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制浆生物炼制助力造纸工业迈向新阶段

媒体:中国绿色时报  作者:中国绿色时报
发布:能源林资讯 2015/12/22 16:53:21

近年来,我国造纸工业在诸多不利的环境下,虽然做到了生产运营保持基本平稳,产销基本平衡,主要经济指标完成情况较好,但市场需求仍然趋弱,企业盈利空间持续收窄,行业整体尚未走出疲软。

在全球经济深度调整和我国发展进入新常态的大背景下,造纸行业在提高行业发展质量和效益为根本任务下,在构筑科技创新型、资源节约型、环境友好型、质量效益型的绿色纸业发展总目标下,必须加大产品升级、结构调整力度,才能适应市场需求变化、主动应对更大挑战。应对挑战的重要战略之一就是发展制浆生物炼制,达到一方面综合利用木质纤维生物质,另一方面高值化制浆造纸产品,实现综合利用、产品升级、结构调整的目的。

在可持续资源战略中,生物质资源以其原料来源丰富、再生速度快、减少温室气体排放、促进农业经济可持续发展等优势而成为世界各国竞相发展的重要产业。据统计,全球每年产生的生物质约为1400×109‐1800×109吨,其能量相当于世界总能耗的10倍。目前生物质有效利用率不到1%,具有极大的发展潜力。其中,木质纤维生物质是地球上最丰富的可再生生物质资源,主要包括木材、农业生产废弃物(秸秆、谷壳、麸皮、蔗渣等)、林产加工废弃物及各类能源植物,其主要由纤维素、半纤维素和木质素三大成分组成。木质纤维生物质可通过生物炼制的方法,即通过热化学转化、生物催化转化、化学催化转化及组合转化等方法,将其转化为生物能源、生物基化学品及生物基材料,这对能源对外依赖度极高的我国来说,发展木质纤维生物炼制极为紧迫、重要。

木质纤维生物炼制就是以木质纤维生物质为原料,通过热化学转化、生物催化转化、化学催化转化及组合转化等方法,将木质纤维生物质转化为生物基能源、生物基化学品及生物基材料的过程。美国国家再生能源实验室将生物炼制定义为:以生物质为原料,将生物质转化工艺和设备相结合,用来生产燃料、电热能和化学产品集成的装置。现代生物质产业的概念,是指利用可再生的有机物质,包括农作物、树木等植物及其残体、畜禽粪便、有机废弃物,通过工业加工转化,进行生物基产品、生物燃料和生物能源生产的一种新兴产业。

与石油类似,木质纤维生物质也具有复杂的组分。木质纤维生物炼制的原料是木质纤维生物质,它包括农业木质纤维素生物质(如草类、芦苇等)、林业木质纤维生物质(如木材及其废弃物)、城市木质纤维废弃物(如纸张、纸板等)。木质纤维生物质通过各种生物炼制技术,包括生物技术、化学技术、热化学技术、热力学技术、物理技术及它们的组合技术处理,取决于生物炼制技术的种类和方式,可得到生物基能源、生物基化学品和生物基材料,生物基化学品包括初级产物、平台化合物和精细化学品。初级生物炼制产物包括纤维、纤维素、半纤维素、木质素和其他产物,它们的价值常常较纸和纸制品的价值高;平台化合物包括纤维素基、半纤维素基和木质素基的能源、化学品及材料的平台化合物,平台化合物是化学工业的基石;平台化合物可进一步转换成附加值更高的精细化学品。

造纸制浆过程具有生物炼制的特点。制浆原料就是木质纤维生物质,制浆过程就是利用化学能、热能、生物能和机械能解离、分离和提高木质纤维生物质品质的过程,它的过程产品主要为纤维。因此,制浆过程实质上就是初级生物炼制过程。通过制浆过程可得到初级木质纤维生物炼制产品,即纤维素、半纤维素和木质素等;这些初级木质纤维生物炼制产物可进一步转化成平台化合物和高附加值产品。制浆过程在原料、技术等方面,与木质纤维生物炼制原料、技术及过程方面非常相似,具有相当的默契,对制浆过程进行改良或重组,可构成完整的、高级的生物炼制过程。由于制浆原料的可再生性,制浆技术的先进性和综合性,制浆生物炼制将具有技术优势、经济性,极具发展前景。

石油炼制化学工业将进入后时代,发展利用可再生生物质资源的生物炼制,将成为我国解决能源、化学品和材料问题的战略性选择,将得到国家和造纸产业界的重视和开发。

质纤维生物质资源极为丰富,通过木质纤维生物炼制,可将木质纤维生物质转化为生物基能源、生物基化学品及生物基材料。木质纤维生物炼制是生物炼制最重要的组成部分。将石油炼制、生物炼制和制浆技术相结合,是攻克木质纤维生物质预处理、转化、分离等相关的共性、关键技术的途径。制浆过程和木质纤维生物炼制过程在原料、技术和产品上有许多共同点,对制浆造纸产品进行重新规划定位,据此对原有的制浆造纸过程进行科学革新、整合,实行制浆生物炼制,将迎来制浆造纸产品升级、结构调整的新阶段。

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