造纸企业热电厂促进行业绿色可持续发展途径的探讨

许永阳

（玖龙纸业（东莞）有限公司，广东东莞 523147）

0 引言

造纸行业作为重要的基础原材料产业，其产品应用于文化、教育、科技和国民经济的众多领域，在国民经济中占重要地位。我国是造纸大国，改革开放以来，伴随国民经济的持续快速发展，中国造纸行业也逐步经历着从早期的产能分散、工艺粗放式生产向集约型发展模式的过渡，当今中国已成为全球纸品产销大国，造纸总产量和总销量已经跃居世界首位[1]。在造纸生产过程中，会产生废水、废渣、污泥等污染物，对环境产生影响，且在生产时产生的能源消耗大[2]，通过引进技术装备与自主创新相结合，研究造纸固废分类与回用、污泥循环利用，热电工业水零排放及再回收利用，污染物的继续消减和综合利用等技术，采用热电联产供热的运行方式，大力推进清洁生产和循环经济技术的研究与应用，进一步加强绿色环保、资源再循环利用[3]，由传统的造纸业转向现代化造纸业，打造造纸龙头企业，引领造纸业可持续发展。

1 造纸固废分类与回用

造纸生产过程中产生轻渣、浆渣、重渣、绞绳等不同类别的固废，实行分类处理，达到无污染回用。

1.1 轻渣、浆渣处理

轻渣是由废纸进水力破碎或转鼓破浆机打浆后，浆料送入纸机造纸，造纸线分离出来的轻渣；浆料送入浆池沉淀后不符合造纸要求的沉淀物属于浆渣。轻渣通过翻斗转运车直接接收，然后运输到发电厂轻渣处理车间，经过上料、输送、除铁、破碎等工艺后，产生合格的轻渣被运输到垃圾仓，经垃圾吊行车投运到环保焚烧炉内燃烧处理。浆渣与轻渣掺拌焚烧[4]。

1.2 绞绳处理绞绳

（1）主要由打包铁丝、捆绑废纸的塑料、标签和胶布以及其他未碎解的废料组成的混合废物，因其难以碎解，一般进行填埋处理，处理费用和占地面积巨大，并且极易造成二次污染。为实现绞绳固体废物的零排放，消除环境污染，成立了专项研发小组，组织各专业技术工程师进行技术攻关，将绞绳转运至环保热电绞绳处理车间，由链板机进入粗碎机进行一级破碎，对绞绳进行粗破碎，制得长为16～25 cm、宽为5～10 cm 的条状粗物料；再由细碎机进行二级破碎；将条状粗物料进一步破碎，制得长为5～10 cm、宽为2～8 cm的条状细物料。绞绳处理系统工作原理图如图1所示。

图1 绞绳工艺系统图

（2）绞绳回收系统工艺说明：分离回收装置将条状细物料输送到磁场效应金属分离设备进行分离，分类收集金属物以及非金属废料，对金属进行回收，非金属废料送至锅炉焚烧生产蒸汽，形成一套成熟的绞绳回收处理系统。“造纸绞绳资源化利用技术”是造纸行业有效应用技术，社会经济效益显著，实现日平均回收金属13 t，年产金属约4 000 t，创造了可观的利润；年回收利用30 000 t 纤维废物，其低位热值3 000 kcal/kg，年节省标煤12 857 t。

1.3 重渣处理

重渣是由纸机上料车间通过除铁器筛选出来的固体废物，采用分选震动筛将重渣分选为轻渣、大颗粒物，再通过除铁器将铁件分离出来，最后通过磁分选机将贵金属分离。对重渣实施精细化分选方案，使贵金属（铝、铜）、铁与渣分离，提升价值，减少环保风险[5]。

2 污泥循环利用

造纸污泥处理是造纸企业环保工作的一大难题，量大面广，各个生产环节均能产生不同量的污泥。为实现清污分流、泥水分离，传统技术采用物理、化学、生物的各种措施，将污染物从废水中分离处理，达标排放废水，对分离出来的污泥进行自然干化或机械脱水后，外运填埋，产生二次污染[6]。采用化学和物理的综合方法对污泥颗粒进行表面化学改性，然后通过板框机压滤析出水分，达到高干度的污泥。经处理后的污泥含水率降低到40%以下，实测污泥热值达899 kcal/kg，将块状污泥与燃煤混合搅拌后进锅炉燃烧，产生蒸汽用于造纸，实现了废水污泥固体废物的零排放。污泥焚烧处理工艺流程图如图2所示。

图2 污泥焚烧处理工艺流程图

3 热电工业水零排放和回用

热电厂生产辅机运转产生热量，需要工业水经过冷却器进行冷却，冷却后的回水全部回至循环水池，循环水池正常的耗水量远低于进水和补水量，导致水池液位高，不得已外排或向生产纸机送水，造成工业水用量大，导致水资源的浪费。目前采取水循环利用方法：从原来的工业冷却水系统回循环水池的管道上，另安装一条管道延伸至工业水池，通过调节升压，改变工业冷却水回水的流动方向，成功将回水打至工业水池进行二次循环利用，将清水用量降低到3 500 t/天，提高了工业水的循环利用率，减少工业水池清水的补水量，降低清水消耗成本。工业水循环回用系统如图3所示。

图3 工业水循环回用系统

4 污染物的继续消减和综合利用

热电厂锅炉烟气排放，对大气产生污染，要实现持续绿色发展，就得持续降低锅炉废气中SO2、NOx、粉尘排放量[7]，推进脱硫、脱硝、湿电除尘改造，实现超洁净排放。

（1）脱硫

经电袋混合除尘后的烟气，经引风机加压进入脱硫塔。浆液循环泵连续运行使循环浆液与烟气逆向对流反应，由重力落到塔底再循环运行，脱除98%以上的SO2，经除雾器去除雾滴后排放，且在吸收塔底部鼓风曝气，使塔内亚硫酸镁的含量控制在合理范围。脱硫出口SO2排放值降到35 mg/Nm3以下，正常排放值控制在20 mg/Nm3左右。减少大气中SO2排放量，改善空气质量，年减SO2排放量132 t。

（2）脱硝

以不大于5%的气氨-空气混合剂为脱硝剂，在SCR 入口烟道处，与省煤器出口的烟气混匀后进入SCR 反应器，在钛基催化剂的作用下，烟气中的NOx与氨气反应生成氮气和水，达到脱硝的目的。通过增加催化剂，脱硝效率进一步提高，液氨消耗量每天减少0.5～1.0 t，降低化工辅料消耗，生产成本降低，年减NOx排放量350 t。

（3）湿电除尘

烟气进入湿电后，在电场力的作用下去除细微颗粒与雾滴，收集的灰水及冲洗水靠自身重力自流引入其他设备。湿电除尘投运后，出口粉尘小于或等于5 mg/Nm3，远低于国家排放标准，达到超洁净排放，烟囱排出水汽减少，年排污费用降低。

5 能源利用效率再提升

经过多年的探索与实际应用，在造纸行业所采取的能源效率提升措施主要包括以下方面：（1）二次热的利用（烟气、废水、最小化溢出热流）和平衡变化；（2）传动和电机的变频控制；（3）泵与管道系统的优化；（4）汽轮机的平衡优化；（5）蒸汽管网的压力降低；（6）纸机的热回收，蒸汽和冷凝水系统的优化；（7）造纸机真空系统的优化；（8）压缩空气系统的平衡。

一般来说，采用上述措施后，蒸汽消耗可能降低范围达到10%～20%。对于电力能源方面，降低潜力通常为3%～7%左右，对于可持续发展提供强有利的支持。

6 结束语

造纸业虽然作为我国乃至世界的基础原材料产业，但它也掺杂了环境污染严重，能源消耗大的问题，而本文采用通过造纸固废分类与回用，污泥循环利用，热电工业水零排放和回用等技术，通过对废物的合理化分类及处理，将可循环利用资源再次利用，从造纸污泥综合利用和燃烧锅炉添加工业垃圾技术方面开拓新的领域，降低了造纸企业和发电企业的生产成本，增加了利润率，对污染物的排放的继续消减和综合利用[8]，推进脱硫、脱硝、湿电除尘的改造，实现了超洁净排放，减少了对环境的污染，实现了绿色环保生产，使企业更好地融环境效益、经济效益和社会效益于一体，取得了更好的发展。