生物无污染制浆可行性分析报告

生物无污染制浆

 

可行性分析报告

 

 

 

 

泰安市生物制浆研究所

奇能化工制造有限公司

 

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第一节生物催解制浆工艺技术

1-1技术背景：

“生物造纸制浆生产装备重点攻关项目---100吨/日。麦稻草生物漂白制浆系统成套设备”研制的山东省泰安市鑫泉精细化工制造有限公司研发的“Q-1500型高效节能快速制浆生产线”在山东某纸业公司经过两个多月运行试验，各项指标均达到设计要求。专家认为，它是我国第一条利用国内麦稻草、采用过氧化氢酶，一次成浆，纸浆白度高于75度，生产文化用纸的生产线，其产能、工艺水平等方面都对我国原有的蒸球制浆重大挑战。 

专家认为，泰安市鑫泉精细化工制造有限公司研发的Q-1500型高效节能快速制浆生产线，装备先进、工艺合理、配置完善，生产线运行平稳，生产的纸浆完全满足文化用纸的质量指标。比蒸球制浆得率高，纤维长，节省10%木浆用量。对技术要求较高的文化用纸，更是对蒸球制浆技术的一项突破。 

据了解Q-1500型高效节能快速制浆生产线，采用过氧化氢酶作为主要助剂，麦稻草投入后，快速反应木素降解，无氯氧漂剂迅速使纸浆白度达到75度以上，一小时可制成高白纸浆，各项物理指标均达到或超过蒸球浆。 该生产线在工艺设计上，充分利用空间，设备安装简单紧凑且实用，减少占地面积，节省了土建和设备开支。每万吨纸浆总体投资比常规节省80%。 
   

泰安市鑫泉精细化工制造有限公司优质的服务赢得了广大用户的满意。不但提供先进的设备，同时提供全面制浆技术服务及制剂供应，让用户买得放心，用的称心。

据专家分析，在蒸球制浆碱回收成本居高不下，且草浆污染难一彻底克服的情况下，用此无污染生物制浆技术至关重要。而事实正是如此，越来越多的国内企业在使用国产废纸代替纸浆，以求降低污染，但纸品质量的低下和成本居高，众多企业已面临重重困难。泰安市鑫泉精细化工制造有限公司研制的Q-1500型高效节能快速制浆生产线适时问世，应对需求，凭借设备和技术进步，为企业带来新的生机。
   

第二节生物制浆工艺流程

流程示意图

麦稻草 →切草除尘 →快速制浆机制浆→筛选 →浓缩→ 精浆机→ 下道工序

 

第三节制浆技术特点及效果分析

该技术主要是将过氧化氢酶应用于造纸工业，改变了传统的蒸球高温高压制浆方式，无需复杂工艺，主要利用生物液中的酶物质来改变木素结构，一次性制成高白度（75°以上）纸浆。在整个造纸过程中，生物制浆不产生黑液，可免去黑液蒸发工段。整套工艺粗浆得率高，节约地下水的提取，省水省电省气，彻底控制了造纸污染，具有低耗能、低成本、高得率、高消减率等特点，经济效益、社会效益和环境效益非常显著。
    本技术的研制成功，彻底改变了常规制浆必需的高温高压生产工艺，在低温常压下一个小时可使麦草、稻草、庶渣等非木质纤维迅速制成纸浆，白度可达75度以上，完全满足了生产文化用纸、生活用纸的要求。

本机不但制浆速度快，省水省电，得浆率高、纸浆纤维长、强度大，而且整个过程不排放污水，彻底解决了生物制浆必定污染的弊端。据测定，用快速制浆机生产的纸浆，各项物理指标均达到或超过蒸球制浆的标准，目前新技术的应用推广工作正在加紧进行，此技术有望全面取代常规制浆方法，为人类的科学技术的进步作出应有的贡献。

 

第四节生物快速制浆技术工艺参数及质量指标

4-1涉及工艺参数

4-1-1设计日产量30吨

4-1-2原材料购成：麦草、稻草、竹、木、速生杨、龙须草、硬杂木等。

4-1-3成浆质量：

白度 ：75°-80°  硬度：13-15 磨前扣解度：23-25
三遍盘磨后扣解度：45-50
三遍磨后硬度：10以下   
绝干麦草得浆率：70%以上
湿   重：2.5-3.5g

水PH值：呈中性

水色：颜色和正常蒸煮制浆加漂后的头遍水近似

精白浆，可根据客户需求制备。

4-1-3生产纸品种：

有光纸、书写纸、书刊纸等各种品种生活用纸。

 

第五节生物制浆与蒸球高温制浆的对比

5-1生物浆白度高，浆的粘度低、、纤维长、得浆率高。

5-2制浆简便，设备投资小。

5-3常压低温，节省能源。

5-4中段水易处理，长期回用，节省资源。

 

第六节生物漂白浆优化工艺

（一）流程：

麦稻草 →切草除尘 →麦稻草生物快速制浆机→筛选

→高浓磨浆→ 挤浆（挤出浸泡液回用）→ 疏解→精磨→除砂→配浆→抄纸 

（二）工艺过程简述：

切草除尘后的麦稻草投入到制浆机中，经一小时左右制成即可达到白度75°以上的白浆，放浆后经过筛选去除杂质，将良浆加水稀释后进高浓磨磨浆然后再脱水、疏解、精磨、除砂一系列处理后，即可达到抄纸质量指标。
（三）本技术的特点：

本技术工艺在制浆过程中由于采用麦稻草生物漂白制浆系统成套设备不产生黑液，从根本上解决了黑液污染问题，浸泡麦草的生物溶解液可以长期回用，制浆水只需采用调PH值和气浮法经絮凝沉淀后，既可达到排放和回用标准，整个制浆过程既无黑液排放，又投资少，见效快，一般造纸制浆企业稍加改造既可恢复生产，特别适合于造纸企业。用麦稻草、龙须草、竹木等生产。

 

第七节生物催解剂产品介绍：

本品是用于无碱、无氯、无黑液、无污染法造纸制浆中最主要的助剂，它是利用生物降解非纤维物质的原理复配而成的生物过氧化氢酶催解剂，它可以在一定温度下，将在非草类纤维、木质素、果胶等降解和糖化以达到制取纤维脱除木素的目的。
（一）本品是液体和固体状两种 ，主要有各种酶制剂、渗透剂活性剂、稳定剂复配而成。    

（三）使用方法：直接混合于浸泡好的麦草中既可。

 

第八节 过氧化氢酶生物催解制白纸浆场地及设备

一、场地要求：

 建20-25立方储浆池周边用水泥硬化地面，

二、建池要求：

1、选地势平坦的开阔厂地修建砖混合结构水泥池，池一般圆型，设计日产量为准。
2、池子建好后，必需安装搅拌

3、浆池为制浆周转池与一般储浆池相似。

三、设备配置（制浆部分）：

（1）切草除尘机；（2）螺旋输送机(3)Q-1500型高效节能快速制浆生产线；（4）高浓磨浆机；（5）单螺旋挤浆机；（6）跳筛（7）高浓除砂器（8）疏解机（9）双盘磨（10）离心筛
四、原料：

1、麦草、稻草、龙须草、竹子、木片均可

2、生物催解剂

3其他化工原料另计

 

第九节工程的概算

1、生产班次和工作安排

 表1-1 人员的配备表

工种     工作量   单班人数  总人数  配机台数

1 切草除尘工

2 麦稻草生物漂白制浆系统成套设备 操作工

3 配料工

4 磨浆工

5 机动

总计 72 

1-2工程总投资估算见下表：

序号 名 称 规格（m3） 功率(KW) 单位 数量 总功率 金额(元)

1 切草除尘机 Q-Q500型 1台 36000 元

2 螺旋输送机 Q-L300型 2 台 20000元

3 麦稻草生物漂白制浆系统成套设备 3台204000元

4 浆池×2×1  2个  2000元                                                            

5 高浓磨浆 Q-450 3 台  54000元

6 浆泵 Q型4kw  2台 1200 元

7 干网挤浆机 1 台 60000

基础及地面硬化 300㎡/20000元

估 计 ：450000元

1万吨生物浆工程、设备直接投资45万元，工程总投资100万元以下。但不包括办公厂房等设施的投资概算，

 

第十节过氧化氢酶 生物制浆技术经济效益分析

1、经济技术指标：

1-1-1 工程建设总投资100万

1-1-2 日产草浆30吨,运行功率200千瓦

1-1-3 人员编制72人,人员工资每月1000元
2、生产费用：
生物制浆的生产费用包括:麦稻草、药品费用，人工费、电费等。

2-2-1 生物原料消耗：吨浆用草1.5-2T×350元，计525-700元。

2-2-2 药品消耗：包括生物催解剂、助剂等生产吨浆费用为每吨2000元

2-2-3 电费：200（KW）×24（小时）×80%÷30（吨）=76.8元

2-2-4 人工费用：人员编制为72人，月工资1000元。
则吨浆费用为1000×72÷30天÷30吨，计每吨工费80元。

2-2-5 每生产一吨75°白浆成本

（525-700+2000+80+80=2650-2850）元 /吨

2-2-6效益分析:经麦草原料计生产1吨绝干浆所用原料费、生物催解剂等直接生产成本2427-2650（视各地情况一般不超此范围），按年产万吨纸产量计。可获到500-1500万元。 （按每吨纸浆销价4000-4500元。）

特别指出的是中段水的处理费用在0.2-0.4元以下，万吨制浆厂水处理设施投资仅3—5万元。

 

第十一节 Q-ZDP分离式高浓磨浆机简介

一、用途和适用范围：

Q-ZDP型系列分离式高浓磨浆机是为适合我公司生物制浆技术配套开发的
    一种新型磨浆机械，采用特殊拔料螺旋翼轮，强制分离进料的高浓磨浆机，
    是现代造纸业处理化学浆、半化学机械浆，冷浸发酵法高得率浆及纤维板，中高密度板料研磨的理想设备。

 

 

该机以独特功能，超高的浓度（20%以上），精良的配置，较少的功率，任何半料浆都能够以其较高的旋转线速度和相应的齿形磨片分离成优质纤维。

本机已广泛用于生产文化用纸、新闻纸、瓦楞纸、板纸二次纤维再利用等领域的制浆系统。

 

 二、主要规格及技术参数：
1、生产能力：Φ450型全化学浆及草类浆20-25T/D；

Φ450型半化学浆及高得率浆18-20T/D；

Φ600型全化学浆及草类浆35-50T/D；

Φ600型半化学浆及高得率浆30-40T/D；
2、磨盘直径：Φ450mm Φ600mm

3、圆盘转速：1200rpm

4、磨浆浓度：20-30%

5、物料长度：450型 180mm以下，600型 350mm以下（半料浆）

6、磨盘调整间隙：0-10mm
7、进料口尺寸：Φ150型 Φ180mm；Φ600型 Φ220mm

8、出浆口尺寸：Φ150型 Φ120mm；Φ600型 Φ180mm

9、电动机：450型Y200L-4-30kw 600型Y250L-4-55kw

10、外型尺寸：450型 1400×700×1200mm（长×宽×高）

600型 1800×1000×1300mm（长×宽×高）

三、技术设备的主要特点：

本设备的最大优势是实用新型一机多用，功能齐全可广泛用于任何半料浆及生物浆的处理，与目前国内的打浆，磨浆设备相比较有如下特点：
1、以特殊的功能和结构形式节能降耗，代替传统的槽式打浆机，处理半料浆长纤维，功能优越，保证生产。
2、成本低，用途广，简便易行，立式结构安装、上料轻松，方便推广应用。

3、在生物制浆工艺中作为主要的磨浆设备可使粗浆得率在75%左右，较传统的制浆方法提高1—1.5倍，缩短制浆周期。

4、本机在生物制浆工艺中作为主要的配套机械，适合生产文化用纸、的生产。

5、本机特别适合双盘磨不能处理的半料浆、化机浆。可利用资源极为丰富、回归自然，实现良性循环。
6、是传统造纸工艺、技术设备改造的最佳选择。利用本机不仅可以处理硬度高的浆也可以处理化学浆一机多用，它的高浓磨浆特性满足零排放无污染制浆水平要求。

   另注：本机在上所述工艺中的作用，是作为成浆的预处理工序可在跳筛之前或跳筛之后均可，75°以上白浆给高浓磨处理后白度更高、尘埃更少，为精磨工序打下良好的基础。

 

第十二节 Q-1500型高效节能型快速制浆生产线简介

快速制浆机桶体公称体积15立方，一次可装麦稻草1.5-2吨，制浆反应时间1小时左右，可制成白度达75°以上的清洁浆1吨以上。配用动力仅55KW，得浆率>60%，纤维长、疏解效果好、浆的硬度低，出浆后经盘磨加工即可达到高质量的白浆，本机安装方便、操作简单、节水、节电经济效益显著。

 

 

第十三节生物法制浆与碱法制浆的对比

A、纸浆纤维间的木素在生物酶的作用下，发生了降解与改性，而蒸球浆中的木素是在高温、高压下进行剥皮反应和溶出。

B、生物浆粗浆显白色，浆的粘度低、易洗涤、纤维长、得浆率高，成浆亮度好，而蒸球浆细腻而不立，纤维较短，成浆率低。

C、生物浆由于纤维长，不宜采用常规磨浆设备，处理设备应尽量采用专用设备。

D、生物制浆简便，设备投资小，万吨制浆仅投资50-100万元，而同等产量蒸球浆需投资500-1500万元，是生物浆的10倍。  

E、生物浆纤维好，由于不用高压高温，使麦稻草被认为不可能成浆的节、叶、穗部分也被作为细小纤维保留下来，比蒸球制浆得率高10-30%。

 

F、生物制浆的COD低呈白色经简单处理后长期回用，制浆废水与蒸球浆的中段水相似处理费用非常低廉，节省地下水源。

 

第十四节 环境保护与三废治理

污水状况：生物酶法制浆工艺所产生的污水，主要来源于中段洗浆水，由于该污水较传统的制浆方法所产生的黑液不同，生产制浆时，用户可根据我公司的设计方案稍作处理，可达到零排的标准。

催解液处理回用工艺流程

处理后的水中段所达到的排放标准

根据中华人民共和国污水排放标准，处理后应达到二级排放标准，指标如下：

PH值 6-9 COD≤100mg/L BOD≤30mg/L SS≤40mg/L

处理应用的药剂

A、污水净化剂：本品主要起到絮凝和部分脱色作用，可使大量悬浮物絮凝析出，脱除部分色素，去除大量COD，用量一般在0.1—0.5%左右，液体状，AI203%：8-10%

B、新型脱色絮凝剂：本品在前段处理后的水中使用，脱色絮凝效果较佳，处理后的污水，澄清后用于回用。

C、污泥脱水剂：起助凝脱水作用。主要用于污泥挤干脱水设备 .

污水预沉调节池：带搅拌，本池起到调节污水水质，使其相对均匀，同时可使较大的悬浮物沉淀析出，减轻下道工序处理负担。

加药箱：用于稀释贮存药品，带搅拌机，每种药品需1-2个加药箱。

沉淀池：加药后的污水在本池沉淀；上层清水进入下一工序处理，沉渣进入压渣机压干。

泥浆泵：用来抽取池中的泥浆。

污水提升泵、压渣机

贮存池：用来贮存二次处理后用于回用的水

中段水工艺流程

操作注意事项：  

药品应先用水稀释10-20倍，再按比例加入，用量控制要严格，充分混合均匀，并应注意加药顺序，否则影响效果。

沉淀池：存留时间（即停留在沉淀池中的时间）应不低于60分钟。

综合分析：本生物酶制浆污水处理较容易，投资少、费用低、可回用，具有较好的经济效益和社会效益

第十五节建议与总结

 

综上所述：我公司开发研制的生物无污染快速制浆技术与设备，为众多企业解决了生死攸关的问题，是企业起死回生的关键技术。据不完全统计：本技术的实施可为国内造纸企业创造五百亿以上的经济效益，让人不可等闲视之。

为了本技术及其设备更快更好的为众多企业带来更大的效益，我公司决定每地区扶植一家造纸企业进行技术更新和技术改造服务，淘汰落后的蒸球制浆工艺，彻底改变污染状况，让企业插上腾飞的翅膀。

 

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