1. 研究目的与意义
由于利用原木造浆的传统造纸消耗大量木材、破坏生态,并造成严重的污染。因此,利用废纸的城市造纸已经和造林、造纸一体化的林浆纸一体化一起,成为现代造纸业的两大发展趋势。城市造纸同时还起到消纳城市垃圾的作用,体现城市生产,城市消纳的精神。一些发达地区城市有配套的城市废纸再生基地。废纸在造纸原料中的构成日益上升,专家预测本世纪废纸占造纸原料的比重将高达60%~70%。目前,我国进口废纸已占世界可供出口总量的 1/3 ,美国废纸出口总量的 50% 以上销往中国。今后几年,我国对废纸需求量仍然很大,但废纸的资源也是有限的,提高国内废纸的回收率和合理利用废纸资源,是当前应该重点关注和解决的问题。 废纸回收的意义:节约原料 ,增加生产。废纸的回收可以节省大量的制浆造纸用纤维原料,节省出来的纤维原料可以增加纸浆和纸张产量,满足人们生活和工业的需要。目前全世界木材年需量20亿m3以上,而且在未来20年中,全世界木材需求量年增长率不低于25%。木材需求量如此之大 ,就迫切需要节约木材。用废纸制浆造纸,可节约大量的木材。减少污染,保护环境。与常规的制浆过程相比,废纸制浆生产工艺流程比较简单,其废水的处理也比较容易,排放的废水量和污染负荷较少。此外,废纸制浆基本上没有大气污染,因此废纸制浆可减少对环境的污染。由于不用新的纤维原料,木材砍伐量可以相应减少,有利于生态平衡和保护环境。节省能源,降低能耗。与化学法、机械法和化学机械法制浆相比,废纸制浆生产工艺流程较简单,能耗相应较低。节省投资,降低成本。建设以植物纤维原料制浆的生产线投资大,而建设同等规模的废纸制浆厂只许建设原浆浆厂投资的25%~30%。化学浆厂化学品回收和废水处理投资也很大,而废纸制浆污染轻,其废水也较易处理,环保方面的投资也较少。由于废纸浆的原材料成本,能耗,投资均较低,其生产成本比原浆要低。
2. 国内外研究现状分析
1990年全世界的废纸回用率为30%,而2000年已上升至45%。由于环境保护问题以及木材供应的限制,全世界的废纸回收率预计将提高至50%~60%。由此可见,世界各国将进一步扩大废纸的回收再利用,并以此作为解决造纸工业纤维来源的重要途径。韩国和德国的废纸回收率分别达到67.7%和71%,回收率在50%以上的国家和地区有瑞典,中国台湾,日本,而我国的回收率仅为29.5%。从废纸的利用率来看,最高的中国台湾达到88.4%。英国和韩国的利用率在70%以上,而我国的利用率仅为41%。这些国家和地区冲分利用废纸资源,成功的发展了造纸工业,很值得我国借鉴。美国是世界最大的纸浆和纸板生产大国,也是消费大国,美国大力提倡回收利用废纸,促进企业用废纸生产纸板及包装材料。如美国Stone容器公司用废纸生产出Cordeck瓦楞平板,用于商品的包装运输,R-tech公司生产的E-cubes包装材料,是用回收废纸制成的,加入填充物后可包装易碎物品,与泡沫塑料相比,在填充使用中更为方便,快捷,可填充任何形状的商品,可回收,可生物降解,无毒。2000年美国纸品产量为8549.5 万吨,消费量9235.5 万吨,占世界消费量28.6%,废纸回收量4493.8万吨,回收率48.7%,当年回收利用3590.8万吨,净出口量903万吨,占总回收量20%。美国的废纸主要出口邻国加拿大、墨西哥和东亚的韩国和中国。美国废纸以OCC(旧纸箱)为主,几乎占一半,其次是ONP(旧新闻纸)。OCC和ONP的回收率已达70.1% 和68.9%,再提高的可能性不大,相反,一种被称为混合废纸的目前还没被充分利用,回收率只有20%左右,有待进一步回收利用。对未来发展,美国提出了废纸利用率要达到纸产量的50%,其中新闻纸达到60%~70%,印刷纸达到40%~50%,卫生纸要全部以废纸为原料。2003年12月,美国农业部林务局公布的报告预测,美国回收纸供应预计2010~2050年将呈逐年递增趋势。预测提供的数字如下:2010年供应量为1.562亿吨,其中造纸用木浆供应量为1.056亿吨,回收纸供应量为0.506亿吨。2020年供应量为1.78亿吨,其中木浆为1.209亿吨,回收纸为0.571亿吨,2030年供应量为1.982亿吨,其中木浆为1.349亿吨,回收纸为0.633亿吨。德国是实行废纸回收最早的国家,德国绿色和平组织有条标语是:只有当最后一颗树被锯倒的时候,我们才会发现,原来也可以用其他材料当生产纸。从20世纪80年代起就逐步实行了绿色包装制度,一件纸包装箱要反复使用三次。德国人素有垃圾分类的习惯,家家门前一般有3个垃圾桶,一个回收普通生活垃圾,一个回收塑料制品等,另一个专门用来回收纸张的。在火车站,宾馆等公共场所都有专门用以回收纸张的垃圾袋或垃圾箱。目前被回收的旧纸,木浆和纤维材料已经构成了德国三大纸张生产原料。
3. 研究的基本内容与计划
本学期结束前 完成开题报告一份,包含外文资料翻译或文献综述1--2篇。下学期第1周 做具体设计前的准备工作,找相关的工具书,准备绘图软件等。第2-3周 根据提供的工艺条件及要求进行工艺计算,主要为浆水平衡计算。第4-5周 根据工艺计算的结果进行系统的工艺设计,生产车间的布置。根据产品的要求合理规划生产车间以及绘制工艺流程图。第6-8周 对生产车间进行计算及设备选型;并进行车间的初步布置。第9-10周 运用CAD软件绘制工艺流程成品图和设备布置图。第11-12周请指导老师修改,经过讨论后对设计做进一步的改进,润色,为答辩做好准备。
4. 研究创新点
废纸需求量的日益增加,使低品质的家用混合废纸和办公室混合废纸成为广泛收集和回收使用的主要废纸来源;废纸品种规范的日益扩大,回收数量增加之快,使收集到的废纸质量日趋低下。国内外在此方面进行也大量的研究,已有许多新的进展。最终目的是尽可能降低成本,不断更新废纸新闻纸制浆设备,增加国际竞争力。
