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日本纸厂节能介绍
Experience of Energy Saving in Japanese Paper Mill
中越制浆工业株式会社　菅田友宣
　　本文选自《2006年中日造纸技术交流会论文集》
　　21世纪称为环境的世纪,地球变暖等环境问题,
已成为世界上最大的问题。地球变暖是由于CO2等温
室效应气体大量排出引起的,日本的温室效应气体约
9成是CO2,大部分是因为使用化石燃料等能源造成
的,因此,节能不仅可以降低成本,而且对环境方面
也很重要。
本文介绍了日本制浆造纸业节能的概况以及某公
司在节能方面采取的举措。
1　日本制浆造纸工业的节能
1·1　浆纸业的关注
早在1997年1月日本造纸联合会就制定了“关于
环境的自主行动计划”,以提高制浆造纸工业对环境
变暖的关注, 2004年11月又进一步强化了这种关注
的重视程度。
强化了的新目标是:
(1) 2010年相对单位产品的化石能源消耗,要比
1990年度减少13%(比当初的目标提高了3%)。
(2) 2010年单位产品的CO2排出量比1990年度
减少10%(新规定)。
(3)到2010年时,植林面积扩大到60万hm2。
(比当初的目标增加5万hm2)
1·2　制浆造纸业的能源构成(以热量为基础: 2004
年度)　　
从图1可以看出,制浆造纸工业的能源构成,化石
能源约占60%。节能直接关系着化石能源的削减,以及
CO2排出的削减。
可再生能源指的是回收黑液、废材、水力发电、树
皮、造纸污泥、损纸,其中约90%是黑液回收。
另外,废弃物能源是可再利用的资源,以垃圾作为
燃料,即用RDF(垃圾固体燃料)、RPF(物质循环困难的
废纸及塑料固体燃料)、废轮胎、废油、废塑料等,作
为石油、煤等燃料的替代燃料,近年来受到关注。
图2所示为化石能源的构成,石油(煤油、轻油、
重油、液化石油气、油焦)和煤约占80%。
图1　能源的构成
图2　化石能源的构成
　1·3　单位产品能量消耗及CO2排放量的变化
单位总能量:化石能源、可再生能源、废弃物能
源的总消耗量/产品量
单位化石能源消耗:消耗化石能源热量/产品量
单位CO2排放量:由化石能源、购入电力而来的
CO2排放量/产品量
图3中所示为相对于1990年制浆造纸业总产量
及单位产量的数值变化。总能耗最近3年微增,但化
石燃料的单位消耗量却在减少,可以看到替代化石能
源正在成为现实。
·40·
环保技术Environmental Technology
World Pulp and Paper Vol·25, No·4表1　中越制浆工业株式会社3个纸厂的概况
川内纸厂能町纸厂二冢纸厂3厂合计
占地面积/m2205000 357000 213000
从业人员数/名376 367 190 933
抄纸机台数/台6 5 2 13
涂布机台数/台—1—1
纸生产量/t·a-1290000 412000 203000 905000
浆生产量/t·a-1

LBKP: 169000
NBKP: 37000

LBKP: 226000
NBKP: 61000
DIP: 21000

DIP: 129000
TMP: 72000

LBKP: 395000
NBKP: 98000
DIP: 150000
TMP: 72000
主要产品

牛皮纸
高级纸
微涂纸
其他纸及纸浆

牛皮纸
高级纸
涂布加工纸
微涂纸
高级白纸板
纯白卷筒纸
其他纸及纸浆
新闻纸
印刷出版用纸

　　注　①生产量为2004年度实际量;②从业人员为2005年3月末数。
图3　单位产品指数的变化
2　中越制浆工业株式会社节能状况
2·1　公司概况
公司始建于1947年2月,是从事纸浆、牛皮纸、
高级纸、涂布加工纸、新闻纸及特种纸的生产和销售
的综合性企业,公司有川内纸厂、能町纸厂、二冢纸
厂等3家纸厂。表1中列出了3家纸厂的概况。
2·2　公司的能源构成(热量单位计: 2004年度)
如图4所示公司的能源构成,回收黑液和造纸污
泥的可再生能源占58%,其余的42%依赖化石能源
(重油、油焦、购入电力、液化石油气),与本行业总
量(占61%)相比,该公司对化石能源的依赖程度
较低。　　
2·3　节能的推进体制
作为降低成本和环境对策,该
公司将节能作为重要的经营课题,
以节能为目的的投资工程,以单独
的项目设立节能工程预算。
另外,在各纸厂组建能源委员
会,每月召开单位产品状况报告、
节能工程的立案、进展情况、结果
报告、巡视等会议,每年各纸厂的
能源委员会代表到公司本部集中1
次,进行总结:
上年度节能的业绩及本年
度计划;
单位产品能耗的变化;
提供其他纸厂的节能事例
报告;
召开基于上述议题的全公司节
能会议,并决定纸厂的每个节能目
图4　本公司的能源构成
标的设定(重油以及电力的削减量)。
图5　近5年间的重油节省目标和业绩
2·4　节能的推进状况
图5及图6列出了最近5年中,按年度的重油节
省量及节电量的目标和实际消耗以及相对于使用量的
实际削减率,图7所示是总能量消耗的变化,图8所
示为重油节省量和节电量换算成原油合计的节能实际
量的逐年变化以及相对于总能耗的削减率。2001年
·41·
环保技术Environmental Technology
　国际造纸　2006年　第25卷　第4期以后,总能耗每年大约以1·4%的幅度增加。节能量
2003年度大幅回落,换算成原油在8000 kL/a左右变
化,削减率除去2003年度,都在1·5%左右。
图6　近5年间的节约电力目标和业绩
图7　总能量的变化
图8　节省能量的变化
图9　单位产品指数的变化
图9列出了相对于1990年该公司的生产量的各
项指标的变化。生产量增加了30%左右,而单位产
品的节能指标提高了25%左右。
2·5　节能的措施
该公司从2000年到2004年实施的节能项目,按
其方法分类,各种方法节能量(换算成原油量)的比例
图10　各种节能措施节能量(换算成原油)比例
见图10。从图中可以看出,改善流程和操作方法节能
量达到了54·9%,成为该厂节能措施的主流。表2中
列出了各方法措施的具体内容。
表2　各方法的具体内容
方法内容
　流程、操作
方法的重新审
查
　 停止运转重新审查认为不必要的泵、搅拌机等
　 搅拌机运转设置计时器以及程序化,在不需要时
停止
　 其他
　引入新机
器、新设备
　 引入以节能为目的的机器、设备
　 使用以品质、操作稳定等为目的的设备,有助于
节能的情况
　 其他
　高效率化措
施
　 变更使用由机器厂家研究开发的高效率型号设备
　 其他
　转数控制化　 控制泵、风机等的电动机的转数
　 其他
2·6　节能案例
2·6·1　漂白设备旁路分流的节能(流程、操作方法的
审查)
图11　H塔的旁路分流
因环保政策要求(三氯甲烷污染),停止在漂白碱
处理塔之后加入NaClO。尽管不再添加NaClO,但白
度没问题,所以如图11所示停止了分流H塔的周边
机器以达到节能目的。
·42·
环保技术Environmental Technology
World Pulp and Paper Vol·25, No·4如表3所示,因旁路分流可以停止8台机器,合
计节省电力约100 kW。
表3　因H塔旁路分流节能效果
停止机器名称节省电力/kW
碱处理后洗涤机3·8
碱处理后跳筛1·6
NaClO稀释泵18·6
H塔环形白水泵25·6
H塔原料泵24·3
H塔输送机3·2
H塔搅拌器6·1
洗网目温水泵17·6
合计100·8(换算成原油219 kL/a)
2·6·2　洗净　设置高浓泵改为中浓泵(高效率化措施)
纸浆洗涤工程的高浓泵属于螺旋桨式泵,电力消耗
大,因此,为了节能换成高效率的中浓浆泵(离心式)。
节省电力: 32 kW(换算成原油68 kL/a)
高浓浆泵型号: 405HDP-W-125(200 kW)
中浓浆泵型号: MCA32-100(150 kW),浆浓: 10%
2·6·3　设置黑液间接加热(引入新机器、新设备)
在回收炉中燃烧黑液时,采用加热器方式进行升
温,由于过去是向黑液中直接吹入蒸汽加热,所以导
入间接加热不再混入冷凝水,防止了黑液浓度的降低
(固形物浓度68·3%~68·9%),因使蒸发倍数提高而
达到了节能的目的(见图12)。
重油削减量: 73 kL/月(换算成原油929 kL/a)
图12　黑液流程图
2·6·4　设置回收炉排气热回收装置(引入新机器、新设备)
从燃烧炉排出的气体温度为175℃,经烟囱排入
大气。在烟囱的入口设置热回收设备,与锅炉给水进
行热交换升高给水温度,因提高了锅炉效率达到节能
目的(见图13)。　　
重油削减量: 127 kL/m(换算成原油1615 kL/a)
2·6·5　控制纸机离心风机转数
纸机湿部的真空发生装置采用离心式风机,以转
数调整各部分的真空度,达到节省电力的目的。
风机型号: 595 m3/min×68·65 kPa
电机型号: 1600 kW×3300 V×6 P
节省电力: 108 kW(换算成原油236 kL/a)
图13　排气热回收流程图
另外,作为公司以节能为目的的泵、风机的电动
机的转数控制化率(相对于设备台数的实施转数控制
化电机的比例)达到15%左右。
2·6·6　设置废物燃烧炉(其他)
为了促进废纸的利用,公司新引进了DIP设备,
以提高原料的废纸配比率。
随着DIP的利用,设置处理厂内产生的DIP泥
渣、造纸污泥、木片粉屑、其他的可燃物垃圾合并处
理的燃烧炉,燃烧炉的排气设置排热锅炉进行热回
收,因而达到热的循环(见表4)。
重油削减量(由发生的蒸汽换算): 310 kL/月(换
算成原油3940 kL/a)
表4　排热锅炉指标
蒸发量/t·h-1蒸汽压力/MPa蒸汽温度/℃燃烧物(绝干)/t·d-1
6·7 1·17饱和造纸污泥: 40
DIP泥渣: 34
木片粉屑: 10
可燃垃圾: 6
3　未来展望
正如所述节能进展状况那样, 2004年度相对于
1990年度该公司单位产品购入的能源, CO2排出量改
善25%左右,公司认为可实现目标。
现在,实施的节能措施是削减化石能源,今后,
还将摆脱化石能源,使用RPF、再生油、木质燃料、
废轮胎等替代能源。
摆脱化石能源,特别是面对近年来因原油价格高
涨造成的能源成本升高,是有效的保护策略,应积极
地推进。
(下转第55页)
·43·
环保技术Environmental Technology
　国际造纸　2006年　第25卷　第4期用IGT测定了涂布纸样的表面强度。与参比纸样
相比,含淀粉颜料的纸样在相同的试验条件下纸张表
面没有破坏。使用中黏度油墨测试表明,含25份淀
粉颜料的涂层具有更高的表面强度(见图14)。
图14　不同颜料配比涂布纸样的表面强度
当施加相同量的印刷油墨时,含淀粉颜料的涂
层显示出较慢的油墨固着(见图15)。这是因为在压
光过程中,淀粉颜料封闭了涂层孔隙;然而在含高岭
土颜料的涂料中,这些孔隙仍然存在。
图15　涂布纸样的ISIT黏性
3　结　论
3·1　仅用25份(质量计)淀粉颜料的涂布纸就可达到
非常好的纸张表面性能;利用此颜料在较低的压光压
力下能生产出有光泽的涂布纸,并具有较高的白度和
不透明度。
3·2　达到上述试验结果所需的淀粉颜料用量还可能
少于25份,以便降低较昂贵淀粉颜料的用量;该淀
粉颜料能给予涂布纸好的表面强度,可能还会减少涂
料配方中胶黏剂的用量。
3·3　在优化的压光参数下,利用含淀粉颜料的涂料
配方,可以生产出超低定量的具有良好表面性能的涂
布纸。研究表明,球形刚性不溶水的具有最佳粒径分
布的淀粉颗粒可具有与商业矿物颜料相媲美的光散射
性能;采用这类淀粉颜料取代矿物颜料,可使涂布纸
获得相同或更高的光泽度、平滑度、不透明度和白
度。
3·4　淀粉颜料的第一次大规模试验(实验室实验和中
试研究)取得了令人满意的结果。虽然这些涂料配方
的流变性能还没有达到最佳状态,但通过优化胶乳和
助剂的用量和类型,可以得到进一步的改进。
3·5　后期新研制的淀粉颜料减小了颗粒的粒径偏差,
提高了白度,简化了生产工艺,降低了原材料成本。
虽然还没有进行中试试验,但是与中试试验使用的淀
粉颜料相比,其性能会更加突出。
(责任编辑:关　颖)
(上接第43页)
3·1　废物锅炉的设置
公司二冢纸厂生产新闻纸,没有硫酸盐浆制造设
备,所以没有以生物质燃料之一的黑液作为主要燃料
的回收炉,因此全部燃料靠购入化石能源供给。
公司计划以废轮胎、RPF、木质作为燃料主体的
废物燃烧炉正在建设中,预定2006年运转(见表5)。
如果废弃物燃烧锅炉运转,二冢纸厂的化石能源使用
量(换算成原油)和CO2排放量,与2002年的实际相
表5　废物燃烧炉指标
蒸发量/t·h-1蒸汽压力/MPa蒸汽温度/℃燃料构成(热量比)/%
130 12·2 530轮胎粉末: 59
RPF: 12
木质燃料: 6
煤: 23
比将分别削减34%和25%,另外预计能源成本也将
降低30%。
3·2　燃烧废甲醇
采用以纸厂附近的化学厂产生的废甲醇、溶剂等
作为燃料,减少助燃重油的使用量。重油削减量30
kL/月(换算成原油: 382 kL/a)
4　结　语
节能作为工厂收益改善的手段,尽管公司过去就
在积极关注,但在大力提倡保护地球环境的当今,变
得更加重要。随着化石能源被其他能源的替代,今
后,摆脱化石能源将列入议事日程,企业的节能活动
也将蓬勃发展。(谭国民　译)
(责任编辑:孙秋菊)
·55·
生产实践Mill Practice
　国际造纸　2006年　第25卷　第4期