秸秆植物纤维的综合利用

1、秸秆植物纤维的综合利用秸秆植物纤维的综合利用北京创源基业自动化控制技术研究所秸秆清洁制浆技术介绍秸秆清洁制浆技术介绍北京创源基业自动化控制技术研究所我国秸秆资源丰富，每年有我国秸秆资源丰富，每年有7 7亿多吨产量。秸秆含有大亿多吨产量。秸秆含有大量的纤维素，用途广泛。可量的纤维素，用途广泛。可以生产瓦楞纸、纸浆模塑制以生产瓦楞纸、纸浆模塑制品、纤维板等多种产品。是品、纤维板等多种产品。是一种宝贵的可再生资源。一种宝贵的可再生资源。秸秆利用现状 我国秸秆可收集数量为我国秸秆可收集数量为4 4亿亿吨，国家吨，国家“十二十二. .五五”规划提出：规划提出：秸秆的综合利用要达到秸秆的综合利用要达到80

2、%80%，其，其中工业化利用要达到中工业化利用要达到18001800万吨，万吨，利用率仅占利用率仅占4.5%4.5%。大部分秸秆。大部分秸秆被还田，影响插秧和作物生长。被还田，影响插秧和作物生长。秸秆利用水平低，附加值小，秸秆利用水平低，附加值小，相当部分仍被焚烧。相当部分仍被焚烧。北京创源基业自动化控制技术研究所北京创源基业自动化控制技术研究所我国资源匮乏，每年要大量进口石油、木我国资源匮乏，每年要大量进口石油、木材、和纸张。如果能用大量的可再生秸秆替材、和纸张。如果能用大量的可再生秸秆替代这些资源，可以填补我国巨大的资源缺口。代这些资源，可以填补我国巨大的资源缺口。n 国家政策大力扶持秸秆

3、清洁制浆技术。国家政策大力扶持秸秆清洁制浆技术。 国家国家“十二十二.五五”规划明规划明确提出确提出 : 使用清洁制浆的方法生产秸秆浆、纤维板。使用清洁制浆的方法生产秸秆浆、纤维板。2014年政府又把清洁制浆技术列入推广目录。年政府又把清洁制浆技术列入推广目录。秸秆清洁制浆技术介绍秸秆清洁制浆技术介绍北京创源基业自动化控制技术研究所北京创源基业自动化研究所创新了一种北京创源基业自动化研究所创新了一种用纯机械方法，提取秸秆纤维的新技术。用纯机械方法，提取秸秆纤维的新技术。生产过程不添加任何化学制剂，无污染，生产过程不添加任何化学制剂，无污染，废水循环使用。生产废料可以制成有机废水循环使用。生产废

4、料可以制成有机肥料，全资源利用，零排放。肥料，全资源利用，零排放。 清洁制浆技术已获得多项发明专利。清洁制浆技术已获得多项发明专利。 得到了国家制浆造纸研究院的认可。得到了国家制浆造纸研究院的认可。 中国科学院和农科院科技文献信息中心分别进行查新，认中国科学院和农科院科技文献信息中心分别进行查新，认定国内外均无此项技术，属于科技创新。定国内外均无此项技术，属于科技创新。 中国环保产业协会进行了专题调查和专家评议，认为该技中国环保产业协会进行了专题调查和专家评议，认为该技术属国内领先水平，具有广阔的推广应用前景。术属国内领先水平，具有广阔的推广应用前景。 该技术已被列为该技术已被列为2006年国

5、家重点环境保护年国家重点环境保护A类实用技术。类实用技术。 央视七频道曾两次播放我所的秸秆纤维清洁利用技术。央视七频道曾两次播放我所的秸秆纤维清洁利用技术。机械制浆法的原理：巧妙利用木质素的变性原理。机械制浆法的原理：巧妙利用木质素的变性原理。 农作物秸秆主要是由纤维素和木质素构成。木质素充盈农作物秸秆主要是由纤维素和木质素构成。木质素充盈于纤维素之间，使秸秆纤维互相粘合固结，有很强的内结于纤维素之间，使秸秆纤维互相粘合固结，有很强的内结合力，使得秸秆浑然一体。合力，使得秸秆浑然一体。秸秆在分解机中相互挤压、磋磨、撕裂，产生秸秆在分解机中相互挤压、磋磨、撕裂，产生120120度的高温，度的高温

6、，使使木质素由坚硬的玻璃态转变成柔软的橡胶态，木质素由坚硬的玻璃态转变成柔软的橡胶态，粘合力下降，粘合力下降，固结力减弱。固结力减弱。秸秆纤维被分离、润胀、帚化，成为机械浆。秸秆纤维被分离、润胀、帚化，成为机械浆。 木质素断裂成细小颗粒，多数被分离，少数依附在秸秆纤维木质素断裂成细小颗粒，多数被分离，少数依附在秸秆纤维表面。表面。 当秸秆机械纤维被加工成当秸秆机械纤维被加工成产品时，在高温高压作用下，产品时，在高温高压作用下，依附于秸秆纤维表面的木质依附于秸秆纤维表面的木质素重新成为纤维间的固结物，素重新成为纤维间的固结物，与纤维素固化结合，与纤维素固化结合，成为产成为产品的一部分。发挥木质素

7、挺品的一部分。发挥木质素挺性好，内结合力强的特点。性好，内结合力强的特点。技术特点：与木材相比，秸秆的纤维素长度短，外层壁技术特点：与木材相比，秸秆的纤维素长度短，外层壁紧密。传统的处理木材的钢磨能只将秸秆打碎，不能将秸紧密。传统的处理木材的钢磨能只将秸秆打碎，不能将秸秆纤维分离。我们对分解机磨盘采取了非对称设计，磨盘秆纤维分离。我们对分解机磨盘采取了非对称设计，磨盘材料、齿形不对称。智能化操作系统使磨盘间隙控制、料材料、齿形不对称。智能化操作系统使磨盘间隙控制、料液比、均匀进料始终保持在最合理范围。能保证纤维长度，液比、均匀进料始终保持在最合理范围。能保证纤维长度，分解机热度，机械浆的质量。

8、分解机热度，机械浆的质量。秸秆清洁制浆技术介绍秸秆清洁制浆技术介绍l非金属材质复合磨盘：非金属材质复合磨盘：针对间隙控制、料液比、给料的均匀性是至关重要的因素。我们对盘磨的控制系统进行了全自动化的设计l物理制浆：物理制浆：将秸秆进行纵向和横向撕裂，在一定温度下将纤维中的木质素由玻璃态转化为橡胶态l循环用水不外排：循环用水不外排：对于废水成分进行分析，对于药剂进行精确分析，独创的水处理设施确保废水的资源性全回用。l传动设计：传动设计：秸秆质量小、缠绕性大，在进料、出料、传送等进行系统设计北京创源基业自动化控制技术研究所秸秆与木片相比，单位质量秸秆与木片相比，单位质量较小，缠绕性较大，所以在较小，

9、缠绕性较大，所以在喂料、出料及全系统输送过喂料、出料及全系统输送过程中容易出现阻塞、搭桥现程中容易出现阻塞、搭桥现象。传统的木材机械浆流水象。传统的木材机械浆流水线很难处理。本项目在设计线很难处理。本项目在设计中充分考虑到秸秆和木片质中充分考虑到秸秆和木片质地的差异性，有针对性地进地的差异性，有针对性地进行了系统改造设计，最终做行了系统改造设计，最终做到分解机进出口及全线作业到分解机进出口及全线作业顺畅无阻。顺畅无阻。不污染水体是核心。不污染水体是核心。农作物秸秆过去是我国造纸的主要原料。由于化学制浆产生黑液，污染环境而被禁止。造成大批中小造纸纸厂下马，使秸秆从工业原料变成废弃物。清洁制浆的核

10、心，是不添加化学制剂污染水体。水处理工艺水处理工艺由于不添加酸碱等化学物质，只有固体悬浮物，经过滤由于不添加酸碱等化学物质，只有固体悬浮物，经过滤后，水可以回收循环使用。生产用水基本封闭循环利用。后，水可以回收循环使用。生产用水基本封闭循环利用。 机械浆水循环系统的核心设备机械浆水循环系统的核心设备 恒压式无滤网过滤塔恒压式无滤网过滤塔 废水回用不用滤网，用系统本身的污泥形废水回用不用滤网，用系统本身的污泥形成滤层过滤。自动化控制全过程，使用天成滤层过滤。自动化控制全过程，使用天然助剂，使沉淀形成厚达然助剂，使沉淀形成厚达7 7米左右的滤层。米左右的滤层。保持一定的水压，稳定滤层。进水与出水保

11、持一定的水压，稳定滤层。进水与出水间保持恒定压差，不因水压波动破坏滤层。间保持恒定压差，不因水压波动破坏滤层。该系统的该系统的CODCOD去除率在去除率在75%75%，由，由40004000减少减少到到10001000左右。左右。SSSS的去除率在的去除率在90%90%，由，由20002000减减少到少到200200，符合制浆用水要求。，符合制浆用水要求。以清洁制浆技术为核心，技术链不断延伸，开发出瓦楞纸、以清洁制浆技术为核心，技术链不断延伸，开发出瓦楞纸、纸浆模塑制品、人造纤维板等产品，秸秆综合利用系列技术。纸浆模塑制品、人造纤维板等产品，秸秆综合利用系列技术。 纸浆模塑制品的概念纸浆模塑制

12、品的概念纸浆模塑俗称立体造纸，纸浆模塑俗称立体造纸，是利用纸浆纤维间的氢键结是利用纸浆纤维间的氢键结合力，不用胶，依靠模具定合力，不用胶，依靠模具定型，制成各种形状的纸制品。型，制成各种形状的纸制品。包括一次性纸制餐具，工业包括一次性纸制餐具，工业模塑包装，农业植栽杯等产模塑包装，农业植栽杯等产品。可完全降解为水和碳，品。可完全降解为水和碳，环保无污染。环保无污染。 秸秆代塑，节约能源资源秸秆代塑，节约能源资源目前国内一次性餐饮具和工业精细包装使用的发泡塑料以目前国内一次性餐饮具和工业精细包装使用的发泡塑料以石油为原料，用量二百多万吨。用可再生的秸秆替代，可以石油为原料，用量二百多万吨。用可再

13、生的秸秆替代，可以让石油资源用在其不可替代的领域让石油资源用在其不可替代的领域 。 秸秆代塑根除白色污染秸秆代塑根除白色污染目前国内一次性餐饮具和工业精细包装目前国内一次性餐饮具和工业精细包装 多数使用发泡塑料多数使用发泡塑料生产，生产，6060年不能降解，严重污染环境。纸浆模塑制品取代发年不能降解，严重污染环境。纸浆模塑制品取代发泡塑料可以从根本上消除白色污染。下图为三峡大坝岸边的泡塑料可以从根本上消除白色污染。下图为三峡大坝岸边的白色污染。白色污染。一次性纸餐具一次性纸餐具一次性纸餐具由于环保、方便、经济，在欧美已进入高速一次性纸餐具由于环保、方便、经济，在欧美已进入高速成长期。成长期。

14、机械浆纸餐具生产过程机械浆纸餐具生产过程和产品更环保和产品更环保 塑料餐具含有增塑剂等塑料餐具含有增塑剂等有害物质，长期使用容易有害物质，长期使用容易引发癌症等病变。化学浆引发癌症等病变。化学浆生产的一次性餐纸具，生生产的一次性餐纸具，生产过程有污染，产品化学产过程有污染，产品化学残留较多。机械浆生产的残留较多。机械浆生产的一次性餐具，不添加酸碱一次性餐具，不添加酸碱制剂，不漂白，自然本色，制剂，不漂白，自然本色，化学残留少。已经通过了化学残留少。已经通过了美国美国FDAFDA认证。认证。产品质量好产品质量好机械浆餐具环压强度高，承重能力相当同规格化学浆餐饮具机械浆餐具环压强度高，承重能力相当

15、同规格化学浆餐饮具的的2 2倍，可耐受刀叉切割倍，可耐受刀叉切割机械浆模塑制品成本低于化学浆同类产品机械浆模塑制品成本低于化学浆同类产品化学浆每吨成本化学浆每吨成本40004000元左右，机械浆每吨成本元左右，机械浆每吨成本20002000元元/ /吨左吨左右。右。市场前景市场前景机械浆纸餐具产品供不应求。机械浆纸餐具产品供不应求。据美商估算，仅美欧市场就据美商估算，仅美欧市场就需求需求250250万吨，销售额万吨，销售额500500亿元。亿元。我国有我国有1414亿人口，亿人口，随着国内随着国内环保意识的提高，环保意识的提高，潜在需求量应超过美国，欧洲，及日本的潜在需求量应超过美国，欧洲，及

16、日本的总和。合盛公司目前已获得美国总和。合盛公司目前已获得美国Green Wave Green Wave 公司和台湾包装公司和台湾包装公司的大量订单公司的大量订单图为美国公司来厂考察生产情况图为美国公司来厂考察生产情况 纸浆模塑工业包装纸浆模塑工业包装发泡塑料包装由于耗能和白色污染，发泡塑料包装由于耗能和白色污染，在欧美国家已受到抵制，不仅要征收在欧美国家已受到抵制，不仅要征收排碳税，还要求把发泡塑料拉回产地。排碳税，还要求把发泡塑料拉回产地。机械浆生产的精品工业内包装，质地机械浆生产的精品工业内包装，质地坚挺强度高，承重防震保护性能好，坚挺强度高，承重防震保护性能好，成本低。取代发泡塑料包装

17、是必然趋成本低。取代发泡塑料包装是必然趋势。市场需求量大，我国仅电子产品势。市场需求量大，我国仅电子产品包装就有包装就有5050亿的产值亿的产值纸浆模塑植栽杯纸浆模塑植栽杯植栽杯是农业早期育苗必不可少的器皿。植栽杯是农业早期育苗必不可少的器皿。 纸浆模塑植栽杯可降解能转化成肥料，能直接移植于田地纸浆模塑植栽杯可降解能转化成肥料，能直接移植于田地中。不像塑料植栽杯，移栽还要去掉植栽杯，省工时，不伤中。不像塑料植栽杯，移栽还要去掉植栽杯，省工时，不伤根系，缩短缓苗期。目前已接到台湾第六生态环保有限公司根系，缩短缓苗期。目前已接到台湾第六生态环保有限公司的数千吨订单，用于种植兰花。的数千吨订单，用于

18、种植兰花。 纸浆模塑项目投资效益纸浆模塑项目投资效益 筹建一个年产筹建一个年产5 5000吨纸浆模塑厂，总投资：吨纸浆模塑厂，总投资：40004000万。纸浆模万。纸浆模塑制品每吨售价塑制品每吨售价1600016000元，每吨成本元，每吨成本1250012500元，利润元，利润35003500元。每元。每年可创造产值年可创造产值80008000万元，利润万元，利润17501750万元。万元。 投资回报率投资回报率43.75%43.75%。秸秆代木，秸秆纤维板项目秸秆代木，秸秆纤维板项目机械浆纤维板是世界上第一机械浆纤维板是世界上第一张真正意义的秸秆纤维板。以张真正意义的秸秆纤维板。以往的秸秆人

19、造板都是泡花板，往的秸秆人造板都是泡花板，是把秸秆砸碎掺胶热压制备。是把秸秆砸碎掺胶热压制备。机械浆纤维板是把秸秆制成纤机械浆纤维板是把秸秆制成纤维，根据木质素二次变性的原维，根据木质素二次变性的原理，将秸秆纤维和木质素有机理，将秸秆纤维和木质素有机结合。结合。机械浆纤维板质量好机械浆纤维板质量好目前我国人造板大部分是木材的，秸秆人造板较少，重要目前我国人造板大部分是木材的，秸秆人造板较少，重要原因是秸秆人造板质量较差。目前秸秆人造板没有纤维之间原因是秸秆人造板质量较差。目前秸秆人造板没有纤维之间的氢键作用，内结合力弱，不能雕刻吃钉，属于低档人造板。的氢键作用，内结合力弱，不能雕刻吃钉，属于低

20、档人造板。机械浆纤维板多项指标均高于目前的人造板。机械浆纤维板多项指标均高于目前的人造板。秸秆代木，保护森林资源秸秆代木，保护森林资源我国是世界人均森林资源最少的国家之一，我国是世界人均森林资源最少的国家之一，每年需要木材每年需要木材4 4亿立方米，缺口约有亿立方米，缺口约有2 2亿立方米。目前人造板产量亿立方米。目前人造板产量2.62.6亿立方亿立方米，如果能用秸秆替代木材制造人造板，可以减少森林的砍米，如果能用秸秆替代木材制造人造板，可以减少森林的砍伐，保护森林资源，调节气候，减少碳排量，节约外汇。伐，保护森林资源，调节气候，减少碳排量，节约外汇。秸秆代木，可以减少秸秆的焚烧秸秆代木，可以

21、减少秸秆的焚烧生产机械浆纤维板可以大量的耗用秸秆。秸秆纤维板的主生产机械浆纤维板可以大量的耗用秸秆。秸秆纤维板的主要原料是秸秆，得率高，工艺成熟简单，可以改造利用现有要原料是秸秆，得率高，工艺成熟简单，可以改造利用现有的人造板厂。大量的耗用秸秆，可以为难以处理的秸秆找到的人造板厂。大量的耗用秸秆，可以为难以处理的秸秆找到出路。防止焚烧秸秆，保护大气环境。出路。防止焚烧秸秆，保护大气环境。秸秆代木，减少装修的甲醛污染秸秆代木，减少装修的甲醛污染 用秸秆制造人造板，可以做到零用秸秆制造人造板，可以做到零甲醛，确保安全健康。目前我国生甲醛，确保安全健康。目前我国生产人造板，普遍使用含甲醛的胶类。产人

22、造板，普遍使用含甲醛的胶类。用其生产家具，装修房屋，污染室用其生产家具，装修房屋，污染室内环境，危害消费者健康。有关房内环境，危害消费者健康。有关房屋装修污染引发白血病的报道屡现屋装修污染引发白血病的报道屡现媒体。秸秆由于其特殊属性，媒体。秸秆由于其特殊属性， 生产生产纤维板，可以使用不含甲醛的胶类。纤维板，可以使用不含甲醛的胶类。可以做到零甲醛，绿色环保，有利可以做到零甲醛，绿色环保，有利健康。健康。我国低档板过剩，高档板短缺我国低档板过剩，高档板短缺我国人造板每年生产两亿多立方米，其中我国人造板每年生产两亿多立方米，其中纤维板、刨花板纤维板、刨花板总产量为总产量为68446844万立方万立

23、方, , 位居世界第一，一半用于出口。目前位居世界第一，一半用于出口。目前我国生产的人造板大部分是低档板，产能过剩，甲醛超标，我国生产的人造板大部分是低档板，产能过剩，甲醛超标，低价竞争，假冒伪劣充斥市场。绿色环保的高档板，只占低价竞争，假冒伪劣充斥市场。绿色环保的高档板，只占15%15%，市场供不应求。，市场供不应求。 绿色人造板市场前景非常广阔绿色人造板市场前景非常广阔的目前人们环保意识增强，消费追求绿色环保，低档板逐的目前人们环保意识增强，消费追求绿色环保，低档板逐渐被抛弃。最近人造板协会制定了严格的质量标准，甲醛指渐被抛弃。最近人造板协会制定了严格的质量标准，甲醛指标近乎于零。大量的低

24、档人造板将被淘汰，必将加剧绿色人标近乎于零。大量的低档人造板将被淘汰，必将加剧绿色人造板的市场供求矛盾。造板的市场供求矛盾。机械浆纤维板用途广泛机械浆纤维板用途广泛机械浆纤维板绿色零甲醛。物理质量优于木质人造板，强度机械浆纤维板绿色零甲醛。物理质量优于木质人造板，强度高，握钉力强，可以雕刻，防潮性能好。高，握钉力强，可以雕刻，防潮性能好。尤其是可以热合模塑尤其是可以热合模塑造型，不用其他加工手段，直接制造出家具，门窗，大大节省造型，不用其他加工手段，直接制造出家具，门窗，大大节省了工时费用，降低成本。了工时费用，降低成本。用途广泛，可以生产木屋、地板、门用途广泛，可以生产木屋、地板、门窗、家具

25、、保温板、装饰板、防火板等多种产品。市场前景非窗、家具、保温板、装饰板、防火板等多种产品。市场前景非常广阔。常广阔。投资效益分析投资效益分析筹建一个年产筹建一个年产1010万立方米的机械浆纤维板的工厂万立方米的机械浆纤维板的工厂投资投资1.21.2亿元亿元年产值年产值2.52.5亿元亿元纤维板每立方米售价纤维板每立方米售价25002500元元成本成本20682068元元利润利润423423元元利润总额利润总额43204320万元万元投资回报率投资回报率36%36%高强瓦楞纸项目高强瓦楞纸项目瓦楞纸箱方便、美观、体轻、坚固，已成为商品主要包装物。瓦楞纸箱方便、美观、体轻、坚固，已成为商品主要包装

26、物。瓦楞纸是瓦楞纸箱最主要的原料，市场需求量很大。近年来我瓦楞纸是瓦楞纸箱最主要的原料，市场需求量很大。近年来我国大部分纸制品市场需求萎缩，唯独瓦楞纸市场逐年递增。国大部分纸制品市场需求萎缩，唯独瓦楞纸市场逐年递增。20132013年我国瓦楞纸销量为年我国瓦楞纸销量为17001700万吨，销售额四百多亿元。万吨，销售额四百多亿元。 目前我国瓦楞纸存在的问题目前我国瓦楞纸存在的问题目前我国瓦楞纸低档的过剩，高目前我国瓦楞纸低档的过剩，高档瓦楞纸不足。低档瓦楞纸是用回档瓦楞纸不足。低档瓦楞纸是用回收废纸生产的，由于反复使用，纤收废纸生产的，由于反复使用，纤维被破坏，生产的瓦楞纸，内结合维被破坏，生

27、产的瓦楞纸，内结合力差，环压强度低，松软挺性差。力差，环压强度低，松软挺性差。造纸厂为了提高强度大量加胶，不造纸厂为了提高强度大量加胶，不仅提高了成本，增加了纸箱的自重，仅提高了成本，增加了纸箱的自重，而且防潮性能差，不便于仓储和远而且防潮性能差，不便于仓储和远洋运输。高强瓦楞纸是用美废为原洋运输。高强瓦楞纸是用美废为原料生产的，高档、美观、重量轻、料生产的，高档、美观、重量轻、强度高，市场供不应求，价格飚升强度高，市场供不应求，价格飚升到每吨到每吨28002800元以上。元以上。机械浆的优势机械浆的优势机械浆含有大量木质素，经过二次机械浆含有大量木质素，经过二次变性，大幅增强挺性。变性，大幅增强挺性。 在废纸浆中在废纸浆中添加添加30%30%的机械浆，就可以大幅提高的机械浆，就可以大幅提高环压强度，能与添加美废的高档瓦楞环压强度，能与添加美废的高档瓦楞纸媲美。机械浆成本只有美废的一半，纸媲美。机械浆成本只有美废的一半，替代进口美国废纸。利润增加，物美替代进口美国废纸。利润增加，物美价廉，生产厂和用户都受益