新型造纸技术与发展趋势

新型造纸技术与发展趋势

内容摘要:2002年亚洲纸及纸板总产量已达1亿吨以上，但因人口众多（约20亿），故人均耗纸量仅为41.8公斤，其中日本为242公斤，中国33公斤，印度5.6公斤。纸、纸板消费有年增长达到3.1%，特别是亚洲和南美曾铮更为迅速。

关键词：纸造纸工业纸机造纸法造纸原料生态循环

一、开发新型造纸技术和包装材料的背景

（一）社会背景

2002年亚洲纸及纸板总产量已达1亿吨以上，但因为人口众多（约24亿），故人均耗纸量仅为41.8公斤，其中日本为242公斤，中国33公斤，印度5.6

公斤。

纸、板纸消费的年增长率达到3.1％，特别是亚洲和南美增长更为迅速，一方面纸浆的需求呈现低迷态势，另一方面，再生纸在世界范围内广泛得以利用。从品种来看，印刷用纸和包装用纸、板纸在纸类消费中所占的比例较高。

从全国范围看，2003年纸及板产量超过100万吨的省份有山东、浙江、广东、河南、江苏、河北、福建、湖南和四川9个省；纸及板产量合计已达3402万吨，占全国纸及板总产量的83％。

2003年，我国东部地区12个省（区）市，纸及纸板产量占全国纸板产量比例的72.5％，比上年提高0.5％,；中部地区9个省（区）比例为21.8％；比上年降低0.2％；西部地区9个省（区）市比例5.7％，比上年降低0.3％，从全国各纸及纸板产量完成情况和造纸区布局变化看，生产集中度已越来越高。作为我国三大造纸产业集群地的东部地区已成为我国造纸工业的生产的主要基地。

造纸工业已经成为地处我国三大造纸产业集群??珠江三角洲集群、长江三角洲集群和环渤海集群的广东、浙江、江苏、山东等省的支柱产业，造纸产业高速发展，产能急剧膨胀。而有的省并不满足于此，如广东计划建设造纸基地，产能将达到1000万吨，广东将控制全国产业的三分之一。对此，一些专家不无担心：产能不断增加，必然导致集群内有限的水、原料等资源的强热竞争。这一点应该引起行业的足够重视。因为种种迹象表明??资源紧缺为产业集群添堵，资源危机已迫近造纸产业集群。

在产业集群对我国造纸工业规模化、现代化发展起到重要作用的同时，一个不容忽视的现象也浮出水面，即形成资源紧缺的不利局面。资源危机紧迫造纸产业集群。近两年来，由于纸业增长迅猛，而麦草原料资源有限，这使得2003年山东省内的麦草价格几乎翻了一番，每吨高达600元以上。令企业叫苦的是，麦草质量差、水分高、而且杂质多，山东的许多企业不得不到江苏、安徽、河南、河北邻近省份大量购买麦草，甚至到东北购进芦苇，从而加大了成本，影响了行业经济效益。

我国森林面积仅占世界的3.9％，森林蓄积量不足世界总蓄积量的3％，森林覆盖率为13.92％，人均森林面积和人均蓄积量都低于世界平均水平，分别排列在世界的120位和121位，森林覆盖率排在142位。我国每年进口大量的木材及其制品，以满足市场需要。但靠进口林产品来解决我国需求总量不足不是长久之策，一是国家经济实力还不强大，难以每年拿出上百亿外汇来进口林产品；二是国际木材市场变幻莫测，依赖进口将使我国处于极为被动的局面。

其次，由于部分树种自身容易遭受病虫害的侵袭，作为包装材料要受到加工条件和工艺的限制，在进口贸易中成本过高。再次，大量采伐木无疑对环境造成不利的影响，同时植树造林及其成林速度远不能满足市场对木的需求。因此，必须尽早开发利用其它绿色材料来替代造纸原料及木质包装材料。值得注意的是为中国大陆发展之情况，其林纸一体化政策正落实推动，将增加森林覆盖率，目前仅为16％（欧洲为36％），并供制浆原料，其非木材（竹、草类）2002年产量为1100万吨，是世界之冠。该方面之造纸技术也领先全球。

（二）设备背景

大部分纸机处于20世纪20至50年代水平,浆料流送系统：Metso Paper 和Voith Paper先后推出了的流送系统Optifeed和WEP?系统。包括浆料流送、纤维回收和损纸处理。两公司都取消了机外白水槽，分别采用Lobemix和Hydromix?系统，使工艺稳定性得到了改善，并显著降低了纵向和横向参数的变化。整个流送系统使浆料混合、白水混合、净化、除气、消除脉冲都更为有效，浆和水的储存容积显著减小，这种短滞留时间系统并非不稳定，相反它与长滞留时间系统在控制反应方面相比具有更快、控制更精的特点。

岳阳纸业集团18万吨／年LWC项目及华泰纸业集团18万吨／年LWC分别采用了Lobemix和Hydronmix?带稀释水的流浆箱现已广泛使用。不仅用在文化纸纸机，而且用在了生活用纸及纸板。玖龙纸业多层流浆箱，国内现已用于生活用纸纸机，如恒安常德纸业的2#高速纸机的网部其趋势为立式夹网。MetsoPaper

由Symfomer(苏州紫兴采用)到Speedformer(UPM常熟采用)再到Optifomer(南平纸业、黑龙纸业采用)，Voith Paper则由Duofomer H(金城纸业)到Duofromer CFD(APP金东纸业采用)再到Duofomer TQ及Duofomer TQv(华泰纸业采用)，最后都走向式夹网，并逐渐量化，使双面脱水的量及速率几乎相等，最大限度地减少于两面差。生活用纸纸机多采用新月形成形器，APP高速纸板机一般均采用长网(或叠网)成形技术，国内大多数车速较高的纸板机都是如此，随着车速的提高，多夹网组合成形技术将得到广泛的应用，东莞理文造纸有限公司已从Voith Paper斜网成形器技术主要用于某些特种纸，国内研究所已引进一台，可生产几十个品种。

压榨部的型式经历了一个从开启式直通压榨到复合压榨，再到封闭式直通压榨的螺旋式发展过程，可达到／分以上车速，南平纸业和黑龙纸业都采用这种型式的压榨，设计车速以靴式压榨得到了广泛使用，从纸板到文化用纸，现在已应用到生活用纸纸机上。世纪之交，国际上已有几台卫生纸机采用了该项技术，国内尚未引进。估计在未来2—3年的时间才有引进的可能。随着车速的提高，直径的烘缸，内设挠流棒、单排列的烘干部已广泛采用，国内已不鲜见。MestoPaper上世纪90年代末推出的Optidry技术借鉴卫生纸机热风直吹干燥技术用于文化纸机，但其推广速度较其推出的其它技术为慢。该技术还可用于纸机烘干部改造，共方法是将热风直吹干燥系统直接安装于烘缸顶部。推出的Condebelt随着车速越来越快及质量要求的提高，高档纸及纸机的涂布大都采用刮刀方式，由供料型式的不同而衍生出不同的涂布头型式。国内几乎各种型式的均有。

由于对原纸有较好的容忍性及对高车速的适应性，辊式涂布(膜转移式)应用愈来愈广泛，特别是用于机内涂布生产LWC由MetsoPaper开发的涂喷技术已在实验纸机上试验成功，车速高达／分，据悉近期内第一台喷涂布机将会投入商业运行，其效果尚有待于市场的检验。多辊软压光机在一定程度上已取代了超级压光机，特别是其突破了超级压光机速度限制的问题，可直接用于机内，大大提高了生产效率，岳纸LWC靴式压光机是将靴式压榨的概念移植到压光机上使用，目前已投入运行，主要用于涂布纸板，国内尚未引进。复卷机的车速愈来愈高，控制精度也愈来愈高，目标是一条生产线上配置一台复卷机。

部分设备是上世纪80年代至90年代初引进的，尤其是一批纸板机，先后引进有Voith的真空圆网纸板机，前BC公司的Bristol Former真空圆网纸机，小林的超成形和高速超成形纸板机，Voith部分设备为引进技术进行改造，如岳阳纸业及柳江纸业3940纸机的改造，金城纸业、广州纸业、南平纸业等3150纸机的改造。部分设备为一些较为先进的二手纸机，如广纸、华泰的新闻纸机，龙岩的SC部分为国产设备。如中山联兴公司的三叠网箱纸板机，抄宽已达，设计车速其构成多为一批低速长网、圆网纸机及纸板机。其幅宽主要为1092、1575、1600、1760、1880、2100、2362等，甚至还有一些787。

目前国内单机生产能力在10万吨／年以上的纸及纸板机约有47台，年生产能力约为866万吨，其中已投产的39台，在建的为8台，约占纸机总的1％，但生产能力已超过总产量的25倍。由于纸机及纸板机的宽度最大已达38米和33.5米。文化用纸纸机设计车速已达到600米/分，运行速度正在接近500米/分。纸板机已全面采用纸机的各项技术，车速正在向纸机靠拢，新一代纸板机的设计车速将达800米/分。涂布机的设计车速已超过1800米/分，喷涂设备可达3650毫米/分。实验室纸机的设计车速已达2500毫米/分。