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[成果] 1700550468 湖北
TS74 应用技术 纸浆制造 公布年份:2017
成果简介:木材造纸的一大难题是脱出木材中的木质素,传统的化学造纸工艺多利用强酸或强碱法。造纸厂废弃的蒸煮和漂白废液里含有木质素和其他碳水化合物的降解产物及其他有毒的有机化合物,流入江河湖海造成严重的环境污染,而环境污染的治理又需要昂贵的费用。为解决上述问题,生物法取代化学法生产纸浆的研究很早便产生了。生物法造纸过程中,全程水循环利用零排放,从根本上杜绝造纸工业所产生的环境污染。迄今的研究结果表明,在所有具有分解木质素能力的微生物中,木材褐腐菌、放线菌等对木质素的降解是不彻底的,一般只能改变木质素分子的结构。软腐菌培养周期长生命周期短繁殖缓慢,并不进行工业化生产。
[成果] 1800100176 广西
TS749.3 应用技术 纸浆制造 公布年份:2017
成果简介:该项目属制浆造纸工程技术领域。 中国是世界上竹类资源最丰富的国家,现有竹林面积750万公顷,占森林面积的三分之一,集中分布于广西、江西、四川等省市。发展竹子资源综合利用技术,提高竹材的利用价值,对提高农民收入,推动地方经济发展具有重要意义。研究开发竹子制浆及生产高档用纸新技术,提高了纸产品的附加值和市场竞争力,促进了造纸工业的产业发展和技术进步。 该项目主要技术创新点如下: 针对竹子制浆蒸煮周期长、纸浆硬度高、纤维损失大及蒸汽消耗高等问题,开发了基于深度脱木素的竹子置换蒸煮系统(DDS),使蒸煮周期缩短至180-240min,纸浆卡伯值从18-22下降至12-14,吨浆蒸汽消耗下降至0.6-0.8吨,减少了70%左右,纸浆黏度提高了20%,纸浆得率提高了3%;针对竹浆漂白得率低,废水污染负荷高、毒性大等问题,开发了竹浆多重强化无元素氯漂白新方法,使纸浆黏度提高75%,纸浆得率提高5%,白度提高4.5%ISO,废水COD减少30%以上,可吸附有机卤素(AOX)减少90%以上。 针对竹纤维细胞壁厚、纤维挺硬的特性,开发了漆酶-木聚糖酶协同辅助中粘状打浆技术,减少了对纸浆纤维的切断作用,提高了纸张的强度和匀度;开发了基于纳米纤维素和纳米壳聚糖的多元助留助滤技术,提高了纸机的滤水效率,实现了高配比竹浆高档文化用纸和生活用纸的生产;针对高档文化用纸的表面强度及防水性要求,开发了苯乙烯/丙烯酸酯聚合物表面施胶剂配方,显著提高了产品的抗水性和干湿强度。 针对竹材结构致密药液难渗透、非纤维成分多、难漂白等问题,研究了物理-化学-生物协同作用机制,开发了APMP、SCMP等高得率竹浆制浆技术,有效降低了能耗;明确了影响高得率竹浆漂白性能的主要因素,提出了高得率竹浆返黄机理及其抑制机制,开发了多种预处理技术与返黄抑制剂结合的清洁化漂白方式,显著提高了纸浆的白度及白度稳定性。 开发了竹子原料中生物质预提取技术,降低了竹子制浆的能耗,改善了纸张的性能;实现了半纤维素和单糖类产品的高效提取、分离、纯化及其半纤维素功能化制备吸附材料等产品的高值化利用。 项目核心技术获专利5项,其中发明专利4项,发表研究论文28篇。 竹子清洁化制浆造纸与资源化利用关键技术先后应用于广西贺达纸业有限公司、柳江造纸厂、赣州华劲纸业有限公司等多家造纸企业。2014年到2016年完成单位累计生产漂白化学浆54万吨、高档生活用纸36万吨、高档文化用纸18万吨,其中新增加销售额34.52亿元,新增加利润1.94亿元,新增税收2.16亿元,综合成本下降1.96亿元,取得了重大的经济、环境和社会效益。
[成果] 1700450250 广西
TS749.3 应用技术 纸浆制造 公布年份:2017
成果简介:由于全球经济萎缩、新闻纸消耗量的降低以及能源投资成本的增大等原因,造纸产业所获取的利润正被逐渐压缩,面临着较大的生存压力。竹子纤维素含量高,聚戊糖与阔叶木相近,性能介于针叶木与阔叶木之间;且速生型植物,分布广、适应性强,具有投资省、见效快等特点。减缓中国造纸业原料紧缺问题,大力推进竹浆产业化,是中国造纸工业可持续发展的重要途径。碱性过氧化氢化学机械浆(APMP)具有得率高、纸浆强度好、能耗低、污染少等突出优点,可以满足许多高级纸种的要求,但是由于高得率竹浆难漂性、白度稳定性差,致使竹子APMP法制浆在工业上应用非常少。该课题是校企合作开发项目,将生物质精炼与制浆造纸相结合,在生产纸浆产品的同时,制浆前对造纸原料中的半纤维素实现提取,提取液经过分离后采用微生物发酵生产乙醇或改性生成其他化工品,提取后的残渣制浆,既可以提高生物质资源的高效利用率,也能减轻制浆废液处理的负荷量。该项目采用了热水、碱性和乙醇预提取竹片中的半纤维素,研究预提取对后续APMP竹浆制备的影响。经研究发现,竹片经热水预提取、碱性过氧化氢预提取和乙醇预提取半纤维素后再采用APMP工艺制浆,可获得优异的制浆性能,解决了APMP竹浆产业生产过程中的难漂白、易返黄、磨浆能耗高等关键问题,促进了产业技术进步。同时,该项目研究了预提取过程中糖组分的溶出规律,并建立预测预提取竹子的主要聚糖和单糖溶出的动力学方程,为控制预提取过程中间抑制产物的产生以获得高得率的发酵糖组分提供理论依据,为改善竹子APMP制浆性能、综合利用竹子资源提供技术支持。此外,对提取出的半纤维素采用紫外光催化,微波、光波和超声波协同催化制备半纤维素基重金属离子吸附剂,对液体中的Cu<'2+>、Cr<'6+>、Zn<'2+>和Ag+离子具有较好的吸附能力。按旧工艺生产得的APMP竹浆,杨木APMP浆的价格是2950元/吨,竹浆与阔叶木浆非常接近,APMP竹浆按市场价2900元/吨销售,1万吨APMP竹浆的市场销售额是2900万元。按新工艺生产得的APMP浆,因白度提高了7%ISO达到近70%ISO的白度,返黄值降低58%,使用前的双盘磨打浆能耗减少了约55%,其质量可以与进口的APMP木浆媲美,参考进口APMP木浆价格(3300元每吨),该产品的市场单价可以拟3200左右,1万吨的市场销售价额是3200万元。即每生产1万吨APMP竹浆销售利润提高了300万元。因此该项目的完成可提高造纸企业的竞争力和经济效益,可以获得显著的经济效益。
[成果] 1700520061 山东
TS743 应用技术 纸浆制造 公布年份:2017
成果简介:项目技术属于轻工业科学技术中造纸技术领域,涉及到功能糖领域,产品广泛应用于纺织、食品行业。中国是世界第一制浆造纸大国,木材生物质传统意义上主要用于制浆造纸,面临全组分利率低、产品附加值低和资源浪费严重等突出问题;项目技术应用前,中国高纯度纤维素产品全部依赖进口。太阳纸业和齐鲁工业大学历经10余年,在国家科技支撑计划、国家自然科学基金、山东省自主创新重大专项等资助下,自主完成了木材生物质全组分的高值开发利用,高纯度纤维素应用于纺织、纳米纤维素和纤维素衍生物等;半纤维素开发高纯度木糖、木糖醇,用于食品、医药行业;木质素用于生物质发电,回收热能,建立了基于制浆造纸平台的木材生物质高值化精炼关键技术体系,促进了中国传统造纸企业从制浆造纸向生物质高效利用的转型升级,推动了制浆造纸行业的技术进步。主要创新技术如下:(1)创新建立了木材生物质全组分连续高效深度分离关键技术。在半纤维素水解过程中的断裂规律及机理基础上,系统解析了木材生物质抽出物溶出规律和主要组分,自主开发设计了连续独立水解塔,创新了高温、自催化连续水解工艺和半纤维素热解溶出技术,半纤维素溶出率达90%以上,木质素分离率达96%以上;(2)创新开发了半纤维素资源化制备高纯度木糖技术。以木材生物质为原料,自主开发顺序式模拟移动床(SSMB)色谱分离和生物法纯化木糖技术,以水相为流动相,以粒径320微米左右的特制Na型树脂为固定相,连续分离出木糖与葡萄糖、盐分等杂质;自主定向选育了纯化木糖液专用酵母,结晶木糖纯度达到99.8%,与传统玉米芯为原料制备木糖技术相比,资源综合利用率提高60%以上,活性炭用量降低65%,用水量降低60%以上;(3)创新研发了高纯度纤维素清洁制备和高值利用技术。创新生物协同连续高效脱木质素纯化纤维素技术,利用生物酶有效控制纤维素聚合度,促进木素脱除效率,提高纤维素纯度和溶解性等性能,纤维素纯度达到95%以上,白度达到90%ISO,COD消减50%以上,打破了国外高纯度纤维素产品对中国的垄断。基于以上创新技术,项目实现了木材生物质资源化高值利用,每吨木材生物质开发高纯度纤维素370kg、木糖100kg、木质素生物质发电200kWh,综合经济效益提高一倍以上。项目经山东省科技厅组织专家鉴定,整体技术处于国际领先水平,被列为中美技术合作项目。已获授权专利22件,发明专利21件,国际发明专利4件,发表核心论文36篇,SCI论文16篇,培养博士后6人。系列研究成果获中国轻工联合会科技进步一等奖1项,省部级科技进步一等奖1项、二等奖3项。项目自2012年起在国内5家企业应用推广后,直接就业2300多人,带动就业1万多人,依托项目技术,公司在美国建设年产60万吨纤维素项目和老挝建设年产30万吨纤维素项目。近三年,实现新增产值138.2亿元,利税20.13亿元,产生了显著的经济、环境和社会效益。
[成果] 1700560194 山东
TS743.9 应用技术 纸浆制造 公布年份:2017
成果简介:泉林纸业自主研发秸秆立式连续蒸煮制浆技术是利用农作物废弃物秸秆制造草浆的新技术。 项目研究背景: 针对中国秸秆资源丰富,综合利用模式仍需不断完善的特点,该技术在解决秸秆综合利用问题上取得了大量自主创新成果,解决秸秆制浆的多项技术难题,将对行业发展起到巨大的推动作用。 主要研究内容: 1、首次将盘式破碎机应用于备料,大幅提高备料均一性,推出了一整套适合秸秆备料工艺和设备,干法除尘和湿法除尘相结合的备料方法。大幅降低备料后原料中尘土含量,实现秸秆分丝、帚化,杂质同秸秆分离,排出,尘土收集,改善员工劳动环境,该技术设备使用属国际首创; 2、首次将立式连续蒸煮蒸煮技术应用于秸秆制浆,具有单位产能高、占地少、高效率、质量好、纸浆得率高、蒸汽、电力消耗平稳无峰值、连续化、机械化、自动化等特点,填补国内外空白; 3、首次在秸秆浆生产线上采用多段氧脱木素工艺,通过多年技术研究攻克了多段氧脱木素设备与工艺方面的技术难题,并对该技术进行优化,已经实现工业化。 技术应用指标及应用推广效益: 1、泉林纸业高效自动化干湿法秸秆备料新技术研发;破碎机主体采用敞口料筒设计,转载机可直接将原料放入破碎机内部,有效的节约人力。破碎机下料口固定,上料口以3-5rpm的转速旋转,解决了破碎机转子下料困难的缺点,有效的保证原料通过量。第一、第二级粉碎机的设计保证了备料合格率≥92%,与传统备料流程相比,破碎机的使用有助于原料的分丝、破碎,更有利于原料切断,提高原料的合格率,对原料蒸煮均匀性效果显著。 2、泉林纸业的秸秆立式连续蒸煮制浆技术研发;独创利用喂料螺旋形成的料塞来密封锅内的压力;过滤篦子首次采用锥形孔;采用大液比蒸煮(可以控制液比1:8到1:10之间) 3、泉林纸业秸秆浆多段氧脱木素技术研发;此技术运用到大生产中达到了预期效果,促进了制浆行业取消漂白段,杜绝了AOX和二噁英的产生,保护了人们的身体健康。 4、泉林纸业经过秸秆立式连续蒸煮制浆技术得到的本色秸秆浆指标;普通阔叶浆的裂断长指标为2.9-5.2之间,而泉林纸业本色秸秆浆的裂断长指标为8.78(指标越高越好),普通阔叶浆的撕裂度为280-680之间,而泉林纸业本色秸秆浆的撕裂度为257(指标越低越好)。由此可见泉林纸业的本色秸秆浆指标优于阔叶木浆。 该技术具有可复制、可推广性,目前不但在泉林公司、和润浆纸公司已成功应用于生产,在吉林德惠及黑龙江佳木斯市同时建设两个相同规模的10万吨浆/年秸秆立式连续蒸煮制浆线。经济效益和社会效益显著,推广应用前景广阔。 相关专利情况: 该技术相关专利39项,其中发明专利37项,实用新型专利2项。发表相关论文6篇,共申请专利226项,获得国家授权188项,其中发明专利148项。
[成果] 1700330255 福建
[TS74, X793] 应用技术 纸浆制造 公布年份:2016
成果简介:该项目属于轻工技术与工程学科。围绕国内外对高品质二次纤维大量市场需求,针对废纸生产二次纤维品质差、生产能耗高、用水量大、废水污染负荷高等科技难题,以废纸为原料,创新二次纤维制备及其应用关键技术与装备,开发出优质二次纤维及其包装材料、文化用纸、墙体装饰材料,主要创新如下:发明一种废纸浆酶法脱墨技术,创制高浓水力碎浆机、高效盘式热分散机等脱墨设备,攻克二次纤维制备过程纤维品质差、得率低、生产用水量大和能耗高等难题;非脱墨二次纤维和脱墨二次纤维得率分别提高8%和6%以上,浆料抗张指数分别提高18%和17%以上,胶黏物含量分别下降19%和14%以上,吨浆用水量(循环白水)分别下降31%和30%以上,能耗分别下降20%和35%以上;脱墨二次纤维浆料白度提高5.6%以上。 探明白水中溶解与胶体物质的化学组成及其对二次纤维造纸的影响规律;创新造纸白水系统集成循环利用技术,创制高强度静盘真空多盘过滤机,创新改性壳聚糖微球固定化生物酶处理白水技术,水循环利用率大于90%,吨纸新鲜水用量减少42%以上,吨浆废水产生量减少40%以上,达到造纸工业清洁生产要求。 创新提高制浆造纸废水可生化性的技术方法与供气式低压射流曝气好氧和Fenton法深度处理废水技术,集成创新超效浅层气浮、厌氧、好氧和Fenton处理技术,开发出二次纤维制备过程废水深度处理装备和技术,经处理后排放废水CODCr≤60mg/L,低于制浆造纸工业水污染物排放国标限值。 创建二次纤维浆料抄造性能评价方法,创新二次纤维制备低定量薄型纸技术,以脱墨二次纤维代替部分木纤维,开发出12g/m<'2>超薄薄页包装纸,性能指标达14g/m<'2>薄页包装纸国标一等品要求,国内市场占有率30%以上。以非脱墨二次纤维为原料,生产出高强瓦楞原纸和牛皮挂面箱纸板,性能指标达国家标准优等品要求。 发明胶囊型淀粉包覆碳酸钙填料制备技术,创建淀粉包覆量顶空气相色谱测定方法,以二次纤维代替部分木纤维,生产出纵向挺度高达87.6mN、不透明度高达95.4%的复印纸,性能指标达复印纸国家标准优等品要求。 研发出壳聚糖/苯扎氯铵载药微球和二氧化钛光催化剂,以二次纤维代替部分木纤维,开发出高强度、抗菌防霉、催化降解甲醛的墙体装饰材料——二次纤维基壁纸,达到纸基壁纸国家标准要求,甲醛净化效率82%以上,防霉级别达国家I级标准。 获发明专利10项,实用新型专利5项;出版专著1部,发表学术论文26篇,SCI、EI收录11篇;制定企业标准2项;总体技术达国际先进水平,部分技术达国际领先水平;在国内外生产二次纤维及其产品的企业推广应用,近三年新增销售额1222226万元,新增利润100302万元,新增税收60277万元,实现废弃资源和水资源高效利用,生产过程废水排放负荷低于国家标准限值,达到清洁生产要求,节能、减排、降耗效果显著,取得显著经济、生态和社会效益。
[成果] 1600170146 广西
TS745 应用技术 纸浆制造 公布年份:2015
成果简介:项目属于轻工业科学技术领域。2015年国务院印发的《水污染防治行动计划》中将造纸列为专项整治十大重点行业之首,要求在2017年底前造纸行业力争完成纸浆无元素氯漂白(ECF)改造或采取其他低污染制浆技术。大多数非木材制浆企业仍采用传统的氯化-碱抽提-次氯酸盐漂白(CEH),导致纸浆白度低、易返黄、黏度损失大,废水污染负荷高、毒性大。TCF(全无氯漂白)和ECF是公认的清洁化漂白技术,由于TCF在实际生产中存在原料适应性差、纸浆强度低、生产成本高等问题,而以二氧化氯为主要漂白试剂的ECF漂白具有脱木素选择性好、废水污染负荷和毒性低、运行稳定等优势成为替代CEH漂白的最佳选择。因此,开发具有自主知识产权的纸浆漂白二氧化氯制备系统关键技术及设备,打破国外技术垄断,大幅度降低投资成本,提升制浆行业清洁化生产水平具有重要的现实意义。该项目主要技术创新点如下:开发的以甲醇、双氧水为组合还原剂的二氧化氯制备技术,克服了氯酸钠转化率低、生产不稳定、产品中氯气含量高等缺陷。开发的酸式硫酸钠中性化回收技术,在不添加任何化学品的情况下实现硫酸钠从酸性母液中高效分离并精制成元明粉,实现了副产品资源化利用。研制的集反应-蒸发-结晶三效一体的二氧化氯发生装置,实现了反应、蒸发、结晶的效能最大化。开发的适用于强腐蚀环境的固液曲级真空分离技术与设备,消除了母液固含量波动对分离效果的影响,实现了母液与晶体的高效分离。研发的两段逆流式二氧化氯吸收技术及装置,减少了冷冻水消耗及废气污染物排放,提高了二氧化氯溶液的浓度和稳定性。针对传统漂白纸浆得率低、强度损失大,漂白废水污染负荷高、毒性大等问题,开发了非木浆多重强化无元素氯漂白新方法。实现了ECF在蔗渣浆漂白领域的工业化应用,被评为2010年度中国纸业十大要闻。项目核心技术与关键设备获专利28项,其中发明专利8项,拥有完全自主知识产权。二氧化氯制备系统及纸浆无元素氯漂白技术成功应用于APP集团(印尼)Lontar、APP集团(印尼)IKPP、APP集团海南金海浆纸有限公司、广西永鑫华糖集团有限公司等近20家企业。自2010年以来设备生产企业实现直接销售收入超过4亿元,其中外汇创收2206.9万美元,新增利税1.6亿元。应用企业累计生产无元素氯漂白浆240万吨,新增销售收入100亿元,新增利税18亿元;COD减排效果显著,自2010年起,废水COD减排累计超过30万吨,AOX产生量比传统漂白技术降低90%以上,具有重大社会经济效益。
[成果] 1600100189 江苏
TS727.5 应用技术 纸浆制造 公布年份:2015
成果简介:烷基烯酮二聚体(AKD)是一种纤维素反应型施胶剂,替代了传统的酸性施胶剂,实现了白水的高度封闭与循环,不但降低酸性系统对纸机的腐蚀,提高了纸张的使用寿命,更大大减少了酸性废水的排放,是施胶剂上的一场革命。国内大部分合成AKD的生产厂商都是采用传统溶剂法进行生产,不仅反应速度慢、收率低,而且每吨产品会产生约2.3吨的废水、0.2吨的废渣和不少的废气,反应过程中要使用0.03吨的甲苯,能耗高、对环境的污染很大。而该公司从清洁生产、环境保护的角度出发,开发出以无溶剂法生产烷基烯酮二聚体的国际领先工艺。无溶剂法生产AKD过程中不使用甲苯,大大降低了反应物中的水分含量,提高纯度,并且合成的温度也由传统方法的25℃提高到50℃-70℃,加快了反应速度,大幅度提高了产品质量,同时有效地减少能耗,实现了废水的基本零排放,废渣通过处理回收作为工业盐卖给盐业公司。在无溶剂法工艺基础上,该公司发明了连续化生产AKD的国际领先工艺。通过研发的专利设备,采用连续投料、连续反应、连续出料的工艺,大大提高了生产效率,简化了工人劳动,净化了工人操作环境。统计表明,相同的用工下,产能提高35%,质量稳定,达到出口标准。中国造纸化学品行业起步较晚但发展迅速,国产AKD已经完全取代进口AKD,新的无溶剂法生产AKD,其品质更高,无毒性溶剂残留,同时清洁生产更利于人体健康和环境保护,在多家企业进行了施胶试验,达到了满意的施胶效果,实际证明该产品完全可以替代国外进口产品,较之传统工艺而言将加快无溶剂连续化AKD在行业内的应用。AKD在邮票原纸、静电复印纸、胶版印刷纸、档案纸、高级文化用纸、包装纸板等几乎所有纸种中被广泛使用,多品种的AKD乳液可以提供更多的选择。而无溶剂法、连续法生产的AKD产品质量好、无毒性溶剂残留,可作为无毒施胶剂用于食品包装纸与生活用纸,是真正的绿色环保产品。2013年已使用连续化无溶剂法生产并销售AKD达25000吨,减少排放废水60000吨,成功处理废渣5200吨,销售收入37500万元,利税3000余万元,节支1500万元。
[成果] 1600500183 北京
TS727 应用技术 纸浆制造 公布年份:2015
成果简介:极端酶能在极端环境下行使催化功能,其优异的催化性能将给众多的领域带来新的活力,具有广阔的应用前景和开发潜力。极端酶可对化工、医药、食品、造纸、皮革、纺织等重要行业中高能耗、高物耗、高水资源消耗、高污染的工业过程进行改造和替代,既可提高应用效果,又可降低化学工艺的水耗、能耗与污染物排放水平,有助于减轻经济发展对能源和环境造成的不断增长的巨大负荷。课题组已从中国丰富多样的极端环境中获得了一系列具有应用潜力的极端酶基因。其中新型生物破胶酶,是分离自中国盐碱湖嗜盐碱细菌、具有自主知识产权的甘露聚糖酶,是报道的热碱耐受能力最高的一种甘露聚糖酶,其高效的催化效果和良好的碱热耐受性可用于压裂液破胶,室内性能评价试验显示该破胶酶与常规破胶剂相比能将渗透率提高近一倍,对岩芯伤害率降低近一倍,能够在一定的温度范围内使压裂液的粘度降低在5 mPa.s以下,破胶后残渣量为6-7%,该酶对压裂液添加剂不敏感,与压裂液配伍良好,可实现完全破胶。先导性的生物破胶现场试验,显示其具有破胶彻底,返排率高,对地层伤害小等优点,具有明显的应用价值。同时该课题研发的高温碱性甘露聚糖酶和木聚糖酶可用于造纸工业的漂白工艺当中,一方面可以得到比单纯用氯漂白、碱提取过程更好的纸浆特性,还可以减少氯和碱的用量和由它们带来的环境污染问题;此外自行开发的高温碱性果胶酶具有很好的苎麻脱胶效果,可用于苎麻生物脱胶;低温碱性蛋白酶,具有良好的低温活性,在低温下洗涤效果优良,可用于洗涤剂添加用酶。近年来,中国的经济发展迅速,但资源和能源消耗是世界平均水平的2-3倍,环境也在持续恶化,已迫切需要实现节能减排、全面提升相关产业的绿色制造水平。该成果为建立高效率、低能耗、低污染的绿色生物新工艺提供重要的极端酶资源。
[成果] 1500520213 山东
[TS743.14, TS749.1] 应用技术 纸浆制造 公布年份:2015
成果简介:项目属于轻工业科学技术中造纸技术领域。项目背景:中国是世界上第一造纸大国,纸和纸板产量已超过全球总产量的25%。但中国非木浆产量占50%以上,造成中国造纸工业环境污染治理难度大的问题。中国木材资源匮乏,充分利用速生阔叶材资源(杨木、桉木、沙柳、光叶楮等)和采用高效清洁制浆造纸技术是从根本上解决中国造纸工业面临的资源与环境问题的有效途径。该项目以现代生物技术为主要手段,改革创新传统制浆造纸技术,在降低磨浆能耗、消除有毒物污染、稳记纸浆白度、提升纸浆品质、改善抄造性能和研发髙档纸基新材料等方面取得了突破,实现了国产木材资源的高效高值化利用。主要研究内容及指标:在973计划、国家科技支撑计划和国家自然基金等资助下,历经10余年,自主研究开发了酶促磨浆技术、酶促消潜技术、酶助漂白技术、酶精制纸浆技术等一系列制浆造纸酶催化绿色新技术:(1)发明了速生材高得率酶催化低能耗制浆技术。采用酶促磨浆技术,可节省磨浆能耗20%,提高纸浆得率3%,增加了纤维柔韧性,改善了纸浆强度性能,解决了国产木材原料磨浆能耗高、纤维强度差、易损伤等技术难题;(2)发明了木浆酶催化生物漂白、净化与精制新技术。采用生物化学法漂白技术,漂剂用量减少了15%,有毒物污染明显减轻:发明了新型净化、精制技术,纤维中的尘埃数减少了30%,石细胞去除率达90%,纸浆抄造性能大大提高;(3)发明了木浆纤维酶催化生物帚化和纯化技术。采用生物酶帚化技术,国产木浆的精浆能耗可降低50%;发明了生物酶纯化技术,纸浆中阴离子垃圾可有效降低含量65%以上,解决了国产木浆精浆能耗高、纸浆性能差以及阴离子垃圾含量高的技术难题;(4)发明了酶催化生物湿部调控和配抄纸基新材料技术。采用生物酶湿部调控技术,提高了纸浆的助留助滤性能,国产木浆的配抄比例提高到30%以上,解决了国产浆配抄比例低、难以生产高档纸基材料的技术难题。第三方评价鉴定委员会认为该项目核心技术处于国际领先水平。应用及效益情况:自2005年起先后在世界造纸十强企业晨鸣纸业集团和国内龙头企业太阳纸业股份有限公司等20余家骨干企业推广应用,用生物酶催化技术生产出了优质木浆,并用于高级纸基材料的生产,实现了速生阔叶材的高效高值化利用。在2012年-2014年期间,仅项目完成单位累计实现新增销售额130.1亿元,利润25.6亿元,产生了重大的经济效益和社会效益。知识产权等情况该项目已获授权国家发明专利31项,发表论文166篇,出版专著3部,培养研究生36人。获省部级科技一等奖4项,其中山东省技术发明一等奖1项,山东省科技进步一等奖2项,教育部科技进步一等奖1项。
[成果] 1600220535 浙江
TS727.2 应用技术 纸浆制造 公布年份:2015
成果简介:任务来源:省级新产品试制项目和根据市场需求的项目。应用领域和技术原理:采用二乙烯三胺与己二酸脱水缩合形成聚酰胺,与丙烯酸异辛酯发生烷基取代反应,再与环氧氯丙烷进行阳离子化反应,与苯乙烯进行乳液聚合,从而制得成品。主要用于造纸企业生产特种纸。性能指标:,理化性能符合企业标准有关技术要求。固含量为13.1%,粘度为(25℃)为83MPa.s,pH值为6。与国内外同类产品比较:国内市场的强湿强剂主要有MF树脂、UF树脂、PAE树脂等,MF、UF树脂为氨基树脂,含有大量甲醛,对人体有损害,且为酸固化树脂,不符合造纸往中碱性发展的要求,且湿强度差,固化慢,一般完全熟化后湿干比只能达到10-15%。PAE树脂为市场上大量使用的中碱性湿强剂,但是其使用过程中存在大量泡沫,熟化慢,湿干比最高只能达到25%。该公司研究开发出的强湿强剂,具有用量省、熟化快、湿干比高等优势,可以大幅度降低生产成本,提高纸张品质。项目创新点:采用苯乙烯、丙烯酸异辛酯改性聚酰胺环氧氯丙烷树脂。作用意义,大幅度降低生产成本,提高纸张品质,从而增加企业利润,增加国家税收。推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见:项目产品适用于造纸企业生产特种纸(面巾纸、装饰原纸、地图纸、钞票纸、耐磨原纸等纸种)的需要。中国2008年需要使用湿强剂的纸种有70万吨。并且每年以10%左右的速度增涨。如果按每吨纸使用湿强促进剂为60kg,每年需要湿强剂4.2万吨,如果用湿强促进剂取代50%的湿强剂,年需求湿强促进剂约为2.1万吨,由此可见,国内市场潜力巨大,是一个很有发展潜力的产品。
[成果] 1600110066 内蒙古
TS727 应用技术 纸浆制造 公布年份:2015
成果简介:该项目属资源综合利用技术领域。主要研究内容:高铝粉煤灰制备多孔硅酸钙工艺技优化;多孔硅酸钙的物理化学特性及其功能特性在造纸领域中的体现和作用机理;多孔硅酸钙加填胶版纸和复印纸及工艺技术开发;开展多孔硅酸钙在不低于600m/min纸机上的生产试验,完善其在造纸中的相关应用技术;硅酸钙加填纸印刷评价实验。技术经济指标:采用化学法提取高铝粉煤灰中的非晶态氧化硅,通过工艺优化,制备造纸用多孔硅酸钙填料,其白度≥85%,比表面积>150m<'2>/g,平均粒径8~30μm。硅酸钙加填复印纸,成纸中硅酸钙含量≥40%,成纸达到复印纸GB/T24988-2010要求。硅酸钙加填胶版纸,成纸中硅酸钙含量≥30%,成纸达到胶版印刷纸QB/T1012-2010要求。与传统填料加填复印纸和胶版纸相比,硅酸钙加填纸生产成本降低约10%以上。该项目是中国煤炭-电力-有色-造纸的新兴战略性循环经济产业的重要一环。在研发中心领导和员工的共同努力下,攻克了多项技术难题,重点突破粉煤灰中非晶态SiO<,2>的提取、新型多孔硅酸钙造纸填料制备技术、高填料文化用纸生产工艺关键技术,取得多项研究成果。其中,以粉煤灰为原料制备的多孔硅酸钙产品,是一种功能性的新型造纸填料,填补了国内外该类产品的空白;复合施胶技术突破了由多孔硅酸钙高孔隙率、吸收性强等自身特性带来的吸水性强、难以施胶等技术难题;以硅酸钙为主体原料,与滑石粉、碳酸钙的一种或两种原料进行复配,生产高加填量的复印纸和胶版纸技术,提高了成纸灰分,填补了国内外在这一技术领域的空白。由高铝粉煤灰制备多孔硅酸钙加填造纸成套工业化技术的开发为多孔硅酸钙在造纸行业的规模化应用以及造纸企业的未来发展开辟了一条新的途径。该项目通过中国轻工业联合会的鉴定,技术水平达到“国际领先”,推广应用前景广阔。在造纸行业进行了多次生产试验验证,已形成了完善的多孔硅酸钙生产技术及多孔硅酸钙加填文化用纸生产技术。该技术成熟后,在山东、河南等地造纸厂,多孔硅酸钙作为造纸填料、造纸功能助留剂等,已获得了大规模的生产应用,降低了生产成本,为企业带来了显著的经济效益。
[成果] 1600160068 广东
TS727.2 应用技术 纸浆制造 公布年份:2015
成果简介:该所九十年代开始研究PPE造纸湿强剂,成为广东省第一家成功研究出PPE造纸湿强剂的单位,把湿强剂产品的技术性能提高到一个新水平,当时填补了广东省空白,达到了国内先进水平。为了弥补传统PPE存在抗水较差和提高纸张干强度效果不明显的缺点,课题组采用聚脲对PPE产品进行改性,率先成功研制出改性产品聚酰胺聚脲(PAPU)造纸湿强剂,它具有明显的增湿强作用和表面抗水作用,性能和使用效果都优于传统PPE。改造生产设备、规范生产管理,提高生产效率,降低生产成本,提高产品市场竞争力。针对传统PPE存在固含量低和有机氯含量高的缺点,课题组采用分步投料和分段升温的方法,率先开展了低氯高固含量PPE湿强剂的研究,提升产品的转型升级,并取得突破性研究成果。
[成果] 1600240492 广西
TS743 应用技术 纸浆制造 公布年份:2015
成果简介:课题来源与背景:2013年南宁市科学技术局南科发〔2013〕46号文件正式批准了“清洁生产节能减排新技术在纤维生产过程中的研究与应用示范(合同编号:20131076)”项目的立项。技术原理及性能指标:项目创新研发一种有别于传统制浆造纸行业高能耗、高污染的纤维生产方法,利用枝桠材、废板皮、桑枝等原料,在纤维生产过程中以常温常压润涨代替传统的高温高压蒸煮,不消耗燃煤不产生黑液;以原料筛选代替传统的低浓度筛选,以环保安全的纯双氧水高浓漂白代替传统的有害的低浓次氯酸盐漂白,使整个生产线的生产浓度提高到20%以上高浓度,每吨产品废水产生量减少到6~8m<'3>,且90%以上废水经处理后可循环回用;电耗降低到800kWh以下,得率提高到80%~85%,不仅节约了大量资源,从源头上防止和减少污染物的生产,实现清洁生产并产业化,提高行业节能减排水平。技术的创造性与先进性:该项目的创造性和先进性在于通过创新的工艺流程、核心设备的创新改进、新技术的运用等综合技术措施,建成全国产化的低能耗低污染高品质化机浆生产线,并实现产业化,对化学机械浆行业的投资、节能减排、运行成本、产品质量均产生变革性的影响,经济效益非常显著。创新采用废水一体化氧化预处理技术大幅降低处理成本,采用多级处理工艺大幅降低废水产生量,且经处理后大部分回用。利用改进的挤压破碎机,在纤维破碎中会产生大量热能和120℃以上的高温气体,利用该气体和热能来软化纤维,无需新建锅炉,节约大量能源,同时减少了因使用锅炉产生的大气和粉尘污染,有效的保护环境。创新木片均质化预处理技术、软化技术和预脱水技术,申请清洁生产关键技术发明专利1项。技术的成熟程度,适用范围和安全性:在国外制浆造纸行业清洁生产技术较为成熟,美国、瑞典、芬兰等发达国家的经验证明制浆造纸行业也可以做到环境友好。与进口生产线相比,用该项目技术建设的纤维生产线具有投资省、能耗更低、对原料的适应性更广、产品质量更好等优势。近年来,中国许多高等院校和科研机构就造纸行业清洁生产节能减排新技术等方面做了大量研究,随着国家对环保监管力度的加大及环保措施的实施,造纸行业的清洁生产也取得一定的成效,因此该项目技术上是成熟的。项目研发了新型低能耗化机浆生产线,无需使用燃料锅炉,节约了大量能源,无黑液产生,减少了污水排放量,保护环境,从投资、节能减排、产品质量均达到了国产化机浆生产线最高水平,有助于广西制浆造纸行业实现节能、降耗、减污和增效的目的,具有较大的推广意义,适用范围广和安全性强。应用情况及存在的问题:过开展各种交流会对研发成果进行宣传,并选定河南江河纸业股份有限公司作为示范企业,开展推广应用。通过引用该项目研究成果,极大地促进示范企业改进或采用先进工艺,进行技术革新和设备更新,从根本上解决企业在耗能方面存在的单位产品能耗过高、耗能严重等问题,提高能源利用率,减少能源浪费,降低废水排放量,增加因节能降耗、产品质量提高给企业带来的经济效益,对企业可持续发展,具有很大推动作用。但也存在一些问题需要改进:对该技术用于广西丰富的甘蔗渣原料制浆的效果有待深入研究,项目的应用范围还需进一步拓展等。下一步,为项目承担单位将发挥技术和人才优势,继续开发新产品、改进生产工艺和改造生产设备,申报更多专利,通过专利等形式对自主知识产权进行保护,提高行业竞争力;并加大新技术宣传力度,继续推广项目研发成果,应用于更多的示范企业,助力广西制浆造纸行业实现了可持续发展。历年获奖情况:无。成果简介:研究清洁生产关键技术,优化制浆造纸原料的前处理工艺,研发了一种化学机械制浆用木片的处理方法,申请《一种造纸用木片的处理方法及包含该方法的制浆方法》(申请号201410700900.7)发明专利。研发一种新的生产方法,采用先进的工艺设备,在生产全过程控制污染物产生,使整个生产线的生产浓度由传统3%~4%提高到20%以上高浓度,每吨产品废水产生量由常规的80~100m<'3>减少到6~8m<'3>,废水产生量大幅减少;通过污染源头削减和末端治理相结合,少量废水经过处理后基本达标回用。开发一种常温常压润涨软化原料的新技术,生产过程无需使用燃料锅炉,依靠纤维摩擦产生的热能软化纤维,节约大量能源。同时减少了因使用锅炉产生的SO<,2>、CO<,2>、粉尘等有害气体和有害物质的排放,无滤泥、白泥等废渣产生,从源头上防止和减少污染物的生产。在河南江河纸业股份有限公司开展应用示范,投产了年产5万吨/年的国产低能耗低污染高品质化机浆生产线,克服了困扰化机浆扩大使用范围遇到的能耗高强度低易返黄的问题,并大幅降低能耗和污水排放量。发表学术论文《以技术创新转变千亿元产业发展方式推进清洁生产节能减排标准的提升》、《我国造纸行业清洁生产标准现状分析》2篇。
[成果] 1600220467 浙江
TS727.2 应用技术 纸浆制造 公布年份:2015
成果简介:任务来源:省级新产品试制项目和根据市场需求的自选项目。应用领域和技术原理: 95级及以上级别的浆钙,由于其粒径小、所以对分散稳定剂要求为分子量适中、电荷性适中的聚丙烯酸钠类分散剂,如果分子量太大,将会使碳酸钙絮凝、造成浆钙粘度增大,如果分子量太小,不能使碳酸钙粒子稳定,也会使碳酸钙粘度增大,课题组采取一定量的链转移剂来控制聚丙烯酸钠的分子量,从而得到适合95级及以上分子量的聚丙烯酸钠溶液,重均分子量控制在2500-3000较好。也由于95级浆钙的粒径较小,如果丙烯酸中和度大,则电负性大,造成粒子运动受阻,研磨后的碳酸钙粘度大,如果中和度小,则电负性小,不能使粒子稳定,浆钙的粘度也会偏大,课题组采取60-70%的中和度的丙烯酸聚合物,适合95剂及以上浆钙所需的电负性,所以浆钙粘度最稳定。这一技术路线的关键和难度在于按控制一定中和度和分子量均匀的一定分子量的聚丙烯酸钠溶液。课题组的制备方法是:把丙烯酸中和到一定中和度,再在复合链转移剂的条件下聚合,从而制得成品。主要用于造纸企业生产特种纸。性能指标:,理化性能符合企业标准有关技术要求。固含量为41%,粘度为(25℃)为308MPa.s,pH值为3。与国内外同类产品比较:市场上的分散剂主要为聚丙烯酸钠类。由于聚丙烯酸钠分散剂在研磨95级及以上浆钙时造成浆钙粘度高、粘度稳定性差,该公司研制的酸性分散剂技术性能好,工艺先进,产品成本相对较低,因此在国内有很大的市场,未来市场前景看好。项目创新点:1.用部分中和的丙烯酸进行聚合。2.用复合链转移剂控制聚合物分子量为2500-3000。作用意义:大幅度降低造纸企业生产成本,提高纸张品质,从而增加企业利润,增加国家税收。推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见:该项目产品适用于造纸企业生产涂布纸(铜版纸、白板纸、轻涂纸等)的需要。中国2013年涂布纸约为4000万吨。并且每年以7%左右的速度增涨。如果按每吨纸使用酸性分散剂为1kg,年需求酸性分散剂约为4万吨,项目以部分中和的丙烯酸在引发剂、复合链转移剂条件下进行聚合反应,制备了研磨酸性分散剂;该产品制备方法技术属国内领先水平。加入量为1%,碳酸钙浆钙的粘度和粘度稳定性非常好。经客户使用反映,产品有很好的市场空间,具有很大的市场潜力。
[成果] 1500520271 江苏
TS749.1 应用技术 纸浆制造 公布年份:2015
成果简介:林纸一体化战略对促进现代林业快速发展具有重要意义。林纸业是重要的基础原材料产业,对林业、机械、化工、印刷包装等行业具有显著的拉动效应。项目针对林纸行业优质纤维原料短缺、技术装备依赖进口、节能减排任务艰巨等共性问题开展关键技术攻关,取得了多项创新技术成果并获得产业化应用,打破了国外技术和装备垄断的局面。项目成果对推动实施工业节能、综合节水、农林生物质综合开发利用等国家中期优先发展主题具有十分重要的意义。开展了低等级木材原料(混合材、小径材、枝桠材和林木加工剩余物等)材性、纤维形态结构、药液渗透浸渍机理、过氧化氢(H<,2>O<,2>)分解和作用机制、纤维解离与结合强度的关系、废水处理过程中污染物特征和负荷变化与厌氧菌群的适应性等研究;开发了高效均质浸渍、低能耗纤维解离和高浓磨浆组合的节能磨浆、低成本废水处理回用等关键技术;创制了多级差速揉搓挤压浸渍机、新型软化漂白双功效反应仓、气相H<,2>O<,2>捕捉和回用系统、脉动式折流厌氧反应器、超声-臭氧-过渡金属Ti/Ag多相效催化氧化反应器等核心装备;集成了成套的低等级混合材高得率制浆淸洁生产技术。获授权发明专利7件、实用新型专利11件,发表学术论文81篇。项目实施期间,技术成果应用于国内30多家企业新建项目工程的设计和技术升级,其中项目组利用该技术主持设计建成7条全国产化装备的淸洁制浆生产线,技术成果在该领域辐射率达60%以上。主要技术经济指标:1)成功实现利用低等级木材纤维原料制造高档化机浆,纸浆得率87〜92%,纤维束含量低于0.08%,松厚度2.5~3.2g/cm<'2>,根据配抄产品要求,白度可控制在76~85%ISO范围内,抗张强度25〜35Nm/g,用于铜版纸、高档白卡纸、面巾纸等高档印刷、包装和生活用纸;2)与国内外现有技术相比,化学品(H<,2>O<,2>)消耗50~80kg/t,减少20~30%、电耗650~750kWh/t,降低30%以上、水耗10~12m<'3>/t,节水20%以上;3)废水总COD去除率达98%以上,水回用率提升至45%以上,出水指标符合并优于造纸行业废水排放标准(GB3544—2008);4)投资和运行成本:万吨产能设备投资约为500万元左右,仅为进口设备投资的1/5~1/4;配套废水处理工程投资约2800元/m<'3>废水左右,仅为进口设备投资的1/3左右,运行成本2.4~3.2元/m<'3>废水。具有显著的节能减排特征。该项目整体技术达国际先进水平,消耗指标居国际领先水平。近三年新增销售58亿元、利润5.6亿元、税收3.4亿元(仅统计了8家代表性应用企业近三年效益新增加部分)。高值利用低等级木材原料467万吨,节约优质木材1167万m<'3>,节水4668万m<'3>,节电10.1亿kWh,减少COD排放11万吨。
[成果] 1500230759 山东
TS743.1 应用技术 纸浆制造 公布年份:2014
成果简介:酶镁碱过氧化氢化学机械法清洁制浆技术属于化学机械法制浆技术,是高得率制浆技术的一种.该技术主要是采用氢氧化镁作为制浆原料化学预处理过氧化氢药液的碱源或部分碱源,同时应用生物酶技术对药液预处理前原料进行处理或采用生物酶技术对一段粗磨浆后粗浆进行处理的制浆技术.该技术首先采用生物酶如纤维素酶、半纤维素酶或漆酶对化学预处理前原料进行预处理,预处理之后的浆料进行常规挤压疏解,挤压疏解后浆料采用Mg(OH)2-H<,2>O<,2>药液或NaOH-Mg(OH)<,2>-H<,2>O<,2>进行预处理,预处理过程可以采用一段预处理也可以采用两段预处理.预处理后浆料采用常压磨浆进行磨浆,一段粗磨后浆料,采用纤维素酶或半纤维素酶进行生物处理,然后进行二段精磨浆,磨后浆料进行消潜处理后得最终浆料.该制浆工艺技术较传统的P-RC APMP制浆技术而言,由于预处理过程中采用了弱碱作为碱源,有效降低了半纤维素等物质的溶出,从而降低了制浆预处理废液中的阴离子垃圾含量、COD含量,提高了制浆的得率,同时纸浆光学性能得到明显提高.同时,该制浆技术由于采用了生物酶处理,从而有效降低了磨浆过程中的能量消耗,通过生物酶的修饰作用,改善了APMP纸浆的纤维性能和纤维质量.镁碱取代单段杨木APMP制浆的工艺条件为:Mg(OH)<,2>取代量为50%,H<,2>O<,2>:5.0%,Na<,2>SiO<,3>:2.0%,EDTA:0.5%,液比:1:4,反应时间80min.两段杨木APMP制浆的较佳工艺条件为:第一段全用氢氧化钠,第二段Mg(OH)<,2>取代量为50%.酶处理工艺条件为:酶用量10~30 IU/g,浆浓10%,温度70℃,时间2 h,pH值5~6.当第二段的氢氧化镁的取代量在50%时,纸浆在具有较好的强度下,拥有很好的不透明度和光散射系数,可得到白度为72.9%ISO,裂断长为3.76km,撕裂指数为4.53 mN·m<'2>·g-1,不透明度84.0%,光散射系数为47.5m<'2>·kg-1的浆料,纸浆得率较全部为NaOH的高出2.0%~3%.预处理中不需使用MgSO<,4>,Na<,2>SiO<,3>用量也可减少50%~60%,阴离子垃圾产生量和COD分别降低20%和30%.预处理之前或二段磨浆之前用生物酶进行预处理,打浆度较对照浆可提高3.0 oSR~15.0oSR,打至相同打浆度时,酶处理能够明显降低磨浆能耗,降低幅度达10%以上.
[成果] 1400640239 安徽
TS749.4 应用技术 纸浆制造 公布年份:2014
成果简介:该项目在备料过程中采用干式除杂投料系统,把棉短绒中的杂质去除,提高原理的纯净度,以便降低蒸煮强度,尽最大可能保证纤维的长度和强度,为提高打浆强度又不至于影响最终纤维强度和聚合度奠定基础;采用棉短绒替代精梳机落棉生产钞票纸用棉浆粕;在打浆工艺上,采取加大进浆压力和流量,提高盘磨机内压,增设出口回流管路,增加打浆时间、减轻打浆和切断强度,提高磨齿与纤维、纤维与纤维之间的摩擦揉搓作用。
[成果] 1400640595 安徽
TS74 应用技术 纸浆制造 公布年份:2014
成果简介:该项目技术产品经检测符合GB/T18739-2008要求,具有润墨性强、遇湿遇潮不变形、抗蛀性强、保存寿命长等特点,无论是重写还是轻描,都能显示清晰的层次,几笔相交,均留笔痕,笔痕交叉处,浓淡有致,能充分展示画的意境,产生出作品的立体效果。浓墨乌而鲜艳,淡墨淡而不灰。不仅如此,宣纸在着墨后,由于自身的青檀皮纤维分布均匀,不含杂质,从而不变形,不起拱,不起翘,具有稳定性。该项目已规模投产和销售,取得了良好的经济和社会效益。
[成果] 1500371135 上海
TS727.2 应用技术 纸浆制造 公布年份:2014
成果简介:一种粉煤灰纤维造纸用聚丙烯酸酰胺化改性剂的制备及应用方法,其特征在于:先在水相中将丙烯酸聚合成为聚丙烯酸,再将N,N-二甲基-1,3-丙二胺加入到聚丙烯酸水溶液中进行酰胺化;将所得酰胺化产物升温至50~80℃,加入溴代正丁烷进行季铵化,得到聚丙烯酸酰胺化改性剂.然后,将粉煤灰纤维分散在水中,加入聚丙烯酸酰胺化改性剂,搅拌10~15分钟,添加木纤维浆料,混合均匀后,在纸页成型机上造纸,得到含粉煤灰纤维的纸张.上述方法所制备的聚丙烯酸酰胺化改性剂可增强粉煤灰纤维和木浆纤维之间的结合力,从而提高含有粉煤灰纤维纸张的强度.
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