浆纸技术2017年7月27日报道（李玉峰编译）：
一．欧洲造纸工业现状
2014年纸及纸板总产量9110万吨，占全球总产量的四分之一，同比下降0.2%。2010年至2013年，累计下降4%。2014年，纸及纸板消费量7710万吨，同比增长0.3%。全行业雇员约185000人。有生产厂950家、公司520家。每年为欧洲经济贡献约160亿欧元。2014年纸和纸板总产量中印刷纸占40.5%、包装纸占47.5%、生活用纸占7.7%、特种纸占4.3%。2014年纸及纸板出口总量1400万吨，比2013年的1480万吨有所下降。2014年商品浆出口1320万吨，同比下降1.4%。
二。欧洲造纸工业正经历全方位变革
背景：
1.受电子媒体冲击，部分纸种需求下降；
2.近几年欧洲经济持续低迷，对造纸业产生负面影响
3.部分纸种产能过剩
4.政府和民众对环保提出更高要求，环保需要新的突破性技术
5.行业总体盈利能力不高，要求研发创新性技术和管理。
对策
1.淘汰落后产能；
2.通过市场调节，关停部分产能过剩纸种的产量
3.转产市场前景看好的优势纸种
4.整合企业产能
5.扩大出口市场
6.研究创新突破性技术
三.正在研究中的八项突破性技术
背景：
全球造纸工业的工艺技术在行业中属最古老的工艺之一，造纸业的技术创新步伐比较缓慢。目前最新革命性技术是20多年前靴压技术的问世，再往前就是1929年化浆碱回收的发明和推广。因此，全球造纸工业技术更新换代速度慢，缺少颠覆性的技术研发。
从全球行业耗能情况看，造纸工业属第四大高能耗产业，也是全球第四大温室气体排放产业。2011年，全球造纸工业排放二氧化碳2.37亿吨，其中中国排放9100万吨，北美排放5600万吨，欧洲排放3600万吨。
资源匮乏和气候变化是目前全球造纸工业面临的严峻挑战，而解决这两大问题唯有找到突破性的技术。2011年3月，欧盟委员会制定目标：到2050年减少二氧化碳排放80%，同时行业增值50%。而以现有工艺看上述目标是难以实现的，只有靠颠覆性技术才能解决。正是在这样背景下，欧洲造纸工业联合会发起研究颠覆性技术的倡议，并列出了具体的规划，付诸实践。
欧洲造纸工业联合会在布鲁塞尔举行的“欧洲纸张周”上公布了八项突破性技术，并称这些技术可彻底改变欧洲的浆纸产业，在欧洲的环保和能源战略中发挥关键作用，以提高欧洲浆纸产业的全球竞争力。每项技术都能创造价值、降低成本、提高资源利润率，从根本上改变行业的运营水平，大规模脱碳。
这八项技术是：
1.低共熔溶剂
2.蒸汽闪击蒸发和聚凝技术
3.蒸汽
4.超临界二氧化碳
5.100%电能
6.干法造纸
7. 功能化表面
8.复制创新“工具箱”
1.低共熔溶剂（DES)
低共熔溶剂是一种无毒、可生物降解、可替代传统有机溶剂的绿色溶剂。这是一项独创性的发现。它将开启在常压低温下新的制浆方式。研究发现，利用低共熔溶剂可将任何生物质溶解成木素、纤维素和半纤维素，而且这过程能耗低，产生的废水和废弃物少。这将彻底改变传统的制浆方式，改变人们对传统造纸工业高耗能、高污染的观念。利用废纸造纸时，低共熔溶剂还可以用于从废纸中回收纤维。
随着技术的进一步发展，DES在制浆造纸工业中的应用主要有四方面：
a.基于DES能溶解木素，可替代化学和机械法制浆。DES制浆可获得纯度高的纤维素、木素和半纤维素，而且制浆成本低。欧洲已经用木材和麦草进行实验，认可了这一结论。能溶解木素的功能，使可用于DES制浆的原料多元化。
b.DES能溶解纤维素，因此DES的进一步开发，可用以从制浆造纸剩余物，如粗渣、污泥和损纸中纤维回收。
c.研究专门溶解油墨的DES，可实现废纸制浆的目的。
d.随着DES对纤维素溶解度的进一步优化，可用DES进行制浆和纸页成型，可大大降低制浆造纸用水量。
2.蒸汽的闪击蒸发和冷凝技术
造纸工业被越来越严格的废水排放标准所困扰，废水处理费用在生产成本中的比重越来越大。紧随“碳足迹”之后实施的“水足迹”，使水资源成为制约造纸工业发展的关键因素之一。欧洲研究的8项高新技术将引领造纸工业跻身低耗水工业行列。
蒸汽闪击蒸发和冷凝技术，这一突破性概念是将半干的纤维和蒸汽混合后喷入成型区，形成纸和纸板。这过程包括高浓度的纤维、填料和化学助剂以高湍流状态喷人成型区，在那里蒸汽受到膨胀和冷凝，使纤维形成纸页并产生键合作用。由于气流速度高，所以成型区很短。而且离开成型网时纸页的水分不到30%，所以纸张最终干燥所需的热量很少。
蒸汽成型技术适用于所有纤维，尤以原生化学浆的纤维最合适。也可用经干法处理过的废纸纤维造纸。它甚至可用于热磨机械浆比较粘稠的纤维的净化。
蒸汽闪击和冷凝技术的应用可以节约大量的生产用水。不像传统的造纸技术1公斤纤维要用100立升的水稀释。而采用蒸汽闪凝技术，这1公斤纤维只是悬浮在0.1立升水产生的100立升水蒸气中。而这少许的水很容易被成型后的纸所吸收并干燥。这种压榨和干燥结合的新方式在很大程度上取决于蒸汽的冷凝。而且这时纸页的温度很高，所以在随后的干燥过程只要少量的热量就够了。
3 蒸汽
当今，为蒸发纸页中的水分而加热烘缸、而要排除烘缸内生成的冷凝水，需要大量的空气将冷凝水排出烘缸。这种空气和水蒸气的混合物所含的大量热能（潜热）是以低温离开干燥部的。而在新的概念中，它是以过热蒸汽替代空气作为热的载体。这样就能使热能得到充分回收。其次，在造纸过程中纸页的成型、压榨、施胶和涂布，蒸汽的使用是逐渐扩大的。由于现场有蒸汽喷射成型和蒸汽泡沫等温度因素，使这新概念纸机需要由机器人进行遥控。
4 超临界二氧化碳
超临界二氧化碳是一种介于气体和液体之间的物质。目前超临界二氧化碳已在许多行业广泛应用，如蔬菜、水果和鲜花的干燥，以及用于提取香油精和调味料等。另外，大型消费品供应商还利用超临界二氧化碳来干燥纺织品等。从二十世纪八十年代开始，超临界二氧化碳技术就用来脱除咖啡和茶叶中的咖啡因等成分。欧洲8项突破性技术创新性的提出可以将超临界二氧化碳用于纸浆和纸张的干燥，而这过程无需热和蒸汽，甚至可以干燥纸张并提取污染物质。
超临界CO2兼有液体和气体的一些特性，通过调整温度和压力，便可获得所需要的特性。这种像似液体的特性，加上压力和温度的控制，使纸张可在超临界CO2状态下而不是在水环境中进行干燥。另外，它像似气体的特性为在整个过程中将杂质从系统中抽提出去提供理想的条件。
在造纸工业中，超临界CO2技术最可能首先用于“抽提式干燥”。为此，现有的蒸汽烘缸被两个压力釜所取代。实验室的实验显示水分50%-60%的纸页可以用超临界CO2技术完成干燥，这过程对纸张质量影响很小。而且相对于传统的纸页干燥技术可节省大量能耗。超临界CO2技术可首先应用于纸铸品、卫生纸和特种纸的生产，随后在印刷纸和包装纸企业试验推广。
超临界CO2技术还可以用于废纸制浆过程中污染物，如蜡和胶黏物等的清除，试验已证明超临界CO2技术可有效的去除废纸中的污染物，并且赋予纤维一些特定的性能。
超临界CO2技术的采用可有效的减少碳排放量和能耗，生产过程中可不再使用蒸汽和热源。据预测，超临界CO2技术的运行可降低约45%的碳排放量和约20%的能耗。
5.100%的电能
在制浆造纸过程中采用电力这种能效更高的工艺取代矿石燃料生产热，随着可重复使用的能量，可降低二氧化碳排放。这系统还可为工厂电网提升缓冲和储存能力。为利用电网差别电价创造条件。
采用100%电能，可取代以蒸汽为能源的锅炉；事实证明，以电能进行更高效的纸页干燥，如ETMP（电驱动的TMP）、电汽罩等，能源效率更高。
分析显示，以100%的电源运行，能源效率几乎可达到100%。而用煤炭或者蒸汽锅炉效率仅70%-90%。
100%电能技术的采用可使制浆造纸成为零碳排放产业。传统的制浆造纸厂能源成本占总成本的20%，采用100%电能后，能源成本占总成本的比例将降到8%。另外，完全采用电能作能源，还可以缩小目前庞大的制浆造纸生产线。
6 功能化的表面
用更少的原料生产高附加值的产品的关键是生产更低定量的产品，未来产品主要是以面积和使用功能而不是重量出售的。优化纸张的成型并赋予原材料以新的攻能将引领造纸行业进入轻量化时代。未来研发更专注于纸张表面的控制技术，这样可以降低纸张的定量约30%。这样可满足客户对于增强纸张一些物理机械性能，如抗张立、挺度、印刷性能、弯曲能力和松厚度等的要求，或添加新的性能，如电
性能、光性能、吸湿性等。
要获得功能化的表面必须从两方面进行突破，一是创新纸页成形，这需要优化的流浆箱设计或新的纤维分散技术；二是优化原材料组成，如填料、淀粉、颜料，或采用新的原料制浆。
实现了表面功能化后，制浆造纸过程使用的原材料和能耗随之降低，低定量产品也降低生产过程中的碳排放量。当然，从2009年到2011年短短的几年里，产业已经看到低定量产品给行业带来的高附加值，而且产品的定量也确实有所降低，如瓦楞纸板的定量已经有所下降，而生产一吨瓦楞纸板的碳排放量也下降了4%。
7.干法造纸
将干的纤维混合于浓度达40%的粘状溶液中，经压榨挤出粘状溶液后，加入化学添加剂，最后经干燥即可获得所需要的纸张。
干法造纸的关键是如何在浓度高达40%的粘状溶液中将干纤维均匀地分数开来，不接团。研究人员借鉴企鹅在水下逃避食肉动物追捕时，会从羽翼下释放出气泡裹住身体，形成一层薄膜，这样摩擦力大大降低，企鹅就能迅速逃离魔爪。俄罗斯海军也借鉴这一经验，开发出比对手速度高10倍的超高速鱼雷。
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