jìn)行一級(jí)破碎，對(duì)絞繩進(jìn)行粗破碎，制得長為16～25 cm、寬為5～10 cm 的條狀粗物料；再由細(xì)碎機(jī)進(jìn)行二級(jí)破碎；將條狀粗物料進(jìn)一步破碎，制得長為5～10 cm、寬為2～8 cm的條狀細(xì)物料。絞繩處理系統(tǒng)工作原理圖如圖1所示。

圖1 絞繩工藝系統(tǒng)圖

（2）絞繩回收系統(tǒng)工藝說明：分離回收裝置將條狀細(xì)物料輸送到磁場效應(yīng)金屬分離設(shè)備進(jìn)行分離，分類收集金屬物以及非金屬廢料，對(duì)金屬進(jìn)行回收，非金屬廢料送至鍋爐焚燒生產(chǎn)蒸汽，形成一套成熟的絞繩回收處理系統(tǒng)。“造紙絞繩資源化利用技術(shù)”是造紙行業(yè)有效應(yīng)用技術(shù)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著，實(shí)現(xiàn)日平均回收金屬13 t，年產(chǎn)金屬約4 000 t，創(chuàng)造了可觀的利潤；年回收利用30 000 t 纖維廢物，其低位熱值3 000 kcal/kg，年節(jié)省標(biāo)煤12 857 t。

1.3 重渣處理

重渣是由紙機(jī)上料車間通過除鐵器篩選出來的固體廢物，采用分選震動(dòng)篩將重渣分選為輕渣、大顆粒物，再通過除鐵器將鐵件分離出來，最后通過磁分選機(jī)將貴金屬分離。對(duì)重渣實(shí)施精細(xì)化分選方案，使貴金屬（鋁、銅）、鐵與渣分離，提升價(jià)值，減少環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)[5]。

2 污泥循環(huán)利用

造紙污泥處理是造紙企業(yè)環(huán)保工作的一大難題，量大面廣，各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)均能產(chǎn)生不同量的污泥。為實(shí)現(xiàn)清污分流、泥水分離，傳統(tǒng)技術(shù)采用物理、化學(xué)、生物的各種措施，將污染物從廢水中分離處理，達(dá)標(biāo)排放廢水，對(duì)分離出來的污泥進(jìn)行自然干化或機(jī)械脫水后，外運(yùn)填埋，產(chǎn)生二次污染[6]。采用化學(xué)和物理的綜合方法對(duì)污泥顆粒進(jìn)行表面化學(xué)改性，然后通過板框機(jī)壓濾析出水分，達(dá)到高干度的污泥。經(jīng)處理后的污泥含水率降低到40%以下，實(shí)測污泥熱值達(dá)899 kcal/kg，將塊狀污泥與燃煤混合攪拌后進(jìn)鍋爐燃燒，產(chǎn)生蒸汽用于造紙，實(shí)現(xiàn)了廢水污泥固體廢物的零排放。污泥焚燒處理工藝流程圖如圖2所示。

圖2 污泥焚燒處理工藝流程圖

3 熱電工業(yè)水零排放和回用

熱電廠生產(chǎn)輔機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生熱量，需要工業(yè)水經(jīng)過冷卻器進(jìn)行冷卻，冷卻后的回水全部回至循環(huán)水池，循環(huán)水池正常的耗水量遠(yuǎn)低于進(jìn)水和補(bǔ)水量，導(dǎo)致水池液位高，不得已外排或向生產(chǎn)紙機(jī)送水，造成工業(yè)水用量大，導(dǎo)致水資源的浪費(fèi)。目前采取水循環(huán)利用方法：從原來的工業(yè)冷卻水系統(tǒng)回循環(huán)水池的管道上，另安裝一條管道延伸至工業(yè)水池，通過調(diào)節(jié)升壓，改變工業(yè)冷卻水回水的流動(dòng)方向，成功將回水打至工業(yè)水池進(jìn)行二次循環(huán)利用，將清水用量降低到3 500 t/天，提高了工業(yè)水的循環(huán)利用率，減少工業(yè)水池清水的補(bǔ)水量，降低清水消耗成本。工業(yè)水循環(huán)回用系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 工業(yè)水循環(huán)回用系統(tǒng)

4 污染物的繼續(xù)消減和綜合利用

熱電廠鍋爐煙氣排放，對(duì)大氣產(chǎn)生污染，要實(shí)現(xiàn)持續(xù)綠色發(fā)展，就得持續(xù)降低鍋爐廢氣中SO2、NOx、粉塵排放量[7]，推進(jìn)脫硫、脫硝、濕電除塵改造，實(shí)現(xiàn)超潔凈排放。

（1）脫硫

經(jīng)電袋混合除塵后的煙氣，經(jīng)引風(fēng)機(jī)加壓進(jìn)入脫硫塔。漿液循環(huán)泵連續(xù)運(yùn)行使循環(huán)漿液與煙氣逆向?qū)α鞣磻?yīng)，由重力落到塔底再循環(huán)運(yùn)行，脫除98%以上的SO2，經(jīng)除霧器去除霧滴后排放，且在吸收塔底部鼓風(fēng)曝氣，使塔內(nèi)亞硫酸鎂的含量控制在合理范圍。脫硫出口SO2排放值降到35 mg/Nm3以下，正常排放值控制在20 mg/Nm3左右。減少大氣中SO2排放量，改善空氣質(zhì)量，年減SO2排放量132 t。

（2）脫硝

以不大于5%的氣氨-空氣混合劑為脫硝劑，在SCR 入口煙道處，與省煤器出口的煙氣混勻后進(jìn)入SCR 反應(yīng)器，在鈦基催化劑的作用下，煙氣中的NOx與氨氣反應(yīng)生成氮?dú)夂退_(dá)到脫硝的目的。通過增加催化劑，脫硝效率進(jìn)一步提高，液氨消耗量每天減少0.5～1.0 t，降低化工輔料消耗，生產(chǎn)成本降低，年減NOx排放量350 t。

（3）濕電除塵

煙氣進(jìn)入濕電后，在電場力的作用下去除細(xì)微顆粒與霧滴，收集的灰水及沖洗水靠自身重力自流引入其他設(shè)備。濕電除塵投運(yùn)后，出口粉塵小于或等于5 mg/Nm3，遠(yuǎn)低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到超潔凈排放，煙囪排出水汽減少，年排污費(fèi)用降低。

5 能源利用效率再提升

經(jīng)過多年的探索與實(shí)際應(yīng)用，在造紙行業(yè)所采取的能源效率提升措施主要包括以下方面：（1）二次熱的利用（煙氣、廢水、最小化溢出熱流）和平衡變化；（2）傳動(dòng)和電機(jī)的變頻控制；（3）泵與管道系統(tǒng)的優(yōu)化；（4）汽輪機(jī)的平衡優(yōu)化；（5）蒸汽管網(wǎng)的壓力降低；（6）紙機(jī)的熱回收，蒸汽和冷凝水系統(tǒng)的優(yōu)化；（7）造紙機(jī)真空系統(tǒng)的優(yōu)化；（8）壓縮空氣系統(tǒng)的平衡。

一般來說，采用上述措施后，蒸汽消耗可能降低范圍達(dá)到10%～20%。對(duì)于電力能源方面，降低潛力通常為3%～7%左右，對(duì)于可持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)有利的支持。

6 結(jié)束語

造紙業(yè)雖然作為我國乃至世界的基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè)，但它也摻雜了環(huán)境污染嚴(yán)重，能源消耗大的問題，而本文采用通過造紙固廢分類與回用，污泥循環(huán)利用，熱電工業(yè)水零排放和回用等技術(shù)，通過對(duì)廢物的合理化分類及處理，將可循環(huán)利用資源再次利用，從造紙污泥綜合利用和燃燒鍋爐添加工業(yè)垃圾技術(shù)方面開拓新的領(lǐng)域，降低了造紙企業(yè)和發(fā)電企業(yè)的生產(chǎn)成本，增加了利潤率，對(duì)污染物的排放的繼續(xù)消減和綜合利用[8]，推進(jìn)脫硫、脫硝、濕電除塵的改造，實(shí)現(xiàn)了超潔凈排放，減少了對(duì)環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保生產(chǎn)，使企業(yè)更好地融環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益于一體，取得了更好的發(fā)展。