级利用 ,使生产与消费尽可能达到对环境的“零排
放”。在技术层面上 , 就要按照 3R 技术原则

(reduce , reuse and recycle) 寻求原子利用率与原子经

济效益的最大化。

“化工清洁生产”

与“循环经济”

是

构建生态工业园的核心 ,也是“绿色化学与工程”这
一新兴交叉学科的核心研究目标

[ 1

—

4 ]

。酸与碱是最

基础的化工原料和产品 ,酸碱的再生循环往往成为
实现清洁生产与循环经济的关键环节。可以设想 ,
有了廉价易得的酸与碱 ,并实施就地再生循环 ,几乎
一切有害或有用废弃物都可以被资源化利用。中国

科学院过程工程研究所李佐虎研究员创立了新型的
酸碱联产技术 —

—

“熔态水解”法 ,就是将碱金属氯

化物在熔融状态下 ,利用一种高效转化剂 ,通入水蒸
气制得低成本的碱和酸。依据这一新技术 ,将可能
衍生出系列的化工清洁生产技术。该技术体系就是

以熔态水解技术为核心 ,用制得的低成本 KOH 代替
常规的 NaOH 进行碱法制浆 ,用富含钾及各类有机
物的黑液为原料制备有机肥料 ,彻底消除造纸工业
的黑液污染 ,在实现清洁制浆的同时 ,提供生态农业
所需的高效有机肥料。该技术体系的建立 ,有望改
变我国制浆造纸行业的重污染现状 ,改善我国的肥
料结构 ,实现秸秆的有效利用 ,建立具有中国特色的
秸秆生态工业体系。

　秸秆资源利用概况

世界上种植的各种谷物每年可以提供秸杆 17

亿吨 ,其中大部分未加工利用。我国的秸杆每年达

7 亿吨 ,其中稻麦草 2

13 亿吨 ,玉米杆 212 亿吨 ,豆类

和秋杂粮作物 1

10 亿吨 ,花生和薯类藤蔓、甜菜叶等

10 亿吨

[ 5 ]

。秸杆的利用研究一直是人们关注的重

大课题 ,因为秸杆是可再生的天然有机物 ,来自于太
阳能的转化 ,取之不尽 ,用之不竭 ,但迄今为止没有
得到很好的利用。在国外 ,由于耕地面积大 ,耕作方
式采用休耕和轮作 ,大部分的秸杆采用粉碎后直接
还田的方式回到土壤中

[ 6 ]

。我国由于人均农田面积

小 ,复耕指数高 ,秸杆还田常常由于秸杆腐烂不彻底
影响第二年的种植 ,加之秸杆还田成本高而得不到
推广 ,大部分的秸杆以焚烧的方式处理 ,既浪费了资
源 ,又造成了环境污染。在我国 ,秸杆利用量最大的
是用于造纸 ,平均每生产一吨的纸浆约需 4

15 吨的

秸杆。我国纸产品的需要量有4 000多万吨 ,如有一
半采用秸杆造纸 ,将可以利用秸杆一亿吨。但由于
秸杆造纸对环境污染严重 ,制约了我国造纸业的发
展 ,也影响了这种最有效的秸杆利用方式的发展。

　我国造纸行业的主要特点和问题

我国是纸产品消费大国 ,每年消耗量为4 000多

万吨 ,消费总量仅次于美国 ,据世界第二位 ,但人均
消费量仅 33 kg ,只有世界人均消费量的一半

[ 7 ]

,因

此造纸行业还有很大的发展潜力。由于我国特殊的
国情 ,其造纸行业与发达国家相比有以下的特点 :

(1) 以非木材纤维原料为主

我国森林资源匮乏 ,全国森林覆盖率 13

192 % ,

森林面积 1

1337 亿公顷 ,人均仅 0112 公顷 ,仅为世

界平均水平的 1

Π6 , 在 144 个国家排序中居 107

位

[ 8 ]

。因此 ,我国造纸行业中大多以稻麦杆、

芦苇、

甘蔗渣等非木材纤维原料进行碱法制浆造纸。在我
国制浆原料结构中木材仅占 15 %左右 ,非木材约占

83 %左右 ; 而在国外 , 非木材纤维原料制浆仅占

5 %

[ 9 ]

。

(2) 企业规模小

由于非木材纤维原料分布分散、

比重小、

体积

大 ,不便运输和集中 ,因此各地星罗棋布的小造纸厂
构成了我国造纸行业的主体。据统计 ,全国有造纸
企业11 025个 ,其中年产纸浆万吨以下的9 838个 ,

5 000吨以下的占9 141个 ,3 万吨以上的 130 个

[ 10 ]

。

虽然近年来对大量的小厂进行了关停并转 ,但仍未
能改变我国小造纸厂居多的状况 ;而世界纸浆厂平
均规模为 15 万吨

Π年 , 造纸企业规模平均为

6 万吨

Π年左右 ,一些发达国家纸浆厂平均规模为 30

万吨以上 ,造纸厂为 10 万吨

Π年以上

[ 11 ]

。

(3) 造纸废水污染严重

由于草浆等非木材纤维原料的黑液至今尚没有

一套完善的技术路线 ,主要是因为草浆黑液中硅含
量大 ,木素含量低 ,以至影响黑液的燃烧性能和碱回
收系统的正常运行。同时 ,草浆碱木素的利用难度
较大 ,国内尚没有能容纳如此大量的碱木素的市场 ,
造成草浆黑液综合利用的困难 ,而不得不大量排入
江河 ,形成了我国的主要污染源。据统计 ,我国县及
县以上造纸及纸制品工业废水排放量为 35

13 亿吨 ,

占全国工业废水总排放量的 18

16 % ,排放废水中

COD

为 287

17 万吨 ,约占全国工业 COD

总排放量

的 44

10 % ,其中碱法制浆产生黑液的污染负荷占制

浆造纸生产线产生废水总污染负荷的 90 %左右

[ 12 ]

。

约占造纸废水污染负荷 10 %左右的综合 (中段) 废
水处理 ,有比较成熟的技术 ,一般采用厂外两级生化
处理即可以达到排放标准 ,因此这类废水的治理比
较容易解决。由此可见 ,制浆造纸工业水污染的防

・

化　学　进　展

第

卷