制漿造紙實驗設備廠家淺談制漿造紙工藝用能特點及能耗統計方法

能耗統計范圍 

制漿造紙主要生產系統單位產品能耗按照紙漿（分為自用漿和商品漿，自用漿指未經干燥處理的、供企業內部使用的紙漿， 商品漿指經過干燥處理的漿板或漿包）能耗、機制紙和紙板能耗分別進行統計和計算。 

能耗統計范圍應包括紙漿、機制紙和紙板主要生產系統消耗的一次能源（原煤、原油、天然氣等）、二次能源（電力、熱力、 石油制品等）和生產使用的耗能工質（水、壓縮空氣等）所消耗的能源，不包括輔助生產系統和附屬生產系統消耗的能源。

輔助生產系統、附屬生產系統能源消耗量以及能源損耗量不計入主要生產系統單位產品能耗。

統計周期內，生產系統應處于正常運行狀態，生產試運行、系統維護及維修等非正常運行狀況下的能耗不在統計范圍。 

紙漿主要生產系統包括備料、除塵、化學法制漿或機械法制漿（如蒸煮、預處理、磨漿、廢紙碎解等）、洗滌、凈化、篩選、 廢紙脫墨、漂白、濃縮、輔料制備、黑液提取、堿回收系統、中段廢水處理等。

商品漿還包括漿板抄造和直接為漿板機配備的真空系統、壓縮空氣系統、熱風干燥系統、通風系統、通汽和冷凝 水回收系統、白水回收系統、供水系統、液壓系統和潤滑系統等。

機制紙和紙板主要生產系統包括打漿、配漿、調成、貯漿、 流送、成型、壓榨、干燥、表面施膠、整飾、卷紙、復卷、切紙、 選紙、包裝等過程，以及直接為造紙生產系統配備的輔料制備系統、涂料制備系統、真空系統、壓縮空氣系統、熱風干燥系統、 紙機通風系統、干濕損紙回收處理系統、紙機通汽和冷凝水回收系統、白水回收系統、紙機供水和高壓供水系統、紙機液壓系統 和潤滑系統等。 

能耗的統計、計算應包括生產系統的各個生產環節，既不重復，又不漏計。

企業主要生產系統回收的余熱，屬于節約循環利用，應按照實際回收的能量予以扣除，余熱回收利用裝置用能應計入能耗，堿回收裝置用能計入紙漿主要生產系統，輔助生產系統和附屬生產系統回收的余熱不予扣除。

回收的能源（熱、電） 應按能源當量值折算，在紙漿主要生產系統能耗中扣除，避免重 復計算。主要生產系統投入的各種能源及耗能工質消耗量應折算為標準煤計算。

各種能源的熱值應以企業在統計報告期內實測值為準。原煤、原油、天然氣、煤制品、石油制品等應按照相應標準化驗低位發熱值，并取加權平均數進行標準煤計算。

企業無實測值的，或實測值無法滿足計算要求的，可參見 GB 31825 附錄B的折算系數進行折算。電力和熱力均按相應能源當量值折算。 

單位產品能耗計算 

根據原料和制漿方法不同，紙漿產品按照漂白化學漿、未漂化學漿、化學機械漿及機械漿、廢紙漿等分類進行單位產品能耗的計算。

計量單位均為噸風干漿（Adt），其水分按10%計。 

根據生產工藝和用途不同，機制紙和紙板產品按照新聞紙、非涂布印刷書寫紙、涂布印刷紙、生活用紙、包裝用紙、白紙板、 箱紙板、瓦楞原紙和涂布紙板等分類進行單位產品能耗的核算。 

制漿造紙工藝及用能特點 

制漿造紙工藝 

制漿造紙按照工藝流程主要分為制漿和造紙兩個工序，制漿是將植物纖維原料或回收的廢紙制成紙漿的過程，造紙是使用適當的工藝將紙漿抄造成各種不同性能的紙或紙板的過程。

制漿造紙工藝比較復雜，不同原料、不同制漿方法形成的紙漿特性不同， 所產生的紙制品也不同。

目前z主要的制漿方法是硫酸鹽法制漿、化學機械法制漿和廢紙制漿，其中，硫酸鹽法制漿是目前z主要的制漿方法，化學機械法制漿和廢紙制漿是具有較好發展前景的制漿方法。

以原料區分制漿法，主要有木材，非木材和廢紙制漿。 

木材制漿工藝 

根據制漿方式的不同，木材制漿通常分為化學法制漿和化學機械法制漿，其中化學法制漿主要為硫酸鹽法制漿，化學機械法制漿主要包括漂白化學熱磨機械制漿（BCTMP）、堿性過氧化氫制漿（APMP）和盤磨化學預處理堿性過氧化氫制漿（P-RC APMP）。 

（1）硫酸鹽法制漿 

以氫氧化鈉和硫化鈉為蒸煮化學藥劑處理木片的制漿方法。根據漂白程度的不同，硫酸鹽漿分為未漂漿、半漂漿和漂白漿三種。

（2）化學機械法制漿 

這種紙漿的木質素和半纖維含量比化學漿高，制漿得率可以達到80%～90%，而硫酸鹽化學漿的得率不超過50%。 

化學機械法制漿是利用化學作用對木片進行預處理后，再利用機械作用將木材纖維分離成纖維束、單根纖維和纖維碎片的過程?；瘜W機械法制漿工藝流程見圖5。

非木材制漿工藝 

以麥草、蘆葦、蔗渣等非木材為主要原料的制漿工藝主要采用化學法，工藝主要包括燒堿法制漿、硫酸鹽法制漿及亞硫酸鹽法制漿。

非木材化學法制漿工藝流程基本相同，通常為：非木材 原料經過備料后，進入蒸煮設備進行蒸煮，非木材原料在高溫蒸藥液的作用下分離溶出木素，所得紙漿通過洗滌篩選工段凈化后，獲得質量較好的本色漿，如需得到白度較高的紙漿，還需進行漂白處理。

廢紙制漿工藝 

廢紙制漿指以廢紙為原料，經過碎漿處理，必要時進行脫墨、 漂白等工序制成紙漿的生產過程。

廢紙制漿生產主要由碎漿、篩選及凈化、洗滌和濃縮、漂白四部分組成。 

根據原料、生產工藝和產品特性的不同，廢紙制漿生產工藝主要分為非脫墨廢紙制漿和脫墨廢紙制漿，目前廢紙制漿以脫墨漿生產為主。 

典型脫墨制漿采用機械和化學單元處理的流程，將油墨從纖維上除去。

生產工藝流程主要包括廢紙的離解、廢紙漿的篩選和凈化、脫墨、漿料的濃縮與存儲、熱分散等。

脫墨漿可用于包括諸如新聞紙、薄棉紙、印刷和復印紙、雜志紙（超級壓光紙 / 輕涂紙）、某些等級的硬紙盒等產品

非脫墨制漿的工藝流程較脫墨漿簡單許多，生產流程中采用機械清潔的流程，少了脫墨、漂白等過程，典型非脫墨廢紙制漿。

非脫墨漿主要用來生產箱紙板、瓦楞紙以及低級的紙板等產品。 

大多數廢紙制漿線都與造紙整合在一起。

造紙工藝 

造紙是用紙漿制成各種紙制品的過程。造紙企業的紙產品和工藝布局不盡相同，通常包括漿料制備、上漿系統、紙機和紙板機等基本單元。

紙和紙板的生產都采用通用技術，但由于纖維和非纖維原材料的不同物理和化學特性，以及制造工藝上的可變性，產品的性能和質量變化范圍很寬。 

來自制漿車間的紙漿或漿板，需經過打漿、加填料、施膠、 調色、凈化、篩選等一系列加工程序，然后在造紙機或紙板機上通過紙頁成形、脫水、壓榨、干燥、壓光和卷取，抄成紙卷，紙卷經過分切，裁成一定規格的平板紙；或通過復卷，分卷為一定 規格的卷筒紙，z終予以包裝。

一定情況下，在分切或復卷前， 還需進行超級壓光處理。

現代造紙工藝的紙頁成形是在紙機上完成的，紙機的分類通常是以其網部的形式來進行的。

一般可分為長網紙機、圓網紙機和夾網紙機。 

長網紙機的網部由長網案組成，有一個水平的或近似水平的供紙料脫水的網面，網的下面裝配有適應不同要求的各種脫水元件。

長網紙機是一種廣泛使用的紙機類型，一般車速在600～800m/min范圍內，可以抄造絕大多數的紙張品種。

長網紙機的缺點是網部都是向下單面脫水，不可避免其生產的紙兩面存在差異性，從而影響紙的許多特性，如卷曲性、紙面平滑度、印刷性能等。

圓網紙機的網部由圓網籠組成，紙料懸浮液在圓網籠內外水 位差的作用下過濾成形為濕紙幅。

圓網紙機是一種傳統機型，適應性廣，可以抄造從薄頁紙到紙板等多種產品，并具有結構簡單、 占地面積小、動力消耗低和投資費用省等特點。

但由于其結構的限制，存在車速低、生產規模小、產品質量受限等問題，一般僅用于車速低和生產量小的生產抄造。 

夾網紙機的網部由兩張成形網夾持而成，紙料懸浮液經流漿箱噴射到兩網夾區之間，進行兩面強制脫水，并迅速形成濕紙幅， 其具有運行效率高，成形質量好，結構緊湊和占地面積小等優點，在現代造紙工業中得到廣泛應用。

制漿造紙行業用能特點 

現代制漿造紙生產已實現了機械自動化，設備運行和系統控制需使用電力。

電力驅動泵、風機、帶式或螺旋式輸送器、真空泵及壓縮機的運行，還帶動機械漿的磨制、處理廢紙纖維的水力碎漿機、打漿、靜電除塵器、紅外線干燥等。

制漿蒸煮、黑液濃縮、紙業干燥、化學助劑制備需用熱能，熱能以蒸汽為主，燃氣為輔。

許多造紙企業通過自備電廠進行熱電聯產，并以熱定電， 將原煤、生物質燃料轉換為蒸汽和電力使用。

因此，制漿造紙生產過程的能源效率優劣取決于能源品種結構、原料結構、企業規模、技術裝備和自產能源及余能利用等諸多因素。 

每個企業的供能方式差異較大，z主要的有三種類型：

（1） 電能和熱能均外購；

（2）電能外購、熱能自產；

（3）有自備熱 電站，部分電能外購，熱能自產。

由于用能方式不同，各個企業統計的產品綜合能耗不具可比性。

為了使單位產品能耗具有可比性，《制漿造紙單位產品能源消耗限額》(GB 31825)在計算單位產品能耗時統計主要生產系統的能耗，不包括輔助生產系統和附 屬生產系統的能耗，電力和熱力均按當量值折算成標煤。 

制漿造紙企業主要的設備設施有兩類：

一類為工藝功能型 （專用設備），如削片機、蒸煮鍋、連蒸器、磨漿機、堿回收系統、打漿機、紙機、涂布機、超級壓光機、復卷機和分切機等，這些設備設施的能耗不僅與專業設備本身的性能和管理水平相關，也與相應的工藝操作和配套通用設備的運行狀況有關。

由于紙漿和紙張產品高度多樣化，甚至同一個產品的應用工藝可能也有很大差別，所以必須考慮到生產技術的許多因素。

另一類為輸送功能型（通用設備），如各種漿泵、水泵、帶式輸送機、螺旋輸送機、風機等。

此外，還有少量輔助類設備，如攪拌、計量類等設備。

制漿生產過程中主要耗能工序為蒸煮和黑液蒸發，造紙生產過程主要耗能工序為紙頁干燥。 

制漿工藝能耗特點 

纖維離解對化學法制漿工藝是蒸煮過程，對機械法制漿工藝是粗磨過程，對化機法、半化學法制漿工藝是化學預處理過程和磨漿過程。

蒸煮過程需要大量的熱量，粗磨過程消耗大量的電力。 

漂白硫酸鹽紙漿的制造消耗大約10～14GJ/Adt的熱能，包括紙漿的干燥，電能消耗量是600～800kW?h/Adt。

紙漿干燥的能量消耗占用大約 25% 的熱能和15%～20% 的電能。超過50%的電能消耗用于制漿。 

能量消耗取決于流程配置、流程設備和流程控制效率

化學法制漿根據生產是否連續，可以分為連續蒸煮和間歇蒸煮；根據使用設備的不同可分為蒸球（間歇式蒸煮）、立鍋（間 歇式蒸煮）、橫管連續蒸煮器、立式連續蒸煮器（卡米爾）等。 

針對我國采用不同原料，不同蒸煮方法，不同蒸煮設備的不同廠家制漿能耗的一項調查，同樣制得達到纖維分離點的粗漿。

不同蒸煮設備的能耗差別較大，依照能耗從小到大的順序排列依次為：

立式連續蒸煮＜立鍋＜蒸球

卡米爾連續蒸煮器熱能利用充分，能耗比間歇蒸煮低50%。

我國淘汰容積40m3以下蒸球，鼓勵化學制漿采用深度脫木素、低能耗間歇蒸煮或連續蒸煮、氧脫木素、無元素氯漂白和全無氯漂白等技術與裝備。 

國內外先進的制漿廠一般都有堿回收工藝，其具有顯著的節能效益。燃燒有機污染物（黑液、木屑、樹皮等）可生成大量熱能，用于發電，蒸煮的白液余熱還可回收，從而降低了工廠的總能源消耗。 

一般機械漿電力需求很大，主要用于磨漿，電力需求約1400～2900 kW?h/Adt?；瘜W機械漿對電力的需求較高，一般需要1800～2000kW?h/Adt，主要用于磨漿和篩渣的再磨，其中生產APMP漿質量較好，能耗較低，得率較高，近幾年發展較快。 

化學機械制漿過程整體的熱能需求不高，一般在0～2GJ/Adt。 

廢紙制漿是回收纖維的加工過程，纖維的來源是含有化學漿和機械漿的紙張，因此加工過程所需能量并不大。

不過，在各段洗滌過程中還需耗用電力，但熱能消耗較低，總能耗比制造原漿要低得多。

廢紙制漿工藝的主要節能潛力在于脫墨工藝的改善。 

非脫墨漿對動力的需求主要用于水力碎漿、篩選、凈化、漿料的流送等過程，對電能的需求大約為50kW?h/Adt。

脫墨制漿中需要熱能的工序主要有熱分散和漂白，對熱能的需求為1.0～2.0 GJ/Adt。

對電力的需求，除了與非脫墨漿的相同以外，還要再增加脫墨過程的動力，大約為40～60kW?h/Adt。

脫墨漿總的電力需求為310～610kW?h/Adt。 

造紙工業單位產品的能耗與生產工藝、裝備的自動化程度及產品的質量水平密切相關。為了提高產品質量，往往會采用復雜 的生產工藝、提高裝備的自動化程度，增加工序設備，導致單位 產品能耗的增長。

造紙工藝能耗特點 

造紙機的能耗量取決于所生產紙的等級和紙漿纖維的質量。 

以電力消耗為例，包裝紙或瓦楞原紙生產的電耗z小，約為500kW?h/t，而印刷紙和書寫紙的電耗約為700～800kW?h/t，一些特殊等級紙的電耗則更高。 

造紙生產過程中打漿是一個耗能很大的工段，打漿電耗約占噸紙電耗的30%～50%，所以打漿部分能源利用效率對噸紙電耗、 噸紙成本有較大的影響。

從干漿板到疏解漿料的流程是成捆漿板經輸送機送入水力碎漿機，碎解后送入貯漿池，有時還需經疏解后再送至打漿。

漿料在碎漿機中的濃度分為低濃（＜6%），中濃（6%～10%）和高濃（＞10%）。

近年來為了節能與增加產量，處理干漿板已逐漸從低濃（4%～5%）轉為采用中濃。要降低打漿系統的能耗，必須選用高效節能的打漿設備。

盤磨機是目前首選的主要打漿設備，比起盆式打漿機、錐形精漿機、圓柱精漿機等各種類型的打漿設備，其能耗要低30%～50%。

同為盤磨機，不同形式、不同型號節能效果也不同，雖然盤磨機優點很多，但不能完全替代其它打漿設備。

磨漿機的電耗約為100～300kW?h/t。紙機網部的主要作用是成形和脫水。

以網部脫水為基準，網部、壓榨部、干燥部脫水的成本約為1:70:330，增加網部紙頁的干度，對于整個紙機脫水成本的降低非常重要。 

壓榨部的脫水也十分重要，紙頁在壓榨部降低1%的水分，干燥部烘缸蒸汽消耗可節省4%～5%。

因為進入干燥部的紙頁干度增大，可以使紙機的車速提高，產量提升，所以壓榨部的脫水效率對能效和經濟性也有影響。 

網部和壓榨部的吸水裝置借真空吸水系統抽吸，紙機真空系統耗用大量電力，造紙機耗用的電力約17%用于真空系統，其中1/3用于網部，2/3用于壓榨部。

真空系統的能耗大約為70kW? h/t（隨紙張等級和氣孔度而變化） 。

近年來，新型脫水器材、 壓榨部寬區壓榨等節能技術與裝備在紙機網部得到應用。紙機干燥部用汽約占紙機生產成本的30%以上。

大中型紙機干燥部采用多段通汽、利用多級閃蒸，合理使用不同質量的能量，達到優化干燥工藝和節能的目的。

然而有些紙機會出現烘缸內凝結水排出不暢，干燥部蒸汽消耗量仍然較高的問題，為解決這一問題，通常在多段通汽中設置噴射式熱泵。

通過對烘缸部排出的廢氣設置熱回收系統回收大部分熱量。

采用密閉烘缸罩代替開放式烘缸罩可以節約熱能，采用袋式通風裝置可以提升干燥能力。

造紙過程主要使用低壓蒸汽，熱的需求量為4.5～7.8GJ/t， 電力需求約為510～1010 kW?h/t，大部分在600～700kW?h/t。 

漿紙一體化綜合工廠比單一制漿或單一造紙廠的能效水平更高，因為綜合造紙廠可將制漿工藝中產生的多余熱量用于造紙工藝中，而單一制漿廠所產生的多余蒸汽一般不會被完全利用。